Організація виробництва листового скла

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Організація виробництва листового скла

ВСТУП

В загальних напрямках економічного та соціального розвитку на період до 2010 року поставлена задача подальшого розвитку ефективних видів будівельних матеріалів розширеного асортименту та об'єму, поставки високоякісної продукції широкого використання вторинної сировини, а також міських будівельних матеріалів.

У вирішенні цієї задачі велика роль відведена науково-технічному прогресу в області дослідження і виробництва будівельних матеріалів.

Листове скло - найважніший вид продукції, виробляє мий скляною промисловістю. Найбільшу частину листового скла (біля 80%) використовують у будівництві, архітектурі, воєнній техніці, а також у побуті людини. Тому вимоги до якості і властивостей скла різко зросли.

Скло повинно володіти високою світлопрозорістю, достатньою механічною міцністю, хімічною стійкістю, мінімальною смугастістю чи хвилястістю, мати найменший вміст сторонніх включень.

За останні роки працівники скляної промисловості зробили значні удосконалення технологічних процесів виробництва листового скла, їх механізації і автоматизації. Система автоматизації скловарної печі дозволяє знизити втрати тепла за рахунок стабілізації режимних параметрів.

Значно підвищився технологічний рівень цехів з приготування шихти. Використання природного газу і високоякісних вогнетривів дозволило перевести скловарні печі на високотемпературні режими варки (до 1600 ⁰С).

В промисловості проведений великий комплекс робіт з удосконалення засобів формування листового скла. Один з них безчовниковий засіб, який забезпечує у порівнянні з іншими засобами більш високі (на 20-30%) швидкості витягування стрічки при одночасному покращенні оптичних властивостей скла.

Але технологічний процес виробництва листового скла породив багато проблем. Однією з таких проблем є собівартість, транспортування листового скла. У наш час не існує проблеми будівництва скляних заводів, питання тільки в економічній ефективності, яка вирішується за рахунок більш дешевих енерго- і сировинних ресурсів і дешевої робочої сили. Розвиток і удосконалення виробництва листових стекол забезпечують економічну стійкість і конкурентоспроможність виготовляємої продукції на ринках збуту.

1 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1. Асортимент і ДСТУ на продукцію, що випускається

Листовим склом називають вироби зі скла які виробляються у виді плоских листів плоских листів, товщина яких по відношенню до довжини складає приблизно 0,15 - 1,5%. Воно випускається у відповідності з вимогами ДСТУ Б.В. 2.7-122-2003 „Скло листове. Технічні умови.”

Таблиця 1.1. Асортимент скла

Марка скла	Товщина, мм	Умовне найменування	Застосування
М5	2,0 - 5,0 з інтервалом в 1 мм	Віконне неполіроване покращене	Остекління світопрозорих конструкцій; виготовлення виробів з меблі, безпечне скло; сільськогосподарського і тихоход-ного транспорту
М6	2,0 - 5,0 з інтервалом в 1 мм	Віконне неполіроване	Для остекління світопрозорих конструкцій

Листове скло порізане на розміри:

по довжині від 100 до 1000 мм;

по ширині від 700 до 2000 мм.

Водостійкість скла марок М5 і М: не повинна бути нижче 4/98. величина залишкових внутрішніх напруг скла не повинна перевищувати 100 мм/см

Таблиця 1.2. Норми відхилень листового скла

Марка скла	Тов-щина, мм	Межа відхилень	Кількість допустимих пороків
		з товщини, мм	з різно-товщін-ності, мм	за розмірами	з різності довжин діагоналей
М5	2,0 - 5,0	+ 0,2 - 0,4	0,2 - 0,3	+2 - 4	<5 - 7	не більше 15
М6	2,0 - 5,0	+ 0,2 - 0,4	0,2 - 0,3	+2 - 4	<5 - 7	не більше 20

1.2 Особливості дипломного проекту

Дипломним проектом по виробництву листового скла методом безчовникового вертикального витягування, передбачена теплоізоляція скловарної печі: стін полум'яного простору, склепіння, стін басейну та дна. Дно такого типу називають „теплим”. Це сприяє кращому проходженню процесу гомогенізації скломаси за рахунок підвищення інтенсивності конвенційних потоків, тому що прогрівається скломаса на більшу глибину.

Передбачається застосування гранульованої шихти, що забезпечує швидкий провар скломаси за рахунок підвищеної теплопровідності шихти, крім того така шихта більш однорідна, а тому якість скломаси буде вища.

За безчовнового способу формування стрічка скла витягується з вільної поверхні. Занурене в скломасу на глибину 70-120 мм вогнетривне тіло екранує теплове випромінювання глибинних шарів розплаву і таким чином підвищує ефективність охолодження визначеної ділянки дзеркала скломаси між зануреним тілом, чи „поплавком” і підвісними вогнетривними блоками.

Унаслідок застосування вогнетривкого тіла отримують потрібну в'язкість охолодженням визначеної ділянки дзеркала скломаси між підвісними вогнетривними елементами. Цей процес підсилює охолодження потоків скломаси, що рухаються по обидва боки до „цибулини”, над її поверхнею. Відтягують скляну стрічку за допомогою азбестоцементних валиків на машині БВВС.

1.3 Техніко-економічне обґрунтовування проектуємого цеху

Будівництво цеху по виробництву листового скла безчовниковим засобом найбільш доцільно на території ТОВ „Будскло”. Критерієм для виробу будівництва є:

1. Розташування поблизу паливної і сировинної бази;

2. Електроенергія;

3. Водопостачання;

4. Наявність залізничної і шосейної доріг;

5. Забезпечення кадрами.

Сировинними матеріалами для виробництва листового скла є:

пісок - Новоселівського родовища Харківської області, ГОСТ 22551-77 „Пісок кварцовий молотий”.

доломіт - Докучаївське родовище, ГОСТ 23672-79 „Доломіт кусковий для промисловості”.

кальцинована сода - Лісічанський комбінат, ГОСТ 5100-85 „Сода кальцинована технічна”.

сульфат натрію - Костянтинівський хімічний завод, ТУ 6-05766362,002-97.

польовий шпат - ст. Маук, ТУ 5726-036-00293861-96.

вугілля - м. Торез, Донецька область, ГОСТ 8188-87.

Паливо-природний газ слідую чого складу:

Таблиця 1.4. Склад газу

Компонент	СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	СО2	N2	У
%	73,7	7	4	3	1,5	0,8	100

Паливо постачається по сітям Костянтинівського УГГ і „Укртрансгаз”.

Електроенергія постачається з „Донбасенерго”.

Вода: технічна постачається від Часов'ярського об'єднання „Укрпромводчермет”, питна вода - по сітям Костянтинівського міськводоканалу.

Наявність поряд залізничної і шосейної доріг дозволяє транспортувати готову продукцію до замовників.

Для роботи в цеху потрібна визначна кількість інженерно-технічних робітників і кваліфікованих працівників, які повинні прийти з вищих і середніх учбових закладів. Робітники - з ліцеїв міста, а ІТР Донецького Державного технічного університету, Костянтинівського індустріального технікуму та інших ВУЗів.

