126172 (593202), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Найбільш широке застосування мають молібденові електроди. Висока температура топлення (2630 ⁰С) дозволяє використовувати їх практично для всіх існуючих температурних режимів варіння скла. Молібден має високу електропровідність, добре змочуються скляною масою, на контакті молібден-скляна маса не виникає великих електричних опорів, що дає можливість використовувати електроди невеликого діаметра (30 – 50 мм), і тим самим значно зменшити від них теплові втрати.

Молібден легко окислюється на повітрі вже при температурі 600 ⁰С. Для запобігання окислюванню при високих температурах потрібно, щоб молібденові електроди були покриті шаром розтопленої скляної маси. В місцях, де електрод виступає із розтопленої маси, потрібно, щоб молібден до водоохолоджуючого держака був покритий склоподібним шаром.

Молібден при високих температурах в печі рекристалізується і стає крихким. Тому необхідно уникати механічних ударів. В процесі експлуатації молібденові електроди поступово розчиняються у скляній масі, тому їх потрібно пересувати далі в піч через певний інтервал часу.

Молібденові електроди виготовляють за технологією порошкової металургії, у вигляді стрижнів діаметром 31, 50 і 75 мм, а також у формі пластин розміром 200 х 300 мм.

Основною вимогою до молібдену є мінімальний вміст в ньому вуглецю (не більше 50 мг/кг), який не тільки погіршує механічні властивості, але і викликає утворення бульбашок у склі.

Графіт і молібден можуть відновляти деякі оксиди у склі, особливо PbO. Тому вони непридатні для електричного варіння таких типів скла і для цього використовують електроди на основі SnO₂.

Електроди виготовляються ізостатичним пресуванням з подальшим спіканням двооксиду олова при високих температурах. При спіканні густина відпресованого матеріалу підвищується до 6,5 – 103 кг/м³. Електроди переважно виготовляють у формі блоків або стрижнів діаметром 65 – 85 мм і довжиною 300 мм.

Електроди на основі SnO₂ не можна встановлювати або міняти в процесі експлуатації, які це звичайно буває при використанні молібденових і графітових електродів.

Двооксид олова є провідником другого роду, його опір значно знижується з підвищенням температури, в результаті чого навантаження на одиницю поверхні електродів збільшується. Це дозволяє виготовляти електроди (стрижні) невеликого діаметра.

При варінні звичайних силікатних типів скла, що мають порівняно слабу кородуючу дію, можна використовувати дисиліцидмолібденові електроди.

Використовуючи такі електроди, не має потреби охолоджувати їх держаки водою, тому що MoSi₂, на відміну від молібдену, не окислюється при високих температурах.

Графітові електроди менше руйнуються скляною масою. Вони дешеві, ніж металеві. Крім того, їх густина менша, ніж густина скла, і, якщо електрод зламається, він не занурюється на дно печі, як це має місце з металевими електродами, а випливає на поверхню скляної маси. Графітові електроди мають достатньо довгий термін експлуатації, і в самих гарячих зонах печі він досягає 12 місяців. При комбінованому газоелектроварінні скла термін служби електродів – до 24 місяців.

Недоліком графітових електродів є високий перехідний опір на контактній поверхні графіт-скляна маса, в результаті чого навантаження на одиницю поверхні електродів знижується. Якщо робоча густина струму на молібденових електродах 1,5 А/см² (максимальна ≈ 3 – 3,5 А/см²), то на графітових – 0,3 А/см². Поверхня графіту не змочується скляною масою, а через невисоке навантаження електричного струму на одиницю поверхні необхідно збільшувати діаметр електродів до 150 – 200 мм.

При використанні графітових електродів для варіння скла можуть відновлюватись деякі оксиди і надавати склу небажаного забарвлення. Тому графітові електроди не застосовують для варіння боросилікатних, окремих кольорових типів скла і кришталю.

Кріплення електродів здійснюється за допомогою електродержаків із жаростійкої сталі, що охолоджуються водою [8].

