Курсовая работа (т): Технологическая линия по производству сортовой посуды механизированным способом

Технологическая линия по производству сортовой посуды механизированным способом

Учреждение образования

Белорусский государственный технологический университет

Факультет химической технологии и техники

Кафедра технологии стекла и керамики

Специальность «Химическая технология неорганических веществ, материалов и изделий»

Специализация «Технология стекла и ситаллов»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: технология стекла

Тема:

Технологическая линия по производству сортовой посуды механизированным способом

Исполнитель: Богушевич Т.А.

студентка 5 курса

Руководитель: Терещенко И.М.

Минск - 2013

Реферат

Курсовой проект содержит 63 стр., 9 рис., 13 табл., 6 источников литературы, 5 листов графического материала формата А1.

Производство сортовой посуды, составы стекол, ассортимент продукции, выбор сырьевых компонентов, расчет шихты. Технологическая схема, подбор оборудования.

Целью курсового проекта является разработка технологической схемы производства сортовой посуды.

В проекте приведен аналитический обзор технологии получения хрустальных изделий и выбор способа производства; указан выбор ассортимента выпускаемой продукции, применяемые сырьевые материалы, химический состав стекла, выбор и описание технологической схемы производства, расчёт материального баланса, расчёт и подбор оборудования. Разработаны мероприятия по охране окружающей среды и технике безопасности.

Содержание

Введение

1. Аналитический обзор

1.1   Состояние и перспективы развития технологии производства проектируемого вида изделий

1.2   Описание существующих способов производства. Выбор и обоснование принятого способа производства

2. Технологический раздел

2.1   Ассортимент продукции и производственная программа

2.2   Применяемое сырье, его характеристика, обоснование химического состава и расчет шихты

2.3   Обоснование выбора технологической схемы производства

2.4   Расчет материального баланса

2.5   Расчет и подбор оборудования

2.6   Расчет складов готового сырья и готовой продукции

2.7   Контроль качества продукции

3. Техника безопасности и охрана окружающей среды

Заключение по работе

Перечень графического материала

Список использованных источников литературы

Введение

Производство сортового стекла - чрезвычайно разнообразная подотрасль, в которую входит выпуск широкого спектра продукции с помощью разнообразных процессов. Вклад производства под отрасли в ЕС в 1996 г. составил 3.6% по массе. Выпуск сортового стекла очень распространен в ЕС, где функционируют около 140 предприятий; примерно 40 из них производительностью более 20 т стекломассы в сутки. Совокупный объем производства в 1997г. составил более 1 млн. т; на предприятиях под отрасли было занято около 90000 человек. Рост производства в ЕС с 1986 по 1997 годы были крайне незначительными, в отдельные годы наблюдается спад.

К подотрасли относится производство столовой посуды из стекла, посуды для приготовления пищи и декоративных предметов, включая бокалы, чашки, вазы, тарелки и прочее. Бокалы обеспечивают более 50% процентов производства.

Большая часть продукции производиться из натрий-кальций-силикатного стекла, бесцветного или окрашенного. Свинцовый хрусталь и хрустальное стекло используются для производства бокалов, графинов, ваз и декоративных предметов. Опаловое стекло используется для производства столовой посуды и части посуды для приготовления пищи. Боросиликатное стекло используется для изготовления термостойкой посуды.

В подотрасли применяются мелкосерийное ручное производство изделий из свинцового хрусталя, и механизированные методы для производства больших партий из стекла. Используются практически все способы стекловарения, от горшковых печей до больших регенеративных печей. Формование стеклоизделий может осуществляться автоматически, ручным или полуавтоматическим способами и в дальнейшем заготовки могут подвергаться автоматическим, ручным или полуавтоматическим способами, и в дальнейшем заготовки могут подвергаться холодной обработке (например, на свинцовом хрустале часто нарезают грань, а затем его полируют).

Количество потребителей сектора, естественно, чрезвычайно велико, но непосредственно продажи осуществляются обычно крупным оптовым компаниям и торговым сетям, хотя часть производителей и осуществляет продажи непосредственно потребителям. Различные части под отрасли подвержены действию широкого диапазона факторов, среди которых важную роль играют вкусы потребителей и социальные тенденции. Для производителей чрезвычайно важно быть впереди таких изменений и реагировать на них соответствующим образом, таким образом, гибкость является важной частью обычного производственного процесса. В результате состав шихты должен адаптироваться под конкретные требования производимой продукции и ее последующей обработки, и даже состав шихты для обычного натрий-кальций-силикатного стекла может отличаться может сильно отличаться от составов тарного или листового стекла. Механизация в производстве продукции из свинцового хрусталя привела к выпуску более дешевых предметов по качеству приближающихся к тем изделиям, что обрабатываются вручную. В то же время, эта категория продукции особенно чувствительна к восприятию потребителей и существует спрос на продукцию ручного производства и при более высокой цене.

