畢業設計(論文)450t/d浮法玻璃原料車間工藝的初步設計浮法玻璃是現如今生產平板玻璃的廣范使用方法，并且原料車間又是浮法玻璃生產過程中的最為主要的環節。本設計是450t/d浮法玻璃原料車間工藝的初步設計，其主要是對浮法玻璃原料車間的設計方案和工藝流程進行闡述。原料車間的核心任務就是把質量和粒度都符合要求的粉料經破碎、篩分等工藝流程制備成制定玻璃品種生產過程中所需的配合料，并最終送進窯頭進行熔制。該環節過程中的精準配料和生產過程中的穩定運行決定了所生產玻璃質量的優劣。因此在浮法玻璃原料車間設計中工藝方案的確定和裝備設備的選取尤為重要。對于原料車間內的合理化布局，每一部分的緊密銜接都是保證玻璃質量的關鍵，本設計中主設備選取和經濟效益等部分，最后通過手繪和CA體布局進行了繪制。整個設計的內容完整，結合了生產過程中的實際情況，對實designABSTRACTFloatglassistheproductionofflatglassisnowawiderangeofuse,andworkshopmaterialsisthemostmajorpartofthefloatglassproductionprocess.Thedesignisaprocessofpreliminarydesignofthe450t/dfloatglassworkshopmaterials,whichismainlydescribedthedesignandprocessoffloatglassworkshopmaterials.Thecoretaskoftheworkshopmaterialstomeettherequirementsofqualityandparticlesizepowderbycrushingandscreeningprocesswaspreparedwiththematerialsneededinthedevelopmentofvarietiesofglassproductionprocess,andultimatelysenttothekilnheadmelting.Thelinkintheprocessofpreciseingredientsandproductionprocessesinthestableoperationofthequalityofglassproducedbytheprosandcons.Therefore,theprocessschemeforthedesignofthefloatglassworkshopmaterialsandequipment,equipmentselectionisparticularlyimportant.Rationalizedwithintheworkshopmaterials,eachpartofcloselyco-ordinatedtoensurethatthekeytoglassquality,nowisnowglasssectorsoftheeconomyandtheproblemsaremainlydescribedthedesign,selectionofingredientsandtheratiocalculation,equipmentselectionandeconomicbenefits,partofthelasthand-paintedandCADdrawingtwowaystheoveralllayoutoftheworkshopmaterialsweredrawn.Thecontentsoftheintegrityoftheentiredesign,combinedwiththeactualsituationintheproductionprocess,someguidanceontheactualproductionKEYWORDS:Floatglass;rawmaterials;process;balancecalculation 11.1本設計的指導思想和遵循原則 11.1.1設計指導思想 11.1.2遵循的原則 2第1章浮法玻璃原料的質量要求 31.1原料的質量要求 31.1.1浮法玻璃對原料化學組成的要求 31.1.2浮法玻璃對原料粒度組成的要求 41.1.3浮法玻璃對原料中難熔礦物含量的要求 5第2章浮法玻璃原料及成分設計 72.1浮法玻璃的原料組成 72.1.1主要原料 72.1.2輔助原料 82.2浮法玻璃的成分設計 2.2.1玻璃生產的特點 2.2.2浮法玻璃對成分要求 第3章浮法玻璃配合料的制備 3.1玻璃組成的設計和確定 3.2配合料計算 3.2.1配合料計算中的幾個工藝參數 3.2.2計算步驟 3.2.3配合料計算 3.3.1對配合料的質量要求 3.3.2配合料制備的工藝流程 3.3.3配合料的質量控制 4.1原料的破碎與粉碎 4.2原料的篩分 4.3原料的除鐵 224.4稱量設備 234.5混合機械 234.6原料運輸設備 第5章人員編制及成本核算 5.1企業人員編制 5.2原料費用 25 5.4設備管理費用 265.5工廠管理費 5.6投資回收期 27 27 29 外文資料翻譯 CompositesinAerospaceApplications 復合材料在航空航天中的應用 40原料是材料生產的基礎，其作用主要是根據產品的結構組成和所應具有的相應性能提供合適的化學成分和加工處理過程。優質適宜的原料是生產高品質產品的前提和保證。浮法玻璃的原料相對繁多，由于其成因和產狀的不同，從而成分組成和物理化學性質不完全一致。針對所需原料不同的產地，選取標準和質量控制的不同對玻璃質量和性質造成的影響加以闡述。因此，掌握原料的成分和組成及其產品性能和生產工藝的相互關系，對于合理地選擇原料，節約資源，物盡其用極為重要。玻璃科學的發展，加深了對玻璃的形成和結構理論、相平衡，特別是玻璃的性質和成分依從關系的認識，從而為玻璃成分的設計提供了重要的理論基礎。但要定量地得到合乎預定要求的玻璃成分，必須對擬定的玻璃成分進行反復的調整，由于新技術的發展，人們對玻璃材料的性能提出了各種新的要求，而新品種玻璃的不斷出現，使用于玻璃成分中的元素幾乎包括了周期表中的絕大部分，從而提供了各種具有優異性能的結構材料和功能材料。特別是隨著玻璃成分、結構、性質間依從關系的不斷明確，將逐步根據使此設計是450t/d浮法玻璃原料車間工藝初步設計，主要是依據浮法玻璃需要的性質和工藝性能從而設計玻璃的原料車間以及原料的組成成分，1.1本設計的指導思想和遵循原則玻璃行業的發展與國民經濟的很多行業都存在著聯系，同時玻璃行業對推動整個國民經濟的發展都起著非常積極重要的作用。因此，“十二五”規劃中也對玻璃行業的發展提出了具體的要求。同時，也頒布了各項法律來規范玻璃行業的健康發展。