材料工艺课程设计说明书
课题名称 年产250万重箱浮法玻璃生产线熔制工段工艺设计 学院（系） 材料科学与工程学院 专 业 无机非金属专业
学 号 1451460 学生姓名 李白
2017 年 9 月 18 日至 2018 年 1 月 8 日共
17
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周
年产250万重箱浮法玻璃生产线熔制工段工艺设计
摘 要
浮法玻璃最关键的工段是熔制工段，熔制工段的设计至关重要。熔制车间的工艺设计、设备选型和布置是否合理玻璃生产线投产后能否正常运行，能否保证玻璃产品的产量、质量达到设计要求。
本设计中，熔制车间的工艺布置即是根据选定的熔窑结构形式及为年产为250万重箱浮法玻璃的生产规模，来确定熔制车间厂房的平面尺寸、空间高度，附属设备的选型及其与熔窑的相对位置。在进行工艺设计时，工艺布置、熔窑结构设计及设备选型必须做到工艺合理、技术先进、可靠耐用、节能环保、经济实用；要以达到玻璃的生产要求为核心，进而考虑交通、厂址、市场、原料、气候等因素，以科学化、合理化、人性化、高效化为生产设计的理念，力求设计出布置合理、经济节约、环境友好型的工厂。
关键词：浮法玻璃生产线，熔制车间，工艺设计
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目 录
1 引言............................................................................ 4 1.1 浮法玻璃熔制工段 ............................................................ 4 1.2 浮法玻璃熔制车间设计原则 .................................................... 4 2 技术方案设计 .................................................................... 5 2.1 生产能力、生产质量要求 ...................................................... 5 2.2 产品品种、质量保证 .......................................................... 5 3 建设方案设计 .................................................................... 6 3.1 核心生产线设计 .............................................................. 6 3.2 熔制工段厂房设计 ............................................................ 6 3.2.1 熔制工段厂房长度设计与计算 ............................................ 6 3.2.2 熔制工段厂房宽度设计与计算 ............................................ 7 4 熔制车间设备系统选型 ............................................................ 8 5 熔制工段工艺制度 ............................................................... 10 5.1 浮法玻璃熔制工段的温度制度 ................................................. 10 5.2 浮法玻璃熔制工段的压力制度 ................................................. 10 5.3 浮法玻璃熔制工段的泡界线制度 ............................................... 11 5.4 浮法玻璃熔制工段的液面控制制度 ............................................. 11 6 熔窑各部分结构尺寸设计和计算 ................................................... 12 6.1 投料池相关尺寸设计和计算 ................................................... 12 6.2 熔化部相关尺寸设计和计算 ................................................... 12 6.3 卡脖和冷却部相关尺寸设计和计算 ............................................. 13 6.4 小炉蓄热室相关尺寸设计和计算 ............................................... 13 7. 设计总结和可行性分析 .......................................................... 14 参考文献 ......................................................................... 14
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1 引言
1.1 浮法玻璃熔制工段
浮法玻璃的熔制大致可以分成五个阶段：硅酸盐形成阶段、玻璃液形成阶段、玻璃液澄清阶段、玻璃液均化阶段和玻璃液冷却阶段。其工艺过程如图所示： 熔窑料仓 投料机 熔化部 卡脖 冷却部 流道 [1]
外观数量合格 配合料熔融，玻璃液的澄清、均化、冷却 提供合格玻璃液 图1.1 浮法玻璃生产线熔制工段工艺流程
1.2 浮法玻璃联合车间平面设计原则
[5]
浮法联合车间平面设计原则要结合其特点。浮法联合车间长度一般有400-600m，采用直线布置。全厂以联合段为中心，辅助段布置在主段周围。配合料从熔窑窑头投料池入窑熔化、玻璃液从熔窑进锡槽、玻璃带出锡槽退火窑、玻璃板在自动装切线上切裁去边、取片装箱，都是在一条直线上进行，因此熔窑、锡槽、退火窑、自动装切线在同一条直线上。
表1.1
部位名称 熔化工段 锡槽退火工段 切装成品库
附房 电梯间 合计
[1,5]
浮法玻璃联合车间各工段面积、体积
建筑面积(m) 7015(地下室3283)
3486 15567 2705 50 28823
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占地面积(m)
3757 3486 15567 1353 25 24188
2
建筑体积(m)
81000 40251 179747 10000 600 311598
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4
2 技术方案设计
2.1 生产能力、生产质量要求
[2]
首先是明确生产单位的生产能力及对产品的要求，就我国目前的玻璃企业而言，350t/d~1200t/d的生产线较为常见，而此设计目标为“年产250万重箱浮法玻璃生产线熔制工段”，1重箱等于2mm厚的玻璃10m，约合玻璃50kg，则250万重箱约合玻璃125,000吨，假设生产线一年运作340天，则日产量约为367.6吨。根据相关的数据显示，近两年来，我国低于350t/d的生产线已经不再建设，除非是生产特种浮法玻璃的需要。在资金、市场等允许的情况下，企业一般都会选择大中型的生产线，以降低单位产品的生产成本，并节省能源。考虑到企业以后的发展，特意将设计产量值提高到450t/d，下述工艺计算都以此为基准。
此外，还要根据所提供的燃料确定企业的生产档次，可供玻璃企业选择的燃料一般有发发生炉煤气/焦炉煤气，天然气，煤焦油，重油等，煤气价格虽然较
低，但污染严重，特别是我国当下雾霾肆虐的大环境下，已经不被企业，政府所选择，多数企业目前采用重油为燃料生产浮法玻璃。 2.2 产品品种、规格要求[2,4]
除了确定玻璃产量外，还需要确定玻璃的规格，玻璃带的宽度主要与市场规格要求和生产能力有关，参见下表：
表2.1
生产能力 （t/d)
150~350 350~500 600~700 800~1200
一般情况 2400~2800 3500~4000 4000~5000 4800~5200
[2]
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浮法玻璃生产能力与玻璃带宽度关系
带宽范围
个别情况
4400 5000 4000
产品规格主要根据生产规模和市场行情来确定，具体切割规格还牵涉冷端设备投资情况。产品规格越多，玻璃板越小，对冷端设备要求就越高，相应投资也就越大。目前普通建筑市场常规规格有1500X2000,1650X2200,1830X2200,1830 X2440,2440X3660等，此外还有针对出口或特定行业提供特定玻璃规格的玻璃或超厚超大规格玻璃。
在确定玻璃规格品种同时，还要明确玻璃质量要求和颜色要求，目前有建筑级、制镜级、汽车级、建筑深加工级等不同级别要求，各级别要求见GB11614-2009《平板玻璃》标准。玻璃颜色也有有普通白玻、本体着色玻璃和超白玻璃等不同品种。这些均需要企业根据市场来确定。
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材料工艺设计