2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

2.1 Вимоги, пред'являємі до скла, його складу, обґрунтовування його вибору

Віконне скло - безкольорове, прозоре, тягнуте з гладкими поверхнями. Застосовують для заповнення світових пройомів в приміщеннях промислового, цивільного, житлового і сільськогосподарського призначення, як матеріал, що забезпечує природну освітленість. Загальними вимогами що пред'являються до забезпечення заданих властивостей виробів є: висока світлопрозорість, достатня механічна міцність, висока хімічна стійкість, мінімальна смугастість, хвилястість, найменший вміст сторонніх включень. Ці властивості скла залежать від його розмірів, форми, хімічного складу, температури, ступеню відпалу чи загартування, стану поверхні. При виробі складу листового скла користуються слідуючи ми вимогами:

1) достатньо висока швидкість варки при встановлених температурах;

2) мінімальна агресивна дія у процесі варки на вогнетриви скловарної печі;

3) низька температура кристалізації в розплавленому стані у порівнянні з температурою формування скла;

4) достатня швидкість твердіння скломаси, що забезпечує отримання за короткий термін виробів потрібної форми без утворення в них руйнівних напруг.

Також склад скла повинен бути таким, щоб маса скла мала високу в'язкість при температурах формування стрічки скла. Воно повинно бути достатньо легкоплавким, володіти хорошою здатністю до гомогенізації. Виходячи з цього приймаємо наступний склад скла:

Оксид	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	Na2O	К2О	SO3	У
%	72,9	1,3	0,1	8,5	3,6	13,2	0,2	0,2	100

SiO₂ - головний скло утворюючий оксид, уповільнює швидкість варки, повільно розтворяється у розтопі і підвищує в'язкість, швидкість твердіння поверхневе.

Al₂O₃ - підвищує термічну та хімічну стійкість, механічну міцність, також підвищує в'язкість.

CaO, MgO - цими оксидами скло отримує стійкість до дії води і хімічних реагентів.

CaO - підвищує пружність, міцність при стиску, знижує теплопровідність, є плавнем.

MgO - підвищує теплоємність, поверхневий натяг, кислотостійкість, знижує теплопровідність, температурний коефіцієнт, лугостійкість.

Na₂O - лужній оксид, який сприяє прискоренню скловаріння, зниженню в'язкості розплавів, полегшує процес освітлення, знижує термічну і хімічну стійкість, послаблює механічні і діелектричні властивості.

SO₃ - газові включення зменшують міцність і псують зовнішній вид скловиробів.

2.2 Характеристика основних і допоміжних сировинних матеріалів

Якість кожного сировинного матеріалу повинна відповідати певним вимогам таким як:

- постійний хімічний склад або хімічна однорідність;

- однорідний і постійний зерновий (гранулометричний) склад.

Сировиною для виробництва листового скла являється:

1. Кварцовий пісок, з яким вводиться головний скло утворюючий оксид - SiO₂. Це гірська порода, що складається із зерен кварцу. В скловарінні застосовують піски вміщуючи не менше 98,5% SiO₂ і які відповідають ГОСТ 22551-77. Склад піску: SiO₂ - 98,5%; Fe₂O₃ - не більше 0,05%; Al₂O₃ не більше 0,05%; вологи не більше 7,0%; домішки не допускаються.

2. Доломіт СаСО₃ • MgСО₃ вводить в склад скла мужньо-земельні оксиди Mg і Са. Це осадочна гірська порода, яка складається з мінералу доломіту з великою і меншою кількістю домі шків. Цей матеріал відповідає ГОСТ 23672-79. Склад: MgO - не менше 19,0%; SiO₂ - не більше 1,5%; Fe₂O₃ - не більше 0,05%; домішки не допускаються. Al₂O₃ - не більше 1,0%; вологи - не більше 0,5%; CaO - не більше 34%.

3. Кальцинована сода Na₂СO₃, з якою вводиться в склад скла головний лужний оксид Na₂O і відповідає ГОСТ 5100-85 „Сода кальцинована технічна”. Склад: Na₂СO₃ - не менше 99,0%; NaСl - не більше 0,8%; Fe₂O₃ - не більше 0,003%; Na₂SO₄ - не нормується; збитки при прокалюванні не більше 1,5%.

4. Сульфат натрію - в чистому виді представляє собою натрієву сіль сірчаної кислоти Na₂SO₄. це білий дрібнокристалічний порошок, розчинний у воді, його застосовують для активізації процесу освітлення. Відповідає ТУ 6-05766362,002-97. Склад: Na₂SO₄ - не менше 97,0%; NaСl - не більше 2,0%; CaSO₄ - не більше 1,0%; Fe₂O₃ - не більше 0,03%; вологи - не більше 7,0%.

5. Польовий шпат - кристалічний природний алюмосилікат Al₂O₃ • 2 SiO₂ • 2Н₂О. Польовий шпат вводиться в скломасу Al₂O₃ і відповідає ТУ 5726-036-00293861-96. Склад: Al₂O₃ - не менше 21%; Fe₂O₃ - не більше 0,3%; К₂О + Na₂O - не менше 13%; SiO₂ - не більше 62%; вологи - не більше 1%. Він поступає на завод у збагаченому вигляді.

6. Кам'яне вугілля вміщує мінімальну кількість золи і летучих. Додають в шихту для прискорення розщеплення сульфату натрію. Склад: зольність не більше 16%; вологи не більше 7%.

2.3 Вимоги до шихти та бою

Скляна шихта представляє собою однорідну суміш підготовлених сировинних матеріалів, дозованих по заданому рецепту і ретельно перемішаних. Допустимі відхилення від заданого складу компонентів в шихті встановлюються окремо для кожного виду скла. Так, для шихти листового скла різниця в складі окремих перемішаних компонентів не повинна перевищувати ±1%. Разом з постійністю хімічного складу шихта повинна мати і постійний зерновий склад. Матеріали, які входять у склад шихти, розрізняють за розмірами зерен: ця різниця завжди повинна бути однією і тією ж. Однорідність і постійність хімічного і зернового складу шихти залежать від постійності хімічного складу, гранулометрії і чистоти підготовлених сировинних матеріалів. Зволоження шихти забезпечує більше зчеплення між зернами різнорідних матеріалів і тим самим запобігає розшаровуванню і пиленню шихти. Також зволожена шихта має підвищену теплопровідність і реакційну здатність. Вона швидше прогрівається і переходить у розплав ніж суха шихта, а скломаса більше однорідна. При зволоженні шихти воду потрібно рівномірно і тонко розпиляти по її поверхні. Норма вмісту вологи в шихті дорівнює 3,9±0,3%. Для скловаріння застосовуємо шихту І і П класу, з нормами відхилень відповідно 0,02 : 0,21-4.

Скляний бій - це неминучі відходи при виробництві виробів. Його використовують повторно, звичайно бій того ж виробництва. Його збирають, сортирують, попередньо очищують, дуже забруднений промивають у спеціальних мийках, сушать, дроблять на куски 30-60 мм, пропускають через магнітний сепаратор. Хімічний склад купованого бою повинен відповідати складу виробляє мого скла. Співвідношення шихти і бою складає 70 : 30.