1.3 Використання високотехнологічних матеріалів

Багато підприємств скляної промисловості використовують хімічно осаджену крейду в якості компонента при виробництві скла. Вона містить домішки: фторид кальцію (до 1 %), фосфат кальцію (до 2,5 %) , карбонат стронцію (до 1,5 %). Крейда пожежо і вибухобезпечна, володіє гарною текучістю, не злежується в бункерах і силосах на відміну від доломітового борошна і природної крейди. Крейда містить низьку кількість фарбуючих скло домішок, що дозволяє використовувати її при виробництві скла по євростандартам [9].

Розроблений замінювач кальцинованої соди, що являє собою порошок білого кольору, який істотно відрізняється по хімічному і гранулометричному складу від кальцинованої соди. Для досліджень обрана проба наступного хімічного складу, %: SiO₂ – 78,3; Na₂O – 21,23; Fe₂O₃ – 0,06; TiO₂ – 0,06.

По окислювально-відновленому потенціалу матеріал подібний до кальцинованої соди. Мінералогічний склад матеріалу представлений аморфною та двома основними кристалічними фазами: низькотемпературним кварцом та метасилікатом натрію, виявлена невелика присутність гідроксиду і карбонату натрію. Встановлено, що процеси силікатоутворення в дослідному склі із замінювачем соди закінчується раніше 80 ⁰С, скло утворення – на 40 °С, ніж в контурному склі на основі кальцинованої соди. Розчинення залишкового кварцу і освітлення експериментального скла відбуваються з більшою швидкістю. Використання розробленого замінювача дозволило скоротити витрату палива на 10 – 12 %, скоротити час провару і освітлення, збільшити вихід готового скла на 5 – 7 %, зменшити пилоутворення і викид в повітря вуглекислого газу, оксидів азоту і сірки [10].

Висновки:

З використанням научно-технічної та спеціальної літератури встановлені перспективи виробництва медичної тари.

Приведені вимоги нормативних документів до виробів медичного скла.

Розглянуті особливості використання сучасного технологічного обладнання, яке дозволяє знизити викиди шкідливих речовин в атмосферу та раціонально використовувати теплову енергію.

Приведена характеристика електродів, що використовуються у промислових електричних ванних печах.

Були розглянуті особливості використання нових техногенних матеріалів у виробництві медичної тари.

2. Вибір та техніко-економічне обґрунтування району будівництва заводу

Для будівництва заводу по виробництву медичного скла було обрано місто Полтава.

Таке розташування заводу повністю забезпечує Полтавську та всі прилеглі області зазначеними виробами. Завдяки тому, що Полтавська область знаходиться в центральні часті України і по її території проходять всі найбільші транспортні і залізничні шляхи, зменшуються витрати на транспортування продукції.

Для будівництва заводу обрано ділянку, яка відповідає вимогам спеціальної інструкції, яка затверджена Міністерством промисловості будівельних матеріалів.

Основні вимоги зводяться до наступного.

Розмір території ділянки повинен бути прийнятий мінімальним, з урахуванням раціональності щільності будівництва, відсутності надлишків резервних площин та великих розривів між будівлями.

Територія ділянки для будівництва обирається з урахуванням вимог економічної експлуатації підприємства. Розміри ділянки та її конфігурація повинні дозволити розташувати будівлі та споруди відповідно до послідовності виробничого процесу.

Територія для розселення робочих та площадка для промислового підприємства обирається одночасно. Житло для робочих повинно бути неподалік від заводу.

Якщо необхідно прокласти залізничну колію то ділянку для будівництва слід розташувати так, щоб можна було приєднатися до найближчої залізничної станції або розташованому поблизу заводу залізничному шляху без тяжких земляних робіт та штучних споруджень, які дорого коштують.

Ділянку для будівництва слід обирати по можливості з відносно рівною поверхнею та нахилом для відведення поверхневої та стічної води. Планування будівлі не повинно бути пов’язано з великим об’ємом земляних робіт.

Грунт ділянки повинен бути таким, щоб при будівництві будівель та споруджень не потрібно було будувати фундаменти, які дорого коштують. Рівень ґрунтових вод повинен бути нижче за рівень підвалів і тунелів. Ділянка не повинна затоплюватися паводковими водами.

Кадри. Завод розташований в межах багаточисельного міста, що забезпечує постійну наявність робочих кадрів.

