МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ ТА ОФОРМЛЕННЯ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТУНА ТЕМУ «ПРОЕКТ ЦЕХУ З ВИРОБНИЦТВА ШИХТИ»

ВСТУП

Стисло відображаються стан та перспективи розвитку виробництва шихти, обґрунтовується значення шихти для виробництва скла.

Вказується мета дипломного проекту, актуальність теми, предмет дослідження, завдання на курсове проектування.

2.1 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

2.1.1 Характеристика продукції.

Наводиться характеристика шихти, відповідно вимогам технологічного регламенту процесу виробництва шихти. Вказуються вимоги до шихти, а саме: зерновий склад сировинних матеріалів, їх вологість, точність зважування, якість та тривалість перемішування у змішувачі, спосіб транспортування та зберігання. Також необхідно охарактеризувати шихту за категоріями, вказати показники якості шихти. Вказується заданий рецепт шихти відповідно до виду скла.

2.1.2 Характеристика сировинних матеріалів.

Наводяться види основної сировини та допоміжних матеріалів. Вказується родовище або постачальник сировини, її марка та хімічний склад відповідно нормативно-технічної документації описується вплив на процес скловаріння.

Ці відомості про сировину наводяться на основі літературних даних, даних лабораторних аналізів та технологічного регламенту. Кожен вид сировини повинен відповідати встановленим технічним вимогам.

Сировину обирають з точки зору досягнення високої якості виробів та економічної доцільності її використання.

Для наочності та чіткості описування рекомендуються основні та допоміжні матеріали привести у вигляді таблиці з відповідними характеристиками. виконання наведено в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 – Характеристика основної сировини та допоміжних матеріалів

Найменування Матеріалу	Призначення матеріалу	Номер та назва стандарту	Марка, сорт	Вимоги стандарту
1 Основна сировина
1.1 Пісок Новоселівського родовища	Введення до складу шихти скло-утворюючого компоненту	ГОСТ 22551-77 «Песок кварцевый меленый песчаник, кварцит и жильный кварц для стекольной промышленности»	ВС-05-01	Масова частка SiO2 не менше 98,5% Масова частка не менше 0,05% Масова частка не більше 0,6%
2 Допоміжні матеріали
2.1 Вугілля	Відновлення сульфату натрію	ГОСТ 8188-87 «Уголь каменный и антрацит Донецкого бассейна для бытовых потребностей»	Марка А, Д	Масова частка золи не більше 13% Масова частка вологи не більше 1,5%

Показники якості сировинних матеріалів наведені в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 – Показники якості сировинних матеріалів

2.1.3 Метод виробництва та його обґрунтування

На основі аналізу технологічних процесів на діючих виробництвах силікатних матеріалів, а також розробок проектних організацій і наукових закладів, що приведені в літературних джерелах, студенти повинні вибрати найбільш перспективний спосіб та технологічну схему виробництва. Необхідно показати переваги обраних методів виробництва та технологічної схеми в напряму підвищення якості продукції, її відповідності кращим закордонним аналогам, а також комплексного використання місцевої та недефіцитної сировини, промислових відходів; зниження коефіцієнтів витрат сировини, тепло- та енергоносіїв; ступеня механізації, автоматизації та зменшення частки ручної праці; кращих умов та продуктивної праці; рішення питань охорони навколишнього середовища.

Після вибору методу виробництва необхідно уточнити технологічну схему та підібрати необхідне технологічне обладнання. В кінці підрозділу приводиться загальний висновок по методу виробництва.

2.1.4 Технологічний процес

Наводиться технологічна схема виробництва шихти, яка відображає послідовність та взаємозв’язок основних технологічних операцій. Може бути використана діюча на виробництві технологічна схема, яка при роботі над проектом може перероблятися та вдосконалюватися, враховуючи обраний метод виробництва.

При описі технологічної схеми виробництва студент детально розкриває послідовність та сутність операцій технологічного процесу, починаючи з постачання, норм запасу та зберігання сировини до норм та умов зберігання та відвантаження готової продукції.

Після описання технологічного процесу, треба навести детальні відомості про технологічні параметри (вологість, температуру та час теплової обробки матеріалу, швидкість руху матеріалів, теплоносія, питомі завантаження обладнання та інше) на кожному етапі виробництва у вигляді таблиці 2.3.

Таблиця 2.3 – Параметри технологічного процесу

2.1.5 Технологічне обладнання

Основне технологічне обладнання у виробництві, що проектується, вибирають на основі технологічної схеми та опису технологічного процесу, використовуючи технологічний регламент, спеціальні довідники, навчальну та спеціальну літературу.