2.4 Вибір способу виробництва, описання технологічної схеми

Дипломним проектом пропонується технологічна схема виробництва листового скла безчовниковим способом

Підготовка сировинних матеріалів

v

Підготовка шихти

v

Транспортировка

v

Завантаження шихти і бою

v

Варка скла

v

Формування стрічки скла

v

Витягування стрічки скла

v

Відпал стрічки скла

v

Подрізка

v

Відломка

v

Відбортовка

v

Транспортування

v

Порізка скла на задані формати

v

Сортировка

v

Контроль

v

Упаковка

v

Відправка

Якість скломаси залежить від якості сировинних матеріалів та ТУ. Підготовлені сировинні матеріали зберігають у витратних бункерах. Зважені матеріали по конвеєру потрапляють в змішувач С-951, з якого шихта подається в проміжні бункери. Конвеєром транспортується до завантажних бункерів ванної печі. Завантаження повинно бути по всій ширині басейну. Завантажники ЗШ-2 працюють в автоматичному режимі і пов'язані з рівнеміром встановленим в студочній частині печі. Для варки скла застосовують регенеративну ванну піч неприливної дії з поперечним напрямком полум'я. Ширина варочної частини печі 8 метрів, глибина 1500 мм, довжина печі 30 метрів, піч має 7 пар пальників.

Для підігріву повітря застосовують секційні регенератори, які дозволяють регулювати розподілення повітря по окремим пальникам. Вертикальні шахти пальників відсутні і нагріте повітря потрапляє до вльотів пальників по горизонтальним каналам. Така конструкція дозволяє нагрівати повітря до більш високих температур. В печі використовують шахтні факельні пальники, у яких паливо і підігріте повітря змішуються в процесі горіння. Шихта і бій завантажуються в ванну піч і утворюють на поверхні шар товщиною біля 150-200 мм. Варка скла поділяється на 5 основних стадій:

1) силікатоутворення - при нагріванні змінюється фізичний стан матеріалів шихти: випаровується волога; гідрати солей, перекиси розкладаються;сульфат натрію і кремнезем переходять в інші кристалічні модифікації. При температурі 240-400 ⁰С в шихті починають взаємодіяти карбонати з утворенням хвойної солі. При більш високих температурах в реакцію вступають пісок і глиноземисті сполучення; закінчується при t = 800-900 ⁰С.

2) склоутворення - це процес розчинення піску в первинному розтопі силікатів. Склоутворення проходить повільно,, займаючи 60-70% загального часу варки скла. Для того щоб розщеплення проходило неперервно треба щоб свіжий розтоп проходив шляхом дифузії через плівку до поверхні кварцових зерен. Стадія закінчується при t = 1150-1200 ⁰С.

3) освітлювання - стадія звільнення скломаси від газових бульбашків. При розщепленні зерен піску розплав стає більш в'язким, тому дрібні бульбашки не можуть піднятися до його поверхні і залишаються всередині плівки свіжої скломаси.

Для прискорення процесу освітлювання скломаси необхідно:

- збільшення тривалості варки;

- підвищення температури при освітлюванні;

- механічне перемішування скломаси;

- добавка в шихту освітлювачем;

- високий тиск, ультразвук.

4) гомогенізація - стадія надання скломасі фізичної, хімічної, температурної однорідності. Вирівнювання складу скломаси проходить за допомогою молекулярної дифузії. Піднімаючись всередині розтопу, бульбашки розтягують плівки комірок в тонкі ниті і таким чином прискорюють дифузію розплавів. Температура варки скла -1500-1550 ⁰С.

5) студка - стадія охолодження скла до заданої температури виробки (300⁰С). Головна вимога під час охолодження неперервне, повільне зниження температури без зміни складу і тиску газового середовища до 1300⁰С.

Охолоджена скломаса поступає на виробітку в під машинну камеру машини ВВС. При виробництві скла без човниковим засобом стрічка скла формується з вільної поверхні скломаси. Необхідні для формування стрічки в'язкості отримують шляхом охолодження визначеного участку дзеркала скломаси між підвісними вогнетривкими елементами (L - блоками).

У скломасу на глибину 70-120 мм занурюють вогнетривке скло. Його призначення посилювати охолодження потоків скломаси, які пересуваються з обох сторін до луковиці над його поверхнею. Загальний відбір тепла від стрічки скла здійснюється водними холодильниками. Для підвищення відбору тепла поверхню холодильників, спрямовану до стрічки, покривають тонким шаром жаростійкої матової чорної фарби, а протилежні - білою глянцевою фарбою. В під машинній камері розташовані підвісні L - блоки, які підвішують за допомогою стальних підвісок. Першу пару валиків машини розташовують на висоті 950-1000 мм над рівнем скломаси. На шляху руху скломаси зі сторони печі до під машинної камери встановлюють противосвільний міст. Скломаса, обтікаючи його, утворює над нижнім його виступом зворотній круговий потік, в якому збираються і утримуються світлі та інші включення. Витягування стрічки скла проводиться машиною ВВС - 3А, яка має висоту шахти 11,8 мм. Обладнана 31-єю парою валиків, ширина стрічки скла з бортами 3150 мм. До 16-ої пари валиків шахта машини ізолюється з пресованого азбесту, товщиною 30 мм. Вище 22-ої пари шахта відкрита. Відпал стрічки скла проходить в шахті машини ВВС: зону інтенсивного охолодження від температури луковиці (1050⁰С) до верхньої температури відпалу (574⁰С); зону повільного охолодження від верхньої до нижньої (474⁰С) температури відпалу; і зону прискореного охолодження від нижчої температури до 100⁰С.

Стрічку скла підрізають за допомогою ролика закріпленого в каретці. Включення каретки і її переміщення як у час робочого, так і холостого ходу здійснюється автоматично. Борти підрізаються роликовими борторізчиками. Відломка листів проходить відломщиком рамного типу, з переводом його з вертикального в горизонтальне положення, потім листи скла потрапляють на горизонтальний рольганг. Для виконання операцій по від ломці бортів, різці, сортуванні і упаковці скла застосовують поточні автоматичні лінії (ЛОСТ). Скло обробляють на спеціальних столах, до яких листи подають від відломщиків по рольгангу, а потім за допомогою знищувачів передають в складські приміщення. Для упаковки скла застосовують пірамідальні контейнери. Крупно габаритне віконне скло упаковують в дерев'яні ящики. Контроль якості скла проводиться контролером ВТК до упаковки скла.

2.5 Технологічний контроль

2.5.1 Хімічний контроль якості шихти

Шихту контролюють кожну зміну на відповідність заданому рецепту, для цього по визначеній методиці відбирають проби з кожного відвісу, проводять її повний хімічний аналіз. Додатково для поточної перевірки постійності складу не менше 4 разів у зміну відбирають з підвісом 4-5 проб, змішують і аналізують на лугостійкість чи на вміст залишку перозиною в HCl. Якщо відхилення складу шихти від заданого більше припустимого шихту бракують.

Пробу скломаси відбирають при прийомі та здачі зміни, а також не менше двох разів у зміну.

