玻璃熔窑设计第二章.配合料计算

⑧玻璃获得率 玻璃获得率 = 122.22 × 100% = 81.82% ⑨换料单计算［12］ 已知 ：碎玻璃的掺入率为 20%；各种原料含水率见表 2-5； 配合料的含水量为 4%； 混合机容量为 2000kg 干基。 计算如下： 2000 ㎏中砂岩的干基用量为： [2000 − （2000 × 20%）] × 56.05% = 896.8kg 砂岩的湿基用量 = 1−4% = 901.3 kg 根据需求配合料的水分为 4%，所以
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表 2-3 有白云石和石灰石引入的各氧化物的量 原料 白云石 石灰石 SiO2 0.18 0.10 Al2O3 0.06 0.004 Fe2O3 0.02 0.04 CaO 5.95 2.03 MgO 3.92 0.05
单位：kg Na2O
⑤校正砂岩和钽铌石用量
设砂岩 x kg，钽铌石ｙkg
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第 2 章 玻璃配合料的计算
2.1 配合料计算条件及步骤
2.1.1 配合料计算条件 根据玻璃成分和所用原料的化学成分可以进行配合料的计算。在进行配合料 的计算时，应假设原料中的气体物质在加热过程中全部分解逸出，而其分解后的 氧化物全部转入玻璃成分当中。也要考虑各种因素对玻璃成分的影响，例如氧化 物的挥发、耐火材料的溶解、原料的飞散、碎玻璃的成分等，从而在计算时对某 些组分做适当的增减，以保证设计成分。
表 2-7 产品任务表
各类产品厚度 2mm 3mm 5mm 6mm
比例（%） 10 50 30 10
年产重量箱数 258750 1293750 776250 258750
年产 m2 数 2587500 8625000 3105000 862500
2. 完成各类产品各需要生产天数见表 2-8。
表 2-8 完成各类产品所需生产天数 工作日比例
芒硝含率随熔化温度、火焰气氛及玻璃液澄清质量而定，同时也与重油中硫 分含量有关。 ③ 炭粉含率 炭粉含率=
炭粉用量× 碳含量（%） 芒硝用量× 芒硝含量(%)
× 100%
炭粉含率的理论值为 4.2%，当芒硝用量确定后，炭粉的实际用量与本身的 颗粒组成、易燃性、组成配合料的各种原料的 COD 值、熔窑 1#~2#小炉温度及 火焰的性质有关系，也与重油的含硫量有关，浮法玻璃的生产炭粉含率一般控 制在3%~5%。 ④ 玻璃获得率 玻璃获得率= ⑤ 碎玻璃引入率 在生产的各个环节总有一定量的碎玻璃，如生产中不合格产品及切裁下来 的边子等。加入碎玻璃经济上节约能源。工艺上有利于配合料的熔化、澄清、 节能降耗、降低成本等，符合环境保护和可持续发展战略。碎玻璃的用量一般
重量箱
259733.25 1298354.4 779058.0 259761.6
5. 产量汇总见表 2-11。
表 2-11 产量汇总
产品厚度（mm） 年产（m2） 年产重量箱
2 2597332.5 259733.25
3 8655696.0 1298354.4
5 3116232.0 779058.0
6 865872.0 259761.6
飞散量 纯碱总用量
× 100%
纯碱飞散率于纯碱的物理性质（容重、颗粒组成等） 、配合料水分、加料方 式等因素有关。浮法玻璃配合料使用重质碱时的飞散率小于使用轻质碱的飞散率， 重质碱的飞散率控制在 1.4%～1.8%之间。 ②芒硝含率 芒硝含率=
芒硝中的氧化钠 纯碱引入的氧化钠+芒硝引入的氧化钠
× 100%
因 35.71+171.13+102.68+34.23=343.75＜345 ，所以能完成生产任务
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3. 各种厚度玻璃全年平均生产天数见表 2-9。
表 2-9 各类产品生产天数
2mm 3mm 5mm 6mm
345×0.1039=35.85 345×0.4978=171.74 345×0.2987=103.05 345×0.0996=34.36
