Технология производства сортового стекла

     Одним из важных этапов в производстве стекла является выбор сырьевых материалов.

     Для выбора сырьевых материалов, необходимых  в производстве стекла данного по заданию составу, нужно руководствоваться  следующими принципами:

      -получаемая из сырьевых материалов  шихта должна обеспечивать примерно  такой же состав стекла, какой  нам дан по заданию;

      -для экономичности производства, месторождения и заводы по  производству сырьевых материалов, необходимых для производства  стекла, должны располагаться как  можно ближе к району, где осуществляется  изготовление стекла.

     На большинстве современных предприятий варку стекла осуществляют в больших, регенеративных или рекуперационных печах, выполненных из огнеупорных материалов. Для нагревания используется нефть, природный газ или электричество. В последнее время получили распространение дополнительное электрическое нагревание и электроплавление шихты с тем, чтобы верхний слой массы оставался холодным. Эти методы применяются с начала 60-70 годов. Метод плавления с холодным верхним слоем снижает уровень вредных выделений в атмосферу, а дополнительное электрическое нагревание обычно используется для получения стекла повышенного качества

и увеличения производительности. 

Использование электричества для плавления стекла зависит от большого количества экономических факторов, связанных со стоимостью топлива, наличием различных видов топлива, стоимостью электричества, оборудования и т.п. Однако во многих случаях использование электричества для нагревания или дополнительного нагревания обусловлено экологическими соображениями. Во многих странах уже вводятся или разрабатываются законодательные акты, жестко регламентирующие выделение в атмосферу различных окислов или конкретных веществ. Поэтому производители сталкиваются с дилеммой, либо снижать производительность стекловарения, устанавливать систему газоочистки и разрабатывать иные мероприятия, либо использовать электроплавление или дополнительный электрический нагрев. В отдельных случаях возможна остановка производства.  

     3. Блок-схема технологического процесса производства сортового стекла.

       
 
 
 

       Структура основной  операции – стекловарения.

       

       

       
 

       

       

       
 

     

      

       

       

       

       

        - временные связи;

        - предметные связи. 

      Структура технологического перехода стекловарения. 

     

       
 
 

     

       

       
 

       

       
 

         

  

- временные связи;

  - предметные  связи. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

     

     Блок-схема  производства  стекла 

 

     

     3.1. Расчёт материального баланса и определение коэффициентов расхода сырья.

     Задача:

     Рассчитать  материальный баланс и определить коэффициенты расхода сырья производства сортового  стекла, количество Q=10т. Сырьё: кварцевый песок – 70% (0,95% м.д., W=5%); сода – 15% (0,85% м.д., W=6%); поташ – 10% (0,75% м.д., W=7%); магнезит – 5% (0,92%м.д., W=7%). Пооперационные потери – 12%.

1. С учетом общих потерь и (ПП) необходимое количество массы составит:

     m₁=

     Общие потери: 11,36-10=1,3т.

2. Количество кварцевого песка, соды, поташа, магнезита составит:

     m₂=

     m₃=

     m₄=

     m₅=

3. С учётом массовой доли чистого вещества исходное количество сырья составит:

     m₂’=

     m₃'=

     m₄’=

     m₅’=0,6т.

4. С учётом количества влаги:

     m₂’’=8.36*1.05=8.77т.

     m₃'’=2*1.06=2.12т.

     m₄’’=1.5*1.07=1.605т.

     m₅’’=0.6*1.07=0.642т.

     Общее количество влаги  составит:

     m_вл.общ.=8,77*0,05+2,12*0,06+1,605*0,07+0,642*0,07=0,73т.

     Общее количество примесей составит:

     m_{прим.общ.}=8,36*0,05+2*0,15+1,5*0,25+0,6*0,08=1,141т.

     Общее количество сырьевых материалов:

     m_общ.= m₂’’+ m₃’’+ m₄’’+ m₅’’=8,77+2,12+1,605+0,642=13,137т.

5. Коэффициент расхода сырья составит:

     Кр = m_общ / m = 
 
 

     Результаты  расчёта приведены в таблице:

     Материальный  баланс производства

     

     Таким образом, материальный баланс (на основе закона о сохранении массы вещества) показывает, что приход и расход фактически совпадают. Однако нужно  сделать так, чтобы пооперационные потери стали как можно меньше, так как это улучшит экономические  показатели (снизятся затраты на сырьё, расход сырья и себестоимость  продукции).  

     3.2.Динамика трудозатрат при развитии технологического процесса.

     

     

1. Развитие ограниченное.
2. t*=4,3 (графически).
3. t* (математический)

     Тс’=(Тж+Тп)'=Тж'+Тп'=0

     Тс’=(18/12t+15)'+(0.05t+0.1)'=(-12)*18/(12t+15)²+0.05=0

     (-12)*18/(12t+15)²=-0.05

     0.05*(12t+15)² =216

     (12t+15)² =4360

     144t² +360t-4095=0

     D=129600+2358720=(1577)²

     t₁ =4.22

     t₂ <0(не подходит по условию)

     t*=4,22 - граница рационалистического развития, до которого целесообразно накапливать  прошлый труд.

     Тп=0,05*4,22+0,1=0,311 – экономический предел накопления прошлого труда.

4. Данный технологический процесс развития имеет трудосберегающий характер, т.к. происходит экономия затрат живого труда за счет роста затрат прошлого труда.
5. Тж=f(Тп)

     Тп=0,05t+0,1 Þ t=

     Тж= 

     Тж'== 

     Зависимость  Т_ж  от  T_п  обратно пропорциональная. Из соотношения         Т_ж/T_п  можно заключить, что реализуется убывающий тип отдачи дополнительных затрат овеществлённого труда. В данной ситуации живой труд, труд человека, заменяется действиями машины 

     3.3.Уровень технологии технологического процесса производства сортового стекла.

     В данном случае путь развития технологического процесса производства сортового стекла называется рационалистическим, поскольку  он связан с уменьшением затрат живого труда за счет прироста затрат прошлого труда.  Рационалистическое развитие с экономической точки зрения всегда предпочтительнее» чем путь эвристического развития технологического процесса.  Это связано с дополнительными  затратами на научно-исследовательские, работы при эвристическом совершенствовании  технологии. Однако суть рационалистического  развития принципиально ограничен. Рассчитаем параметры технологического процесса L , B , Y для момента времени t=3. 

     Воспользуемся моделью рационалистического  развития технологического процесса:

     L = ,

     где L – производительность труда, В – технологическая вооруженность, У – уровень технологии.

     L=1/Тж=

     B=Тп/Тж=

     У=(1/Тж)*(1/Тп )=

     У*=У/L= 4,00

           Это соотношение справедливо  для механизированных процессов  и является математической моделью  закона рационалистического развития  техпроцесса.