Таблиця 2.1 Хімічний контроль якості шихти

Конролюємі параметри	Значення контролюємих параметрів	Періодичність контролю	Норма виміру	Місце відбору проби	Методи контролю	Хто здійснює контроль
1	2	3	4	5	6	7
Хімічний склад	Повинен відповідати теоретичному розрахунковому складу	Не менш 1 разу на добу	Допустимі відхилення від теоретичного розрахункового складу по масі; по залишку в кислоті ±1,0; оксидів CaO і MgO ±1,0	На виході з змісителя, з бункеру збереження шихти	По НТД затвердженому керівництвом підприємства	Технік-лаборант
Визначення лужності	Вміст вуглекислих солей Na повинно відповідати теоретичному складу	Не менш 2 раз у зміну	Допустимі відхилення від складу сілі Na ±1	На виході змішувача, бункеру збереження шихти	По НТД затвердженому керівництвом підприємства	Інженер технік-лаборант
Вологість по масі	3-5	Не менш 2 раз у зміну	Відхилення від вологості ±0,5	На виході змішувача, бункеру збереження шихти	По НТД затвердженому керівництвом підприємства	Хімік-лаборант
Зерновий склад	Залишок на ситі №1 повинен бути однорідним	Не менш 1 разу у зміну	Допустимі відхилення ±0,5	На виході змішувача, бункеру збереження шихти	По НТД затвердженому керівництвом підприємства	Хімік-лаборант

2.5.2 Теплотехнічний контроль

Таблиця 2.2. Теплотехнічний контроль процесу виробництва скла

Найменування процесу	Межі значення	Місце і спосіб відбору проби	Періодичність контролю	Методика випробу-вання	Точність вимірювання	Ціна ді-лен-ня	Хто контролює
1	2	3	4	5	6	7	8
Температура регенераторів	0+11000С	Низ регене-раторів	1 раз у годину	КСП-4	0,5	20	Дежурний скловар
Температура склепіння	500+13000С	Температу-ра відрост-ків та ЦКВ	1 раз у годину	КСП-4	0,5	10	Дежурний скловар
Температура відходячих газів	0+800 0С	Димохід перед шибером	1 раз у годину	КСП-4	0,5	10	Дежурний скловар
Температура газу	50-0-50	Трубопро-від після регулятору	1 раз у годину	КСП-4	0,5	2	Дежур-ний скловар
Температура під машинних камер	0+11000С	Під- машинні камери	1 раз у годину	КСП-4	0,5	10	Дежур-ний скловар
Розрядження в димоході	0-100 мм.рт.ст.	Димохід перед шибером	1 раз у годину	ТмМП-52	2,5	2	Дежур-ний скловар
Рівень скломаси	5-0+5 мм	Студочна частина ванної печі	1 раз у годину	Рівно-мір			Дежурний скловар
Розподілення витрат газу по пальникам	0-300 мм.рт.ст.	Сопла пальників	1 раз у годину	Мано-метри	1	1	Дежур-ний скловар
Тиск газового середовища на каналі вироботки	-5+0+5	Заклиночний ряд каналу в районі 4-5 п/камери	1 раз у годину	ДКО 3702	1,5	0,05	Дежурний скловар
Витрати газу на ванну піч	0-400н/м3/год	Після регуляторів цехів ГРУ	1 раз у годину	Вфс-М	1,5	20	Дежур-ний скловар
Тиск газу в колекторі	0+04кг/см2	ГРУ цехове	1 раз у годину	КСД-3	1,5	0,02	Дежурний скловар
Тиск газу після регулятору	0-1кг/см2	Газопровід після регулятору цехів ГРУ	1 раз у годину	ЕКМ	1,5		Дежурний скловар
Витрати газу І зони	3200 м3/год	ГРУ	1 раз у годину	КСД-3	1,5		Дежурний скловар
Витрати газу П зони	800м3/год	ГРУ	1 раз у годину	КСД-3	1,5		Дежурний скловар

2.5.3 Технічний контроль процесів виробки і обробки виробів

Таблиця 2.3. Технічний контроль процесів виробки і обробки виробів

Найменування параметру	Найменування визначення	Межа значення	Вимірювальні значення	Місце та засіб відбору проби	Періодичність контролю	Методика випробування	Засіб виміру	Виконавець
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Якість скла	Товщина і різнотовщинність листів	2-4	ДСТУ Б.В.27-122-03	Листи скла	Періодичний	По ДСТУ Б.В.27-122-03	Мікрометр 2 класу точності	Контролер скляного виробництва
	Показник зовнішнього виду		ДСТУ Б.В.27-122-03	Візуальний огляд	Періодичний виборчий щомісячно	По ДСТУ Б.В.27-122-03		Контролер скляного виробництва
	Оптичні перекручення		ДСТУ Б.В.27-122-03	Візуальна установка оптичних перекручень	Періодичний виборчий щомісячно	По ДСТУ Б.В.27-122-03	УКОС	Контролер скляного виробництва
	Загальні світопропускання		ДСТУ Б.В.27-122-03	Стрічка скла	Періодичний: 1-2 рази на тиждень	По ДСТУ Б.В.27-122-03	Прилад Іф - ТО	Лаборант ЛКП
Якість різки і розкрою	Розміри готових форматів і заготовленого скла	По спеціфікації	По ДСТУ Б.В.27-122-03	Листи скла на столах рулеткою	Періодичний	По ДСТУ Б.В.27-122-03	Рулетка	Контролер скляного виробництва
	Відхилення від лінійних розмірів	По спеціфікації	По ДСТУ Б.В.27-122-03	Листи скла на столах рулеткою	Періодичний	По ДСТУ Б.В.27-122-03	Рулетка	Контролер скляного виробництва
	Відхилення від прямокутника	По спеціфікації	По ДСТУ Б.В.27-122-03	Перевірка вручну	Періодичний	По ДСТУ Б.В.27-122-03	Угольник перевірочний	Контролер скляного виробництва

2.5.4 Контроль готової продукції

Таблиця 2.4. Контроль готової продукції

Найменування ваду	Норма обмеження на 1 м2 скла	Хто контролює
	М 5	М 6
1	2	3	4
Пузирі розміром: до 3 мм	Не допускаються в зосереджувальному виді	Не допускаються в зосереджувальному виді	Відділ контролю якості
від 3 до 5 мм	Не допускаються більше 3 штук	Не допускаються більше 12 штук	Відділ контролю якості
від 5 до 12 мм	Не допускаються більше 1 штуки	Не допускаються більше 4 штук	Відділ контролю якості
від 12 до 20 мм	Не допускаються	Не допускаються більше 1 штуки на відстані не біль-ше 20 мм від кромки скла	Відділ контролю якості
Сторонні не ру-йнуючі включе-ння розміром: до 1 мм	Не нормуються	Не нормуються	Відділ контролю якості
від 1 до3 мм	Не допускаються більше 2 штук	Не допускаються більше 4 штук	Відділ контролю якості
від 3 до 4 мм	Не допускаються	Не допускаються більше 3 штук	Відділ контролю якості
Поверхневий „рух”	Не допускаються в зосереджувальному виді	Не допускаються в зосереджувальному виді	Відділ контролю якості
Подряпини: волосні	Не допускаються в зосереджу вальному виді	Не допускаються в зосереджу вальному виді	Відділ контролю якості
грубі	Не допускаються загальною довжиною 150 мм	Не допускаються загальною довжиною 300 мм	Відділ контролю якості

3. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

3.1 Технологичний розрахунок

3.1.1 Розрахунок технологічних та фізико-хімічних властивостей скла

1. Температурно-в'язкісна характеристика скла визначається за методом М.В. Охотіна, розробленим для силікатного скла. Розраховуємо температуру, що відповідає визначеному значенню в'язкості, для такого складу скла:

SiO2	Al2O3	CaO	MgO	Na2O	Fe2O3	SO3	У
72,9	1,3	8,5	3,6	13,2	0,1	0,2	100

Температуру розраховуємо за формулою:

Т_з = ах+ ву+сz+d; °C (3.1)

де х - вміст Na₂O, %;

у - вміст CaO+MgO,%;

z - вміст Al₂O₃, %;

а, в, с, d - коефіцієнти, що застосовуються при розрахунках. Різниця в складі MgO в заданому склі помножується на поправку при відповідній температурі. Якщо вміст MgO < 3%, то поправка береться зі знаком „мінус”, якщо MgO в склі 3% і більше, то - зі знаком „плюс”. У даному складі скла MgO більше 3%, тому поправку слід вносити рівну 3,5 - 3,0 = 0,5%. Для побудови графіка залежності lgз від температури досить визначити температури, що відповідають lgз=2,3,4,6,8. По отриманим даним будується крива, що характеризує зміну в'язкості в залежності від температури.

Розраховуємо криву в'язкості для даного складу скла:

При lgз = 2

Т₂ = -22,87·13,2+(-16,1)·11,5+6,5·1,3+1700,4+0,6·9=1224⁰С

При lgз = 3

Т₃ = -17,49·13,2+(-9,95)·11,5+5,9·1,3+1381,4+0,6·6=1045⁰С

При lgз = 4

Т₄ = -15,37·13,2+(-6,25)·11,5+5,0·1,3+1197,27+0,6·5=928⁰С

При lgз = 6

Т₆ = -10,36·13,2+(-1,18)·11,5+4,35·1,3+910,96+0,6·2,6=767⁰С

При lgз = 8

Т₈ = -2,05·13,2+2,3·11,5+3,6·1,3+656,75=660⁰С

2. Визначення поверхневого натягу розплавленої скломаси

Значення поверхневого натягу розплавленої скломаси при температурі 1000-1400⁰С складає 0,22 - 0,38 Н/м. По Дітцелю поверхневий натяг можна обчислити за формулою:

у = [У Р_і у_і -(t-900)·0,04]·10^-3, Н/м (3.2)

де Р_і - вміст оксидів у склі, %;

у_і - парціальні значення;

t - температура, при якій визначається поверхневий натяг.

у = [(72,9·3,4+1,3·6,2+0,1·4,5+4,8·8,5+3,6·6,6+13,2·1,5+0,2·6,6)-(1400-

-900)·0,04]·10^-3= 0,32 Н/м.

3. Щільність скла

Дорівнює масі одиниці об'єму, одиницею щільності є кг/м³.

с = ; кг/м³ (3.3)

де с - щільність скла;

б _1,2,3,4,5 - процентний вміст кожного оксиду у склі;

с_1,2,3,4,5 - коефіцієнти по Бейлі.

с = = 2478 кг/м³

4. Механічні властивості скла

Межа міцності при стиску F_c - частка від розподілу сили на площу поперечного перерізу зразка.

F_c = P₁R₁+ P₂R₂+ P₃R₃+…+ P_nR_n, МПа (3.4)

де Р_1,2,...n - вміст оксидів у склі, %;

F_1,2,...n - коефіцієнти по Вількельману і Шотту

F_c = 72,9·12,3+1,3·10+6·13,2+0,5·0,2+1·3,6+2·8,5 = 1009,4 МПа

Межа міцності при розтягуванні f - частка від розподілу руйнівного навантаження на площу поперечного перерізу зразка:

f = P₁f₁+ P₂f₂+…+ P_nf_n, МПа (3.5)

де Р_1,2,...n - вміст оксидів у склі, %;

f_1,2,...n - коефіцієнти по Вількельману і Шотту.

f = 72,9·0,9+1,3·0,5+13,2·0,2+0,2·0,1+0,1·3,6+ 2·8,5= 86,3 МПа

Модуль пружності Е характеризує пружні властивості скла:

Е = Р₁Е₁+ Р₂Е₂+...+ Р_nЕ_n, МПа (3.6)

де Р_1,2,...n - вміст оксидів у склі, %;

Е_1,2,...n - коефіцієнти пружності по Вількельману і Шотту.

Е = 72,9·700+1,3·1800+8,5·700+13,2·610+0,2·400 = 67452 МПа

Коефіцієнт Пуассона - величина зворотна відношенню відносного подовження до відносного стиску при однобічному пружному розтягненні зразка:

м_ст = Р₁м₁+ Р₂м₂+...+ Р_nм_n (3.7)

де Р_1,2,...n - вміст оксидів у склі, %;

м_1,2,...n - коефіцієнти Пуассона.

м_ст = 72,9·0,001553 + 1,3·0,001750 + 8,5·0,004163 + 13,2·0,0043 +

+ 0,2·0,003969 + 3,6·0,002500 = 0,216 МПа.

Твердість. Н - опір поверхні скла прониканню в неї сторонніх сил:

Н = Н₁Р₁+ Н₂Р₂+...+ Н_nР_n, (3.8)

де Р₁, Р₂...Р_n - вміст оксидів у склі;

Н₁, Н₂...Н_n - коефіцієнт для розрахунку твердості скла.

Н = 72,9·3,32+1,3·10,1+8,5·6,38+13,2·2,65+0,2·3,9 = 165,45

5. Терміни властивості

Коефіцієнтом теплопровідності називається питомий тепловий потік.

л = Р₁л ₁+ Р₂л ₂+...+ Р_nл _n , Вт/(м ·К) (3.9)

де Р_1,2,...n - вміст оксидів у склі, %;

л_1,2,...n - коефіцієнти по Вольтеру та Іл'їній.

л=72,9·8,74+1,3·10,7+5,84·0,2+8,5·11,6+3,6·13,44+13,2·12,85 = 0,96 Вт/м·К

Лінійний коефіцієнт термічного розширення:

б = Р₁б ₁+ Р₂б ₂+...+ Р_nб _n , ⁰С^-1 (3.10)

де Р_1,2,...n - вміст оксидів у склі, %;

б _1,2,...n - коефіцієнти по Інглішу і Тернеру;

б = (72,9·0,05+13,2·0,17+5,84·1,66+8,5·0,45+3,5·4,32+10,7·3,9)/10000000 = 75·10^{-7 0}С^-1

Питома теплоємкість С_т - кількість тепла, затрачувана на підвищення температури одиниці маси скла на 1⁰К.

