日产450吨平板玻璃熔化车间的工艺设计.docx

《日产450吨平板玻璃熔化车间的工艺设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《日产450吨平板玻璃熔化车间的工艺设计.docx（40页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、日产450吨平板玻璃熔化车间的工艺设计本科生毕业设计说明书题目：日产：450吨平板玻璃熔化车间的工艺设计英文题目：theProCeSSDeSigCOf450td-FIatGIaSSMeItingWOrkShOP学院：材料学院专业：材料化学班级：XXXX姓名：XXXXX学号：XXXXXX指导教师：XXXXXX2010年06月10日玻璃是现代社会广泛应用的基础材料之一。从摩天大楼玻璃幕墙、建筑物室内采光、汽车风挡、玻璃器皿、包装材料，到电视机计算机显示屏、光学器件、无机功能材料等高科技产品，没有玻璃材料是不可想象的。因此能够说，玻璃已成为继钢铁、水泥、陶瓷之后的又一大产业，进展前景十分广阔。就平板

2、玻璃而言，浮法玻璃生产工艺是目前国际上比较先进的工艺之一。本文就浮法玻璃的生产工艺、熔化车间的工艺布置、生产设备选型、原料配方计算、熔窑结构参数计算与熔窑合理操作与简单保护等方面作了全面的研究。此外，本论文还对玻璃工厂厂址的选择原则与全厂车间的布置也作了一简单的介绍，以供参考。关键词：熔窑；浮法玻璃；热修；玻璃熔制；AbstractGlassiswidelyappliedinourmodernsociety,andithasbeenoneofthebasicmaterials.Fortheskyscrapersglasscurtainwall,indoorday-lightingofbuild

3、ings,thewindshield,theglassware,thepackagingmaterials,thesetcomputerscreen,optics,theinorganicfunctionalmaterialshigh-techproduct,itisunthinkablewithoutglassmaterials.Sowecansaythat,glasshasbecomeanewindustryaftertheindustriesSteel,cementandceramics.Frontviewofglassiswide.Astoflatglass,floatglasspro

4、ductionprocessisoneoftheadvancedprocessesintheworld.Thispapermakeagreatstudyofthefloatglassproductionprocess,processingset-upofmeltingworkshop,typeselectionofproductionequipment,theformulacalculationofingredients,theparametercalculationofmeltingfurnacestructure,andtheoperationandprotectionofmeltingf

5、urnace.Besides,thepapertellsustheprincipleonpoint-selectingofaglassfactoryandthearrangementofthewholeworkshop.Justforreference.KeyWords：MeltingFurnace;FloatGlass;HotRepair;GlassMeltingProcess;目录引言O第一章绪论11.1 玻璃的熔制11.1.1 硅酸盐的形成11.1.2 玻璃液的形成11.1.3 玻璃液的澄清21.1.4 玻璃液的均化21.1.5 玻璃液的冷却21.2 浮法工艺31.2.1 浮法工艺的特点

6、31.2.2 浮法工艺前景51.2.3 浮法玻璃新技术、新产品的进展趋势5第二章工艺设计方案62.1综述62.2车间工艺布置的要求62.2.1厂房布置的要求62.2.2设备布置72.3熔化车间的工艺布置72.3.1熔化工段的布置72.3.2熔化主窑的结构92.3.3熔化部的结构102.3.4熔化部的保温结构112.4 冷却部结构设计122.5 工厂的选址原则12第三章工艺设计计算143.1 原料配方的计算143.1.1 玻璃成分143.1.2 计算步骤153.2 熔化车间的计算203 .2.1熔化部及冷却部面积计算20第四章熔制车间生产制度234 .1综述235 .2玻璃熔制工艺技术指标246

