Технология производства корундоциркониевых огнеупоров для выстилки дна ванн стекловаренных печей

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Января 2013 в 23:58, дипломная работа

Краткое описание

В дипломном проекте разрабатывается технология производства корундоциркониевых огнеупоров для выстилки дна ванн стекловаренных печей.
Технология основана на производстве изделий методом полусухого прессования с приготовлением гранулированного пресс - порошка с использование операции распылительной сушки.

Содержание работы

Введение 7 1.Аналитический обзор 8 1.1.Обзор рынка огнеупоров стекольной промышленности 8 1.2.Основные характеристики корундоциркониевых огнеупоров 8 1.3.Анализ службы производимых изделий 10 1.4.Теоретические основы процесса коррозии 16 1.5.Основные потребители корундоциркониевых изделий 17 2.Технологическая часть 19 2.1 Технологическая схема производства 19 2.2. Описание технологической схемы 19 2.3. Подбор необходимых компонентов 20 2.4. Материальный баланс производства 22 2.5. Подбор основного технологического оборудования 27 3. Патентный поиск 30 4. Теплотехническая часть 32 4.1. Краткое описание теплотехнического агрегата 32 4.2. Расчёт горения топлива 33 4.3. Материальный баланс туннельной печи 39 4.4. Расчет теплового баланса 41 4.4.1. Тепловой баланс зон подогрева и обжига 42 4.4.2. Тепловой баланс зоны охлаждения 46 4.4.3. Сводный тепловой баланс печи 50 4.5. Определение термического коэффициента полезного действия печи 50 5. Строительная часть 51 6. Автоматизация и автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУТП) 52 6.1. Регулирование расхода высушенного порошка на входе в пресс 54 6.2. Запуск электродвигателя смесителя 54 6.3. Датчики уровня 54
6.4. Регулирование расхода раствора ЛСТ 55
6.5. Регулирование соотношения расходов природного газа и воздуха 55
6.6. Датчики температуры 56 6.7. Заказная спецификация на приборы КИП и средства автоматизации 57 7. Охрана труда и окружающей среды 59 7.1. Введение 59 7.2. Характеристика опасных и вредных производственных факторов, присущих выбранному способу производства 64 7.3.Мероприятия, принятые в проекте для обеспечения безопасности технологического процесса 68 7. 4. Организация пожарной безопасности и взрывобезопасности проектируемого производства 70 7.5.Меропиятия обеспечивающие нормальные санитарно-гигиенические условия производственной среды 73 7.6.Охрана окружающей среды 75 8. Стандартизация 76 9.Экономическая часть 77 9.1 Организация производственного процесса 77 9.1.1 Режим работы проектируемого объекта 77 9.1.2 Расчет фонда времени работы оборудования в год 78 9.2. Расчет сметной стоимости проектируемого объекта 79 9.2.1 Расчет сметной стоимости зданий и сооружений 79 9.2.2 Расчет сметной стоимости оборудования 81 9.3. Расчет численности работающих 84 9.3.1 Составление баланса рабочего времени одного среднесписочного рабочего 85 9.3.2 Расчет численности основных производственных рабочих 85 9.3.3 Расчет численности ИТР, служащих и МОП 88 9.4. Расчет фонда оплаты труда основных и вспомогательных рабочих 89 9.5. Расчет проектной себестоимости продукции 94 9.6.Технико-экономические показатели и о

Скачать целиком (694.65 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Содержимое работы - 1 файл

диплом Якухнова.doc

— 4.29 Мб (Скачать файл)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.  Патентный  поиск.                                                                                                                 

                                                                                                                                                                                             Таблица 9

№ патента

Авторы 

Реферат (краткое описание)

RU  2440952

Анциферов В.Н.(RU),

Порозова С.Е. (RU),

Кульметьева В. Б. (RU),

Красный Б. Л. (RU),

Тарасовский В.П. (RU)

Изобретение относится  к области получения огнеупорных  и керамических изделий на основе циркона и может быть использовано при изготовлении огнеупорных материалов и изделий в металлургии, машиностроении и электротехнической промышленности. Обладая благоприятными теплофизическими свойствами, хорошими термостойкостью и электроизолирующими свойствами, циркон не получил широкого применения в технике. В основном его применяют для изготовления огнеупоров, в качестве добавок в различных керамических массах и для получения диоксида циркония. Известно, что циркон подвержен термической диссоциации в твердой фазе на составляющие окислы. Однако, несмотря на диссоциацию, изделия из циркона обладают огнеупорностью около 2000°С. Температура начала диссоциации циркона зависит от степени его чистоты, т.е. наличия в его составе примесей. Особенно большое влияние на температуру и кинетику разложения оказывает оксид алюминия, который всегда содержится в цирконе в виде сопутствующей примеси (Kaiser A., Lobert M., Telle R. Tehrmal stability of zircon (ZrSiO4) // Journal of the European Ceramic Society. 28 (2008). P.2199-2211).