С_т = , Дж/(кг·К) (3.11)

де Р_1,2,...n - вміст оксидів у склі, %;

С _1,2,...n - коефіцієнти для розрахунку теплоємкості по Вількельману і Реньє.

С_т = 849,26 Дж/(кг·К)

Термостійкість - здатність скла витримувати без руйнувань різку зміну температур.

?t = •К , ⁰С (3.12)

де t₁-t₂ - максимальна і мінімальна температура скла;

у _изг - межа міцності при вигині, МПа;

м - коефіцієнт Пуассона;

б - коефіцієнт термічного розширення, ⁰С^-1;

Е - модуль пружності, МПа;

К = 1.

?t = = 134⁰С

Для характеристики властивостей скла визначають показник заломлення (n_з) і показник (Ма) .

n_з = (3.13)

де n_з - показник заломлення;

Р_1,2,...n - вміст оксидів у склі, %;

n _1,2,...n - коефіцієнт заломлення ;

S_1,2,...n - парціальні коефіцієнти ;

n_з = = 1,50

Визначення показника дисперсії.

М_а = , (3.14)

де m_1,2,... m_n - коефіцієнт дисперсії.

М_а = = 787,7

3.1.2 Розрахунок виробничої потужності цеху

Вихідні дані:

П = 290 т/добу - задана виробнича програма на добу;

V = 135 м/годину - швидкість витягування стрічки;

К_с = 0,9 - коефіцієнт використання скломаси;

К_м = 0,97 - коефіцієнт використання обладнання;

Т = 365 днів - річний максимальний фонд робочого часу;

е = 3 мм - товщина стрічки скла;

В = 3,15 м - ширина стрічки з бортами;

В₁ = 3 м - ширина без бортів;

К_год. = 0,95.

Т_сер. = 365- (3.15)

де а - тривалість холодного ремонту;

А - кампанія печі.

Т_сер. = 365-= 358 днів

Знаходимо масу 1 м² листового скла:

Р = е · 1 · с (3.16)

де е - товщина стрічки скла;

с - щільність скла.

Р = 0,003 · 1 · 2478 = 7,434 кг/м³

1. Визначення добової виробничої потужності цеху:

П_зад. = Q_печі · К_с (3.17)

П_зад. = 290 · 0,9 = 261 т

2. Визначення продуктивності склоформуючого обладнання.

М_факт. = V·B₁·K_ид. ·K_м ·Р·24 (3.18)

М_факт. = 135·3·0,95·0,97·7,434·24 = 66586,2 м² = 66,59 т

3. Визначення кількості склоформуючого обладнання.

N = П_зад./ М_факт., (3.19)

Приймаємо N₀ = 4, тоді К = ,

К = = 1,02

4. Визначення добової максимальної потужності цеху:

П_макс. = П_зад. · К (3.20)

П_макс. = 261 · 1,02 = 268 т/добу

5. Максимальна продуктивність печі:

Q_печі = П_макс. / К (3.21)

Q_печі = 268 / 0,9 = 297 т

6. Максимальна річна потужність цеху, м²:

W_макс. = V · 24 · B₁·K_ид. ·K_м · N₀ · Т (3.22)

W_макс. = 135 · 24 · 3 · 0,97 · 0,95 · 4 · 365 = 13077190 млн.м²

7. Середньорічна потужність цеху:

W_сер. = V · 24 · B₁·K_ид. ·K_м · N₀ · Т_сер. (3.23)

W_сер. = 135 · 24 · 3 · 0,97 · 0,95 · 4 · 358 = 12826395 млн.м²

3.1.3 Розрахунок потреби в шихті і склобої.

Вихідні дані:

Р = 30%;

С = 70%;

Q = 290 т/добу - задана виробнича програма на добу;

n = 18% - угар шихти;

К_с - коефіцієнт використання скломаси.

Приймаємо безповоротні втрати зворотнього бою - 1%.

1. Загальна добова потреба в скло бої:

Б = , т (3.24)

Б = = 87 т

2. Кількість зворотнього бою:

а) у % від маси скла:

Р₀ = (1-К_с) · 100-1, (3.25)

Р₀ = (1-0,9) · 100-1 = 9,9%

б) у тоннах:

Б₀ = , т (3.26)

Б₀ = = 28,7 т

3. Добова потреба у покупному скло бої:

а) у % від ваги скла:

Р_n = Р - Р₀ (3.27)

Р_n = 30 - 9,9 = 21,1%

б) у тоннах:

Б_n = Б • Р_n /Р (3.28)

Б_n = 87 • 21,1 / 30 = 61,1

4. Добова потреба у шихті:

m = (3.29)

m = = 248 т

3.1.4 Кількість завантажників шихти

Вихідні дані:

1. Тип завантажника: ЗШ - 2;

2. Продуктивність завантажника: 1,65 - 6,3 т/годину;

3. Ширина завантажника: 1,1 м;

4. Потреба в шихті: 248 т;

5. Потреба в скло бої: 61,1 т;

6. Ширина завантажувальної кишені: 6,4 м.

1. Знаходимо кількість завантажників:

N =, (3.30)

N = = 5,8 завантажників

де в - ширина завантажника, м.

Приймаємо 6 завантажників.

2. Знаходимо фактичну продуктивність:

За добу:

q_зав. = , т (3.31)

q_зав. = = 51,5 т

За годину:

q_{зав. год.} = , т

q_{зав. год.} = = 2,15 т

3.1.5 Розрахунок вищої та нижчої температур

Температура відпалу скла залежить від його складу та в'язкості. Для розрахунку Т_в і Т_н відпалу скла, знаходимо склад скла близький до заданого.

	Заданий склад	Обраний склад	Температурна поправка
SiO2	72,9	73,0	-
Al2O3	1,3	3,0	-1,7•3 = -5,1
CaO	8,5	7,0	1,5•6,6 = 9,9
MgO	3,6	2,5	1,1•3,5 = 3,85
Na2O	13,2	14,5	-1,3•(-4) = 5,2
Fe2O3	0,1	-	-
К2О	0,2	-	-
SO3	0,2	-	-

Знаходимо вищу температуру відпалу:

Т_в = 560 - 5,1 + 9,9 + 3,85 + 5,2 = 574 ⁰С

Нижча температура дорівнює:

Т_н = Т_в - 100 ⁰С, (3.32)

Т_н = 574-100 = 474 ⁰С.

3.1.6 Розрахунок режиму відпалювання листового скла виробляє мого методом БВВС

Вихідні дані:

Т_в = 574 ⁰С - вища температура відпалу;

Т_н = 474 ⁰С - нижча температура відпалу;

Т_кін. = 100 ⁰С - кінцева температура відпалу;

h₁ = 1,5 м - відстань від дзеркала скломаси до першої пари валків;

V = 135 м/годину - швидкість витягування стрічки скла;

В = 3 мм = 0,3 см - товщина стрічки;

Т_лук = 1050 ⁰С - температура луковиці.

Відпалювання проходить 4 стадії:

1. Швидке охолодження від Т_лук до Т_в.

Знаходимо час проходження першої зони і швидкість охолодження:

ф₁ = , хвилин (3.33)

V₁ = (3.34)

де W - швидкість витягування, м/хвил.

