Процесс производства стеклянных изделий

Коэффициент водопроводности – 0,88-0,92Вт/м*⁰С

Твердость по шкале Мосса 6-8.

 

 

Сырьевые материалы , используемые для производства стекла, делятся на главные и вспомогательные.

Состав шихты для стекла непостоянен; он зависит от того, какое  стекло (бесцветное или цветное, прозрачное или заглушенное) и с какими свойствами хотят получить.

Основным материалом, составляющим 65—75% любой шихты для стекла, является кварцевый песок. Он должен быть как  можно более чистым, так как  примеси, в первую очередь окислы железа, окрашивают стекло в неприятный зеленый или желтый цвет. Размер зёрен песка примерно 0,2-0,5 мм. Кроме кварцевого песка, в состав шихты для простого стекла входит сода или сульфат и мел или известняк. При изготовлении стекла более высокого качества соду или сульфат заменяют поташом, а мел или известняк — соединениями свинца и бария.

 

Основные стеклообразующие оксиды:

 

• SiO₂-кварцевый песок, кварцит, пылевидный кремнезем, песчаник
• CaO-мел, известняк
• CaO и MgO - доломит
• Al₂O₃-полевой шпат, пегматит
• Na₂O-сода.

Расчет материального  баланса

Расчеты выполняются для  единицы изделий-1000 шт.

Для производства 1 тонны  стекломассы нам необходимо 2,685 тон  сырья.

Так как вес одного изделия  равен 450 г, то норма расхода сырья  для 1000 изделий составит;

 

450/1000*2.685=1,201 т 

Химический состав стекла:

 

SiO₂                    71 %

Al₂O₃                  1,5 %

CaO                     8,51 %

MgO                   3,5 %

Na₂O                  15,5 %

          Fe₂O₃                  0,21 %

 

 Процентный состав сырья:

Кварцевый песок                   58,22 %

Доломит                                   15,1 %

Известняк                                4,9 %   

Сода                                         19,5 %

Сульфат натрия                       2,1  %

Уголь                                        0,18 %

 

 

К вспомогательным материалам относят красители, глушители, обесцвечиватели, осветители, ускорители.

Глушители – это соединения, распределяющиеся в стекле в виде мельчающих частиц; рассеивают свет, образуя стекло молочно белого цвета (фтористые и фосфорнокислые соли).

Обесцвечиватели – это добавки, устраняющие окраску стекла , образующуюся от оксида железа ( оксид и закись никеля, селен, различные соединения марганца).

 Осветители  удаляют пузырьки из расплавов газов (триоксид мышьяка и селитра).

Ускорители способствуют ускорению варки стекла(соединения фтора, бора, хлора).

  Общими требованиями  ко всем видам стеклянного  сырья является чистота и однородность, а так же ограниченное содержание оксида железа.

 

 

 

Режим работы

 

     Режим работы предприятия  состоит из следующего:

• число рабочих дней в году – 350
• подготовка сырьевых материалов делается в течение – 350 рабочих дней в году
• обжиг сырьевых материалов делается в течение – 350 рабочих дней
• загрузка и выгрузка сырьевых материалов делается в течение – 350 рабочих дней

     На производстве  листового полированного стекла  работают 3 смены в течение 24 часов.  Одна смена работает 8 часов.

      Годовой фонд эксплуатации  оборудования в час ГФ_экс рассчитывается следующим образом:

       ГФ_экс = Ч_рд ∙ Ч_рс ∙ Ч_рч =350∙3∙8=8400 ч.

 

Где:  Ч_рд- число рабочих дней в году

         Ч_рс- число рабочих смен в течение 24 часов

         Ч_рч- число рабочих часов в одной смене.

 

 

Число основных рабочих

Номинальный годовой фонд рабочего времени производственных отделений, работающих на непрерывном  режиме, принимается 350 суток или 5600 часов.

Списочная численность производственного  персонала завода определяется на оснований  принятой структуры управления предприятием, явочной численности трудящихся и коэффициента подсмены при переходе от явочного   к списочному составу  с учетом действующих нормативов .

Явочная численность основных производственных рабочих устанавливается, исходя из принятого режима работы подразделений, количества рабочих  мест по обслуживанию оборудования, максимального  использования рабочего времени, совмещения профессий рабочих, уровня автоматизации  технологических процессов.