Наводиться технічна характеристика вибраного обладнання (з обов'язковим посиланням на джерела), габаритні розміри, вказуються продуктивності на задані технологічні параметри його роботи (цикл обробки, маса завантаження, ступінь подрібнення, вологість, швидкість руху, розміри та інше). При необхідності наводяться схеми або ескізи машин та агрегатів з вказівкою їх основних частин, деталей.

Приклади оформлення даного підрозділу наведено в таблиці 2.4.

Таблиця 2.4 – Характеристика основного технологічного обладнання

2.1.6 Обґрунтування плану цеху

В цьому підрозділі необхідно вказати параметри цеху, а саме: кількість поверхів, габаритні розміри, наявність, призначення та розміри підвальних приміщень, матеріал покрівлі, а також треба вказати особливості будови цеху з виробництва шихти.

2.1.7 Охорона праці

Цей підрозділ виконується під керівництвом консультанта з технологічної та спеціальної частини з використанням технологічних регламентів в яких охарактеризовані вимоги до працівників, які працюють в цеху з виробництва загартованого скла та підручників з охорони праці.

2.1.8 Охорона навколишнього середовища

В цьому підрозділі необхідно навести шкідливі речовини, що утворюються в твердому, газоподібному та рідкому стані, причини утворення, способи усунення. Вказується вплив хімічних елементів, їх концентрація та шкідливість дії. Характеристику елементів можна навести у вигляді таблиці. Приклад оформлення наведено в таблиці 2.5.

Таблиця 2.5 – Токсикологічна характеристика матеріалів, які використовують у

виробництві шихти

2.2 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА

2.2.1 Приклад розрахунку рецепту шихти

Хімічний склад сировинних матеріалів, що входить до складу шихти, наводиться у таблиці 2.6.

Таблиця 2.6 - Хімічний склад сировинних матеріалів, %

Содо-сульфатне співвідношення в шихті становить 96:4.

Розрахунок ведеться на 100 кг Загартованого скла у вагових відсотках (далі %).

Орієнтовний розрахунок

Кількість , який вводить доломіт до складу скла розраховується за формулою:

кг, (2.1)

де - вміст оксиду, за заданим хімічним складом скла;

- вміст основного оксиду в сировині.

Вміст інших оксидів, які вводяться разом з доломітом розраховуються за формулою:

(2.2)

де = 1,0% – вміст двооксиду кремнію в доломіті.

(2.3)

де = 0,2% – вміст оксиду алюмінію в доломіті.

(2.4)

де = 0,05% – вміст оксиду заліза в доломіті.

(2.5)

де = 31,5% – вміст двооксиду кремнію в доломіті.

Кількість , який вводить крейда до складу скла, вже з врахованою кількість, яка була введена разом з доломітом, розраховується за формулою:

(2.6)

де - вміст оксиду, за заданим хімічним складом скла;

- оксид кальцію, який вже був введений разом з доломітом.

Необхідна кількість розраховується за формулою:

кг, (2.7)

де - вміст основного оксиду в сировині.

Вміст інших оксидів, які вводяться разом з крейдою розраховуються за формулою:

(2.8)

(2.9)

(2.10)

(2.11)

Кількість , який вводить каолін до складу скла, вже з врахованою кількість, яка була введена разом з доломітом та крейдою, розраховується за формулою:

(2.12)

де - вміст оксиду, за заданим хімічним складом скла;

- оксид алюмінію, який вже був введений разом з доломітом;

- оксид алюмінію, який вже був введений разом з крейдою.

Необхідна кількість розраховується за формулою:

кг, (2.13)

Вміст інших оксидів, які вводяться разом з каоліном розраховуються за формулою:

(2.14)

(2.15)

(2.16)

(2.17)

(2.18)

(2.19)

Перерахунок лугів на виконується за формулою:

(2.20)

де - кількість , який вводиться разом з каоліном;

0,66 - фактор перерахунку;

- кількість , який вводиться з каоліном.

Кількість , який вводить сода та сульфат до складу скла, вже з врахованою кількість, яка була введена разом з каоліном, розраховується за формулою:

(2.21)

де - перерахований на луги.

Співвідношення соди та сульфату натрію, які вводять лужні оксиди складає 96:4, тоді:

втрати соди на звітрювання розраховується за формулою:

кг, (2.22)

де 1,71 - фактор перерахунку Na₂O → Na₂СO₃;

0,96 - коефіцієнт, який враховує кількість соди, якою вводиться ;

1,01 - коефіцієнт, який враховує звітрювання.

