無機非金屬材料工程專業畢業論文--年產35萬噸白酒瓶工廠原料車間工藝初步設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 理位置，環境條件，地址氣象等方面加以說明。 地理位置 富拉爾基交通電訊便利。號稱 “亞歐大陸橋 ”的濱洲鐵路橫貫東西城區，嫩江富拉爾基江段建有濱洲鐵路嫩江橋（濱洲鐵路于嫩江上曾建三橋，原為單線橋，現為復線橋）。富拉爾基鐵路貨場吞吐能力：一次堆貨量最高為 噸，年辦理量最高為 萬噸。區域內公路四通八達，有縣級以上公路七條，通車里程 公里（ 2020 年）。碾北公路（ 301 國道省內 段）穿城而過，西可達龍江縣、碾子山區、內蒙古等地，北可達梅里斯區、齊齊哈爾。齊富躍進公路（ 28 公里）直通齊齊哈爾、富拉爾基兩地。躍進公路改造 ——齊富高速公路工程已于 2020 年 5 月啟動，浮橋已于 8 月竣工。向東有汽車輪渡至嫩江東岸，由富昂公路通向昂昂溪區，遠期將建設嫩江公路橋，并與碾北公路、111 國道構成齊齊哈爾外環線。投資 1800 余萬元建設的富拉爾基公路客運站業已完工，將于 10 月投入使用。 富拉爾基港距區中心 8 公里，機動船上溯可達嫩江縣，下行可至哈爾濱。擁有千噸級泊位兩個，年物資吞吐能力近 26 萬噸，年水動量 萬噸。全區共有機動車近三千臺，出租車 600 余臺。從本區出發到齊齊哈爾大民機場僅 23 公里。通訊系統具有國際、國內所有通訊業務，有中國網通、中國電信、中國鐵通、中國移動、中國聯通等電信運營商。 富拉爾基區位于齊齊哈爾中心城區西南 37 公里的嫩江西岸，東與昂昂溪區毗鄰，西與龍江縣接壤，南臨泰來縣，北連梅里斯達斡爾族區。主城區東西長 公里，南北長 公里。區域總面積 375 平方公里，其中城區面積 平方公里，可耕地面積 235422畝，草地面積 108,488 畝，林地用地面積 公頃，流域面積嫩江 88 平方公里，長 公里；庫勒河 33 平方公里，長 公里；二溝河 9 平方公里，長 15 公里。 環境條件 6 富拉爾基區是齊齊哈爾市下轄七區之一。區中心位于齊齊哈爾市中心城區西南 37公里，嫩江齊齊哈爾段下游西岸。地處東經 123176。45′，北緯 47176。15′。東與昂昂溪區毗鄰，西與龍江縣接壤，南臨泰來縣，北連梅里斯達斡爾族區。主城區東西長 公里，南北長 公里。區域總面積 375 平方公里，其中，城區面積 37 平方公里。可耕地面積 萬畝，草地面積 萬畝，水域面積 萬畝。 富拉 爾基地處嫩江平原，平均海拔 146 米，屬中溫帶大陸性季風氣候。年平均氣溫℃ ，一月平均氣溫 ℃ ，七月平均氣溫 ℃ ，平均年降水量 毫米，無霜期 136 天左右。嫩江流經區東部進入龍江、泰來縣，庫勒河流經區西部注入嫩江。區域遠古時期氣候濕潤，野生動物眾多，曾于嫩江富拉爾基城區段西岸發掘出披毛犀完整骨架化石一副（現存于黑龍江省博物館）。 富拉爾基礦產資源豐富，石油、天然氣儲量可觀，現已由大慶聯誼公司開采。沿江地帶盛產建筑用砂和鑄型砂、河流石產量豐富，可供高層、大型建筑使用。齊齊哈爾市位于 中國東北松嫩平原，地處東經 122 至 126176。、北緯 45 至 48176。，東臨大慶市和綏化市，南接吉林省白城市，西靠內蒙古呼倫貝爾市，北與黑河、 大興安嶺 接壤，土地總面積為42289 平方公里， 海拔高度 一般在 200 至 500 米之間。 這樣的環境適合開工廠，但是其氣溫較低 ，需要消耗一定的熱量來原料預熱，算是美中不足。 原料的使用 本設計所需要的原料：石英粉；長石粉；純堿；硼砂；硝酸鈉；氧化鋅粉；方解石粉；螢石粉等。 使用原料 石英粉，含有 ％的氧化硅， ％氧化鋁， ％氧化鐵。 長石粉，含有 ％的氧化硅， ％氧化鋁， ％氧化鐵， ％氧化鈣，％氧化鈉。 純堿，含有 ％的氧化鈉。 氧化鋅粉，含有 ％的氧化鋅。 硼砂，含有 ％的氧化硼， ％的氧化鈉。 