Технологическая линия для производства стеклокристаллических изделий. Пр. 100 тыс. тон в год

для MgO:

4,1 = 0,02y + 0,212z;

Для :

1,5 = 0,0015x + 0,002y

Рассчитываем  систему уравнений:

29,8 = 0,46 + 0,30642,

0,02(29,8 – 0,3064z) = 0,46(4,1 – 0,21z),

0,596 – 0,0062z = 1,886 – 0,0966z,

1,29 = 0,09606z, z = 14,2;

y =

57,6 = 0,995x + 0,330,009,

0,995x = 39,02, x = 39,2.

Таким образом, состав шихты на 100 в.ч шлакоситалла будет:

Состав:

Песок 39,2

Шлак 55,9

Доломит 14,2

Итого  109,3

Определяем  процентный состав оксидов, вводимых

а) с песком   

Si = = 39 % , F = = 0,06 %

б) со шлаком

Si = = 18,4%, A = = 4,5%, F = = 0,1%,

MgO = = 1,1%, CaO = = 25,7%.

в) Si = = 0,13 %, A = = 0,1%, MgO = = 2,98%,

CaO = = 4,35%.

г) П.п.п вносимые с доломитом

П.п.п =

Теоретический состав шлакоситалла приведён в таблице 2.3.2.

Таблица 2.3.2  - Теоретический  состав шлакоситалла

 

Материалы	Массовая доля оксидов, %						Массовая доля кристаллизатора
			CaO	MgO		П.п.п	MnS + FS
Песок	39	-	-	-	0,06	-	1,08
Шлак	18,4	4,5	25,7	1,1	0,1	-
Доломит	0,13	0,1	4,35	2,98	-	6,62
Итого:	57,53	4,6	30,05	4,08	0,16	6,62	103,04

 

В итоге имеем 103,04 вес. ч. шихты на 100 вес. ч шлакоситалла [9].

Для процесса кристаллизации необходимо ввести в состав шихты  кристаллизатор в количестве 0,07% от состава шихты. Кристаллизатором является соединение MnS + FS, на завод приходит в мешках, размер частиц от 0,5 до 1 мм, насыпная плотность 1200 кг/ , влажность 4%.

В итоге на 100 вес. ч. шлакоситалла имеем 104,12 вес. ч. шихты (смотреть таблицу 2.3.2).

 

 

 

 

2.3 Выбор и обоснование технологической схемы

 

Стекольный песок просеивают через сито № 08 на виброгрохоте, просеянный песок поступает в промежуточный бункер для хранения.

Доменный шлак и доломит  поступает на предприятие с размером частиц 20-30 мм. Влажность доменного шлака 10%. Для измельчения и сушки используются аэробильные мельницы , так как они представляют собой целый комплекс оборудования на котором производится измельчение, сушка классификация измельченного и высушенного материала на фракции. так же контрольный просев на сите №09 на виброгрохоте. После материал по элеватору направляется в промежуточный бункер.

Материалы из промежуточных  бункеров в расходные бункера  дозировочных линий подают ленточными конвейерами и элеваторами. Малые количества компонентов шихты хранятся непосредственно в расходных бункерах. На автоматические весы материалы подают лотковыми вибрационными питателями, полностью герметизированными. Такие же питатели выдают отвешенную порцию с весов на сборную ленту. Продолжительность отвеса материала 3-3,5мин, высыпания на ленту 1,5-4 мин.

Материалы собранные на ленте  конвейера, поступают в смеситель. Смеситель С-951 с планетарным вращением  смешивающих органов в кольцевом  пространстве неподвижной чаши вмещает единовременно 1 – 2 т, мощность двигателя 22 – 23 кВт, время перемешивания при загрузке 2 тонны 4 минуты.

После смешивания шихту подают в промежуточные бункера и  оттуда в загрузочные бункера ванной печи [5].

Следующим переделом является плавление шихты в ванной печи. Температура варки шлакового  стекла в ванных печах составляет 1470 , а температура стекломассы в конце выработочной части ванной печи составляет 1350.

Следующим переделом является прессование плит.

При производстве прессованных плит для дозировки и подачи стекломассы на

формование используются струйный питатель, выполненный на основе механического питателя ПМ – 12. Стекломасса из ванной печи непрерывно поступает к очку питателя, протекая через обогреваемый канал. Стекломассу дозируют при помощи отсекателя, в качестве которого используется водоохлаждаемый металлический лоток, установленный стационарно. Плиты формируют на восьмипозиционных прессах АПР-11. На первой позиции форма заполняется стекломассой, а на второй вступает в работу прессованный механизм; на третьей – пятой позициях отпрессованные плитки охлаждаются, на шестой позиции они выталкиваются из формы.

