Проєкт цеху приготування шихти для виробництва скляних блоків продуктивністю 115 т шихти за добу

Abstract

Скло та вироби на його основі набули надзвичайної популярності серед конструкційних матеріалів у сучасному світі, завдяки їх унікальним фізико-хімічним властивостям. Особливе місце серед широкого асортименту виробів зі скла займають скляні блоки, що відносяться до архітектурно-будівельного скла. Отримують скляні блоки шляхом пресування і герметичного з’єднування двох частинок в одне ціле. Всередині ці вироби порожнисті і використовуються для зведення стін, перегородок, душових кабін, а також як декоративний елемент в інтер’єрі. Актуальність проєктування даної роботи пояснюється тим, що в сучасному будівництві зростає попит на енергоефективні, естетичні та екологічно безпечні матеріали. Скляні блоки, як елемент сучасного дизайну та конструкцій, відповідають цим вимогам. Ефективне та якісне виробництво скляних блоків безпосередньо залежить від процесу приготування шихти. Оптимізація цього етапу дозволяє знизити собівартість продукції, підвищити її якість та зменшити негативний вплив на довкілля, що робить даний проєкт вкрай актуальним для розвитку будівельної індустрії. Об’єкт проєктування – процес приготування шихти для варіння скляних блоків. Предмет проєктування – розробка та оптимізація хімічного складу шихти, що охоплює: вибір сировини, вибір джерел її постачання, розрахунок шихти, розробку технологічних схем підготовки та обробки сировинних компонентів, розрахунок та пошук сучасного обладнання для цього, а також створення системи контролю якості та економічне обґрунтування виробництва. 5 Метою бакалаврської кваліфікаційної роботи є розроблення проєкту цеху приготування шихти для виробництва скляних блоків продуктивністю 115 т шихти за добу. У процесі роботи проведено аналіз фізико-хімічних характеристик скла, визначено вимоги до скляної шихти для виготовлення блоків. Запропоновано склад скла на основі натрій-кальцій-силікатної системи, який містить 73,15 % SiO?, 15,9 % Na?O, 5,6 % CaO, 3,6 % MgO, 1,3 % Al2O3 , 0,05 % Fe 2O3 та 0,40 % SO 3 . Особлива увага приділена мінімізації вмісту Fe?O? (до 0,05%) задля досягнення максимальної прозорості скла. Для нейтралізації залишків заліза рекомендовано використання Se та CoO як знебарвлювачів, які не впливають на якість світлопропускання. Проведено ретельний аналіз щодо вибору родовищ сировинних матеріалів та їх фізико-хімічного складу. Визначено, що оптимальним місцем для розміщення виробництва є село Давидів (Львівська область) завдяки його логістичній доступності, близькості до сировини та наявності транспортного сполучення. Крім того, запропоновано розглядати можливість залучення випускників вишів Львова як потенційних працівників заводу. Розроблено технологічну схему підготовки сировини, включаючи сушіння, дроблення, просіювання та змішування. Проведено вибір і розрахунок сушильних барабанів, стрічкових та гвинтових конвеєрів, елеваторів та щокових і молоткових дробарок. Так, для подрібнення доломіту обрано дробарку типу ЩДС-5, а для пегматиту – СМД-112А. У роботі здійснено повний розрахунок шихти і встановлено, що вихід скла становить 82,73 %. Проведено точний розрахунок необхідної кількості сировини, зокрема піску (Сихівське родовище), доломіту (Коржова), пегматиту (Більчаки), вапняку (Великий Любінь), а також соди (ТОВ “Хімсейл”) і сульфату натрію (“Черкаське хімволокно”). З урахуванням втрат і вологості обчислено добові витрати сировини та визначено площі складів і місткість силосів, які можуть забезпечити зберігання такої кількості сировинних матеріалів та безперебійне виробництво. Результат економічних підрахунків показав, що розроблений технологічний проєкт дозволяє організувати енергоефективне та рентабельне виробництво скляних блоків високої якості з використанням доступної сировини в межах України. У розділі з охорони праці проаналізовано шкідливі чинники на підприємстві і розроблено інженерно-технічні заходи щодо усунення або зменшення їх впливу на здоров’я працівників виробництва.Glass and products based on it have gained extreme popularity among structural materials in the modern world, due to their unique physicochemical properties. A special place among the wide range of glass products is occupied by glass blocks, which belong to architectural and building glass. Glass blocks are obtained by pressing and hermetically joining two particles into one whole. Inside, these products are hollow and are used for the construction of walls, partitions, shower cabins, as well as as a decorative element in the interior. The relevance of the design of this work is explained by the fact that in modern construction there is a growing demand for energy-efficient, aesthetic and environmentally friendly materials. Glass blocks, as an element of modern design and structures, meet these requirements. Efficient and high-quality production of glass blocks directly depends on the process of preparing the charge. Optimization of this stage allows to reduce the cost of production, improve its quality and reduce the negative impact on the environment, which makes this project extremely relevant for the development of the construction industry. Study designing is the process of preparing the charge for cooking glass blocks. Scope of designing is the development and optimization of the chemical composition of the charge, which includes: selection of raw materials, selection of sources of its supply, calculation of the charge, development of technological schemes for the preparation and processing of raw material components, calculation and search for modern equipment for this, as well as the creation of a quality control system and economic justification of production. 8 The purpose of the bachelor's qualification work is to develop a project for a batch preparation shop for the production of glass blocks with a capacity of 115 tons of batch per day. In the process of work, an analysis of the physicochemical characteristics of glass was carried out, and the requirements for the glass batch for the production of blocks were determined. A glass composition based on the sodium-calcium-silicate system was proposed, which contains 73.15 % SiO 2 , 15.9 % Na2 O, 5.6 % CaO, 3.6 % MgO, 1.3 % Al2O3 , 0.05 % Fe 2O3 and 0.40 % SO 3 . Special attention was paid to minimizing the Fe?O? content (up to 0.05%) in order to achieve maximum transparency of the glass. To neutralize iron residues, the use of Se and CoO as decolorizers that do not affect the quality of light transmission was recommended. A thorough analysis was conducted regarding the selection of raw material deposits and their physical and chemical composition. It was determined that the optimal location for the production is the village of Davydiv (Lviv region) due to its logistical accessibility, proximity to raw materials and the availability of transport connections. In addition, it was proposed to consider the possibility of attracting graduates of Lviv universities as potential employees of the plant. A technological scheme for the preparation of raw materials was developed, including drying, crushing, sieving and mixing. The selection and calculation of drying drums, belt and screw conveyors, elevators and jaw and hammer crushers were carried out. Thus, a crusher of the ShchDS-5 type was selected for grinding dolomite, and for pegmatite - SMD-112A. A full calculation of the charge was carried out in the work and it was established that the glass yield is 82.73 %. An accurate calculation of the required amount of raw materials was carried out, in particular sand (Sikhivske deposit), dolomite (Korzhova), pegmatite (Bilchaky), limestone (Velykyi Lyubin), as well as soda (Khimsale LLC) and sodium sulfate (“Cherkasske khimvolokno”). Taking into account losses and humidity, the daily consumption of raw materials was calculated and the area of warehouses and the capacity of silos were determined, which can ensure the storage of such a quantity of raw materials and uninterrupted production. The result of economic calculations showed that the developed technological project allows organizing energy-efficient and cost-effective production of high-quality glass blocks using available raw materials within Ukraine. The section on labor protection analyzes harmful factors at the enterprise and develops engineering and technical measures to eliminate or reduce their impact on the health of production workers.