2.1.2 计算步骤 配料计算步骤如下： 第一步先进行粗算。即假定玻璃中全部的 SiO2 和 Al2O3 均有砂岩和钽铌石引 入 CaO 和 MgO 觉有白云石和石灰石引入；Na2O 有纯碱和芒硝引入。在进行粗算 时，可以选择含氧化物种类最少或用量最多的原谅开始计算。 第二步进行校正。例如在进行粗算时，在砂岩和钽铌石用量中没有考虑其原 料所引入的 SiO2 和 Al2O3,所以应进行校正。 第三步把计算结果换算成实际配料单。
2000 −400 1 −4% 896.8 100
= 1666.67kg
1666.67 − 1609.66 = 57.01kg 所以混合时必须另外加水 57.01kg。
2.4 产量计算［10］
玻璃生产的产量计算是依据设计计划任务书规定的生产规模，生产方法和产 品品种，计算的基准是熔制车间的生产能力。 各项产品相关参数见表 2-6。
原料 砂岩 钽铌石
SiO2 66.89 5.01
Al2O3 0.41 1.13
Fe2O3 0.10 0.01
CaO 0.10 0.015
MgO 0.03 0.006
Na2O
0.50
⑥校正纯碱用量和挥散量 设纯碱用量 x kg，挥散量ｙkg x × 0.5832 = 13.72 − 0.21 − 0.50 = 13.03
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表 2-6 各向产品相关参数
产品厚度 产品比例 重量箱折算系数 玻璃拉引速度（m/h） 原板宽度 3.5 m 工厂储存定额： 原料 硅砂 60 天 芒硝 60 天 燃料 重油 30 天 钽铌石 60 天 煤粉 60 天 工作日 345 天
2mm 10% 1 1150
3mm 50% 1.5 800
ｙ 22.34+ｙ
x = 22.31
= 1.6%
ｙ = 0.36kg 见表 2-5
质量份
R2O SO3 含水 量 干基 湿基
源自文库
⑦把上述计算结果汇总成原料用料表
表 2-5 原料用量单
原料 用量 占混 合料 质量 分数 砂岩 钽铌 石 石灰 3.95 3.23 0.10 0.004 0.04 68.51 7.55 56.05 6.18 66.89 5.01 0.41 1.13 0.10 0.01 0.10 0.01 2 2.03 0.05 0.1 51.7 0.03 0.006 0.50 0.5 1.0 896.8 98.9 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO
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5mm 30% 2.5 480
6mm 10% 3.0 400
综合成品率 75%
石灰石 60 天
白云石 60 天
纯碱 30 天
2.4.1 玻璃成品产量计算
通常生产中，一玻璃重量箱= 2mm 玻璃板 10m2（ 玻璃的密度取 2.5g/cm3） 。 产品年产量箱数：500000×0.75×345/50=2587500（重量箱） 1. 产品任务见表 2-7。
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100 ㎏玻璃液 制备 100 ㎏玻璃所需配合料的量
× 100%
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以配合料的 15~30%较好。而且要求块度要均匀，不宜过大或过小。 由以上参考，所取参数如下： 纯碱挥散率：1.6% 炭粉含率：3.8% 玻璃获得率：81.5% 计算精度：±0.01 芒硝含率：1.5% 碎玻璃掺入率：20% 计算基础：100 ㎏玻璃液
4. 计算产量见表 2-10。 表 2-10 产量表 2mm 3mm 5mm 6mm 35.85×24×1150×3.5×0.75=2597332.5（m2） 171.74×24×800×3.5×0.75=8655696.0（m2） 103.05×24×480×3.5×0.75=3116232.0（m2） 34.36×24×400×3.5×0.75=865872（m2）
0.9764x + 0.6642ｙ = 71.19 − 0.18 − 0.10 = 71.91 0.0060x + 0.1496ｙ = 1.60 − 0.06 − 0.004 = 1.54 解得 x = 68.51kg ｙ = 7.55kg
由校正后的砂岩和钽铌石引入的各氧化物的量见表 2-4