硝酸鈉，含有 ％的氧化鈉。 方解石粉，含有 ％的氧化鈣。 螢石粉，含有 ％的氧化鈣。 7 供電排水情況 富拉爾基區的電路網已經健全，可以隨時安裝一條線路，工業用電。 排水方面更方便，經過凈化達標的水的可以用來澆灌農田，資源的合理利用，更可以體現出來。 主要技術經濟指標 表 21 建 廠的主要經濟 技術指標 序號 項目 單位 數量 備注 1 產量 噸 /年 40 000 2 人員數 人 26 20 其中工人數 行政人員數 人 人 2 車間主任 石英粉 噸 /年 17 336 8 964 329 3 000 長石粉 噸 /年 硼砂 噸 /年 3 純堿 噸 /年 方解石 噸 /年 1 634 氧化鋅 噸 /年 662 螢石 噸 /年 389 芒硝 噸 /年 455 白砒 噸 /年 76 4 日用水量 立方米 /日 5 最大日用水量 立方米 /日 6 車間用地面積 平方米 4 920 7 運輸量 噸 /年 47 運出量 噸 /年 400 000 8 配合料均成本 元 /噸 經濟技術評價 對 本設計的經濟合理性進行計算、分析、論證，并得出結論：此設計方案可行。這是設計可行性研究工作的一項重要內容，也是最終可行性研究報告的一個重要組成部 8 分。目的是根據國民經濟長遠規劃和地區、部門（或行業）規劃的要求，結合產品需求預測和工程技術研究，通過計算、分析、論證和多方案比較，提出全面的評價報告，為方案決策和編制設計任務書提供可靠的依據。 此設計的經濟技術評價是適合生產，可以產出期望的利潤。產品的質量合格，并且可以為消費者所接受。 9 第 3 章 原 料成分的設計 玻璃成分 的內涵 玻璃成分是指玻璃中所含化合物的種類與比例，嚴格一點的說，應該稱為化學組成通常稱為成分或者組成。成分是本質，是影響玻璃結構的、性質和功能的內因，成分對結構、性質和功能起決定性的作用。合成和制備方法也要根據成分來確定。但這屬于外因玻璃的成分應該保證通過合適的制備方法，以破壞晶體的有序結構而進行無序化，而得到非晶體固體。 玻璃的成分設計的重要性 玻璃成分對玻璃材料或者產品功能、性質和成本均會產生巨大的影響，普通的鈉鈣硅酸鹽玻璃的膨脹系數在（ 85~90） 107 /℃之間所以必須設計低堿高硅的玻璃成分，已滿足玻璃產品的性質和功能方面的需要。玻璃制品的性質和功能不僅取決于玻璃的成分，并且還控制著原料的成本。有些特種玻璃種根據性質的需要還需加入了稀土元素，成本昂貴。在玻璃的組成設計時使用性質相似的其他成分替代稀土元素，可以使成本下降。所以原料選用不合理會使產品質量降低，廢品增多，成本升高。玻璃原料組成與生產工藝也有緊密的關聯，一般根據玻璃的原料組成來確定生產工藝，但是對生產工藝已經確定了的來選擇相適應的玻璃成分是不適合的，會導致熔制、成型、退火出現問題，嚴重時甚至導致 無法生產。設計玻璃成分不合理時，如未考慮到晶化速率過快，可能成型時在池窯的某個部位可能發生整體析晶，此時只能停止生產。其他玻璃品種也有因析晶而影響生產的。至于玻璃成分設計不當造成融化困難，溶質時產生結石、條紋、氣泡等缺陷，在現實生產中時有發生所以大多數情況下都是根據設計的玻璃成分來制定生產工藝。 玻璃成分設計的原則 玻璃的成分設計是依據我們所要玻璃的功能、用途、性質、和成本來設計的。最近幾年里成分設計除了根據以上幾點要求外，還得將環境因素考慮在其中，要將保護生態環境作為成分設計的最終目標 和出發點，將環境指標結合產品功能、性質、和成本作為成分設計的第一思想。在構思和成分的設計途中，必須將節能減排、資源的重復使用以及保護生態環境方面貫徹始終。 玻璃成分必須在玻璃成型區內 設計透明玻璃的成分必須要在玻璃成型內，經過融化的過程和冷卻過程，玻璃不析 10 晶。 不同成分的系統有不同的玻璃成型區，通常是根據是要拿得出的。由 SiO2CaONa2O系統的成型范圍，可知鈉鈣硅玻璃實用成型范圍為 SiO2 60%~80% CaO 5%~20% Na2O 10%~20%。 