7、 .3要紧设备的操作指标244. 3.1投料机的操作方法245. 3.2火焰换向的操作256. 3.3助燃风机的操作方法254.4 重要操作的规定254.5 熔窑的保护与热修274.5.1熔窑的日常保护274.5.2熔窑热补操作274.5.3熔窑的热修274.6煤交机的保护29第五章设计总结评价30参考文献31谢辞32引言浮法玻璃生产工艺是目前平板玻璃生产中最先进的工艺。浮法玻璃熔窑是浮法生产中重要的热工设备，玻璃从配合料到可供成型的玻璃液，整个变化过程都在此完成，其能耗，占全厂总能耗的70%以上。玻璃熔窑的作用就是给成型部提供质量良好的玻璃液,以使其后的生产能够顺利地进行。熔窑作业好坏直接影

8、响玻璃产品的质量与成木。大型浮法玻璃熔窑的建造投资很大，高达数亿元，而且生产过程中保护费用也十分巨大。因此，加强对浮法玻璃熔窑的科学研究，提高玻璃熔窑设计水平，改进熔窑结构与作业条件，对降低玻璃生产成木、提高玻璃质量、节约能源等都有重要的意义。玻璃的熔制就是在苛刻的高温条件下，把石粉类的配合料熔融为高温澄清均匀的玻璃液。其过程涉及燃烧、高温配合料化学反应、热量传递、质量传递与动量传递等过程。熔制过程既具有工程热物理研究范围的通性，又具有复杂的高温反应过程特殊性。在熔制过程中，玻璃液流淌过程在促进热量传递与质量传递上起着重要作用，合理的流淌形态能够提高玻璃的熔化速率，从而降低玻璃的生产成本。一个

9、工厂是否能够生存下去就在于它的生产成本是否低廉、产品价格是否合理、是否能够能他人之不能、公司产品的质量是否可靠、管理制度是否合理等等。然而，这一切都取决于其所使用的生产工艺是否先进、车间的布置与设备的选型是否符合要求、生产操作是否合理等。本文对此逐一作了系统的研究。第一章绪论1.1 玻璃的熔制玻璃的生产要紧包含原料配方的设计、原料的预混、配合料的制备、配合料的投放、玻璃的熔制、玻璃的成型、玻璃的冷端处理等工序。玻璃的熔制就是在苛刻的高温条件下，把石粉类的配合料在高温下熔融为澄清、均匀的玻璃液的过程，是玻璃制造过程中的要紧过程之一。过程涉及燃烧、高温配合料化学反应、热量传递、质量传递与动量传递等

10、过程。熔制速度与熔制的合理性对玻璃的产量、质量、合格率、生产成本、燃料消耗与吃药寿命等的影响很大。玻璃的熔制包含一系列的物理化学的反应过程，通常可分为下列五个阶段，即：一、硅酸盐的形成；二、玻璃液的形成；三、玻璃液的澄清；四、玻璃液的均化；五、玻璃液的冷却；1.1.1 硅酸盐的形成此阶段属于配合料层的高温反应阶段。在此阶段，会发生一系列的物理的、化学的反应，如粉料受热、水分蒸发、盐类分解、多晶转变组分熔化与石英砂与其他组分之间所进行的固相反应。这个阶段结束时，大部分气态产物从配合料中逸出，配合料最后变成有硅酸盐与二氧化硅构成的不透明烧结物，同时，共熔体开始生成，石英颗粒逐步溶解，最后初步形成玻

11、璃液。硅酸盐的形成速度取决于配合料的性质与加料方式。1.1.2 玻璃液的形成在实际生产中，配合料的熔化过程中玻璃形成阶段实际上是与硅酸盐的形成同时进行的。只是此阶段属于玻璃的进一步熔化阶段，在高温及自然对流、强制对流的综合作用下，残余的石英颗粒在玻璃体中完全熔融。如今玻璃液中还剩有气泡与条纹。需要注意的是，硅酸盐的形成只需要很短的时间，而玻璃的形成则需要较长的时间。假如从硅酸盐形成开始到玻璃形成结束需要32min左右，那么硅酸盐的形成与玻璃的形成所需的时间分别在34min与2829min左右。1.1.3 玻璃液的澄清玻璃液的澄清澄清过程就是消除玻璃液中气泡的过程。在此阶段，玻璃液中的澄清剂在适