Вміст інших оксидів, які вводяться разом з содою розраховуються за формулою:

(2.23)

втрати сульфату на звітрювання розраховується за формулою:

кг, (2.24)

де 2,29 - фактор перерахунку Na₂O → Na₂SO₄;

0,04 - коефіцієнт, який враховує кількість соди, якою вводиться ;

1,04 - коефіцієнт, який враховує звітрювання.

Вміст інших оксидів, які вводяться разом з сульфатом розраховуються за формулою:

(2.25)

(2.26)

Кількість , який вводить пісок до складу скла, з урахуванням кількість, яка була введена разом з доломітом, крейдою, каоліном та сульфатом натрію розраховується за формулою:

(2.27)

де - вміст оксиду, за заданим хімічним складом скла;

- кількість , який вводить доломіт;

- кількість , який вводить крейда;

- кількість , який вводить каолін;

- кількість , який вводить сульфат натрію.

Необхідна кількість розраховується за формулою:

кг, (2.28)

Вміст інших оксидів, які вводяться разом з піском розраховуються за формулою:

(2.29)

(2.30)

Остаточний розрахунок

Вносимо поправки до розрахунків.

Кількість , який вводить доломіт до складу скла з урахуванням вже введеного оксиду магнію з крейдою розраховується за формулою:

кг, (2.31)

де - кількість оксиду магнію, який введений крейдою;

- вміст основного оксиду в сировині.

Вміст інших оксидів, які вводяться разом з доломітом розраховуються за формулою:

(2.32)

де = 20,5 % – вміст двооксиду кремнію в доломіті.

(2.33)

де = 1,0% – вміст двооксиду кремнію в доломіті.

(2.34)

де = 0,2% – вміст оксиду алюмінію в доломіті.

(2.35)

де = 0,05% – вміст оксиду заліза в доломіті.

(2.36)

де = 31,5% – вміст двооксиду кремнію в доломіті.

Кількість , який вводить крейда до складу скла з урахуванням вже

введеного оксиду кальцію з каоліном та доломітом розраховується за формулою:

кг, (2.37)

де - вміст основного оксиду в сировині;

- вміст оксиду, за заданим хімічним складом скла;

- оксид кальцію, який вже був введений каоліном;

- оксид кальцію, який вже був введений разом з доломітом.

Вміст інших оксидів, які вводяться разом з крейдою розраховуються за формулою:

(2.38)

(2.39)

(2.40)

(2.41)

(2.42)

Кількість , який вводить каолін до складу скла з урахуванням вже введеного оксиду алюмінію з доломітом, крейдою та піском розраховується за формулою:

кг, (2.43)

де - вміст оксиду, за заданим хімічним складом скла;

- оксид алюмінію, який вже був введений разом з доломітом;

- оксид алюмінію, який вже був введений разом з крейдою;

- оксид алюмінію, який вже був введений разом з піском;

- вміст основного оксиду в сировині.

Вміст інших оксидів, які вводяться разом з каоліном розраховуються за формулою:

(2.44)

(2.45)

(2.46)

(2.47)

(2.48)

(2.49)

(2.50)

Перерахунок лугів на виконується за формулою:

(2.51)

де - кількість , який вводиться разом з каоліном,;

0,66 - фактор перерахунку;

- кількість , який вводиться з каоліном.

Кількість , який вводить сода та сульфат до складу скла, вже з

врахованою кількість, яка була введена разом з каоліном, розраховується за формулою:

кг, (2.52)

де - перерахований на луги.

Співвідношення соди та сульфату натрію, які вводять лужні оксиди складає 96:4, тоді:

втрати соди на звітрювання розраховується за формулою:

кг (2.53)

де - кількість , який вводить сода та сульфат ;

1,71 - фактор перерахунку Na₂O → Na₂СO₃;

0,96 - коефіцієнт, який враховує кількість соди, якою вводиться ;

1,01 - коефіцієнт, який враховує звітрювання.

Вміст інших оксидів, які вводяться разом з содою розраховуються за формулою:

(2.54)

(2.55)

Втрати сульфату на звітрювання розраховується за формулою:

кг (2.56)

де - кількість , який вводить сода та сульфат ;

2,29 - фактор перерахунку Na₂O → Na₂SO₄;

0,04 - коефіцієнт, який враховує кількість соди, якою вводиться ;

1,04 - коефіцієнт, який враховує звітрювання.