Следующим переделом является кристаллизация и отжиг в муфельных печах. Уменьшение перепада температур в туннеле отжига достигается устройством двух камер сжигания и муфелей – верхнего и нижнего. При высоких температурах в головной части печи стенки муфелей выполнены из карборундовых плит. Количество воздуха, подсасываемого в каналы охлаждающих муфелей, регулируется специальными золотниками. Толщина изоляционной засыпки наибольшая в зонах нагрева и выдержки и достигает до 500 мм. К зоне быстрого охлаждения толщина уменьшается до 100 мм. Зона быстрого охлаждения в большинстве случаев не имеет изоляционной засыпки. В холодной части за туннелем отжига предусмотрен открытый конвейер для окончательного охлаждения и сортировки изделий. [7].

Пооперационная технологическая  схема представлена  в приложении А, поагрегатная схема выполнена в приложении Б.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Режим работы технологической линии

 

Режим работы цеха выбираем по нормам технологического проектирования предприятий. Для цехов в которых  происходит процессы кристаллизации или  плавления, принимают непрерывную рабочую неделю при круглосуточной трёхсменной работе. Для обеспечения систематического ремонта оборудования принимаем коэффициент использования в пределах 0,87 – 0,92. Число рабочих суток принимаем равным 365 при трёхсменной работе [10].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5 Расчёт производственной программы и потребности в сырье

 

Расчёт производственной программы цеха производим, исходя из принятого режима работы цеха и  программы предприятия. Результаты расчёт внесены в таблтцу 2.5.1

Таблица 2.5.1 – Производственная программа цеха

 

Наименование продукции	Единица измерения	Программа выпуска в:
		год	сутки	смену	час
Прессованные плиты размером 25025015 мм	Тонны	100000	274	91,3	11,41
	Штук	41666667	114155	38052	4755

 

Исходными данными для  определения потребности в сырье  служат заданная программа и расходы  материала на единицу готовых  изделий. Расчёт сырьевых материалов производим на сухое вещество, а затем с учётом влажности каждого компонента и возможных потерь при транспортировании 1%, плавлении 1%, кристаллизации 1% [10]. Результаты расчёт внесены в таблицу 2.5.2.

Таблица 2.5.2 – Потребность в сырье

 

Наименование передела	Расход в:
	год	сутки	смену	час
Складирование сырья, т.: шлак w=10%, песок w=4%, доломит w=10%,	62725,8	181	59,5	7,5
	41587,41	113,9	37,97	4,7
	15933,95	43,65	14,55	1,81
Подготовка сырья и  формовочной массы, т:

 

Подготовка сырья и  формовочной массы, т:
шлак w=4%,	59304,44	162,47	54,15	6,78
песок w=4%,	41587,41	113,9	37,97	4,8
доломит w=4%,	15064,8	41,27	13,75	1,74
шихта w=4%.	115956,65	317,68	105,89	13,23
Плавление, т	102010	279,47	93,15	11,64
Формование, т (шт.)	101000 (45833334)	276,71 (125571)	92,23 (41857)	11,52 (5232)
Тепловая обработка, т (шт.)	101000 (45833334)	276,71 (125571)	92,23 (41857)	11,52 (5232)
Складирование, т (шт.)	100000 (41666667)	273,97 (114155)	91,32 (38052)	11,41 (4755)

 

Потери при складировании  сырья и подготовки сырья и  формовочной массы рассчитываются в расчёте на сухую шихту. Масса  сухой шихты рассчитывается из соотношения:        109,3 – 100

                        х  - 102010,

от сюда х = 109,3102010/100= 111496,9 т.

Количество сухого компонента рассчитываем по из соотношения:

для доломита 109,3 – 111496,9

                         14,2 – Д,

Д = 111496,914,2/109,3= 14485,4 т.

Так же рассчитываем количество доломита с учетом влажности 4% и 10%:

14485,41,04 = 15064,8 т.,

14485,4 1,1 = 15933,95 т.

По такому же принципу рассчитываем количество песка и шлака.

 

 

3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ

3.1.1 Определение количество основного оборудования

 

Для начала рассчитаем, сколько  ванных печей для плавления необходимо для заданной производительности цеха. Количество оборудования считаем по формуле:

N = = 0,8 1,

где:  - часовая производительность цеха;

 - паспортная производительность[7];

 - коэффициент использования оборудования во времени для тепловых агрегатов.

Отсюда следует, что для  плавления шихты хватить одной  ванной печи. Техническая характеристика ванной печи представлена в таблице 3.1.1.1.

Таблица 3.1.1.1 – Характеристика ванной печи

 

Показатель	Значение
Производительность, т/сут	400
Площадь отапливаемой части,	240
Площадь студочной части,	215
Используемое топливо	Природный газ
КПД,%	45

 

Процесс формования идёт на прессе АПР-11.

Количество прессов считаем формуле:

N = = 0,91 1,

Один пресс справится  с данной производительностью цеха [10].

Процесс кристаллизации и обжига идёт в одной печи. Так же процесс кристаллизации и отжига характеризуется общим временем тепловой обработки.

Процесс отжига делится на IV сстадии.

I стадия предварительного охлаждения изделия до температуры 560. Скорость охлаждения плитки считаем по формуле:

 град/мин,

где:  a - полутолщина плитки.