RU 2280016

Иваницкий М. А.(RU), 
Лукин Е. С. (RU), 
Дуросов С.М. (RU), 
Морозов Б. А. (RU), 
Преображенский В.С.(RU), 
Петров Н.А. (RU), 
Федосеев А. Н. (RU), 
Ткаченко А. Т. (RU)

Изобретение относится  к огнеупорной промышленности и  может быть использовано при изготовлении высокоплотных корундовых огнеупоров специального назначения для ответственных узлов футеровки тепловых агрегатов, работающей в условиях переменной окислительно-восстановительной или восстановительной газовой среды. Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости, эрозионной устойчивости, прочности и снижение пористости, снижение брака в процессе их нагрева и последующего охлаждения на всем температурном интервале работы печи. Шихта для производства корундовых огнеупоров включает компоненты в следующем соотношении, мас.%: наполнитель: электроплавленный корунд фракции 3-1 мм 20-25%, электроплавленный корунд фракции 1-0,5 мм 30-35%,электроплавленный корунд фракции 0,5-0,1 мм 20-25%; связующая составляющая шихты: глинозем с размером частиц менее 5 мкм 15-20%, глинозем дисперсный с размером частиц менее 1 мкм, содержащий окись магния с размером частиц менее 1 мкм 5-10%; связка 2,5-2,8% на сухую часть шихты, при этом шихта содержит Al2О3 не менее 99,0%, Fe2O 3 не более 0,05%, SiO2 не более 0,5%. В качестве связки используют гидрозоль Al2О3 в комбинации с лигносульфонатом и поливиниловым спиртом, взятыми в соотношении 70-74,8: 25-29:0,2-1,0%. Способ изготовления корундовых огнеупоров включает приготовление шихты путем смешения компонентов наполнителя со связующей составляющей, формование изделий, включающее засыпку шихты в пресс-форму, прессование, сушку, обжиг и охлаждение.

RU 2153482

Пивинский Ю. Е. (RU), 
Гришпун Е. М.(RU), 
Рожков Е. В. (RU).

Изобретение относится  к производству огнеупорных изделий алюмосиликатного и корундового составов, формуемых методом прессования. Смесь для формования готовят при соотношении компонентов, мас %: связующее 20 - 45, заполнитель 55 - 80. Способ позволяет получить высокоплотный полуфабрикат, способный уже после низкотемпературной термообработки приобретать требуемые эксплуатационные характеристики. Отличие новых огнеупоров состоит в повышенной плотности, прочности, что обеспечивает лучшие их эксплуатационные характеристики.


 

4.  Теплотехническая  часть

4.1. Краткое описание теплотехнического агрегата

Обжигают изделия  в туннельных печах, отапливаемых природным  газом. Для равномерного обжига сырец  устанавливают на печную вагонетку  вертикально. При проталкивании  в печь вагонетки устанавливают  так, чтобы против газовых горелок приходились промежутки между вагонетками и между пакетами на вагонетке.

Основными преимуществами работы на туннельных печах являются улучшение условий труда рабочих  и экономия топлива. Невысокий расход топлива объясняется тем, что  в туннельной печи зоны неподвижны и, будучи однажды нагреты, сохраняют свою температуру и не требуют попеременного нагревания и охлаждения, как это имеет место в кольцевых печах. Серьезным преимуществом туннельной печи является возможность автоматизации управления тепловым процессом. Путем оптимизации процесса можно сократить рок обжига и повысить съемы кирпича.

Туннельная  печь подразделяется на три зоны: зона подогрева, обжига и охлаждения. В  первой зоне сырец нагревается до 400 - 500 °С для устранения остаточной влажности и кристаллизационной влаги. Скорость нагрева не велика, чтобы не происходило растрескивание сырца. В зоне обжига температура повышается до 1600 °С, происходит спекание глинистых минералов. В следующей зоне кирпич остывает до температуры выхода (40 - 60 °С), [24].

Продолжительность обжига 36 часов. Выгруженные из печи изделия упаковываются и поступают  на склад готовой продукций.

   Вагонетки туннельной печи. Обжиг плит в туннельной печи ведется на печных вагонетках. Печные вагонетки работают в очень тяжелых  условиях:  при переменном воздействии высоких температур и значительных механических напряжениях. Поэтому металлические части вагонетки (колеса и рама), находящиеся в подвагонеточном канале печи, отделяются от обжигательного канала с помощью металлических фартуков, перемещающихся по всей длине печи в песочном затворе туннельной печи. Чем плотнее этот затвор, тем выше производительность печи, качество продукции и тем ниже расход топлива на обжиг. Печная вагонетка состоит из стальной рамы, поставленной на колеса, которая футеруется теплоизоляционным и огнеупорным кирпичом.

4.2. Расчёт горения  топлива

Расчет горения  топлива необходим для того, чтобы  правильно выбрать дутьевые и  тяговые устройства к печи, обеспечивающие нормальный процесс горения, движения дымовых газов и необходимый температурный режим в рабочем пространстве печи.

Топливо: Газ  Фрундзиского месторождения.

 

                                                                                 Таблица 10

Химический  состав сухого газа Фрундзиского месторождения

Состав топлива

Содержание  компонентов, %

 

Ρ

∑

сухого

99.0

0.3

0.1

0.4

-

0.2

-

-

-

0.733

100

влажного

98.01

0.297

0.099

0.396

-

0.198

-

1

-

0.733

100


 

Произведём  пересчёт состава топлива на рабочую массу:

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

Определим температуру  сгорания топлива  :

(32)

Теоретический необходимый для горения расход воздуха:

  (33)

(34)

Определим расход атмосферного воздуха при влагосодержании  d=10 г/кг:

 
(36)

Определим коэффициент  расхода воздуха:

(37)

Объёмная теплоёмкость топлива:

(38)

Среднию теплоёмкость определим  методом интерполяции:

Для                               0°-1.55             0.0924-100°

                                         100°-1.6421                   x-20°

х=0,0184                          при 20°=1,55+0,184=1,5684 кДж/нм3К

Для                               0°-1.8268             0.2353-100°

                                         100°-2,0621                   x-20°

х=0,04706                          при 20°=1,8268+0,04706=1,8739 кДж/нм3К

Для                               0°-1.5998             0.1005-100°

                                         100°-1.7003                   x-20°

х=0,0201                          при 20°=1,5998+0,0201=1,6199 кДж/нм3К

Для                               0°-1,4943             0,0109-100°

                                            100°-1,5052                   x-20°

х=0,00218                          при 20°=1,4943+0,00218=1,49648 кДж/нм3К

 

(39)

Общий объём дымовых газов:

(40)

     (41)

(42)

     (43)

(44)

(45)

(47)

Необходимая теплота  подогрева воздуха:

(48)

(49)

Расчитаем каллориметрическую температуруя:

(50)

Определим теплоёмкость дымовых газов:

(51)

Теплоёмкость  составляющих дымовых газов:

Для                               1900°-2,4075             0,0127-100°

                                             2000°-2,4202                      x-50°

х=0,00635                         при 1950°=2,4075+0,00635=2,4139 кДж/нм3К

Для                               1900°-1,9428             0,0201-100°

                                             2000°-1,9629                       x-50°

х=0,01005                         при 1950°=1,9428+0,01005=1,9529 кДж/нм3К

Для                               1900°-1,4973             0,0067-100°

                                           2000°-1,5040                       x-50°

х=0,00335                         при 1950°=1,5007 кДж/нм3К

Процентный  состав продуктов горения:

(52)

(53)

(54)

                                     ∑ = 100%

(55)

 

Расчитаем α:

(56)

Найдём  :

(57)

Расчитаем :

(58)

Действительный состав и  количество продуктов сгорания:

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

                                                                                                           Таблица 11

Материальный  баланс процесса горения топлива

Приход

кг

%

Расход

кг

%

Природный газ

          

70,27

5,2

199,08

14,74

0,40

0,029

173,02

12,81

0,19

0,014

969,53

71,8

1,12

0,083

8,57

0,63

0,38

0,028

      

0,804

0,059

      

Воздух

          

969,51

71,83

      

249,39

18,47

      

12,62

0,935

      

Итого:

1349,7

100

  

1350,2

100


 

Невязка =

(66)

 

Определим общую  температуру горения:

(67)

Теплосодержание с учётом потерь:

(69)

(70)

По i-t диаграмме при a=1.03, t=1580°C      (71)

(72)

(73)

1900°-34010,2                            на 100° приходится-1976

2000°-35986,3                                                            х-1846,5

х=93,44

(74)

(75)

     Расчет  будем вести по корундоциркониевым  плитам размером 600х300х75 мм.

Кладка печи:

  Зона подогрева:

Шамот – 465 мм,

Лекговесный шамот  – 355 мм (p=0,8 т\м3),

Шамотная крошка – 115 мм.

   Зона  обжига:

Хромамагнезит – 465 мм,

Шамот – 240 мм,

Лекговесный шамот  – 470 мм (p=0,8 т\м3),

Шамотная крошка – 115 мм.

   Свод:

Зона подогрева: высокоглиноземистый огнеупор – 200 мм,

Зона обжига: шамотная засыпка – 150 мм.

   Вагонетка:

Муллитовый  огнеупор – 230 мм (p=2,8 т\м3),

Лекговесный шамот  – 300 мм (p=1,1 т\м3).

Производительность  годовая, млн. шт.                              1

Продолжительность цикла, проектная, ч                           36

Размеры   обжигательного   канала, м:

длина                                                                                    156

ширина                                                                                 3,2

рабочая высота                                                                    1,1

Объем обжигательного канала, м3                                      549

Размеры печной вагонетки, м:

длина                                                                                    3,0

ширина                                                                                 3,1

Вид топлива                                                                         Газ

 

4.3. Материальный  баланс туннельной печи

Годовой фонд времени  работы печи:

  (76)

где Кисп - коэффициент использования оборудования.

При садке количество плит на вагонетке составляет 420 шт, тогда масса изделий на вагонетке  после обжига:

 (77)

Число вагонеток в печи:

(78)

Количество вагонеток, выходящих из печи за час:

(79)

где τ – продолжительность  обжига кирпича, определяемая расчетным  путем,ч

Информация о работе Технология производства корундоциркониевых огнеупоров для выстилки дна ванн стекловаренных печей