Численность рабочих, занятых  на выполнение ремонтов оборудования, определяется, исходя из программы  и трудоемкости ремонтных работ  и годового эффективного фонда времени  одного рабочего.

Количество рабочих, необходимых  для выполнения погрузочно-разгрузочных работ, определяется, исходя из объемов  работ, принятых средств механизации, с учетом действующих норм на погрузочно-разгрузочные работы.

 

Расчет состава рабочих  определяется из соотношения, что для  цеха производительностью в 1млн.м² требуется 47 человек из которых 14,89% или  7 человек – это инженерно – технический отдел, а остальная часть, т.е. 40 человек – рабочий персонал.

Можно рассчитать исходя из 49 человек, так как это не несет  убыток  производству.

Для расчета инженерно  – технического персонала используем соотношение:

 

49=100%

х=14,89%, тогда

х=(49*14,89%)/100%=7 человек.

Следовательно, остальные 42 человека рабочий персонал.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.Описание  технологии производства

 Технология производства  стеклянных изделий, полученных  методом центробежного формования, включает следующие этапы:

• Подготовка сырья
• Смешивание
• Варка
• Формование
• Обработка готового изделия.

 

    Подготовка сырых материалов заключается  в сушке, измельчении в дробилках, бегунах или дезинтеграторах, просеивании  и смешивании в. определённых весовых  отношениях. Однородная смесь сырых  материалов составляет шихту. Однородность шихты, от которой в значительной мере зависит качество стекломассы, определяется гранулометрическим, составом сырых материалов, степенью их увлажнения, постоянством их химического состава, способом и продолжительностью перемешивания  шихты и др. На стекольных заводах  чаще всего применяют тарельчатые  либо конусные барабанные смесители. На крупных заводах шихту хранят в бункерах. Наибольшая однородность шихты достигается при её брикетировании, которое исключает расслоение шихты  при хранении и особенно передвижении, а также устраняет загрязнение  пылью регенератора и уменьшает  износ в печах огнеупоров. Расчёт шихты ведётся обычно на 100 весовых  частей С., с учётом частичного улетучивания некоторых составных частей - борной кислоты, щелочей, фтора и др.         

 Стекловарение ведётся при температурах 1400°-1600°. В нём различают три стадии.  

 Первая стадия - варка,  когда происходит химическое  взаимодействие и образование вязкой массы. Варка стекла производится в стекловаренных печах. Выбор того или иного типа печи обусловливается видом применяемого топлива, ассортиментом вырабатываемых изделий, размерами производства и прочее. Управление современной стекловаренной печью строго контролируется и в значительной мере автоматизировано. Контроль доведён до высокой степени точности. Автоматически регулируются: давление, соотношение газообразного или жидкого топлива и воздуха; количество подаваемого в печь топлива; уровень стекломассы в ванне и другие параметры.            

 Вторая стадия  - осветление, происходит удаление пузырьков, а также растворение еще оставшихся нерастворёнными зёрен песка; в этой стадии стекло выдерживается в печи в течение нескольких часов при наиболее высокой температуре.            

 Третья стадия – охлаждение стекломассы, когда она охлаждается до такой температуры, при которой становится возможным и наиболее удобным изготовлять из неё те или иные изделия.

Для усиления конвекционных  потоков стекломассы  и достижения ее высокой однородности в стекловаренной печи предусматривают барботирование. В этих случаях в дно печи подводят жароупорные сопла, через которые подают воздух под давлением 50 кПа.

Формование изделия осуществляют с помощью машин центробежного  формования. Центробежное формование стекломассы, осуществляемое под действием  центробежных  сил, создаваемых механизмом вращения : вращающейся формой или вращающемся диском.

Формование изделия производят вращением формы в течение 10-15сек,частота вращения 930-1200об/мин. Температура подаваемого текла – 1180⁰С. При вращении  стекло, находящееся в состоянии расплава, под действием центробежных сил поднимается по стенкам формы, заполняет полость между упорным  кольцом и формой, образуя конус. По окончанию формования конуса и съема его  с машины с помощью передаточного устройства, он отправляется на отжиг в отжигательную печь.

