日产90吨白酒瓶玻璃工厂设计重点部分(熔制车间).docx

沈阳化工大学（
本科毕业设计

题 目： 日产90吨白酒瓶玻璃工厂设计
（重点部分：熔制车间）
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专 业：
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论文提交日期：2012年6月25日
论文答辩日期：2012年6月26日

内容摘要

本设计的任务是日产90吨白酒瓶的玻璃工厂设计。以熔制车间的设计为重点。设计共分六部分，内容如下：
一、绪论。包括玻璃的发展史、课题的提出及设计内容。
二、厂址的合理选择以及工厂总平面设计。包括厂址的选择及全厂平面图的设计、运输等。
三、原料车间设计。这部分内容包括原料的种类、成分的确定、燃料、生产方法确定、物料平衡计算及原料的加工、储存及设备选型。
四、熔制车间设计。此部分对玻璃池窑的工作原理、作业制度、池窑结构、池窑的热工计算。
五、退火成型检包车间设计。包括成型设备选型及退火过程，设备选型及产品质量检测与包装。
六、经济技术评价。
由此六部分对输液瓶的整个生产过程进行了全面的设计。

关键词： 白酒瓶； 熔制车间； 窑炉； 行列机； 原料
目录
一、绪论 1
1.1 玻璃的定义以及分类 1
1.1.1 玻璃的定义 1
1.1.2玻璃的分类（按成分分类） 1
1.2玻璃成分的发展 2
1.3设计的提出和主要内容 4
二、厂址的合理选择以及工厂总平面设计 6
2.1厂址的合理选择 6
2.1.1建厂的有利条件 6
2.1.2工厂的地理位置和水文地理条件 7
2.1.3工厂所在地的交通运输条件 9
2.1.4厂址所在地的给排水系统条件 9
2.1.5供电 9
2.2工厂的总平面设计 10
2.2.1车间分布 10
2.2.2厂区划分 11
2.3全场平面图 14
三、原料车间 15
3.1 概述及生产方法的确定 15
3.2生产方法的确定 15
3.2.1产品品种 15
3.2.2产品品种 15
3.3 物料衡算 16
3.3.1 原料的确定 16
3.3.2 原料的选择 18
3.3.3 原料产地的确定 19
3.3.4 玻璃成分的确定 20
3.3.5 各项性能计算 24
3.3.6 性能比较 29
3.3.7 原料储存 29
3.3.8 各种原料日用量 31
3.3.9原料的加工 32
3.3.10原料破粉碎的设备选型 32
3.3.11收尘设备 33
四、熔制车间 34
4.1 窑炉的分类及其结构 35
4.1.1 玻璃池窑分类 35
4.1.2 池窑结构 35
4.3.1玻璃池窑的工作原理 36
4.3.2燃料供应系统 37
4.3.3池窑设计的依据 38
4.3.4 设备选型 38
4.4 窑炉设计尺寸设计 38
4.4.1 熔化池尺寸计算 38
4.4.2 熔化池其他尺寸计算 39
4.4.3 燃烧计算 42
4.4.4 小炉尺寸计算 44
4.5 蓄热室设计 45
4.6 交换器及烟道设计 47
4.6耐火材料选择 49
4.6.1常见的耐火材料 49
4.6.2耐火材料的选择及使用 50
4.7 保温材料的选择 52
4.8钢结构 52
4.9 窑炉主要参数一览表 53
五、成型退火及检包车间 55
5.1 行列机的选择 55
5.2 退火窑设计 56
5.2.1 退火过程 56
5.2.2 退火制度 56
5.2.3 退火窑分类及选型 57
5.3产品的检测与包装 58
5.3.1 检验规则 58
5.3.2产品包装 59
六、技术经济评价 61
6.1经济财务分析 61
6.1.1估计建设资金 61
6.1.2估算产品生产成本 61
6.1.3偿还贷款能力的分析和计算 61
6.2经济效果评价及社会效益 62

一、绪论
1.1 玻璃的定义以及分类
1.1.1 玻璃的定义
玻璃是熔融、冷却、固化的非结晶（在特定条件下也可能成为晶态）的无机物。
1.1.2玻璃的分类（按成分分类）
⑴ 钠玻璃
　　钠玻璃主要由氧化硅、氧化钠、氧化钙组成，又名钠钙玻璃或普通玻璃，含有铁杂质使制品带有浅绿色。钠玻璃的力学性质、热性质、光学性质及热稳定性较差，用于制造普通玻璃和日用玻璃制品。
⑵ 钾玻璃
　　钾玻璃是以氧化钾代替钠玻璃中的部分氧化钠，并适当提高玻璃中氧化硅含量制成。它硬度较大，光泽好，又称做硬玻璃。钾玻璃多用于制造化学仪器、用具和高级玻璃制品。
⑶ 铝镁玻璃
　　铝镁玻璃是以部分氧化镁和氧化铝代替钠玻璃中的部分碱金属氧化物、碱土金属氧化物及氧化硅制成的。它的力学性质、光学性质和化学稳定性都有所改善，用来制造高级建筑玻璃。
⑷ 铅玻璃
　　铅玻璃又称铅钾玻璃、重玻璃或晶质玻璃。它是由氧化铅、氧化钾和少量氧化硅组成。这种玻璃透明性好，质软，易加工，光折射率和反射率较高，化学稳定性好，用于制造光学仪器、高级器皿和装饰品等。
⑸ 硼硅玻璃
　　硼硅玻璃又称耐热玻璃，它是由氧化硼、氧化硅及少量氧化镁组成。它有较好的光泽和透明性，力学性能较强，耐热性、绝缘性和化学稳定性好，用来制造高级化学仪器和绝缘材料。
⑹ 石英玻璃
　　石英玻璃是由纯净的氧化硅制成，具有很强的力学性质，热性质、光学性质、化学稳定性也很好，并能透过紫外线，用来制造高温仪器灯具、杀菌灯等特殊制品。
1.2玻璃成分的发展
玻璃的历史悠久，据称有五千年以上，有了玻璃成分才有了玻璃，所以玻璃成分的历史也一样漫长。
一般认为玻璃起源于公元前3000~2000年的美索不达米亚时代，当时用砂加硝石为原料，用木柴做燃料，木柴燃烧后的草木灰也混入玻璃中，成为玻璃成分之一，于是得到钠钙钾硅酸盐玻璃，其分析成分为（质量分数）65.0%、2.5%、2.4%、0.09%、3.5%、3.4%、17.0%、4.5%，由于含有大量的铁，玻璃呈深蓝色。以后玻璃制造技术传到埃及，公元前1580~1350年埃及尼罗河两岸分布了很多玻璃作坊，当时为钠钙玻璃成分，公元前1400年埃及玻璃的分析成分为61.7%、2.45%、0.72%、10.05%、5.14%、17.63%。
我国玻璃开始于公元前457～221年的战国时代，出土的玻璃壁、玻璃耳挡等饰品，根据化学分析为铅钡玻璃，深绿色玻璃壁成分为36%、13%～14%、46%～48%、+2%、0.8%～0.9%。从目前已发表的论文中有关出土玻璃样品的化学分析数据，说明战国和汉代时期，玻璃成分有两种类型，一种是铅钡硅酸盐玻璃成分，另一种是钾硅酸盐玻璃成分，至唐代以后，我国玻璃成分主要为钾铅硅酸盐玻璃成分和钾钙硅酸盐玻璃成分。公元前250年，巴比伦玻璃为钠钙玻璃，其分析成分为65.8%、2.1%、1.6%、6.6%、4.7%、12.1%、2.4%、2.6%、0.8%、1.7%。即使到公元4~5世纪，波斯的玻璃仍为钠钙玻璃。由此可见，中国古玻璃与西方古玻璃为两大成分系统。
13世纪中国古籍中有阿拉伯玻璃中加入硼砂（）以提高其耐急冷急热性的记载，说明该时已有了--系统成分。
我国古代称玻璃为琉璃，汉代用此名词很多，唐代有时也称玻璃为硝子，但到了宋代把陶瓷上釉的器皿也称琉璃，主要制品为琉璃瓦，很容易与玻璃相混淆，所以清康熙初年，下诏令建立“玻璃厂”制造玻璃，与制造琉璃瓦的“琉璃厂”分开。20世纪90年代，我国台湾艺术家将彩色透明玻璃和乳浊玻璃用脱蜡铸造工艺制备的玻璃艺术品也成为琉璃，制作工厂成为琉璃坊或琉璃工房。
16世纪捷克用内陆含钾较多的草木灰为原料制造的---玻璃，折射率和反射率均都高，透明性好，称为晶质玻璃（水晶）。英国森林比较少，所用的草木灰是由西班牙等地中海沿岸进口，沿海地区草木灰含钠量高，制得的玻璃透明性、白度均不如捷克水晶玻璃，1673年英国在玻璃成分中加入，制成--的铅晶质玻璃。从17世纪起，铅晶质玻璃称为高级器皿、工艺品、灯具的重要成分。
1750年俄国学者罗蒙诺索夫研制了很多颜色玻璃成分，单用作着色剂的进红宝石玻璃就达70多种配方，还将周期表中19种元素引入到玻璃中。1811年欧洲开始采用铅玻璃成分制造光学玻璃透镜，逐渐形成火石玻璃系列。
18世纪到19世纪中叶，西方的产业革命推动科学技术的进步，学者发现了化学周期表上O、Si、B、Al、Na、K、Sr、Ca、Mg等38种构成玻璃的主要元素，很多元素就有可能加入到玻璃成分中，形成多元玻璃成分系统；同时以食盐为原料制纯碱的大量生产，使玻璃原料由草木灰等天然原料改用工业纯碱，导致钠钙硅酸盐系统成为实用玻璃的主要成分，并以此为基础，派生出很多成分。
1915年出现了硼硅酸盐（---）玻璃成分，该成分系统已成为仪器玻璃、工业玻璃的重要成分。1939年发现了镧系（--）高折射低色散玻璃，改善了光学玻璃的特性。1939年后，建立了新型的玻璃光学成分系统。1948年发明了---感光玻璃成分，为光敏感微晶玻璃的制备创造了条件。
1954年报道了--半导体玻璃成分，1959年研制成--（、、）低膨胀微晶玻璃，为微晶玻璃城的研究奠定了基础。20世纪60年代以后，各种类型、各种用途的微晶玻璃陆续出现，微晶玻璃已成为一个庞大的玻璃品种，因而微晶玻璃成分也就形成了一个大成分系统。
1959年又有As-S-Br非氧化物玻璃问世，1968年Ovshinisky发现了硫族玻璃的开关功能和记忆功能，硫族玻璃成分逐渐引起重视。
1973年研制成功--氟化物玻璃，如今氟化物玻璃成为重要的非氧化物玻璃系统，是制备红外透过窗口、高功率激光器的基质玻璃以及超低损耗光纤的重要材料。
20世纪60年代就有学者将高硅氧玻璃氮化，形成氧氮玻璃。
从20世纪80年代直到现在，非氧化物成分的研究和开发工作得到飞速发展，除了硫族玻璃成分、卤化物成分、氮氧玻璃成分外，还将其相互结合起来，如卤化物与硫族化合物结合起来，形成卤硫化合物成分等。
至于天然玻璃则包括地球上因熔岩喷发而形成的黑曜岩、珍珠岩等玻璃质掩饰和陨石等天体落到地面上因冲击波加热而形成的冲击延玻璃等。远古时代人类就用黑曜岩制作工具，而今天黑曜岩、珍珠岩得到了广泛应用，例如我们用黑曜岩、珍珠岩为主要原料制造泡沫玻璃和瓶罐玻璃制品。
1.3设计的提出和主要内容
本设计任务书设计项目为日产量为90吨的白酒瓶工厂的熔制车间设计。以熔制车间的设计为重点。设计共分六部分，内容如下：
一、设计总论。包括课题的提出及设计内容。
二、全厂平面设计。包括厂址的选择及全厂平面图的设计、运输等。
三、原料车间的设计。这部分内容包括原料的种类、成分的确定、燃料、生产方法确定、物料平衡计算及原料的加工、储存及设备选型。
四、熔制车间设计。此部分对玻璃池窑的工作原理、作业制度、池窑结构、池窑的热工计算。
五、退火成型检包车间设计。包括成型设备选型及退火过程，设备选型及产品质量检测与包装。
六、经济技术评价。
由此六部分对白酒瓶的整个生产过程进行了全面的设计。
二、厂址的合理选择以及工厂总平面设计
2.1厂址的合理选择
2.1.1建厂的有利条件
厂址选择是否合理直接影响到建厂速度、建设投资、产品成本、生产发展和经营管理等各个方面，所以厂址选择是工业建设前期工作的重要环节，也是一项政策性和科学性很强的综合性工作。
厂址选择一般分两个阶段进行，即选择建厂的地区位置和选择建厂的具体厂址。建厂的地区位置根据国民经济的远景规划和技术经济论证，确定工厂的所在地区或几个大概的地点，并且要在可行性研究报告和项目申请报告中加以注明。工厂的具体厂址则由设计单位会同该企业所属的工业部门和主管机关的代表或建设单位共同选定。
厂址选择必须认真遵循以下原则：
1、必须在上级机关所指定的经济区域或行政区域内选，保证工业布局合理，并兼顾建设地区的国民经济各部分的发展计划。
2、贯彻国家关于基本建设的有关方针政策，节约用地，进可能少占或不占粮田，尽量用坡地，荒地，基地。
3、考虑近期建设和长远发展的关系，厂区应既有发长能力，又不过早占用过多土地。
4、厂址应接近原料、燃料产地和成品销售地区，有劳动力资源，交通运输方便。
5、厂址应避开大型水库、桥梁、铁路枢纽、电台、军事基地、有开采价值的矿区及飞机场等。同时，应避开八级以上地震区、滑坡区、泥石流等不良地段。
厂址选择的基木要求：
1、 节约用地、考虑发展；
2、利用城镇设施，节约投资；
3、满足环境卫生与交通运输要求；
4、不淹不涝，靠水近电；
5、地质可靠，少挖少填；
6、利于协作；
7、避开古墓、文物、航空站、高压输电线路和城市工程管道等。
2.1.2工厂的地理位置和水文地理条件
玻璃产品附加值低，不适宜远销，而且其对原、燃料及动力等有较高要求，工厂最好尽可能靠近销售地区和原料基地。在确定建厂地区时还应考虑整体的工业布局，以满足各个地区的需要。在规划地区的工业布局时，应考虑建厂的规模。但工厂应具有相当的规模，以保证规模效益。
玻璃工厂的主要设备——玻璃熔窑，对于其基础的不均匀沉陷有比较严格的要求，尤其是浮法生产工艺的锡槽部分要求更高。此外，大型厂的原料仓库，由于大面积堆料，也要求建厂地区有较好的工程地质条件。一般情况下应避免在软土、湿陷性黄土、岩溶等工程地址条件差的地区建厂，以减少工程量和土建费用。
根据以上原则和要求，初步选定厂址在沈阳市工业比较集中的铁西兴华大街二段路东，厂址南侧为北四路，北侧与沈阳造纸厂相连，东与沈阳鼓风机厂相邻。占地6.7万平方米，其中厂区占地约为5.4万平方米。
该厂地下水埋藏深度距地表10米以下，水质条件适合于生产的要求。厂内有两眼深井，供水能力为2764吨/天，并有32米高150吨水塔一座。厂内还有循环水系统。生活用水由自来水公司供应。
该厂沿兴华大街呈长方形，分成南北两部分，北侧为厂区，南侧为生活区。全厂东西长约194米，南北长约345米，其中北侧厂区部分约275米，南侧生活区部分约70米。厂内地形平坦，海拔标高约在41.5~42.20米，厂区工程地质属于第四纪砂砾石层。地基土容许承载力为18吨/米2。
地震基本裂度为7级。
沈阳市气象资料为：
1、气温：年平均温度为7.7oC
极端最高温度 38.3oC
极端最低温度 –30.6oC
2、气压：夏季大气压力 750mmHg
冬季大气压力 766mmHg
3、湿度：夏季通风计算相对湿度 64%
最热月月平均计算相对湿度 78%
4、风： 年主导风向 S
夏季主导风向 S
夏季平均风速 3.0m/s
冬季平均风速 3.2m/s
5、最大积雪深度：20mm
6、最大冻土深度：139mm
7、冬季日照率：59%
2.1.3工厂所在地的交通运输条件
厂内有200米长铁路专用线，可便于原材料、燃料及部分产品的运输。
位于厂前的兴华大街与市区内的交通干线建设大路相连。沈阳酿酒厂和沈阳啤酒厂为本厂市内主要用户，此二厂分别距本厂300米和2000米，为于兴华大街和建设大路旁，运输非常方便。
各种原材料、燃料及部分外发产品，依靠铁路解决，市内产品由用户备汽车自行解决运输。少量生产中产生的废料、杂物由本厂车辆解决外运问题。各生产环节中运输，将根据各车间需要添置一些铲车及自卸汽车，部分工序之间联系则用手推车解决。
2.1.4厂址所在地的给排水系统条件
本厂有深水井两眼，日供水能力为2764吨。生活用城市自来水400吨/天，循环回收水400吨/天。厂里日用水量约为2400吨/天，故可以满足要求。
2.1.5供电
厂址应有动力供应的便利条件，要求工业电源以及其它动力来源的可靠，邻近电源盒其它
动力源中心。高温设备的突然停机会造成极大的破坏，因此必须有备用电源。
供电的特殊条件和要求：
1、厂区电源进线端的短路电流值或供电系统中指定短路点的短路电流值：①供电母线上的短路容量神s K（MVA）②起始次暂态短路电流I"（kA）③冲击短路电流（kA）④稳定短路电流（kA）⑤单相接地电流（kA）
2、国内的供电系统一般为小接地电流系统
3、工厂供电电源线路继电保护装置的方式和整定值，供电单位对工厂受电回路继电保护的装置方式和整定值的要求
4、供电电源点至工厂的输电线路的敷设方式，导线或者电缆的型号、规格，进入工厂的位置
2.2工厂的总平面设计
2.2.1车间分布
⑴ 生产车间
玻璃工厂主要的生产车间如表2—1所列
表2—1 玻璃工厂主要的生产车间名字
原料车间
熔制联合车间
玻璃加工车间
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
熔制车间
耐火工段
玻璃水池
烟囱
退火窑
切装车间
包装车间
其它深加工车间

⑵ 辅助车间
原木加工车间、造箱车间、打砖房等。
如浮法玻璃厂还需要设置氮氢站、制氮工段、氮气管、氢气管、氧气管、制氢工段、罐氧工段、贮气罐。
⑶ 生产服务设施
① 动力设施：变电所、空压站、锅炉房、油站、煤气站、液化石油气站、天然气调压站、汽油气化设施、重油裂解设施
② 公公共工程设施：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。
③ 仓库堆场设施：原料仓库、原料堆场、碎玻璃堆场、成品库、煤库、原木堆场、木板、稻草库、木丝库、材料库、露天材料库、设备仓库、包装箱回收堆场、集装架、集装箱库、桶装油库。
④ 运输装卸设施：铁路、机车房、板道房、道路、汽车库、铲斗车库、电瓶车库、汽车地磅、装卸设施、起重设施。
⑤ 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。
2.2.2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。
⑴ 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，一般应将人流入口与货运入口分开设置。
⑵ 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：
① 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。
② 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：
① 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。
② 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。
③ 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。
④ 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：
① 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。
② 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。
⑹ 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、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。
2.3全场平面图
全场平面图见图2-1

图2-1 工厂设计平面图

三、原料车间
3.1 概述及生产方法的确定
原料车间是玻璃工厂生产中的重要组成部分。一个合理的原料车间布置必须是能够顺利地将原料选入窑炉而且还应节约成本，提高工程经济效益。用于制备玻璃配合料的各种玻璃工业原料一般分为主要原料和辅助原料两大类。前者来自石粉加工厂，后者来自化工部门。
本次试验所设计的白酒瓶采用高钙系统，生产的主要原料是硅砂、方解石、纯碱、石灰石、长石等。辅助原料（俗称小料）为萤石、白砒等。
本设计利用现代技术，采用计算机控制系统，使原料车间实现自动化控制。这样就能克服工人在长期重复简单劳动可能带来的差错。还能减少工厂人员编制，方便管理，提高经济效益。
原料车间各种原料的加工、粉料入仓工段为一班制生产，配料工段为三班制生产。各种原料入仓储存时，一般要不少于3天的用量。
3.2生产方法的确定
3.2.1产品品种
本次设计产品为透明白酒瓶
3.2.2产品品种
产品品种见表3-1

表3-1 产品品种
项目名称
指标
项目名称
指标
满口容量
550±10ml
公称容量
500ml
质 量
500±10g
瓶 高
289±1.8mm
瓶身直径
74.3±1.5mm
瓶口内径
16±0.3mm
瓶口外径
26.3±0.3mm
最大厚度
5mm

3.3 物料衡算
3.3.1 原料的确定
⑴ 引入的原料：石英砂
是构成硅酸盐玻璃的一种主体氧化物，其含量一般都在65～75%之间。石英砂是引入二氧化硅的主要原料。
石英砂，也称硅砂，主要是由石英颗粒所组成。质地纯净的硅砂为白色，一般硅砂因含有铁质和有机物质，故多呈淡黄色或黄白色。
石英砂的纯度直接影响到玻璃的透明度，故本厂对石英砂作如下要求：
>90%，<5.2%，<0.35%
进厂水分<7%，通常在4%左右
粒度要求40目全通过
⑵ 引入的原料：纯碱
纯碱（）又名苏打，是引入玻璃中的主要原料。
是玻璃网络外体氧化物。在玻璃中引入氧化钠的主要目的是降低玻璃粘度，使其易于熔化，是玻璃良好的助熔剂。但引入量也不宜过高，一般瓶罐玻璃大都在14～16%之间。
纯碱为白色粉末，易溶于水，置于空气中极易吸收空气中的水分而潮解。为此，在使用前必须进行水分的测定。在熔制玻璃时氧化钠的挥发量约为本身重量的0.5～3.2%，在计算时应予以补足。
对纯碱的质量要求是：
>98%，<1%，<0.1%
进厂水分<3%，正常在0.2～0.3%之间
粒度要求20目全通过
⑶ 引入的原料：石灰石
石灰石是引入的主要原料。是二价的网络外体氧化物，在玻璃中是主要的稳定剂，能增加玻璃的化学稳定性，防止制品日久“霉变”和大大增加玻璃的机械强度。
石灰石在自然界中分布极广，为白色、灰色块状物。
对石灰石的质量要求是：
>51%，<0.1%。水分<1%
粒度要求20目全通过
⑷ 作为澄清剂的原料：白砒+硝酸钠
白砒主要成分是，一般为白色结晶粉末，其为无定形的玻璃状物质。白砒是剧毒的原料，因此使用时要特别注意，并由专人保管。与硝酸盐共同使用；
硝酸钠，主要成分为。
⑸ 作为助溶剂的原料：萤石
萤石的主要成分是，能够加速玻璃形成反应，降低玻璃液的粘度和表面张力，促进玻璃液的澄清和均化，增加玻璃液的透热性。
⑹ 碎玻璃
生产过程中产生的玻璃制品以及从熔炉放入的玻璃液经水骤冷的玻璃碎块、熔炉翻建过程的炉底料与从社会上包括玻璃制品使用厂家和物质回收部门收集的废旧玻璃制品、碎片等统称为碎玻璃。
碎玻璃在使用过程中又称熟料，其应用对工艺制度影响很大。在玻璃瓶罐行业中，生产中使用的碎玻璃的用量在30～60%。碎玻璃的使用，能够降低生产成本、碱耗、能耗，增加熔炉出料率，消除废渣公害和改善生态环境等。
对碎玻璃的要求是：
①成分与颜色应与熔制的玻璃相符合，否则将使玻璃体的组成不一致，易产生缺陷。所以当循环使用或是从外厂而来的碎玻璃时要进行化学成分分析，并补充其他原料以校正其化学组成。在循环使用时，主要由于碱金属氧化物等的挥发，应进行挥发氧化物的补充。
②块度大小不一的碎玻璃，会引起玻璃体的条纹等缺陷。因此要求同样大小的碎玻璃应该有90%，且粒度在20～50mm之间。
③在使用碎玻璃时，必须要进行挑拣、破碎、洗涤、除杂和磁选除铁以保证碎玻璃的质量。
3.3.2 原料的选择
选择原料的起码前提是能满足产品质量要求和工艺要求。
1、料的质量必须符合要求，且成分稳定。
原料的化学成分、矿物组成、颗粒度都应符合规定要求。特别是原料的纯度和铁含量一定要在规定范围之内。此外，化学成分要稳定。
2、尽量少用质轻、易飞扬的原料。
质轻原料易飞扬，易分层，一则影响工人身体健康，二则易使玻璃产生缺陷。当然，原料的颗粒度大小也是影响粉尘的因素。
3、尽量少用有害和影响环境的原料。
对人体有害的白砒等应尽量少用，或与氧化二锑共用。使用铅化合物时，要注意劳动防护，并定期检查身体。萤石、食盐等对大气的污染严重，应尽量少用或不用。
4、价格低廉，运输方便，供应有保障。
对于一个工厂，原料价格的高低将直接影响产品成本和工厂的效益，应在保证质量的前提下，尽量采用价格低、产地近的原料。同时原料及时稳定的供应与原料产地的地理位置、运输条件极为相关。
5、少用对耐火材料侵蚀严重的材料。
为延长窑炉使用寿命，对诸如萤石、冰晶粉、硝酸钠、芒硝等助熔剂，因对耐火材料侵蚀较大，应尽量少用或不用。
6、充分利用天然矿物原料。
在这方面，应首先了解产品的价值、用途、销售对象，以便决定原料的等级。要权衡利弊，充分利用天然矿物原料。
3.3.3 原料产地的确定
原料产地见表3-2
表3-2 原料产地
原料
产地
价格（元/吨）
石英砂
内蒙甘旗卡
30
纯碱
大连化工厂
1400
石灰石
本溪
60
萤石
湖南
1700
白云石
大连
70
硝酸钠
山东淮坊
1000
碎玻璃
全国各地
120

3.3.4 玻璃成分的确定
本设计玻璃成分是参考《玻璃成分设计与调整》一书中的高白料瓶罐成分而定的。本设计玻璃要求成型性能良好，便于澄清、均化。
设计和参考玻璃成分见表3-3：
表3-3 玻璃参考、设计成分

合计
参考
70.57
4.15
0.28
9.92
0.74
0.19
14.16
100.00
设计
70.00
4.20
0.30
9.90
0.75
0.65
14.20
100.00
原料干基化学组成见表3-4：
表3-4 原料干基组成

石英砂
91.2
4.8
0.4
0.09
0.44
2.18
1.2

5.0
石灰石

50.3
3.09
0.12

白云石

2.4
46.0

纯碱

57.94

长石
70.0
16.2

0.18

硝酸钠

38.3

1
萤石

66.8

1
白砒

99.9

物料的平衡计算是以玻璃的重量百分组成和原料的化学组成为基础，计算出融化100Kg玻璃液所需的各种原料用量，精确到0.01。
⑴ 设需要石英砂x kg，长石y kg。
{ {
由石英砂和长石引入各氧化物量为：

石英砂
67.12
3.53
0.32
0.29
0.07
1.60
0.88
长石
2.88
0.68
0.007

仍需各氧化物量为

9.61
0.68

13.22
⑵ 需纯碱的量：
⑶ 设需石灰石 w kg，白云石 z kg。
{ {
各原料引入氧化物的量：

石英砂（73.6kg）
67.12
3.53
0.29
0.07
0.32
1.60
0.88
长石(4.12kg)
2.88
0.68

0.007

纯碱(22.99kg)

13.22
石灰石（19.06kg）

9.59
0.59
0.02

白云石（0.35kg）

0.008
0.16

总计（120.12）
70.08
4.21
9.89
0.82
0.35
1.6
14.2
计算辅助原料量：
⑷ 白砒作澄清剂为配合料的0.2%
白砒用量：
⑸ 白砒与硝酸钠共用，硝酸钠的用量为白砒的6倍
硝酸钠用量：
由硝酸钠引入：
⑹ 相应的减去纯碱用量：
设纯碱挥发量为a，则
实用纯碱：
⑺ 萤石为助熔剂，以引入配合料的0.5氟计，则萤石大致为配合料的1.03%
萤石用量：
由萤石引入：
⑻ 相应的减去石灰石用量：
石灰石实际用量：
熔制100kg玻璃各原料的实际用量见表3-5
表3-5 原料世纪用量
石英砂
长石
纯碱
石灰石
白云石
白砒
硝酸钠
萤石
总计
73.60
4.12
22.72
17.41
0.35
0.24
1.44
1.24
121.12
⑼ 气体率
⑽ 产率
若玻璃每次配合料量为500kg，碎玻璃用量为35%
碎玻璃用量： 粉料用量： 放大倍数：2.68
500kg玻璃各原料用量见表3-6
表3-6 500kg原料用量
石英砂
长石
纯碱
石灰石
白云石
白砒
硝酸钠
萤石
总计
197.25
11.04
60.89
46.66
0.94
0.64
3.86
3.32
324.60
⑾ 湿基用量：
石英用量：
硝酸钠用量：
萤石用量：
若拟定配合料粉料中含水量5%
加水量：
配料单见表3-7：
表3-7 配料单
原料
熔制100kg玻璃原料用量（kg）
原料含水率%
每次制备500kg配合料减去碎玻璃后，各种原料用量（kg）
干基
湿基
石英砂
73.60
5
197.25
207.63
长石
4.12

11.04
11.04
纯碱
22.72

60.89
60.89
石灰石
17.41

46.66
46.66
白云石
0.35

0.94
0.94
白砒
0.24

0.64
0.64
硝酸钠
1.44
1
3.86
3.90
萤石
1.24
1
3.32
3.35
总计
121.12

324.60
335.05
实际配方见表3-8：
表3-8 实际配方
成分

合计
含量
69.29
4.16
0.34
9.78
0.81
1.58
14.04
100.00
3.3.5 各项性能计算

合计
参考
70.57
4.15
0.28
9.92
0.74
0.19
14.16
100.00
含量
69.29
4.16
0.34
9.78
0.81
1.58
14.04
100.00
⑴ 密度
公式：
式中：—玻璃密度()
—玻璃中各氧化物的重量%
—计算系数。

2.20
2.75
4.30
3.60
3.20

⑵ 热膨胀系数
公式：
式中：—玻璃的热膨胀系数
—玻璃中各氧化物的重量%
—计算系数

10-8
0．5
1．4
16．3
4．5
43．2

⑶ 化学稳定性
公式：
式中：D—化学稳定性系数
N—玻璃组成中的重量%
A—玻璃组成中的重量%

⑷ 热稳定性
公式：
式中：—耐热急变温差(oC)
—热膨胀系数
—制品最大厚度(mm)

⑸ 耐压强度
公式：
式中：—玻璃的耐压强度(kg/mm2)
—各组成氧化物的重量%
—计算系数。

1.23
1.0
0.20
1.10
0.52

⑹ 粘度-温度
① 融化澄清范围 澄清时粘度为，融化时粘度范围
② 成型范围 成型点为
③ 软化点 最常用Littleton软化点为
④ 退火点 粘度为
本次计算采用Ledererova计算式
公式：
式中：—常数
—计算系数
—玻璃成分含量