ф₁ = = 0,75 хвил.

V₁ = = 635 град/хвил

2. Повільне охолодження від Т_в до Т_н. Швидкість охолодження визначається за спрощеною формулою:

V₂ = , град/хвил. (3.35)

де а - половина товщини листа скла, см.

V₂ = = 57,8 град/хвил.

Час проходження стрічки скла другої зони:

ф₂ = , хвил. (3.36)

ф₂ = = 1,73 хвил.

Відстань яку пройде стрічка скла:

h₂ = W · ф₂ , м (3.37)

h₂ = 2 · 1,73 = 3,46 м

3. Прискорене охолодження від Т_н до 100 ⁰С.

Швидкість витягування:

V₃ = , град/хвил. (3.38)

V₃ = = 115,5 град/хвил.

ф₃ = , хвил. (3.39)

ф₃ = = 0,86 хвил.

h₃ = W · ф₃ , м (3.40)

h₃ = 2 · 0,86 = 1,72 м

4. Швидке, але безпечне охолодження від (Т_н - 100) до Т_к. Визначається за спрощеною формулою:

ф₄ = , хвил. (3.41)

V₄ = , град/хвил. (3.42)

V₄ = = 444,4 град/хвил.

ф₄ = = 0,59 хвил.

h₄ = W · ф₄ , м (3.43)

h₄ = 2 · 0,59 = 1,68 м

h_min BBC = h₂ + h₃ + h₄ , м (3.44)

h_min BBC = 3,46 + 1,73 + 1,68 = 6,87 м

Приймаємо машину БВВС -ЗА висотою 11,8 метри.

h₄ = 11,8 - 5,18 = 6,62 м

ф₄ =

ф₄ = = 3,31 хвилини

V₄ = (3.45)

V₄ = = 83,03 град/хвил.

Знаходимо загальний час шляху стрічки скла:

ф_заг = ф₁ + ф ₂ + ф ₃ + ф ₄ , хвил (3.46)

ф_заг = 0,75 + 1,73 + 0,86 + 3,31 = 6,65 хвил.

3.2 Теплотехнічний розрахунок

3.2.1 Розрахунок конструктивних розмірів скловарної печі

1. Визначення площі варочнї частини печі :

F_в.ч. = , м² (3.47)

де Р - продуктивність печі, кг/добу;

К - питомий з'єм скломаси.

F_в.ч. = = 240 м²

2. Визначаємо довжину варочної частини печі:

L_в.ч. = , м (3.48)

де В_в.ч. - ширина печі в м, вона складає 8 м.

L_в.ч. = = 30 м

Співвідношення довжини до ширини повинно бути від 1,5 до 3,5;4.

(3.49)

Приймаємо піч з поперечним направленням полум'я.

3. Глибина басейну: h = 1500 мм.

4. Розміри завантажувальних кишень:

Ширину:

В_з.к. = 0,8 · В_в.ч. , м (3.50)

В_з.к. = 0,8 · 8 = 6,4 м

Довжину:

L_з.к. = 1000 мм.

5. Висота підвісної стіни:

h_с. = 1,5 м

h_п.п. = h_с.+ h_п.с. (3.51)

h_п.с. = 1/8 • В_п.п. (3.52)

де В_п.п. - ширина полум'яного простору;

h_п.с. - стріла підйому склепіння.

В_п.п. = В_в.ч. + (0,2 - 0,3) (3.53)

В_п.п. =8 + 0,2 = 8,2 м

h_п.с. = 1/8 • 8,2 = 1,025 м

h_п.п. = 1,5 + 1,025 = 2,5 м

6. Визначаємо кількість пар пальників. Відстань між осями пальників складає від 3,5 до 4 м.

n = l_в.ч. / 4 (3.54)

n = = 7,5

Приймаємо 7 пар пальників

С₁ = 1,1 м; С₂ = 1,2 м; г = 0,375 м; в = 1,4 м.

Загальна ширина вльотів дорівнює:

У_а = L_в.ч. - (С₁+С₂+6·в+14·г), м (3.55)

У_а = 30-(1,2+1,1+6·1,4+14·0,375) = 14,05 м

Середня ширина кожного вльоту буде дорівнювати:

а = , м (3.56)

а = = 2 м

3.2.2 Розрахунок горіння палива

Горіння палива заданого складу:

Складові	СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	СО2	N2	WР
% по масі	91,08	3,96	1,09	0,51	0,26	0,12	1,98	1,0

Визначаємо теплоту горіння палива, теоретичної кількості повітря, дійсну кількість повітря, атмосферного повітря, димових газів у об'ємі і відсотках:

Q_н^Р = 35820 · СН₄^Р + 6375 · С₂Н₆^Р + С₃Н₈^Р · 91256 +118700 С₄Н₁₀^Р +С₅Н₁₂ · 14600 / 100 (3.57)

Q_н^Р = 35820·91,08+63751·3,99+91256·1,09+118700·0,51+14600·0,26/100 = = 36787,45 кДж

Знаходимо теоретично необхідну кількість сухого повітря:

V_т.в. =(2·СН₄^Р+3,5·С₂Н₆^Р+5·С₃Н₈^Р+6,5·С₄Н₁₀^Р+8·С₅Н₁₂^Р) (3.58)

V_т.в. = (2·91,08+3,5·3,96+5·1,09+6,5·0,51+8·0,26) = 9,85 м³/м³

Знаходимо теоретично необхідну кількість атмосферного повітря з вологоутриманням d = 10г/кг сух. пов.

V_д.в. = б · V_т.в. (3.59)

V_д.в. = 1,016·9,85 = 10,01 мм³/нм³

Знаходимо дійсну кількість повітря при б = 1,2:

а) сухого L_a = б·L₀ (3.60)

L_a = 1,2·9,85 = 11,82 м³/м³

б) атмосферного L_a¹ = б·L₀¹ (3.61)

L_a¹ = 1,2·10,01 = 12,01 м³/м³

Визначаємо кількість та склад продуктів горіння при б = 1,2:

V= 0,01(СО₂^Р+СН₄^Р+2·С₂Н₆^Р+3·С₃Н₈^Р+4·С₄Н₁₀^Р+5·С₅Н₁₂^Р) (3.62)

V= 0,01(0,12 + 91,08+2·3,96+3·1,09+4·0,51+5·0,26) = 1,06 м³/м³

V= 0,01(2·СН₄^Р+3·С₂Н₆^Р+4·С₃Н₈^Р+5·С₄Н₁₀^Р+6·С₅Н₁₂^Р +1+0,16·б·L_a) (3.63)

V=0,01(2·91,08+3·3,96+4·1,09+5·5,051+6·0,26+1+0,16·10·11,82)= 2,23 м³/м³

V= 0,79·L_a + 0,01·N₂^P (3.64)

V= 0,79·11,82 + 0,01·1,98 = 9,36 м³/м³

V= 0,21 (б - 1) · L₀ (3.65)

V= 0,21 (1,2 - 1) · 9,85 = 0,41 м³/м³

Визначаємо загальну кількість продуктів горіння:

V_д.г. = V+ V+ V+ V (3.66)

V_д.г. = 1,06 + 2,23 + 9,36 + 0,41 = 13,06 м³/м³

Визначаємо відсотковий склад продуктів горіння:

СО₂ = · 100 = 8,12%

H₂O = · 100 = 17,08%

N₂ = · 100 = 71,67%

O₂ = · 100 = 3,13%

Визначаємо прихід тепла.

