无机非金属材料工程专业毕业论文--年产35万吨白酒瓶工厂原料车间工艺初步设计

无机非金属材料工程专业毕业论文--年产35万吨白酒瓶工厂原料车间工艺初步设计内容摘要：

理位置，环境条件，地址气象等方面加以说明。 地理位置 富拉尔基交通电讯便利。 号称 “亚欧大陆桥 ”的滨洲铁路横贯东西城区，嫩江富拉尔基江段建有滨洲铁路嫩江桥（滨洲铁路于嫩江上曾建三桥，原为单线桥，现为复线桥）。 富拉尔基铁路货场吞吐能力：一次堆货量最高为 吨，年办理量最高为 万吨。 区域内公路四通八达，有县级以上公路七条，通车里程 公里（ 2020 年）。 碾北公路（ 301 国道省内 段）穿城而过，西可达龙江县、碾子山区、内蒙古等地，北可达梅里斯区、齐齐哈尔。 齐富跃进公路（ 28 公里）直通齐齐哈尔、富拉尔基两地。 跃进公路改造 ——齐富高速公路工程已于 2020 年 5 月启动，浮桥已于 8 月竣工。 向东有汽车轮渡至嫩江东岸，由富昂公路通向昂昂溪区，远期将建设嫩江公路桥，并与碾北公路、111 国道构成齐齐哈尔外环线。 投资 1800 余万元建设的富拉尔基公路客运站业已完工，将于 10 月投入使用。 富拉尔基港距区中心 8 公里，机动船上溯可达嫩江县，下行可至哈尔滨。 拥有千吨级泊位两个，年物资吞吐能力近 26 万吨，年水动量 万吨。 全区共有机动车近三千台，出租车 600 余台。 从本区出发到齐齐哈尔大民机场仅 23 公里。 通讯系统具有国际、国内所有通讯业务，有中国网通、中国电信、中国铁通、中国移动、中国联通等电信运营商。 富拉尔基区位于齐齐哈尔中心城区西南 37 公里的嫩江西岸，东与昂昂溪区毗邻，西与龙江县接壤，南临泰来县，北连梅里斯达斡尔族区。 主城区东西长 公里，南北长 公里。 区域总面积 375 平方公里，其中城区面积 平方公里，可耕地面积 235422亩，草地面积 108,488 亩，林地用地面积 公顷，流域面积嫩江 88 平方公里，长 公里；库勒河 33 平方公里，长 公里；二沟河 9 平方公里，长 15 公里。 环境条件 6 富拉尔基区是齐齐哈尔市下辖七区之一。 区中心位于齐齐哈尔市中心城区西南 37公里，嫩江齐齐哈尔段下游西岸。 地处东经 123176。 45′，北纬 47176。 15′。 东与昂昂溪区毗邻，西与龙江县接壤，南临泰来县，北连梅里斯达斡尔族区。 主城区东西长 公里，南北长 公里。 区域总面积 375 平方公里，其中，城区面积 37 平方公里。 可耕地面积 万亩，草地面积 万亩，水域面积 万亩。 富拉 尔基地处嫩江平原，平均海拔 146 米，属中温带大陆性季风气候。 年平均气温℃ ，一月平均气温 ℃ ，七月平均气温 ℃ ，平均年降水量 毫米，无霜期 136 天左右。 嫩江流经区东部进入龙江、泰来县，库勒河流经区西部注入嫩江。 区域远古时期气候湿润，野生动物众多，曾于嫩江富拉尔基城区段西岸发掘出披毛犀完整骨架化石一副（现存于黑龙江省博物馆）。 富拉尔基矿产资源丰富，石油、天然气储量可观，现已由大庆联谊公司开采。 沿江地带盛产建筑用砂和铸型砂、河流石产量丰富，可供高层、大型建筑使用。 齐齐哈尔市位于 中国东北松嫩平原，地处东经 122 至 126176。 、北纬 45 至 48176。 ，东临大庆市和绥化市，南接吉林省白城市，西靠内蒙古呼伦贝尔市，北与黑河、 大兴安岭 接壤，土地总面积为42289 平方公里， 海拔高度 一般在 200 至 500 米之间。 这样的环境适合开工厂，但是其气温较低 ，需要消耗一定的热量来原料预热，算是美中不足。 原料的使用 本设计所需要的原料：石英粉；长石粉；纯碱；硼砂；硝酸钠；氧化锌粉；方解石粉；萤石粉等。 使用原料 石英粉，含有 ％的氧化硅， ％氧化铝， ％氧化铁。 长石粉，含有 ％的氧化硅， ％氧化铝， ％氧化铁， ％氧化钙，％氧化钠。 纯碱，含有 ％的氧化钠。 氧化锌粉，含有 ％的氧化锌。 硼砂，含有 ％的氧化硼， ％的氧化钠。 