Транспорт. Для постачання на завод вантажів місцевого походження та вивозу готових виробів передбачені гарні автомобільні дороги, зручні під’їзди та місця для паркування вантажного транспорту. Поблизу заводу пролягає залізнична колія.

Паливо. Основне технологічне обладнання, скловарні печі, обладнанні електронагрівачами, що зменшує витрати на паливо. На заводі також використовують природний і штучний газ.

Електро- та водопостачання. Завод розташований таким чином, що є можливість отримувати електроенергію від існуючих ліній електропередач. Для електропостачання збудовано трансформаторну підстанцію.

Так як великі механізовані заводи витрачають значну кількість води, питання водопостачання мають важливе значення при обранні місця будівництва. Водопостачання заводу здійснюється з діючого міського водоканалу.

Сировинні матеріали. Завод розташований відносно близько до всіх баз сировинних матеріалів. Пісок та крейда отримуються з Харківської області, каолін – з Вінницької, сода постачається з Луганської області.

Висновки. Проаналізувавши всі вимоги, які висуваються до району будівництва, було обрано та обґрунтовано місце розташування заводу по виробництву медичного скла. Місцем розташування буде місто Полтава.

3. Технологічна частина

3.1 Вибір складу скла та характеристика сировини

Склад медичного скла, призначений для механізованого вироблення масових виробів, по вмісту основних компонентів можна вважати стабілізованим.

Основні оксиди, що утворюють скло (при виготовленні світлозахисного медичного скла), містяться в ньому в наступних кількостях, мас. %:

Таблиця 3.1 – Хімічний склад прозорого медичного скла

Сировинні матеріали для введення SiO₂

Кварцовий пісок являється продуктом руйнування гірських порід, складається в основному із зерен кварцу і зазвичай містить різні домішки. Домішки в піску бувають механічні та хімічні. Всі домішки можна розділити на групи: шкідливі (оксиди заліза, хрому, титану, марганцю) і нешкідливі (оксиди алюмінію, кальцію, магнію, калію, натрію та інші). Перші надають склу забарвлення, другі, зазвичай, входять у склад промислових стекол і вимагають врахування їх тільки при розрахунку складу шихти.

Якість пісків для скловаріння оцінюють за їх хімічним і зерновим складами. Головна вимога до пісків – максимальний вміст двооксиду кремнію і мінімальний вміст забарвлюючих домішок.

Для скловаріння використовують піски, які містять не менше 95 % кремнезему і строго регламентовану кількість забарвлюючих домішок.

Серед забарвлюючих домішок найбільше розповсюдженим являється оксид заліза, в тій чи іншій концентрації, що міститься у складі всіх кварцових пісків.

Іони заліза в промислових стеклах містяться в двох- і трьохкомпонентному стані. Концентрація трьохкомпонентного заліза, зазвичай, більша і тільки в умовах відновлюваного середовища знижується при підвищенні концентрації двохкомпонентного заліза. Рівновага між цими ступенями окислення заліза може бути змінена також під впливом температури і складу: підвищення температури і зниження кількості оксидів лужних металів збільшує концентрацію іонів Fe²⁺, додавання окислювачів (зєднань марганцю та інших) збільшує відносний вміст іонів заліза Fe³⁺.

Вплив Fe₂O₃ i FeO на забарвлення скла різне: Fe₂O₃ надає склу жовтувато-зелений або жовтий відтінок, FeO – синювато-зелений або синій відтінок. Інтенсивність забарвлення, яку викликає двохвалентне залізо, приблизно в 15 раз сильніше, ніж забарвлення трьохвалентним залізом.

Другою забарвлюючою домішкою, що міститься в багатьох пісках, є двооксид титану. В присутності заліза він забарвлює скло в жовтий колір. Причиною цього вважають утворення залізотитанових компонентів.

Державними стандартами визначені технічні умови на пісок кварцовий, мелений піщаник, кварцит і жильний кварц для скляної промисловості. Передбачено 15 марок піску для різних типів виробів зі скла. В залежності від марки, доля оксиду заліза коливається в межах 0,01 – 0,25 % за масою. Відповідно зі стандартом вміст оксиду заліза для різних виробів складає, % за масою:

Характеристики

Список файлов ВКР