Q_nр = Q_н^Р + Q_n (3.67)

Q_n = L_a¹·C_n·t_n , (3.68)

Q_n = 12,01·1,398·900 = 15110,98 кДж/м³

Q_nр = 36787,45 + 15110,98 = 51898,43 кДж/м³

Приймаємо температуру горіння палива рівну 2400 ⁰С та визначаємо якій кількості тепла відповідає дана температура.

Q₁ = V_д.г. · С_д.г. · t₁ , кДж/м³ (3.69)

де V_д.г. - теплоємність димових газів;

С_п.ч = С· Ч+ С· Ч+ С·Ч+С·Ч (3.70)

С_п.ч. = 2,4712 · 0,0812 + 2,0366 · 0,1708 + 1,5065 · 0,7167 + 1,5965 · 0,0313 = = 1,68 кДж/м³ · ⁰С.

Q₁ = 13,06 · 1,68 · 2400 = 52601,3 кДж/м³

Так як Q_пр.< Q₁, то t_т < t_1, тому задаємось приблизною теоретичною температурою горіння палива t₂ = 2300 ⁰С.

Визначаємо теплоємність С_п.ч. при t₂ = 2300 ⁰С аналогічно попередньому:

С_п.ч. = 2,46 · 0,0812 + 2,019 · 0,1708 + 1,501 · 0,7167 + 1,59 · 0,0313 = = 1,67 кДж/м³ · ⁰С.

Q₂ = 13,06 · 1,67 · 2300 = 50164 кДж/м³

Так як Q₂ Q_прих, то t₂ < t₁.

t_m = t₁+ , ⁰С (3.71)

t_m = 2300 += 2371 ⁰С

Визначаємо дійсну температуру горіння палива:

t_g = з · t_m, ⁰С (3.72)

де з - пірометричний коефіцієнт.

t_g = 0,7 · 2371 = 1659,7 ⁰С

3.2.3 Визначення розходу палива

Прихід палива.

1. Тепловий потік, що утворюється при згоранні палива:

Ф₁^п = Q_н^Р · х, (3.73)

де Q_н^Р - теплота згорання палива, м³/с.

Ф₁^п = 36787,45 · х, кВт

2. Потік фізичної теплоти, що надходить з повітрям:

Ф₂^п = V_дат.п.·C_n·t_n · х, кВт (3.74)

де C_n - теплоємкість вологого повітря 1,433 кДж/м^{3 0}С;

t_n - температура нагріву повітря 1200⁰С.

Ф₂^п = 10,01 · 1,433 · 1200 · х = 17213,2 х кВт

3. Загальний потік тепла:

Ф_прих. = Ф₁^п + Ф₂^п, кВт (3.75)

Ф_прих. = 36787,45х + 17213,2х = 54000,65х кВт

Витрати палива.

1. Витрати палива на скловаріння:

Ф₁ = n · q, кВт (3.76)

Ф₁ = 2705 · 3,47 = 9386,35 кВт

де n - витрати теплоти на варку 1 кг скломаси.

n = , кДж/кг (3.77)

де а - вміст соди, 95%;

в - вміст сульфату, 5%;

а+в = 100%

n == 2705 кДж/кг

q - з'єм скломаси, кг/с.

q = , кг/с (3.78)

q = = 3,47 кг/с

2. Потік тепла, що втрачається з відходящими газами:

Ф₂ = V_п.ч.·C_п.ч¹_.·t_п.ч. · х, кВт (3.79)

де V_п.ч - об'єм продуктів горіння;

C_п.ч¹ - середня теплоємкість продуктів горіння;

t_п.ч. - температура відходящих газів у печі; у межах 1500-1550⁰С, приймаємо t_п.ч.= 1550⁰С.

C_п.ч¹ = С¹· Ч+ С¹· Ч+ С¹·Ч+ С¹·Ч;

C_п.ч¹ = 2,345 · 0,0812 +1,864 · 0,1708 + 1,448 · 0,7167 +1,533 · 0,0313 = = 1,594 кДж/м³ · ⁰С.

Ф₂ = 13,06·1,594·1550·х = 32267,342 кВт

3. Тепловий потік, втрачаємий за рахунок випромінюванням з варочної в студочну чи виробничу частину печі:

Ф₃ = кВт (3.80)

де С₀ = 5,7;

ц - коефіцієнт діафрагмування, 0,5;

Т₁ = 1550⁰С + 273 К = 1823 К;

Т₂ = 1250⁰С + 273 К = 1523 К.

F = в · Н, м² (3.81)

де в - ширина полум'яного простору = 8,2 м;

Н - висота екрану над скломасою = 0,25 м.

F = 0,25 · 8,2 = 2,05 м²

Ф₃ = = 328,5294 кВт

4. Тепловий потік, що витрачається у вльоти пальників:

Ф₄ = , кВт (3.82)

де ц - коефіцієнт діафрагмування, 0,5;

Т₁ = 1500⁰С + 273 К = 1723 К;

Т₂ = 1400⁰С + 273 К = 1623 К.

F = 14,05 м²

Ф₄ = = 1048,713 кВт

6.

7. Тепловий потік, втрачаємий випромінюванням через завантажувальню кишеню:

Ф₅ = , кВт (3.83)

де ц - коефіцієнт діафрагмування, 0,5;

Т₁ = 1400⁰С + 273 К = 1673 К;

Т₂ = 30⁰С + 273 К = 303 К.

F = 1,28 м²

Ф₅ = = 403,1097 кВт

6. Тепловий потік, втрачаємий на нагрів зворотних потоків скломаси:

Ф₆ = (n-1)·q·C_ck·(t₁-t₂), кВт (3.84)

де n - коефіцієнт потоку,2;

q - секунда продуктивності;

C_ck - питома теплоємкість скломаси, кДж/кг ⁰С;

t₁ та t₂ - температури прямого та поворотного потоків.

Ф₆ = (2-1)·3,47·1,28·(1350-1250) = 444,16 кВт

7. Тепловий потік, що витрачається у навколишнє середовище через кладку:

7.1.Дно печі вироблено у три шари:

1) 100 мм - бакорова плитка;

2) 300 мм - шамотний вогнетрив;

3) 300 мм - шамотний вогнетрив;

4) 100 мм - ізоляція.

Ф₇ = :1000, кВт (3.85)

де t_вн. - температура внутрішньої поверхні кладки, ⁰С;

t_n. - температура навколишнього повітря, ⁰С;

у - товщина кладки, м;

л - теплопровідність вогнетриву, Вт/м ⁰С;

б₂ - коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої стінки навколишнього повітрю, Вт/м^{2 0}С.

б₂ = 9,77+0,0697 (t_зовн.-t_n) (3.86)