硝酸钠，含有 ％的氧化钠。 方解石粉，含有 ％的氧化钙。 萤石粉，含有 ％的氧化钙。 7 供电排水情况 富拉尔基区的电路网已经健全，可以随时安装一条线路，工业用电。 排水方面更方便，经过净化达标的水的可以用来浇灌农田，资源的合理利用，更可以体现出来。 主要技术经济指标 表 21 建 厂的主要经济 技术指标 序号 项目 单位 数量 备注 1 产量 吨 /年 40 000 2 人员数 人 26 20 其中工人数 行政人员数 人 人 2 车间主任 石英粉 吨 /年 17 336 8 964 329 3 000 长石粉 吨 /年 硼砂 吨 /年 3 纯碱 吨 /年 方解石 吨 /年 1 634 氧化锌 吨 /年 662 萤石 吨 /年 389 芒硝 吨 /年 455 白砒 吨 /年 76 4 日用水量 立方米 /日 5 最大日用水量 立方米 /日 6 车间用地面积 平方米 4 920 7 运输量 吨 /年 47 运出量 吨 /年 400 000 8 配合料均成本 元 /吨 经济技术评价 对 本设计的经济合理性进行计算、分析、论证，并得出结论：此设计方案可行。 这是设计可行性研究工作的一项重要内容，也是最终可行性研究报告的一个重要组成部 8 分。 目的是根据国民经济长远规划和地区、部门（或行业）规划的要求，结合产品需求预测和工程技术研究，通过计算、分析、论证和多方案比较，提出全面的评价报告，为方案决策和编制设计任务书提供可靠的依据。 此设计的经济技术评价是适合生产，可以产出期望的利润。 产品的质量合格，并且可以为消费者所接受。 9 第 3 章 原 料成分的设计 玻璃成分 的内涵 玻璃成分是指玻璃中所含化合物的种类与比例，严格一点的说，应该称为化学组成通常称为成分或者组成。 成分是本质，是影响玻璃结构的、性质和功能的内因，成分对结构、性质和功能起决定性的作用。 合成和制备方法也要根据成分来确定。 但这属于外因玻璃的成分应该保证通过合适的制备方法，以破坏晶体的有序结构而进行无序化，而得到非晶体固体。 玻璃的成分设计的重要性 玻璃成分对玻璃材料或者产品功能、性质和成本均会产生巨大的影响，普通的钠钙硅酸盐玻璃的膨胀系数在（ 85~90） 107 /℃之间所以必须设计低碱高硅的玻璃成分，已满足玻璃产品的性质和功能方面的需要。 玻璃制品的性质和功能不仅取决于玻璃的成分，并且还控制着原料的成本。 有些特种玻璃种根据性质的需要还需加入了稀土元素，成本昂贵。 在玻璃的组成设计时使用性质相似的其他成分替代稀土元素，可以使成本下降。 所以原料选用不合理会使产品质量降低，废品增多，成本升高。 玻璃原料组成与生产工艺也有紧密的关联，一般根据玻璃的原料组成来确定生产工艺，但是对生产工艺已经确定了的来选择相适应的玻璃成分是不适合的，会导致熔制、成型、退火出现问题，严重时甚至导致 无法生产。 设计玻璃成分不合理时，如未考虑到晶化速率过快，可能成型时在池窑的某个部位可能发生整体析晶，此时只能停止生产。 其他玻璃品种也有因析晶而影响生产的。 至于玻璃成分设计不当造成融化困难，溶质时产生结石、条纹、气泡等缺陷，在现实生产中时有发生所以大多数情况下都是根据设计的玻璃成分来制定生产工艺。 玻璃成分设计的原则 玻璃的成分设计是依据我们所要玻璃的功能、用途、性质、和成本来设计的。 最近几年里成分设计除了根据以上几点要求外，还得将环境因素考虑在其中，要将保护生态环境作为成分设计的最终目标 和出发点，将环境指标结合产品功能、性质、和成本作为成分设计的第一思想。 在构思和成分的设计途中，必须将节能减排、资源的重复使用以及保护生态环境方面贯彻始终。 玻璃成分必须在玻璃成型区内 设计透明玻璃的成分必须要在玻璃成型内，经过融化的过程和冷却过程，玻璃不析 10 晶。 不同成分的系统有不同的玻璃成型区，通常是根据是要拿得出的。 由 SiO2CaONa2O系统的成型范围，可知钠钙硅玻璃实用成型范围为 SiO2 60%~80% CaO 5%~20% Na2O 10%~20%。 