在新的形勢下，玻璃行業必須按照科學發展觀的要求，轉變增長方式，有效的調整產業結構，才能促進玻璃行業的健玻璃的科學研究，特別是性質和組成依從關系的研究，為玻璃組成的設計提供了重要的理論基礎，在實際設計玻璃原料車間時，應遵循如下原(2)根據玻璃形成區域圖和相圖，使所設計的成分能夠形成玻璃，并(3)根據生產條件使設計的原料車間能夠符合當前玻璃行業的經濟、(4)所設計的玻璃原料車間應當具有低成本、低能耗和降低污染的玻璃成分時，必須根據復發玻璃鎖要求的物理、化學性質和工藝性能，選擇適宜的氧化物系統，以確定決定玻璃主要性質的氧化物。在此基礎上，再引入一些盡量不使玻璃的原有性質變差，而同時能賦予玻璃其他必要性針對原料的產地，選取方法，質量控制要求和檢測方法采取相應的工藝措施。最后，針對材料的來源以及原料車間的合理設置，最大限度的節約能(2)長石第1章浮法玻璃原料的質量要求1.1原料的質量要求原料質量優劣是關系到浮法玻璃生產優質高產的至關重要的問題。玻璃成品上的缺陷，在很大程度上是由原料和原料制備中的弊病造成的。當前，玻璃行業清楚認識到這點，原料質量低劣，即使采用了先進的浮法成型工藝，也難以成產出優質玻璃。為此，制定出玻璃生產使用原料的質量玻璃的熔制成型的整個生產過程中，化學成分都應處于穩定狀態，從這一層意義上來講，各種原料在同一批料中，其化學組成波動要小，在相鄰的倆批料間的化學組成更不能打，否則會影響玻璃的均勻性。即使玻璃夜的溫度相同，也會使玻璃的密度、粘度以及顏色等發生變化。所以必須對原料中各種氧化物的化學組成的波動提出要求，并加以嚴格控制。為生產優質浮法玻璃，對各種原料的化學組成，允許波動范圍如下要求：(1)硅砂在浮法玻璃成分中所占百分比，通常為71%~73%。如果硅質原料中含SiO?Al?O?≤0.2%±0.04%;Fe?O?≤0.05%±0.001%TiO?≤0.01%;Cr?O?<0.0002%;相鄰倆批料之間的成分波動范圍不得超過上述波動范圍的40%。Na?O+K?0<10%±0.5%;(3)白云石MgO>20%±0.3%;Al?O?<0.3%±0.1%;Fe?O?<0.1%±0.05%;CaO>54%±0.3%;MgO<0.5%±0.3%;Na?CO?>99%;NaC1<0.1%;相對密度為1.1~1.3。應采用無水芒硝，Na?SO?>95%;NaC1<0.3%;灰分量小于12%;[3](1)原料粒度組成對玻璃熔制的影響玻璃原料的粒度組成與玻璃熔化的關系及其密切，如果各種原料粒度原料粒度組成合理，可使原料華學成分波動降到最低限度。要求原料粒度組成合理，僅控制粒級的上限是遠遠不夠的，還要控制細級別(-120目)含量。在同一種原料的不同粒級中，特別是細級別中，其化學成分含合時，發生成團現象。另外，細級別多，在儲存、運輸過程中，受到振動和成錐作用的影響，與粗級別間，產生強烈的離析。這種離析的結果，使玻璃各種原料，除各自的粒度分布要合理外，他們相互間的粒度分布要合理匹配，才能使配合料分層降低到最小程度，配合料均勻度處于最佳(2)玻璃用主要原料的粒度要求硅質原料、白云石、石灰石、長石等屬于天然礦物。這些天然礦物中含有危害玻璃質量的雜質。有些屬于難熔重礦物(見表1-1)。由于重礦物在玻璃熔化過程中，難以完全熔化而被殘留在玻璃成品上，形成固體夾雜表2-1天然礦物中常含有的難熔礦物名稱硅砂石灰石白云石長石硅線石難藍晶石硅線石熔紅柱石剛玉剛玉剛玉礦鋯英石尖晶石尖晶石鋯英石物尖晶石鉻鐵礦鉻鐵礦鉻鐵礦種剛玉尖晶石類鉻鐵礦高嶺土綠柱石熔化研究證明，重礦物最小粒度若大于40目(0.34mm),形成結石的可能性最大，小于70目(0.21mm),在標準玻璃熔化條件下，其熔化的肯能性極大，在40~70目之間，隨熔化條件不同而變化。[4]第2章浮法玻璃原料及成分設計2.1浮法玻璃的原料組成工業生產用的玻璃配合料，大體由7~12種組分組成。而配合料的主其余組成部分，是使玻璃獲得某些必要性質和加速熔制過程的原料，其用化學性能。這些原料經熔融反應后即生成硅酸鹽，構成玻璃液的主體。主要原料有石英砂、白云石、石灰石、長石、純堿等。這些原料目前一般是硅質原料是玻璃制造中最主要和用量最大的原料，約占配合料總量的60%。它主要引入玻璃成分中的SiO?。硅質原料的質量對玻璃質量有決定性的影響，可用的硅質原料就其在自然界的存在狀態可分為天然硅砂和加至顆粒的形狀對于配合料的混勻、分聚、熔化和均化都有重要影響，是評價硅砂質量的重要指標。最合適的粒度直徑范圍是0.106~0.5mm。砂粒的形狀以棱角形為好，因為棱角形的表面積大，與助熔劑的接觸機會多，在白云石主要成分是CaCO?和MgCO?,約占配合料總量的14.8%。它主要引入玻璃成分中的CaO和MgO。浮法玻璃配合料引入的CaO原料主要有白云石、石灰石、方解石和白堊(CaCO?)等。由于需要引入MgO,所以又以用白云石為主。CaO不足部分用石灰石和方解石補充。白云石粉料生產一般為干法加工。石灰石主要成分是CaCO?,約占配合料總量的3.7%,主要引入玻璃成分中的CaO。石灰石是自然界分布很普遍的一種沉積巖，密度為2.7g/cm3,莫氏硬度為3.其主要造巖礦物是方解石。方解石可替代石灰石。它比石灰石純度高得多，但價格也貴得多。方解石是生產浮法玻璃的優質原料。石一般用長石來補充。長石中常見伴生礦物是石英和云母，有害雜質是光澤，現在玻璃企業一般側重于使用鉀長石。長石粉料的生產一般為干法純堿是一種化工原料，其主要成分是Na?CO?,引入玻璃成分中的Na?O。純堿熔點低，化學性質活潑，是玻業采用煅燒純堿，煅燒純堿為白色粉狀物，易溶于水，極易吸附空氣中的水分潮解、結塊，需要儲存于干燥倉庫中。純堿價格在浮法玻璃主要原料芒硝是一種化工原料，主要成分是Na?SO?,理論上含Na?O?3.66%、她在玻璃熔制過程中的主要作用是促進熔化，加速澄清，是一種有效的澄清劑。由于芒硝分解溫度高于熔點，在熔融時往往形成芒硝溶液，稱為芒硝水。雖然芒硝水有利于石英砂的熔化，但是對耐火材料侵蝕嚴重，甚至可以在玻璃板上形成白色的芒硝泡。在還原劑的作用下，其分解溫度可以降低，還原劑一般使用煤粉、石油焦等。為了促進Na?SO?充分分解，應芒硝的用量應嚴格控制不宜超過5%。因為在錫槽成型過程中，弱還原氣氛使硫與錫反應生成SnS,SnS易揮發污染錫槽空間也會在玻璃原板上形輔助原料的用量較少，主要以改善玻璃的熔化、澄清和成型性能或使產品具有某些特殊性能，使玻璃獲得某些必要的性能和加速熔制過程的原料。根據作用的不同，分為澄清劑、著色劑、氧化劑、助溶劑等。如加入螢石作助溶劑，加入三氧化銻作澄清劑，加入碳粉作還原劑，加入硒、鉛它必須與硝酸鹽共同使用才能達到最佳效果。單獨作用時，在低溫就升華揮發，僅起到鼓泡作用。如何硝酸鹽一起使用，低溫時與硝酸鹽分解逸出的氧形成五氧化二銻(Sb?Os),五氧化二銻在高溫時又分解放出氧，進入到玻璃夜中的氣泡中，降低了氣泡中的分壓，使之能繼續吸收氣體，體積0.5%~1%,硝酸鹽的用量是氧化銻用量的4~8倍。凡能使玻璃著色的物質稱為著色劑。