Также как и в других под отраслях, производство сортового стекла - сложившейся бизнес, испытывающий ограниченный долгосрочный рост потребления. Продукция относительно легко перевозиться, и объем международной торговли весьма значителен. Основными угрозами для подотрасли в ЕС является конкуренция на местном рынке с растущим объемом импортной продукции, рост конкуренции на внешних рынках. Это привело к серьезному давлению на цены и уменьшению прибыльности. В 1996г. экспорт и импорт в ЕС составляли, соответственно, 34% и 17% объемов производства в ценовых величинах. Основная доля импорта была представлена Турцией и Восточной Европой, причем импорт существенно превышал экспорт из ЕС в эти регионы.

Как и другие под отрасли, производство стекла в больших объемах является капиталоемким, требуя значительных долгосрочных инвестиций. Это отражается в малой доле производителей сортового стекла, использующих печи более чем на 20 т стекломассы в сутки. Хотя эти компании и производят большую долю сортового стекла в ЕС, под отрасль необычна тем, что имеется значительная доля малых, менее капиталоемких предприятий, часто специализирующихся на дорогих предметах ручного производства или конкретных рыночных нишах. Небольшие объемы стекла могут готовиться в горшковых печах или ванных печах периодического действия, которые относительно дешевы в строительстве и функционировании, но никогда не смогут конкурировать на рынках больших объемов. Под отрасль сортового стекла использует большой спектр типов и размеров печей, для которых характерны различные по продолжительности кампании. Большие печи на ископаемом топливе могут функционировать в течение 5-8 лет до холодного ремонта, для электрических печей этот период составляет от 3 до 6 лет, а для горшковых печей - от 10 до 20 лет при замене горшка каждые 3-12 мес. Для типичной электрической печи для производства хрусталя производительностью 30т стекломассы в сутки холодный ремонт обойдется в сумму около 2 млн. евро, а новая печь будет стоить 8 млн. евро. Для типичной печи для натрий-кальций-силикатного стекла производительностью 130 т в сутки, использующей газ или жидкое топливо, стоимость холодного ремонта составит приблизительно 4 млн. евро, а стоимость новой печи - 12 млн. евро. Практически весь объем собственного стеклобоя используется вторично, а в тех случаях, когда это невозможно, если это позволяют требования к качеству, стеклобой обычно перерабатывается стеклотарными предприятиями, (за исключением свинцового хрусталя и хрустального стекла). Ограничения по качеству обычно не позволяют использовать сторонний (привозной) стеклобой. [1].

1. Аналитический обзор литературы

.1   Состояние и перспективы развития технологии производства проектируемого вида изделий

Обширный класс стеклоизделий, относящихся к сортовому, стеклу получают из хрустальных, бесцветных и окрашенных стекол методами ручного и механизированного выдувания и прессования. Они служат для употребления в быту, хранения и розлива жидких пищевых продуктов, украшения жилища, оформления культурно-бытовых учреждений.

По основным признакам изделия из сортового стекла можно классифицировать следующим образом:

по назначению - столовая посуда, посуда для вина и напитков, художествен-но-декоративные изделия;

по способу выработки - выдувные, прессовыдувные, прессованные, изделия, полученные методом свободного выдувания, скульптурные изделия;

по способу обработки - художественно оформленные в процессе выработки,

гравированные, шлифованные, огненно-полированные, художественно-декорированные эмалями и красками;

по виду стекла - бесцветные, хрустальные, цветные (окрашенные в массе и накладные).

Механизированными методами вырабатывают стаканы и блюдца, графины, тарелки, селедочницы, сахарницы, изделия на ножке (рюмки, бокалы и фужеры) и ряд других изделий.

Ассортимент изделий, вырабатываемых ручным формованием, несколько шире: вазы различного назначения (для варенья, фруктов, цветов, декоративные), изделия на ножке, кувшины и графины, художественно-декоративные.

Посуда и декоративные изделия должны отличаться высоким качеством, разнообразием ассортимента, быть изящными и простыми по форме. Характер декорирования должен быть органически связан с их формой и назначением.

Основными требованиями к посуде являются термостойкость, химическая устойчивость и хороший внешний вид (блеск, прозрачность, чистота цвета). Высокой термостойкостью должны обладать чайные стаканы. Изделия не должны иметь пороков, заметно портящих внешний вид: камней, свилей, пузырей. Рисунок на изделиях должен быть четким и правильным, края и грани не должны быть режущими. При выборе составов сортовых стекол руководствуются следующими соображениями: стекло должно хорошо провариваться и осветляться, иметь большую температурную область формования, должно быть склонным к механической обработке и иметь достаточно высокую химическую и термическую устойчивость.