12、当的温度条件下开始分解，释放出气体并向玻璃液中的小气泡内扩散，从而促进气泡长大并逸出。影响玻璃液澄清的因素要紧有：配合料中的气体率、澄清温度、窑压等。能够通过延长澄清时间、提高澄清温度、玻璃液沸腾搅拌、鼓泡、加澄清剂等方法来加速澄清。1.1.4 玻璃液的均化玻璃液的均化目的是要达到化学均一性与热均一性。它与上一个阶段并没有一个明显的界限，它是对玻璃液所进行的再次均化作用。包含自然均化与强制均化两种方式。自然均化要紧是利用玻璃液内部的对流作用来对自身进行均化，即通过玻璃液中不均匀体的溶解核扩散作用来达到均化的效果，但效果并不显著。由于在静止的玻璃液中不均匀体的扩散速度是非常缓慢的，他们的扩散速度

13、只有10心ioCmyS.这使得自然均化不但用时过长，还会降低玻璃的生产效率；强制均化是通过对玻璃液进行强制搅拌或者通过鼓泡来使其在外加力的作用下进行均化，效果十分显著。目前，大多数厂家都使用强制均化的方法来对玻璃液进行均化。1.1.5 玻璃液的冷却表1-1玻璃的熔化制度序号阶段温度范围/01硅酸盐类氧化物的分解800-100002玻璃液的形成120003玻璃液的澄清1400150004玻璃液的均化1500-135005玻璃液的冷却13501100即便是澄清均化很好的玻璃液也不能马上成型制成制品，这是由于不一致制品的成型温度不尽相同或者者是要求玻璃液的黏度不一致。在此阶段，玻璃液被冷却至成型所需

14、的温度(Uoo1050C),通常情况下是采取吹冷却风的方式。需要注意的是，玻璃液的冷却风直接与玻璃液接触，因此务必保证风的纯净度，以免对玻璃液的质量产生影响，造成不必要的缺失。1.2 浮法工艺浮法玻璃成型工艺较其他成型工艺都有了很大的进步，使平板玻璃的生产有了一个质的飞跃。平板玻璃浮法新工艺的发明，被誉为玻璃工业的一次革命。浮法玻璃的问世,也对玻璃生产技术产生了深远影响。平板玻璃的成型历史，早在公元5世纪时就己经开始。从比利时人艾米尔弗克于1902年顺利地进行了有槽垂直引上法的试验（平板玻璃通过受压的耐火槽子砖槽口挤压、拉引垂直向上成形），于1913年投入工业生产（又称弗克法），直到英国皮尔金

15、顿兄弟有限公司于1959年宣布浮法玻璃工艺生产技术成功，1963年开始出售浮法技术专利，其间共经历了50年。这期间，美国人柯尔木于1908年发明了水平拉引法（玻璃带首先通过玻璃液由表而向上接引后，再通过转向短转向水平拉引。此法又称柯尔本法、利比-欧文思法等）。美国匹兹堡平板玻璃公司于1925年发明了无槽垂直引上法（玻璃带自玻璃液由表而垂直向上拉引。又称匹兹堡法）。弗克法在人类历史上首次通过机械成型直接生产平板玻璃，但制得的平板玻璃表而有波筋与条纹等缺陷，产量还不高。柯尔本法改善了平板玻璃的面质量，提高了产量，但设备复杂。匹兹堡法则进一步改善了表面质量。1971年日本旭玻璃公司使用一对可反向旋转的幅代替有槽法中的槽子砖（又称旭法，对假法），显著改善了玻璃质量。质量优于匹兹堡法，产量高于弗克法。尽管如此，在浮法发明前，表面平整的磨光玻璃仍靠压延玻璃（玻璃液流经上、下压辐压制成玻璃带）或者其它平板玻璃经机械研磨、抛光来生产。而平板玻璃的研磨与抛光，是一个消耗很大的机械加工过程。浮法玻璃的出现，则使得平整平板玻璃的生产,免去了机械加工过程，产量高于其它各法。综上所述,平板玻璃的50年，每一种新法的出现.都是