玻璃性質 必須達到要求的指標 不同用途的玻璃材料與制品有不同性質指標，設計的玻璃成分的性質必須滿足產品性質的要求。玻璃的性質指標是根據標準要求或根據客戶使用要求而制定的。現代化的社會是個標準化的社會，離開標準我們將寸步難行。隨著全球化的進展，標準對國家利益、企業利益具有越來越重要德的意義。 玻璃的成分 玻璃的成分的類型很多，而且每年一較高的速度增加，但是基本上可以分為實用玻璃成分和研究、開發的玻璃成分。根據需要我們主要使用硅酸鹽玻璃中的鈉鈣硅酸鹽玻璃（ SiO2CaONa2O）。 鈉鈣瓶罐 玻璃成分在（ SiO2CaONa2O）三元系統的基礎上添加 Al2O3和 MgO，與平板玻璃不同之處在于瓶罐玻璃中 Al2O3 含量比較高， CaO 含量也比較高，而 MgO 含量較低。不論何種類型的成型設備，只要工廠根據實際情況做一些微調即可。 其成分為： SiO2 70% ~73% Al2O3 2% ~ 5% CaO % ~% MgO % ~ 3% R2O % ~% 此類型成分的特點是含鋁量適中， 可以利用含 Al2O3 的硼砂，或采用長石引入堿金屬氧化物，以節約成本。 CaO+ MgO 含量比較高，硬化速度比較快，能適應較高的機速。用一部分 MgO 代替 CaO，防止玻璃在流液洞、料道和供料機處析晶。 MgO /CaO 比值和 MgO+CaO 總量對瓶罐玻璃融化速率、也想溫度的影響，見表 1— 1。 表 1—1 瓶罐玻璃成分 單位 % （質量分數） 編號 SiO2 Al2O3 FeO3 MgO+CaO Na2O+K2O TiO2 SO3 R1 R2 R3 R4 11 玻璃成分中 MgO /CaO 比在 ~ 之間，玻璃 熔化溫度在 1450~1500 之間，融化速率以配料完全融化時間來表示，也就是以觀察到石英顆粒消失所需時間來表示。 12 第 4 章 生產工藝的確定 玻璃成分的設計的選擇及配方計算 玻璃的成分設計是設計的一個重要環節，玻璃的成分設計的選擇是要經過一個復雜的過程進行選擇的。配方的計算時需要精確，合理，同時還要考慮到原料的含量，選擇合適的原料。 玻璃成分的設計的選擇 玻璃的成分設計需要根據相圖，析晶點來決定配方在這個點上應該盡可能的降低玻璃的熔融溫度，減小 浪費，是原料得到合理的利用。根據經驗，選出了一個合理使用的配方。 原料的成分如下： 石英粉，含有 ％的氧化硅， ％氧化鋁， ％氧化鐵。 長石粉，含有 ％的氧化硅， ％氧化鋁， ％氧化鐵， ％氧化鈣，％氧化鈉。 純堿，含有 ％的氧化鈉。 氧化鋅粉，含有 ％的氧化鋅。 硼砂，含有 ％的氧化硼， ％的氧化鈉。 硝酸鈉，含有 ％的氧化鈉。 方解石粉，含有 ％的氧化鈣。 螢石粉，含有 ％的氧化鈣。 根據產 品的需要，其化學組成設計如下：下表 31 表 31 玻璃化學組成 （質量分數） % SiO2 Al2O3 Cao Fe2O3 B2O3 R2O ZnO 配方計算 設原料均為干燥狀態，計算中不考慮其水分存在。 （ 1）計算石英粉與長石的用量。 石英粉的化學成分為： ％， ％，即 1 份石英砂引 份， 份。同樣 1 份長石可引入 份， Al2O30.,1841 份， 份， 份。 設 石英粉用量為 x，長石用量為 y，則有： 13 += + y = 解之得 ： x= y= 即熔制 100kg 玻璃 ， 需要石英粉 ， 長石粉 （ 由石英引入的 Fe2O3為 ： =） （ 2） 計算有長石同時引入 R2O 和 CaO 與 Fe2O3的量。 Na2O = CaO = Fe2O3 = （ 3） 計算硼砂量。硼砂的化學成分為 ％ ， ％ 。玻璃的組成中B2O3為 ％ 。 所以 ， 硼砂的用量為 ： 100∕ = 同時引入的 Na2O 的為 ： = （ 4）計算純堿用量： 玻璃組成中的 Na2O 為 由長石引入的 Na2O 為 有硼砂引入的 Na2O 為