表 2-4 由校正后的砂岩和钽铌石引入各氧化物的量 单位：kg
901.3 99.9
51.7
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洛阳理工学院毕业设计 石 白云 石 纯碱 芒硝 炭粉 合计 碎玻 璃 总计 2009.66 22.34 0.47 0.02 122.22 18.55 0.385 0.016 100.00 72.19 1.604 0.167 8.09 4.006 13.74 13.03 0.21 1.0 2.5 296.8 6.2 0.26 1600.06 299.8 6.3 0.26 1609.66 400 19.05 15.46 0.18 0.06 0.02 5.94 3.92 0.4 249.4 250.4
设炭粉用量 x kg，则
x×0.8712 0.47×0.9903
= 3.8%
x = 0.02kg
③砂岩和钽铌石用量的计算 设砂岩 x kg，钽铌石ｙkg 0.9764x + 0.6642ｙ = 72.19 0.0060x + 0.1496ｙ = 1.60 解得 x = 68.52kg ｙ = 7.95kg
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2.各种原料的化学组成
单位：% （质量分数） R2O Na2CO3 Na2SO4 C
MgO
0.08 1.22
6.57
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白云石 纯碱 芒硝 煤粉
0.4 2.5
0.97
0.31
0.09
31.24
20.60 58.32 44.24 99.56 99.03 87.12
3. 配料工艺参数与所设数据 ① 纯碱飞散率 纯碱飞散率=
由砂岩和钽铌石引入的各氧化物的量见表 2-2
表 2-2 由砂岩和钽铌石引入的各氧化物的量 原料 砂岩 钽铌石 SiO2 66.91 5.28 Al2O3 0.41 1.12 Fe2O3 0.10 0.01 CaO 0.10 0.016 MgO 0.03 0.006 0.52 单位：kg Na2O
④白云石和石灰石用量计算
设白云石 x kg，石灰石ｙkg
0.3124x + 0.5136ｙ = 8.10 − 0.10 − 0.016 = 7.984kg 0.2060x + 0.0122ｙ = 4.01 − 0.03 − 0.006 = 3.974kg 解得 x = 19.05kg ｙ = 3.95kg
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由白云石和石灰石引入的各氧化物的量见表 2-12
年总数 15235132.5 2596907.25
2.4.2 玻璃液熔化需用量 （1）各种厚度玻璃日熔化量相同。下面以 3mm 玻璃计算 800×24×3.5×0.003×2.5=504（t/d） （2）产生碎玻璃量 504×（1-0.75）=126（t/d） 碎玻璃损失率 0.5% 碎玻璃回熔窑量：126×（1-0.5%）=125.37 （3）由配合料熔成玻璃液量 504-125.37=378.63（t/d）
2.2 玻璃成分及相关参数
1.玻璃的设计成分 见表 1-2 见下表 2-1
表 2-1 玻璃原料成分 L 砂岩 钽铌石 石灰石 0.5 1.0 0.1 SiO2 97.64 66.42 2.53 Al2O3 0.60 14.96 0.09 Fe2O3 0.15 0.13 0.10 CaO 0.04 0.20 51.36
2mm 3mm 5mm 6mm
2587500/（24×3.5×0.75×1150）=35.71 8625000/（24×3.5×0.75×800）=171.13 3105000/（24×3.5×0.75×480）=102.68 862500 /（24×3.5×0.75×400）=34.23
0.1039 0.4978 0.2987 0.0996
2.3 具体的算法
①纯碱和芒硝用量的计算
x×0.0.4424 13.72
设芒硝引入量为 x kg，根据芒硝含率得下式 = 1.5% x = 0.47 ㎏
则有芒硝引入 RO 的量为:0.47 × 41.47% = 0.21kg 纯碱用量 = ②炭粉用量
13.72 −0.21 0.5832
= 23.17kg