玻璃性质 必须达到要求的指标 不同用途的玻璃材料与制品有不同性质指标，设计的玻璃成分的性质必须满足产品性质的要求。 玻璃的性质指标是根据标准要求或根据客户使用要求而制定的。 现代化的社会是个标准化的社会，离开标准我们将寸步难行。 随着全球化的进展，标准对国家利益、企业利益具有越来越重要德的意义。 玻璃的成分 玻璃的成分的类型很多，而且每年一较高的速度增加，但是基本上可以分为实用玻璃成分和研究、开发的玻璃成分。 根据需要我们主要使用硅酸盐玻璃中的钠钙硅酸盐玻璃（ SiO2CaONa2O）。 钠钙瓶罐 玻璃成分在（ SiO2CaONa2O）三元系统的基础上添加 Al2O3和 MgO，与平板玻璃不同之处在于瓶罐玻璃中 Al2O3 含量比较高， CaO 含量也比较高，而 MgO 含量较低。 不论何种类型的成型设备，只要工厂根据实际情况做一些微调即可。 其成分为： SiO2 70% ~73% Al2O3 2% ~ 5% CaO % ~% MgO % ~ 3% R2O % ~% 此类型成分的特点是含铝量适中， 可以利用含 Al2O3 的硼砂，或采用长石引入碱金属氧化物，以节约成本。 CaO+ MgO 含量比较高，硬化速度比较快，能适应较高的机速。 用一部分 MgO 代替 CaO，防止玻璃在流液洞、料道和供料机处析晶。 MgO /CaO 比值和 MgO+CaO 总量对瓶罐玻璃融化速率、也想温度的影响，见表 1— 1。 表 1—1 瓶罐玻璃成分 单位 % （质量分数） 编号 SiO2 Al2O3 FeO3 MgO+CaO Na2O+K2O TiO2 SO3 R1 R2 R3 R4 11 玻璃成分中 MgO /CaO 比在 ~ 之间，玻璃 熔化温度在 1450~1500 之间，融化速率以配料完全融化时间来表示，也就是以观察到石英颗粒消失所需时间来表示。 12 第 4 章 生产工艺的确定 玻璃成分的设计的选择及配方计算 玻璃的成分设计是设计的一个重要环节，玻璃的成分设计的选择是要经过一个复杂的过程进行选择的。 配方的计算时需要精确，合理，同时还要考虑到原料的含量，选择合适的原料。 玻璃成分的设计的选择 玻璃的成分设计需要根据相图，析晶点来决定配方在这个点上应该尽可能的降低玻璃的熔融温度，减小 浪费，是原料得到合理的利用。 根据经验，选出了一个合理使用的配方。 原料的成分如下： 石英粉，含有 ％的氧化硅， ％氧化铝， ％氧化铁。 长石粉，含有 ％的氧化硅， ％氧化铝， ％氧化铁， ％氧化钙，％氧化钠。 纯碱，含有 ％的氧化钠。 氧化锌粉，含有 ％的氧化锌。 硼砂，含有 ％的氧化硼， ％的氧化钠。 硝酸钠，含有 ％的氧化钠。 方解石粉，含有 ％的氧化钙。 萤石粉，含有 ％的氧化钙。 根据产 品的需要，其化学组成设计如下：下表 31 表 31 玻璃化学组成 （质量分数） % SiO2 Al2O3 Cao Fe2O3 B2O3 R2O ZnO 配方计算 设原料均为干燥状态，计算中不考虑其水分存在。 （ 1）计算石英粉与长石的用量。 石英粉的化学成分为： ％， ％，即 1 份石英砂引 份， 份。 同样 1 份长石可引入 份， Al2O30.,1841 份， 份， 份。 设 石英粉用量为 x，长石用量为 y，则有： 13 += + y = 解之得 ： x= y= 即熔制 100kg 玻璃 ， 需要石英粉 ， 长石粉 （ 由石英引入的 Fe2O3为 ： =） （ 2） 计算有长石同时引入 R2O 和 CaO 与 Fe2O3的量。 Na2O = CaO = Fe2O3 = （ 3） 计算硼砂量。 硼砂的化学成分为 ％ ， ％。 玻璃的组成中B2O3为 ％。 所以 ， 硼砂的用量为 ： 100∕ = 同时引入的 Na2O 的为 ： = （ 4）计算纯碱用量： 玻璃组成中的 Na2O 为 由长石引入的 Na2O 为 有硼砂引入的 Na2O 为。