Вміст інших оксидів, які вводяться разом з сульфатом розраховуються за формулою:

(2.57)

(2.58)

(2.59)

Кількість , який вводить пісок до складу скла з урахуванням вже введеного двооксиду кремнію з доломітом, крейдою, каоліном та сульфатом розраховується за формулою:

кг, (2.60)

де - вміст оксиду, за заданим хімічним складом скла;

- кількість , який вводить доломіт;

- кількість , який вводить крейда;

- кількість , який вводить каолін;

- кількість , який вводить сульфат натрію.

Вміст інших оксидів, які вводяться разом з піском розраховуються за формулою:

(2.61)

(2.62)

(2.63)

Для відновлення застосовується антрацит в кількості, що відповідає 6% від маси сульфату натрію, необхідно:

кг, (2.64)

де 0,06 % – кількість антрациту від загальної кількості ;

0,9 % – кількість вуглецю від суми антрациту.

Отримані дані треба занести в таблицю 2.7.

Таблиця 2.7 – Розрахунковий склад шихти

Вихід скломаси із 100 кг шихти розраховується за формулою:

В= (100·100)/ ΣЦ = (100·100)/120,1053 = 83,26 %, (2.65)

де ΣЦ = 120,1053 кг – кількість шихти на 100 кг скломаси.

Вигорання скломаси на 100 кг розраховується за формулою:

У = 100 – 83,26 = 16,74 % (2.66)

2.2.2 Приклад розрахунку матеріального балансу виробництва шихти

Враховуючи те, що готова шихта повинна бути зволоженою у кількості 4,8÷5,2 %, то кількість сухої шихти необхідно виготовити:

т/рік (3.67)

де = 315000 т/рік - товарна продукція цеху з урахуванням вологості;

(0,952÷0,948)– коефіцієнт, який враховує кількість сухої шихти.

Потреба в сировинних матеріалах на 1 кг шихти розраховується за формулою:

кг, (3.68)

де =71,2643 кг - кількість піску для виробництва 100 кг скла (таблиця 2.7);

=120, 1053 кг - загальна кількості компонентів.

Норма витрат на весь випуск сухої шихти розраховується за формулою:

т/рік. (3.79)

Розрахунок потреби в сировині із урахуванням річного випуску шихти та її рецепту на прикладі піску виконується аналогічно.

Потреба в сировині із урахуванням річного випуску шихти та її рецепту наведена в таблиці 2.8

Таблиця 2.8 – Потреба в сировині із урахуванням річного випуску

шихти та її рецепту

Потреба в сировинних матеріалах, з урахуванням втрат при обробці та транспортуванні на прикладі піску, розраховується за формулою:

(3.70)

де - потреба сировини на весь випуск;

- коефіцієнт, що враховує втрати, при обробці та транспортуванні.

Кількість втрат розраховується за формулою:

т/рік. (3.71)

Потреба в сировинних матеріалах, з урахуванням втрат при обробці та транспортуванні, для інших видів сировини виконується аналогічно.

Потреба в сировині з урахуванням втрат при обробці та транспортуванні наведена в таблиці 2.9.

Таблиця 2.9 – Потреба в сировині з урахуванням втрат при обробці та

транспортуванні

Кількість матеріалу, з урахуванням природної вологості на прикладі піску, виконується за формулою:

(3.72)

де F = 183271,3 т/рік - потреба сировини з урахуванням втрат;

I = 4,5 % вологість матеріалу до сушіння.

Кількість вологи розраховується за формулою:

(3.73)

де J = 191907,2 т/рік - кількість матеріалу з урахуванням природної вологості.

Потреба в сировинних матеріалах, з урахуванням природної вологи, для інших видів сировини виконується аналогічно.

Потреба в сировині з урахуванням природної вологості наведена в таблиці 2.10.

Таблиця 2.10 – Потреба в сировині з урахуванням природної вологості

Кількість висушеного матеріалу розраховується за формулою:

(3.74)

Залишок вологи розраховується за формулою:

(3.75)

Випарена волога розраховується за формулою:

т/рік (3.76) Розрахунок потреби в сировині з урахуванням вологи після сушіння для інших матеріалів, виконується аналогічно, на прикладі піску.

Потреба в сировині з урахуванням вологи після сушіння наведена в таблиці 2.11.

Таблиця 2.11 – Потреба в сировині з урахуванням вологи після сушіння

Кількість вологи, яку необхідно додати розраховується за формулою:

(3.78)

На основі отриманих даних складається матеріальний баланс виробництва шихти, який наведений в таблиці 2.12.