著色劑的作用是使玻璃對光線產生選擇性吸收，呈現一定的顏色。根據著色劑在玻璃種呈現的狀態不同，分為離子著色劑、膠體著色劑和硫硒著色劑三類。浮法玻璃常用離子著色劑，即過渡金屬元素和稀土金屬元素的化合物。實際生產中，可根據玻璃高質量的浮法玻璃，具有良好的透明度。對浮法玻璃透明度危害最大的是微量的鐵，其次是鉻、釩和鈦等。這些雜質主要來源是玻璃原料中含有的鐵、鉻、鈦、釩等化合物和有機物的有害雜質。此外鐵還可以通過耐火材料、燃料和熔制操作工具等途徑進入玻璃。因此浮法玻璃的脫色主要是減弱和中和鐵的著色作用。脫色方法主要有化學脫色和物理脫色兩種。采用脫色方法并不能從根本上消除著色源，尤其浮法玻璃成型是在弱還原氣氛中進行。在熔制過程采用的化學脫色作用，在成型過程中全部消失。因此，浮法玻璃生產主要通過嚴格控制氧化鐵含量來達到生產透明度高的目前使用的還原劑主要以碳粉為主，其次還有石油焦。碳粉的主要成要。還原劑的用量，要根據實際情況進行調整，實際為4%~6%,有時甚至在6.5%以上。碳粉用量不足，Na?SO?不能被充分分解，會在玻璃液面上產生過量芒硝水，進入成型流，最終會在玻璃板面上出現白色芒硝泡；碳粉過量，可能使玻璃液中的Fe?O?被還原成Fe使Fe?O?還原成FeS和生成Fe?O?,與多硫化鈉形成棕色的著色團——硫鐵化鈉，使玻璃著成棕色。應當引起注意的是，還原劑的用量還依賴于各種原料，尤其是硅砂中的有機物含量(還原性物質)。如果原料的化學氧需要(COD)值大，則需要酌情減少還原劑的用量，否則會導致澄清效果差，且在原料總用量中占15%~30%的比例或更高(如生產TFT玻璃可達40%),碎玻璃加入后可提高熔化率，有助于澄清和均化。配合料的熔融主要是SiO?的熔融，隨著碎玻璃用量的增加，配合料的熔融時間相應縮短，熔化速度提高。當碎玻璃加入量合適時，碎玻璃的助熔作用使玻璃熔體粘度降低，縮短澄清和均化時間。當熔制一些不能加入澄清劑，且僅能在還原條料中碎玻璃加入量為20%左右。碎玻璃的用量以配合料熔成的玻璃量來計普通浮法玻璃成分是在普通平板玻璃成分基礎上根據浮法成型特點設計出來的，是由鈉-鈣-硅玻璃組成演變而來的。根據浮法玻璃成型工藝的于或略大于12%;Na?O+K?O可以在14%左右；Fe?O?含量國外都控制在0.1%以下，國內一般不大于0.15%,高檔優質無色浮法玻璃Fe?O?含量不大于0.08%。(1)玻璃成型的溫度比較高。玻璃液由流槽流入錫槽，溫度在1120℃~1150℃;粘度為102Pas;經過攤平拋光區，溫度在900~1050℃;粘度為1027~103.2Pa·s;均勻流入的玻璃液在錫槽表面攤平并拋光，在經徐冷區，溫度為850~900℃,玻璃液粘度由103.2~104.25Pa·s;然后在拉薄區溫度從850℃下降到700℃,粘度由104.25Pa·s增加到10?.25Pa·s,在此區域玻璃受張力作用伸展變薄，且厚度和寬度按比例減少。最后進入硬化區，使玻璃硬化，進入退火窯而不變形。(3)玻璃液流流在錫槽錫夜面上后，由于玻璃液表面張力，錫液表面張力和玻璃錫液表面張力共同作用的結果，使玻璃液攤平、伸展、自拋光，從而得到光潔平整、不產生光學畸變的表面。為此必須在成型溫度范圍內，使玻璃保持一定粘度與表面張力。(1)玻璃粘度-溫度曲線和表面張力要適合浮法成型和自身拋光的需要；同時料性要短，以適合于高速拉引。浮法玻璃的硬化速度通常以粘度為104.2泊的溫度)~t?6s(粘度為107-65泊的溫度)(1泊=0.1Pa·s)的數值，此值通常在260~290℃之間，&值愈小，硬化速度愈快。(2)玻璃析晶上限溫度要低于成型溫度。由于浮法成型階段溫度均化較高，故對玻璃析晶上限溫度可以放寬，即玻璃析晶上限溫度可以略高。浮法玻璃允許的析晶上限溫度(開始結晶溫度)應低于1025℃。析晶上限溫度應比成型溫度低25℃以上。(3)玻璃成型時，不易產生玻筋、條紋等缺陷。玻璃的化學穩定性要好，不易風化(發霉)。玻璃的透明度高，可見光透射率達到國際要求以上。有機械強度高，熱穩定性好等特點。普通浮法玻璃拉引速度比垂直引上快得多，因此在成型中必須采用硬化速度快的短性玻璃成分，即調整CaO含量到8%~9%。但是隨著CaO含量的增加，會使玻璃發脆并容易產生析晶。因此MgO控制在4%左右，以改善玻璃的析晶性能。為了得到好的表面質量和減少玻筋，采用低的Al?O?含量；為了增加透光率，降低Fe?O?含量。浮法玻璃成分的特點是高鈣、低鋁、中鎂、微鐵。一般化學成分組成：CaO+MgO含量為11%~13%,CaO/MgO為1.5~3.0;Al?O?含量在2.0%以下。根據Na?O-CaO-SiO?系統相圖確定系統中能夠形成玻璃的組成范的組成范圍為12%~14%Na?O;5%~12%CaO;69%~73%SiO?。在生產實踐和化學穩定性均得到改善。綜上所述，根據國內和國外的情況，現提出普通浮法玻璃的化學成分范圍。表2-1中F表2-1普通玻璃與浮法玻璃化學成分及其構成(%)化學成分SiO?Al?O?Fe?O?CaOMgONa?O/K?OSO?普通玻璃71.00~73.01.50~<0.206.00~4.5015.00<0.30浮法玻璃071.00~73.000.10~0.02~0.156.502.50~413.40~14.5<0.300第3章浮法玻璃配合料的制備3.1玻璃組成的設計和確定玻璃的科學研究，特別是性質和組成依從關系的研究，為玻璃組成的設計提供了重要的理論基礎。實際設計玻璃組成應遵循如下原則：根據玻璃組成-結構-性質的依從關系，設計的組成需滿足預定性能要求；根據相圖和形成圖設計的玻璃組成成玻傾向大，析晶傾向小，同時滿足不同成型工藝的要求；需對初步設計的基礎玻璃組成進行必要的性能調整；經反復試驗、性能測試后確定合理的玻璃組成。3.2配合料計算根據所設計玻璃成分和所用原料的化學成分可以進行配合料的計算。進行配合料計算時，應認為原料中的氣體物質在加熱過程中全部分解逸出，而且分解后的氧化物全部轉入玻璃成分中。隨著對制品質量要求的不斷提高，必須考慮各種因素對玻璃成分的影響。例如，氧化物的揮發，耐火材料的溶解，原料的飛損，碎玻璃的成分等，從而在計算時對某些成分適當的增減以保證設計成分。3.2.1配合料計算中的幾個工藝參數(1)純堿揮散率純堿揮散率指純堿中未參與反應的揮發、飛散量與總量的比值，即：它是實驗值，它與加料方式，熔化方法、熔制溫度、純堿的本性(重堿或輕堿)等有關。在池窯中揮散率一般在0.2%~3.5%之間。(2)芒硝含率芒硝含率指芒硝引入的Na?O與芒硝和純堿引入的Na?O總量之比，即：(3)煤粉含率煤粉含率指由煤粉引入的固定碳與芒硝引入的Na?SO?之比，即：煤粉的理論含率為4.2%。根據火焰性質、熔化方法來調節煤粉含率。在生產上一般控制在3%~5%。(4)螢石含率螢石含率指由螢石引入的CaF?量與原料引入總量之比，即它隨熔化條件和碎玻璃的儲存量而增減，在正常情況下，一般在第一步先進行粗算，即假定玻璃中全部SiO?和Al?O?均由硅砂和砂巖引入；CaO和MgO均由白云石和菱鎂石引入；Na?O由純堿和芒硝引入。在進行粗算時，可選擇含氧化物種類最少；或用量最多的原料開始計算。第二步進行校正。例如，在進行粗算時，在硅砂和砂巖含量中沒有考慮其他原料引入的SiO?和Al?O?,所以應進行校正。第三步把計算結果換算成實際配料單3.2.3配合料計算(1)玻璃的設計成分(見表3-1)表3-1玻璃成分的設計Al?O?Fe?O?MgONa?O總量(2)各種原料的化學成分(見表3-2)原料含水量SiO?Al?O?Fe?O?CaOMgONa?ONa?F?硅砂砂巖菱鎂石白云石純堿芒硝螢石煤粉—4(3)配合料的工藝參數與所設數據純堿揮散率3.10%;玻璃獲得率82.5%;芒硝含率15%;計算基礎100kg玻璃液；煤粉含率4.7%;計算精度0.01。具體計算如下：螢石用量計算根據玻璃獲得率得原料總量為：引入1.47kg螢石將帶入得氧化物得量為：上式中的-SiO?是SiO?得揮發量，按下式計算：設有30%得CaF?與SiO?反應，生成SiF?而揮發，設SiO?得揮發量為Xkg,SiO?的摩爾量為60.09,CaF?得摩爾量為78.08,則：芒硝引入的各氧化物量見表3-3表3-3由芒硝引入的各氧化物量kgSiO?Al?O?Fe?O?MgONa?O硅砂和砂巖用量的計算設硅砂用量為Xkg,砂巖用量為Ykg,則；0.897X+0.9876Y=72.4-0.24-0.06=72.10.0512X+0.0056Y=2.10-0.03-0.02=2.05解方程得X=35.60kg;Y=40.68kg由硅砂和砂巖引入的各氧化物量見表3-4表3-4由硅砂和砂巖引入的各氧化物量(kg)原料Al?O?Fe?O?CaOMgONa?O硅砂砂巖白云石和菱鎂石的計算0.3157X+0.0071Y=6.4-0.76-0.03-0.16-0.06=5.390.2047X+0.4629Y=4.2-0.02-0.06-0.01=4.11解方程組得X=17.04kg;Y=1.34kg由白云石和菱鎂石引入的各氧化物量見表3-5表3-5白云石和菱鎂石引入的各氧化物量(kg)原料Al?O?Fe?O?白云石菱鎂石—-校正純堿用量和揮散量設純堿理論用量為Xkg,揮散量為Ykg,則：0.5794X=14.5-2.18-1.28-0.08解得X=18.92kg解得Y=0.61kg校正硅砂和砂巖用量設硅砂用量為Xkg,砂巖用量為Ykg,則：0.8970X+0.9876Y=72.4-0.24-0.06-0.12-0.02=71.960.0512X+0.0056Y=2.10-0.03-0.02-0.03=2.02解方程組得X=34.96kg;Y=41.11kg把上述計算結果匯總成原料用量表(見表3-6)玻璃獲得率得計算獲得100kg玻璃液各原料引入氧化物含量見表3-6表3-6100kg玻璃液需各原料引入氧化物含量原料用量SiO?Al?O?Fe?O?MgONa?OSO?硅砂砂巖41.1140.60白云石菱鎂石純堿揮散芒硝螢石煤粉合計每日需配合料總量的計算設配合料的總日用量為Xt,則：解得X=768.93t每日需碎玻璃質量為768.93×20%=153.79t每日需粉料總量為768.93-153.79=615.14t每日生產過程中產生的碎玻璃量為450×(1-82.5%)/82.5%=95.45t假定碎玻璃的損失量為0.5%,則碎玻璃回窯量為：由于碎玻璃的需求來自生產過程中的產生和廠外的購買，則：需廠外購買碎玻璃的理論值為153.79-90.68=63.11t考慮到外購碎玻璃在運輸等過程中的損失，定損失率為6%則實際需要每日外購碎玻璃量為63.11×(1+6%)=66.90t原料日用量見表3-7所示。[7-8,16-17:原料硅砂砂巖白云菱鎂純堿芒硝螢石煤粉碎玻璃總計干基質量濕基質量86209.15211.2686.7386.9999.04根據要求，配合料的水分為4%,所以保證配合料的質量要求是加速玻璃熔制和提高玻璃質量，防止缺陷的基本措施。對配合料的主要要求是：(1)構成配合料的各種原料均應有一定的粒度組成，即同一種原料應有適宜的粒度，不同原料間保持一定的粒度比，以保證配合料的均勻度，熔制速度、玻璃液均勻度，提高混合質量，防止配合料的分層。(2)配合料中應有一定的水分，使水在石英顆粒原料表面上形成水膜，5%的純堿和芒硝溶于水膜中，有助于加速熔化。(3)為了有利于玻璃液的澄清和均化，配合料需有一定的氣體率。(4)必須混合均勻，以保證玻璃液的均勻性。浮法玻璃工廠原料大部分都必須經過破碎、篩分，而后經稱量、混合，最后制成配合料。配合料的質量是根據其均勻性與化學組成的正確性來評定的。再設計和生產上應考慮的一些質量控制如下：(1)原料成分的控制；(2)原料水分的控制；(3)原料顆粒度的控制；(4)稱量精度的控制；(5)混合均勻度的控制；(6)分料(分層)的控制；4.1原料的破碎與粉碎原料的破碎與粉碎主要是根據原料的硬度、塊度和需要粉碎的程度選擇加工方法和加工設備在浮法玻璃工廠中，石灰石、白云石、長石等塊狀無聊通常用顎式破碎機進行破碎，然后用錘式破碎機進行粉碎，從而制得粒度符合要求的粉狀原料。砂巖、石英巖的硬度較大，用量也多，為了減少破碎時物料對機械設備的磨損，正常情況下應對其煅燒。但是考慮到燃料的耗用和生產費用的增加，采用顎式破碎機與濕輪碾機配合使用，進而直接破碎和粉碎砂巖或石英巖。由于純堿和芒硝易結塊，所以通常用錘式破碎機或籠形碾進行粉碎。螢石由于含有粘土，故其雜質質量較多，在破碎前應先用水進行沖洗，干燥后直接破碎。破碎和粉碎的設備選型為：PE250×400顎式破碎機：進料口尺寸：400mm×250mm最大進料粒度：210mm排料口調整范圍：20~60mm外形尺寸：1450mm×1315mm×1296mm電機功率：15kw2PG630×300輾式破碎機：最大進料尺寸：10~25mm輾子轉速：80r/min機重：4.85t電機功率：15kwPC800×600錘式破碎機：產量：25~50t/h機重：2t物料最大粒度：φ100mm主軸轉速：400r/min外形尺寸：1200mm×1450mm×882mm4.2原料的篩分各種塊狀原料經粉碎必須進行篩分，將雜質和大顆粒部分分離出去，使物料具有適宜的顆粒組成以保證配合料混合均勻和避免分層，不同的原料有不同的粒度要求，配合料中各原料應有一定的粒度比，難熔化的原料其粒度應適當細些。原料的篩分一般只控制原料粒度的上限，對于小顆粒部分則不作分離，原料的粒度一般用通過的篩孔數表示，一般要求如下：石英砂，通常只通過36~49孔/cm2的篩。因為在選用石英砂使，對其顆粒組成已進行分析，到廠后過篩的目的并不是對其粒度進行控制，而是為了除去雜草、石塊、泥塊等外來夾雜物。砂巖、石英砂、長石，通過81孔/cm2的篩。純堿、芒硝、石灰石、白云石，通過孔/cm2的篩。2000mm×900mm機動篩和φ1100×2000mm六角篩4.3原料的除鐵在浮法玻璃原料中常常含有金屬鐵及其化合物的雜質，這些夾雜的各種鐵質都會使玻璃著成黃綠色，降低玻璃的透明度，進而還會影響玻璃制品的質量。本設計選用磁選的方法，利用磁性把原料中的含鐵礦物除去。稱量原料是重要的一個過程。稱量必須做到準確無誤，否則會使玻璃的成分改變，這不僅會給玻璃的熔制和成型帶來一系列困難，而且還會影響制品的性能，造成制品的各種缺陷。隨著玻璃廠自動化水平的不斷提高，電子計算機在配料生產線上的應用，自動電子秤的不斷完善和精度的不斷提高，目前大型玻璃廠廣泛采用電子秤作為主要稱量設備。稱量的設備選型為XSP006型配料秤，XSP006型配料秤的規格性能如最大稱量：60kg最小分度值：0.1kg允許誤差：0.15秤斗容積：0.14m3單機外形尺寸：850×400×1400電源電壓：220V氣源氣壓：(5~6)×10?Pa計量周期：2min機重：0.4t各種粉粒原料在外力作用下運動速度和方向不斷改變，使各組分粒子得以均勻分布的操作即為混合的作用機理。混合的目的是為了給玻璃的熔制提供均勻的配合料。而且如果混合的不夠完全，則玻璃制品中會出現條紋，氣泡及結石等缺陷。根據每日混合配合料的總質量，及其加水量的多少，即可。則每小時混合量為V1=V/24=319.90/24=13.33m3=13330LQH混合機的規格性能如表4-1所示。表4-1QH混合機的規格性能型號生產能力(L/次)渦槳轉速渦槳個數功率外形尺寸(mm3)重量(t)66根據QH型混合機的混合機理，每混合一次所需時間為3min左右，所以根據產量選用QH750型混合機。4.6原料運輸設備當被運輸的物料水平距離較近，垂直高度較大時，可應用斗式提升機進行輸送。斗式提升機廣泛應用于各種散狀碎塊物料的垂直輸送場合。粉狀物料則通過氣力輸送來實現輸送。氣力輸送不僅輸送能力高，節省勞動力和改善勞動環境，而且可以和粉碎、分級、干燥等操作工藝結合起來，大大提高工廠的自動化水平。而且，由于玻璃工廠所用的原料大部分是粉粒狀的，因此，氣力輸送在玻璃工廠具有廣闊的前景。[12-13第5章人員編制及成本核算5.1企業人員編制企業原料車間部定員50人，生產工人32人，管理人員6人，服務人員6人，擬企業原料車間部勞動人員為：每班8人，輪休6人。表5-1建廠的經濟技術指標序號單位數量備注1產量噸/年2人員數其中工人數行政人員數人人人10正、副車間主任3砂巖石灰石純堿硅砂白云石芒硝噸/年噸/年噸/年噸/年噸/年噸/年4日用水量立方米/日5最大日用水量車間用地面立方米/日6積平方米7配合料成本元/噸5.2原料費用表5-2原料成本原料名稱年用量(t)價格(RMB/t)年費用(萬)硅砂67948.4砂巖白云石31751.4254.01石灰石螢石純堿芒硝煤粉碎玻璃5.3工資情況表5-3各部門各崗位平均工資明細情況表部門管理人員人數生產人員人數平均工資(萬/總計(萬/年)生產部6采購部后勤部廠部8865.4設備管理費用表5-4綜合折舊費固定資產價格(萬)殘骸價(萬)使用年限折舊費(萬)破碎機電動機3各種運輸機2辦公樓廠房運輸安裝費55.5工廠管理費工廠管理費包括行政人員及其輔助人員工資、辦公費、出差費、保險費等，可按綜合折舊費的16%,則工廠管理費為4.16萬元。投資回收期=建廠全部投資/本廠本年利潤建廠全部投資包括廠房、設備安裝、地皮等，除固定資產外加原料費、辦公費、工資費等。建廠全部投資：設備投資1200萬元；建筑物、構筑物投資2000萬元；設備運輸安裝按設備投資的20萬元；地皮費、車輛1000萬元；職工培訓20萬元。設計的理論利潤是1300萬元。回收期=4240/1300=3.3年[11在本次設計當中，通過資料查找發現目前玻璃工業發展水平來看，浮法玻璃技術的改進還僅限于少數的發達國家，國際玻璃工業技術與裝備上新型玻璃生產技術向著大型化、節能化以及自動化方向發展。因為玻璃工業的成熟期比較早，同時為人類的發展做出了不可估量的貢獻。在本設計開始時，我查閱了大量的文獻資料，接觸到了當今最前沿的浮法玻璃技術，并借鑒了先進的科技支撐。遇到的最大問題就是，在各部分的銜接處缺少專業方面的知識，未能做到盡善盡美。在本次設計的過程中得到了張華老師的指導，并且通過和同學們的討論也發現并改進了自己設計中的較多不通過本次的畢業設計讓我對玻璃方面的知識有了更加全面的了解，同時為我將來的工作打下了一個認識基礎。由于我實在是能力有限，難免會存有不足和錯誤，希望各位老師能夠積極指教。洛陽理工學院畢業設計論文在本次畢業設計過程中，從一開始的資料選取，到最終的修改成稿，這期間從滿是疑惑道最終的順利完成，真真正正的學習到了很多知識。在設計過程中要特別的感謝張華老師的悉心指導和積極督促，讓我順利的完成設計任務，進行論文答辯。能夠完成的完成本次畢業設計，是我離開校園邁向社會前最后的一個學習任務，也算是為自己的大學生活畫上了一個圓滿滿的句號。在這里，感謝各位老師三年來的教導和幫助，謝謝你們的辛勤付出，謝謝你們。參考文獻[1]張戰營，劉縉，謝軍.浮法玻璃生產技術與設備化學工業出版社，2008.04[2]姜宏.,浮法玻璃原料，化學工業出版社，2008.06,30(5):26-29[3]王桂榮，浮法玻璃原料，北京：化學工業出版社，2006,30(5):[4]陳樹正，浮法玻璃，武漢理工大學出版社，2002,26(7),58-64[5]李春菊，胡濤，玻璃，維普資訊網，2006年第二期：65-69[6]楊金剛，孫強，玻璃，維普資訊網，2004年第三期：36-43[7]何峰，張兆艷，硅酸鹽學報，萬方數據庫，2003年第七期：36-38[8]劉志強，玻璃，,維普資訊網，2000年第二期：67-69[9]陳正樹.,浮法玻璃，武漢理工大學出版社，2008,168(5):4-9[10]戴春梅.E-玻璃熔化過程中的物化反應和能量消耗[D]大連理工大學，2008[11]鄭林義.無機非金屬材料工廠設計概論合肥工業大學，2009.12[12]宋曉嵐，葉昌，余海湖.無機材料工藝學冶金工業出版社，2007.9[13]姜洪舟.無機非金屬材料熱工設備(第2版)[M]武漢理工大學出版社，2009:189[14]楊京安，彭壽.浮法玻璃制造技術新工藝化學工業出版社2010.7[15]構架質量技術監督局浮法玻璃國家標準出版社2002[16]Campos,I.,Balankin,A.,Bautista,O.,Ramirez,G,“Self-affinecracksinabrittleporousmaterial”,Theor.Appl.Fract.Mech.44,187-191[17]Yates,B.W.,Maxwell,D.,Chen,S.,Truax,B.,“TheCanadianLightSourceOpticalMetrologyFacility",Nucl.Instr.andMeth.A582,146-148(2009).[18]Ashkar,F.,Mahdi,S.,“Fittingthelog-logisticdistributionbygeneralizedmoments”,J.Hydrology328,694-703(2010)機械設備一覽表序號機械設備名稱型號生產能力(t/h)數量備注2鄂式破碎機鄂式破碎機PEF125×250PEF250×500223錘式破碎機PCB600×4004-154濕式棒磨機5.8-12.65單轉式籠磨機直徑135016振動篩17六角篩28電子稱0.1-60950-5009OH混合機TCSQH混合機QH750皮帶輸送機QH375斗式提升機帶速1.5m寬帶式除塵器6雙管螺旋給料D250機濕式輪碾機合成纖維380kg/盤11洛陽理工學院畢業設計論文外文資料翻譯ByAdamQuilter,HeadofStrengthAnalysisGroup,ESDUInternationalTheaerospaceindustryandmanufacturers'unrelentingpassiontoenhancetheperformanceofcommercialandmilitaryaircraftisconstantlydrivingthedevelopmentofimprovedhighperformancestructuralmaterials.Compositematerialsareonesuchclassofmaterialsthatplayasignificantroleincurrentandfutureaerospacecomponents.Compositematerialsareparticularlyattractivetoaviationandaerospaceapplicationsbecauseoftheirexceptionalstrengthandstiffness-to-densityratiosandsuperiorphysicalproperties.Acompositematerialtypicallyconsistsofrelativelystrong,stifffibresinatoughresinmatrix.Woodandbonearenaturalcompositematerials:woodconsistsofcellulosefibresinaligninmatrixandboneconsistsofhydroxyapatiteparticlesinacollagenmatrix.Betterknownman-madecompositematerials,usedintheaerospaceandotherindustries,arecarbon-andglass-fibre-reinforcedplastic(CFRPandGFRPrespectively)whichconsistofcarbonandglassfibres,bothofwhicharestiffandstrong(fortheirdensity),butbrittle,inapolymermatrix,whichistoughbutneitherparticularlystiffnorstrong.Verysimplistically,bycombiningmaterialswithcomplementarypropertiesinthisway,acompositematerialwithmostorallofthebenefits(highstrength,stiffness,toughnessandlowdensity)isobtainedwithfewornoneoftheweaknessesoftheindividualcomponentmaterials.CFRPandGFRParefibrouscompositematerials;anothercategoryofcompositematerialsisparticulatecomposites.Metalmatrixcomposites(MMC)thatarecurrentlybeingdevelopedfortheaviationandaerospaceindustryareexamplesofparticulatecompositesandconsist,usually,ofnon-metallic洛陽理工學院畢業設計論文particlesinametallicmatrix;forinstancesiliconcarbideProbablythesinglemostimportantdifferencebetweenfibrousandparticulatecomposites,andindeedbetweenfibrouscoconventionalmetallicmaterials,relatestodirectionalityofproperties.Particulatecompositesandconventionalmetallicmaterialsareisotrotheirproperties(strength,stiffness,etc.)arethesameinalldirections;fibrouscompositesareanisotropic,i.e.theirpropertiesvarydependingonthedirectionoftheloadwithrespecttotheorientationofthefibres.Imagineasmallsheetofbalsawood:itismucheasiertobend(andbreak)italongalineparalleltothefibresthanperpendiculartothefibres.Thisanisotropyisovercomebystackinglayers,eachoftenonlyfractionsofamillimetrethick.variationinpropertieswithrespecttodirectionwillbelessextreme.Inmostaerospaceapplications,thisapproachistakenastagenumber)arestackedinaspecificsequencetotailorthepropertiesofthelaminatetobestwithstandtheloadstowhichitwillbesubjected.Thisway,material,andthereforeweight,canbesaved,whichisafactorofprimeAnotheradvantageofcompositematerialsisthat,generallyspeaking,theycanbeformedintomorecomplexshapesthantheirmetalliccounterparts.Thisnotonlyreducesthenumberofpartsmakingupagivencomponent,butalsoreducestheneedforfastenersandjoints,theadvantagesofwhicharetwofold:fastenersandjointsmaybetheweakpointsofacomponent—aboltneedsaholewhichisastressconcentrationandthereforeapotentialcrack-initiationsite,andfewerfastenersand洛陽理工學院畢業設計論文Shorterassemblytimes,however,needtobeoffsetagainstthegreatertimelikelytobeneededtofabricatethecomponentinthefirstplace.Toproduceacompositecomponent,theindividuallayers,whichareoftenpre-impregnated('pre-preg')withtheresinmatrix,arecuttotheirrequiredshapes,whicharealllikelytobedifferenttoagreaterorlesserextent,andthenstackedinthespecifiedsequenceoveframedstructureusedtokeeptheuncuredlayersintherequiredshapepriorto,andduring,thecuringprocess).Thisassemblyisthensubjectedtoaisthencheckedthoroughlytoensureboththatdimensionaltolerancesaremetandthatthecuringprocesshasbeensuccessful(bubblesorvoidsinthelaminatemighthavebeenformedasaresultofcontaminationoftherawmaterials,forexample).TheUseofCompositesinAircraftDesignAmongthefirstusesofmoderncompositematerialswasabout30yearsagowhenboronreinforcedepoxycompositewasusedfortheskinsoftheempennagesoftheU.S.F14andF15fighters.Initially,compositematerialswereusedonlyinsecondarystructures,butasknowledgeanddevelopmentofthematerialshasimproved,theiruseinprimarystructuressuchaswingsandfuselageshasincreased.ThefollowingtablelistssomeaircraftinwhichsignificantamountsofUS.AV-8B.Fl6.F14.FIB,YF23.F22.JSFUCAVHarierGR7.GnpenJAS39.Mirage2000.Rafael.Eurofighter.Lavi.KC135,C17,777.767.MDIIA320,A340,A380,Tu204.ATR42,Falcon900,A300-600V22,Eurocopter.Comanche,RAH66,BA609,EHIOISuperLynx300.S92洛陽理工學院畢業設計論文Initially,thepercentagebystructuralweightofcompositesusedinmanufacturingwasverysmall,ataroundtwopercentintheF15,forexample.However,thepercentagehasgrownconsiderably,through19percentintheF18upto24percentintheF22.Theimagebelow,fromReference1,showsthedistributionofmaterialsintheF18E/Faircraft.TheAV-8BHarrierGR7hascompositewingsectionsandtheGR7Afeaturesacompositerearfuselage.CompositematerialsareusedextensivelyintheEurofighter:thewingskins,forwardfuselage,flaperonsandrudderallmakeuseofcomposites.Toughenedepoxyskinsconstituteabout75percentoftheexteriorarea.Intotal,about40percentofthestructurealweightoftheEurofighteriscarbon-fibre-reinforcedcompositematerial.OtherEuropeanfightertypicallyfeaturebetweenabout20and25percentcompositesbyweight:26percentforDassault'sRafaeland20to25percentfortheSaabGripenandtheEADSMako.TheB2stealthbomberisaninterestingcase.Therequire-mentforstealthmeansthatradar-absorbingmaterialmustbeaddedtotheexterioroftheaircraftwithaconcomitantweightpenalty.Compositematerialsarethereforeusedintheprimarystructuretooffsetthispenalty.Theuseofcompositematerialsincommercialtransportair-craftisattractivebecausereducedairframeweightenablesbetterfueleconomyandthereforelowersoperatingcosts.ThefirstsignificantuseofcompositematerialinacommercialaircraftwasbyAirbusin1983intherudderoftheA300andA310,andthenin1985intheverticaltailfin.Inthethe2,000parts(excludingfasteners)ofthemetalfinwasreducedtofewerthan100forthecompositefin,loweringitsweightandproductioncost.Later,ahoneycombcorewithCFRPfaceplateswasusedfortheelevatoroftheA310.Followingthesesuccesses,compositematerialswereusedfortheentiretailstructureoftheA320,whichalsofeaturedcompositefuselagebellyskins,fin/fuselagefairings,fixedleading-andtrailing-edgebottomaccesspanelsanddeflectors,trailing-edgeflapsandflap-trackfairings,spoilers,ailerons,wheeldoors,maingearlegfairingdoors,andnacelles.Inaddition,thefloorpanelsweremadeofGFRP.Intotal,compositesconstitute28percentoftheweightoftheA320airframe.TheA340-500and600featureadditionalcompositestructures.includingtherearpressurebulkhead,thekeelbeam,andsomeofthefixedleadingedgeofthewing.Thelastisparticularlysignificant,asitconstitutesthefirstlarge-scaleuseofathermoplasticmatrixcompositecomponentonacommercialtransportaircraft.Compositesenableda20percentsavinginweightalongwithalowerproductiontimeandimproveddamagetolerance.TheA380isabout20-22percentcompositesbyweightandalsomakesextensiveuseofGLARE(glass-fibre-reinforcedaluminiumalloy),whichfeaturesinthefrontfairing,upperfuselageshells,crownandsidepanels,andtheuppersectionsoftheforwardandaftupperfuselage.GLARElaminatesaremadeupoffourormore0.38mm(0.015in)thicksheetsofaluminiumalloyandglassfibreresinbondfilm.GLAREoffersweightsavingsofbetween15and30percentoveraluminiumalloyalongwithverygoodfatigueresistance.ThetopandbottomskinpanelsoftheA380andthefront,centreandrearsparscontainCFRP,whichisalsousedfortherearpressurebulkhead,theupperdeckfloorbeams,andfortheailerons,spoilersandouterflaps.Thebellyfairingconsistsofabout100compositehoneycombpanels.TheBoeing777,whosemaidenflightwas10tenyearsago,isaround20percentcompositesbyweight,withcompositematerialsbeingusedforthewing'sfixedleadingedge,thetrailing-edgepanels,theflapsandflaperons,thespoilers,andtheoutboardaileron.Theyarealsousedforthefloorbeams,thewing-to-bodyfairing,andthelanding-geardoors.Usingcompositematerialsfortheempennagesavesapproximately1,500Ibinweight.TheBoeing7E7willleverageextensiveuseofcompositematerials(estimatesareashighas50percent)inthequestforveryhighefficiencyandperformancewithreducedweight.Theexcellentstrength-to-weightratioofcompositesisalsousedinhelicopterstomaximizepayloadsandperformanceingeneral.BoeingVertolusedcompositesforrotorcraftfairingsinthe1950sandmadethefirstcompositerotorbladesinthe1970s.Compositesareusedinmajorstructuralelementsofmanymodernhelicopters,includingtheV22tilt-rotoraircraft,whichisapproximately50percentcompositesbyweight.TheformabilityofcompositeshasbeenusedtoparticularadvantageinhelicoptermanufacturetoreducethenumbersofcomponentpartsandthereforecostValidatedResearchData