Отжиг производится в отжигательных  печах непрерывного или периодичного действия. Длительность отжига определяется толщиной (массивностью) изделий до нескольких месяцев .Не требуют отжига только некоторые тонкостенные изделия, например дроты, колбы (оболочки) для электрических ламп и т. п. 
Закалка стекла- операция, обратная отжигу. Её назначение - создать в изделиях сильные равномерно распределённые напряжения. Закалённые изделия термически и механически гораздо более прочны, чем отожжённые. При закалке стекло разогревают до 600°-650°, затем быстро охлаждают в обдувочной решётке путём равномерного обдувания воздухом.  
Обработка (отделка) отформованных стеклянных изделий может быть разделена на горячую (огневую), холодную (механическую) и химическую, которые применяются в отдельности либо во взаимном сочетании. 
Горячая обработка стекла включает отколку, отопку, огневую полировку и другие операции, требующие нагревания изделий.  
К холодной обработке стекла относятся его резку, (сверление, шлифовка и полировка).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.Характеристика  готовой продукции.

Центробежным формованием  можно вырабатывать полые стеклянные изделия,  линзы  Френеля, конусы  для  электроннолучевых трубок, электровакуумное стекло, цилиндры, трубы, свето- и радиотехнические приборы, контактные линзы.

 

Линза Френе́ля — сложная составная линза. Состоит не из цельного шлифованного куска стекла со сферической или иными поверхностями (как обычные линзы), а из отдельных примыкающих друг к другу концентрических колец небольшой толщины, которые в сечении имеют форму призм специального профиля. Предложена Огюстеном Френелем.

Эта конструкция  обеспечивает малую толщину (а следовательно, и вес) линзе Френеля даже при большой угловой апертуре. Сечения колец у линзы строятся таким образом, что сферическая аберрация линзы Френеля невелика, лучи от точечного источника, помещённого в фокусе линзы, после преломления в кольцах выходят практически параллельным пучком (в кольцевых линзах Френеля).

Линзы Френеля бывают кольцевыми и поясными. Кольцевые направляют световой поток в каком-либо одном направлении. Поясные линзы посылают свет от источника по всем направлениям в определённой плоскости.

Диаметр линзы Френеля  может составлять от единиц сантиметров  до нескольких метров.

 

    линза Френеля  в маяке.

Электронно-лучевая  трубка представляет собой электронно-лучевой прибор для осциллографии, приёма телевизионных изображений, электронно-лучевых коммуникаторов и ряда других областей техники. Во всех этих приборах создается тонкий пучок электронов (электронный луч), управляемый с помощью электрических или магнитных полей. Существует большое разнообразие электронно-лучевых трубок. Они могут быть с фокусировкой электронного луча электрическим или магнитным полем и с электрическим или магнитным отклонением луча; электронно-лучевые трубки бывают с различными цветами изображения на люминесцирующем экране; с различной длительностью свечения экрана (так называемое послесвечение). Они различаются также по размерам экрана, материалом баллона и другим признакам.

 
Устройство электронно-лучевой трубки (а), условное обозначение (б): 1 – нить накала; 2 – катод; 3 – модулятор; 4 – ускоряющий электрод; 5, 6 – первый и второй аноды; 7, 8 – отклоняющие  пластины; 9 – экранирующее покрытие; 10 – экран; 11 – стеклянная колба

 

Электровакуумное  стекло 
 
Использование: для изготовления оболочек газоразрядных ламп высокого давления, электровакуумных приборов и других источников света с высокими рабочими температурами на поверхности оболочки в процессе службы, а также жаропрочной кухонной посуды и поддонов для печей СВ-4. Изобретение относится к электровакуумной технике, производству источников света, приборостроению, в частности к составам электровакуумных стекол, используемых для изготовления оболочек газоразрядных ламп высокого давления, электровакуумных приборов и других источников света с высокими рабочими температурами на поверхности оболочки в процессе службы, а также жаропрочной кухонной посуды и поддонов для печей СВЧ.

Физические свойства: 
Температурный коэффициент линейного расширения (20 - 300^oC), oC-1 - 38,5 - 41,9 10-7 
Термостойкость^{, o}C - 310 - 312oC 
Температура размягчения при вязкости 10-10 Па, ^oC - 630 
Температура, при которой удельное электрическое сопротивление равно 100 МОМ см (Тк- 100), ^oC - 300 
Химическая устойчивость к воде, гидролитический класс - 3 
Кристаллизационная способность: 
Верхний предел кристаллизации- 1090 ^oC 
Нижний предел кристаллизации - 790 ^oC 
Интервал кристаллизации,- 300 ^oC 
Температура максимальной кристаллизации - 877 
Скорость роста кристаллов - 0,45 мкм/мин