Таблиця 2.12– Матеріальний баланс виробництва шихти

3.2.4 Приклад розрахунку кількості технологічного обладнання

Річний ефективний фонд часу роботи обладнання розраховується за формулою:

год., (2.79)

де = 365 діб – річний календарний фонд часу;

= 8 годин – тривалість зміни;

= 3 – кількість змін на добу;

= 700 годин - норма часу обслуговування печі (згідно даних базового підприємства).

Для розрахунку кількості технологічного обладнання, необхідно визначити його продуктивність.

Продуктивність барабанної сушарки для сушіння піску розраховується за формулою:

т/год. (2.80)

де L = 10 м – довжина барабану;

w₁ = 4,5 % початкова вологість піску;

w₂ = 0,5 % кінцева вологість піску;

= 11,88 м³/год. – об’єм вологих газів в кінці барабану;

= 70 кг/м³∙год. – напруженість барабану за вологістю;

= 0,2 - коефіцієнт заповнення барабанну;

= 3,0 м/с – швидкість агенту,

Кількість барабанних сушарок для сушіння піску розраховується за формулою:

шт. (3.81)

де = 191907,2 т/рік – кількість піску, з урахуванням природної вологості;

= 22,86 т/год. – продуктивність барабанної сушарки;

= 8260 год. – річний ефективний фонд часу роботи обладнання.

Приймається 2 барабанних сушарки для сушіння піску,(n_n = 2).

Кількість барабанних сушарок для сушіння піску розраховується за формулою:

Коефіцієнт завантаження барабанних сушарок розраховується за формулою:

(3.82)

де n = 1,016 шт. – розрахована кількість барабанних сушарок;

n_п =2,0 шт. – прийнята кількість барабанних сушарок.

Продуктивність сито-буратів для просіювання піску розраховується за формулою:

(3.83)

де = 0,55 м – радіус барабану;

= 0,025 м – висота шару піску;

= 0,15 м/с – швидкість подачі піску;

= 1,08 – коефіцієнт розрихлення;

= 1,5 т/м³ - щільність піску.

Продуктивність щокової дробарки для подрібнення доломіту розраховується за формулою:

т/го (3.84)

де =0,04 м – розмір подрібненого доломіту;

= 0,007 м – розмір відходження щоки;

= 0,8 м – довжина розвантажувального отвору;

= 9000 об/год. – кутова швидкість валу;

= 0,6 – коефіцієнт розрихлення;

= 2,9 т/м³ – щільність доломіту;

= 21º - кут захвату.

Продуктивність молоткової дробарки розраховується за формулою:

(3.85)

де L = 0,8 м – довжина ротору;

D = 0,6 м – діаметр ротору.

Продуктивність змішувачів розраховується за формулою:

т/год., (3.86)

де = 0,96 м³ – робочий об’єм завантаження;

= 1,1 т/м³ – щільність шихти;

= 0,85 – коефіцієнт використання машинного часу;

= 7,5 хв. – загальний цикл змішування.

Продуктивність кульового млина розраховується за формулою:

, т/год. (3.87)

де = 10,5 м - загальна довжина млина;

- 1,0 м - діаметр млина;

- загальна маса тіл, які розмелюють, т;

= (5÷18) - залишок на ситі № 009, %;

= 20 ∙ 10⁶ н/м² межа міцності на стиснення доломіту, н/м².

Кількість барабанних сушарок для сушіння сировинних матеріалів наведено в таблиці 2.13.

Таблиця 2.13 – Кількість барабанних сушарок

Обладнання	Потреба в матеріалі, т/рік	Продуктивність, т/год.	Річний ефективний фонд часу роботи обладнання, год	Розрахована кількість	Прийнята кіль-кість	Коефіцієнт завантаження
Барабанfа сушарка	Марка	J	Q
Лінія піску		191907,2	22,86		1,16		0,55
Лінія доломіту		51519,56	22,17		0,3		0,3
Лінія сульфіту натрію		3510,524	6,87		0,08		0,08
Лінія крейди		14921,89	8,57		0,08		0,08
Лінія вугілля		259,878	23,0		0,001		0,001
Підсумок

Інші види обладнання розраховується аналогічно.

Розрахунки кількості технологічного обладнання проводяться у вигляді таблиці, приклад якої наведено в таблиці 2.14.

Таблиця 2.14 – Загальна кількість обладнання

2.2.5 Теплотехнічних розрахунок

При виконанні теплотехнічного розрахунку та складанні теплотехнічного балансу, необхідно користуватись методичними вказівками до курсового проекту з дисципліни теплотехнічне обладнання виробництва скла.

Поиск по сайту: