日产150吨高白酒瓶玻璃厂熔制车间工艺设计
5
（e）玻璃工厂总平面布置应力争将近期建设和远期发展相结合，要有利于挖潜改造。
3.2 玻璃工厂总平面布置及论述
3.2.1 车间分布 ⑴ 生产车间
玻璃工厂主要的生产车间如表3-1所列
表3-1 玻璃工厂主要的生产车间
原料车间 原料选矿车间 原料吊车库 原料破碎工段 原料配料工段 原料混合阶段
天桥
熔制联合车间 熔制车间 耐火工段 玻璃水池 烟囱 退火窑 切装车间 包装车间
玻璃加工车间 其它深加工车间
（2） 生产服务设施
（a）动力和公共工程设施：变电所、空压站、锅炉房、油站、水泵房、水池、沉淀池、水塔、冷却塔、污水泵房、污水处理站、上水管、下水管、循环水池、循环水管、热力通道。
（b）仓库堆场设施：原料仓库、原料堆场、碎玻璃堆场、成品库、材料库、设备仓库、包装箱回收堆场、桶装油库。
（c）全厂性设施：办公室、化验室、警卫室、食堂、医务室、哺乳、围墙、大门、出路门、消防设施、自行车棚、三班宿舍、招待所、浴室、体育场地、宣传设施、厕所、绿化、环保设施。 3.2.2厂区划分
为了节约土地，建立良好的建筑整体，应根据工厂的生产性质和规模，进行厂区划分。 （1）厂前区
主要组成为办公室、化验室、警卫传达室、汽车库、食堂、医务室、哺乳、围墙、大门等。
其主要特点如下：厂前区是宿舍和工厂联系的枢纽，其布置要有利于工厂的生产管理，便于为工人生活服务，要照顾工人的整体，又符合城市规划要求。厂前区一般与人流入口结合，应使厂前区位于整个工厂的上风位厂前区。玻璃厂的货运量大，一般应将
陕西科技大学毕业论文（设计说明书） 6
人流入口与货运入口分开设置。 （2)原料准备区
主要组成为：原料车间（包括破碎、配料、混合）
主要特点及布置要求如下：
（a）原料车间的主要任务是将进厂的各种原料进行加工和配料，制成合乎工艺要求的配合料并输送至熔制车间，以缩短配合料的输送距离，避免产生分料，影响熔化质量。
（b）原料准备区货运量大，需有大量的堆场及库房储存各种原料。因此，要求能方便地引入铁路线，并尽可能布置在铁路、公路出入口处或专用码头附近，创造方便的装卸运输条件。 ⑶ 熔制车间
其主要组成为熔制制瓶车间、肥热锅炉房、玻璃水池、耐火工段等，其主要特点及布置要求如下：
（a）熔制制瓶车间是玻璃厂的 主要生产车间，与各车间关系密切，通常以此为中心进行厂区布置。其辅助生产设施（如空压站、油泵房等）要合理布置，满足生产、防火卫生等要求，组成有机的整体。
（b）熔制车间是高温生产车间，宜设在较为开阔、通风良好的地段。
（c）熔制车间高大，窑炉基础要求沉陷小而均匀。应布置在工程地质良好的地段。同时，应布置在地下水位较低的地段，以避免烟道浸水，影响熔化质量。
（d）熔制车间用水、用电量均较大，并要求连续不间断地供给，因此动力设施及工程设施应尽量靠近本车间。 ⑷ 成品及加工区
其主要组成为成品包装、成品库、加工车间等，其特点及布置要求如下： （a）瓶罐玻璃工厂无加工车间，熔制成型后即包装入成品库，故熔制制瓶车间应靠近成品库。但玻璃工厂的特点是货运量大，要求有良好的厂内外运输条件，并尽量创造装卸运输机械化条件。
（b）本区工人较密集，要求有良好的采光、通风条件，并尽量合理安排人流物流。 ⑸ 动力及辅助生产区
该区内布置全厂性生产用的仓库和各种用途的堆场，如包装材料库、耐火材料库、五金材料库、总材料库、废料堆场、成品及半成品堆场或仓库、易燃材料与危险品库等，该区面积较大。由于该区的运输量很大，亦为全厂主要原料和产品、废料的吞吐处，故应该近于铁路或道路运输方便之处，常沿铁路线的两旁进行布置。本区较为零乱，常位于厂区后部。 （6）堆场及贮罐区
该区内布置全厂性生产用的仓库和各种用途的堆场，如包装材料库、耐火材料库、
日产150吨高白酒瓶玻璃厂熔制车间工艺设计
7
五金材料库、总材料库、废料堆场、成品及半成品堆场或仓库、易燃材料与危险品库等，该区面积较大。由于该区的运输量很大，亦为全厂主要原料和产品、废料的吞吐处，故应该近于铁路或道路运输方便之处，常沿铁路线的两旁进行布置。本区较为零乱，常位于厂区后部。
陕西科技大学毕业论文（设计说明书） 8
4 玻璃成分的确定和物料衡算
4.1 玻璃成分的确定
4.1.1 概述
（1）设计玻璃成分组成的原则
（a）根据组成、结构和性质的关系，使设计的玻璃能满足预定的性能要求。 （b）根据玻璃成形图和相图，使设计的组成能够形成玻璃，析晶倾向小。 （c）根据生产条件使设计的玻璃能适应熔制、成形、加工等工序的实际要求。 （d）玻璃的化学组成设计必须满足白色、环保的要求。 （e）所设计的玻璃应当价格低廉，原料易于获得。 （2）瓶罐玻璃应满足的要求
（a）玻璃质量方面：玻璃应当熔化良好而均匀，尽可能避免结石、条纹、气泡等缺陷。无色玻璃透明度要高；颜色玻璃其颜色要稳定，并能吸收一定波长的光波。
（b）物理化学性能方面：应具有一定的化学稳定性，不能与盛装物发生作用而影响其质量；具有一定的热稳定性，以保证在杀菌以及其他加热或冷却过程中破损率达到极小；具有一定的械强度，以承受内部压力和在搬运与使用过程中所遇到的震动和冲击力、压力等。
4.1.2 白酒瓶对成分的要求
（1）易熔化、澄清、不易产生结石、气泡等缺陷，同时外表光泽度好，实用。 （2）化学稳定性好，不与内装物发生反应。耐热性好，以保证杀菌及其他加热、冷却过程中最低破损；机械强度高，以承受内部压力和在搬运与使用过程中所遇到的震动和冲击力、压力等、外表透明；
（3）成型质量方面：玻璃瓶罐应按照一定的容量，质量和形状成形，不应当有歪曲变形，表面不光滑平整和裂纹与不饱满等缺陷，玻璃分布要均匀，不允许局部过薄过厚，特别是口部要圆滑平整，以保证密封。
（4）成本价格低，原料易于获得。 4.1.3 拟定玻璃组成
钠钙瓶罐玻璃成分是在Na2O-CaO-SiO2三元系统的基础上添加Al2O3和MgO,与平板玻璃区别之处在于瓶罐玻璃中Al2O3含量比较高, CaO含量也比较高,而MgO含量较低。不论何种类型的成型设备,也不论是啤酒瓶、酒瓶、罐头瓶均可用此类型成分,只需工厂根据实际情况作一些微调即可。其成分范围为：SiO270%~73%、Al2O32%~5%、
CaO7.5%~9.5%、MgO1.5%~3%、R2O13.5%~14.5%。
日产150吨高白酒瓶玻璃厂熔制车间工艺设计
9
此类型成分的特点是含铝量适中,可利用Al2O3的硅砂,或采用长石引入碱金属氧化物,以节约成本。CaO?MgO量比较高,硬化速度比较快,能适应较高的机速,用一部分
MgO代替CaO，防止玻璃在流液洞、料道和供料机处析晶。适中的Al2O3可提高玻璃的
机械强度与化学稳定性。国内高白料白酒瓶为了提高折射率除含BaO外还加入0.5%的ZnO。本次设计中为了有利于机制成形将CaO降低到8.0%，使玻璃的料性变长（硬化速度变慢），为了降低熔化温度减少能耗，也降低了Al2O3含量。Na2O设计为14.5%。
表4-1 初选玻璃的化学组成/(mass%)
成分 参考配方 设计配方
SiO2 72.5 72.5
Al2O3 1.5 1.4
CaO 8.5 8.0
MgO 2.0 1.75
Na2O 14.5 14.5
BaO 0.5 1.25
ZnO 0.5 0.6
4.1.4 设计玻璃与参考玻璃性能的论证 (1）验证热膨胀系数
???Pn??n （4-1）
?—玻璃的热膨胀系数，?10?7℃-1；
Pn —玻璃中氧化物的含量，重量%；
?n—组成氧化物的热膨胀系数，?10?6℃-1，计算系数见表
表4-2 氧化物的热膨胀系数
氧化物
SiO2 2.67
Al2O3 16.67
Na2O 33.3
CaO 16.67
MgO 0.333
BaO 10.00
ZnO
6.00
?n
根据公式计算： a1= 85.1?10?7℃-1 a2= 85.3?10?7℃-1 （2）验证玻璃密度
加和法则计算
100/D=∑Pn/dn （4-2）
D—玻璃的密度，g/cm3或t/m3；
Pn—玻璃中氧化物的含量，重量%。 dn—组成氧化物的密度计算系数，g/cm3，
表4-3 组成氧化物的密度计算系数
氧化物
SiO2 2.24
Al2O3 2.75
Na2O 3.20
K2O 3.20
CaO 4.30
MgO 3.25
BaO 7.20
ZnO
5.94
dn
根据公式计算：
D1= 2.49g/cm3