Эти требования в первую очередь относятся к хрустальным свинец содержащим стеклам. Связано это с тем, что при их варке стремятся не использовать слишком высокие температуры, которые могут вызвать разрушение огнеупора кладки печи. Изделия из свинцового хрусталя наиболее сложны по своей конфигурации и вырабатывают их, как правило, методами ручного формования, а это требует большой температурной области формования. Также хрустальные стекла должны обладать высоким показателем преломления и повышенной светопрозрачностью. Так, показатель преломления большинства хрустальных стекол составляет 1,532-1,542, а их светопропускание находится в пределах 92-94%.

Добиваются указанных свойств путем ввода в состав стекол оксида свинца PbO в количестве 18-24%, заменяя Na₂O на К₂О, а также применяя высококачественные кварцевые пески с минимальным содержанием оксидов железа (до 0,012-0,016%).

В таблице. 1.1 приведены составы хрустальных стекол, вырабатываемых на некоторых заводах СНГ.

Таблица 1.1

Составы хрустальных стекол

В некоторых странах вырабатывают хрустальные стекла с большим содержанием PbO (США - 34,2 мас.%, Франция - 34,4 мас.%). Иногда вместо оксида свинца используют оксиды бария и цинка (бариевые и цинковые хрустальные стекла).

К бесцветным стеклам не предъявляются такие требования по показателю преломления и светопрозрачности, как к хрустальным, но они должны быть достаточно термически устойчивы (80-90°С), химически стойки (II-III гидролитический класс), температура размягчения их должна быть в пределах 550-580°С, а термический коэффициент термического расширения (90-98)·10^-7°С^-1.

Составы бесцветных стекол различны в зависимости от методов выработки (ручная или механизированная), так и методов формования (автоматическое выдувание, прессование или прессовыдувание). Так, составы бесцветных стекол для ручной выработки содержат,%: SiO₂ 74,5-75,5; CaO 6,5-8,8; MgO 2,0-2,5; Na₂O 13,6-14; K₂O 1,0-2,5. Составы стекол механизированного выдувания содержат,%: SiO₂ 73-73,5; Al₂O₃ 0,2-0,5; CaO 6,4-7,5; MgO 2,0-2,5; Na₂O-13,5-14,5; K₂O-1,0-2,0. Составы для механизированного прессования: SiO₂ 73,4 - также состав стекла и условия варки (характер газовой среды, температура и время варки).

При производстве сортовых стекол к сырьевым материалам, используемым для приготовления шихты, предъявляются требования по ограниченному содержанию в них красящих примесей. В производстве свинцового хрусталя используют пески нулевой категории и высшей марки А с содержанием оксидов железа соответственно 0,01-0,02%. Этим требованиям удовлетворяют пески Новоселовского месторождения (Украина). Пески с повышенным содержанием примесей обогащают, чтобы получить содержание примесей в указанных количествах. Содержание в песках красящих примесей при производстве сортовых изделий не должно превышать,%: V₂O₅ 0,005; TiO₂ 0,05; Cr₂O₃ 0,0001; сульфидов 0,01-001.

Добавка Al₂O₃ в натрий-кальций-силикатные стекла снижает термический коэффициент линейного расширения, повышает химическую устойчивость, улучшает механическую и термическую прочность. В сортовые стекла Al₂O₃ вводят чаще всего с техническим глиноземом и, иногда, с гидратом глинозема.

Основными материалами для ввода в стекло оксида натрия являются карбонат, сульфат натрия и селитра (нитрат натрия).Карбонат натрия содержит 58,5% Na₂O и 41,5% СО₂, температура его плавления 854°С. Технический карбонат натрия для производства стекла должен содержать не менее 95% Na₂CO₃ и не более 1% NaCl. В производстве сортовой посуды содержание Fe₂O₃ ограничивается 0,01-0,02%.

Оксид калия, введенный в натрий-кальций-силикатное стекло взамен оксида натрия, улучшает оптические и выработочные свойства, химическую устойчивость, цветовые характеристики. Сырьем для ввода К₂О являются поташ (карбонат калия) и селитра. Для повышения качества стекла необходимо, чтобы содержание в поташе красящих примесей и сульфата калия было минимальным: при введении 12-15% К₂О с поташом содержание оксидов железа не должно превышать 0,002-0,003%, оксидов хрома - 0,0005%, а сульфат калия в поташе не должен содержаться.