2015-07-14
963
Розрахунок матеріального балансу виробництва скловиробів стосується наступних видів продукції: листове скло (загартоване, поліроване, безпечне), а також скло тарне, медичне, хіміко-лабораторне. Для сортового скла а також спеціальних видів стекол (електровакуумного, світлотехнічного, антибактеріального, біосумісного) втрати чітко регламентуються. Особливо це стосується таких сировинних матеріалів, як PbO, As2O3, СeO2, V2O5, CdO, ZnO та ін. Втрати на окремих технологічних етапах визначаються прийнятою на підприємстві сучасною технологією.
Розрахунок матеріального балансу виробництва скловиробів здійснюється за наступними вихідними даними:
· вид продукції;
· продуктивність виробництва;
· склад скла та шихти;
· втрати на окремих етапах виробництва.
На першому етапі необхідно обрати технологічної схему виробництва.
В тому випадку, якщо відомий лише склад скла, необхідно провести розрахунок шихти для його отримання. Порядок розрахунку складу шихти скловиробів за хімічним складом скла та сировинних матеріалів наведений в розділі 2 (п. 2.4).
Слід також визначити кількість скла, що виготовляється у відповідністю із заданою продуктивністю, у ваговому еквіваленті. В разі, якщо розглядаються виробництва тарного, медичного або хіміко-лабораторного скла, розрахунки здійснюються за формулю:
A = m виробу · N,
де m – вага одиниці продукції, кг; N – річна продуктивність виробництва, шт.
Якщо ж розрахунок стосується виробництва листового, полірованого, армованого або візерунчастого скла, річну продуктивність у ваговому еквіваленті розраховують, враховуючи вагу 1 м2 скла, яка визначається наступним чином:
де ρ – щільність скла, кг/м3; s – площа скла, що виробляється, м2 ; h – товщина стрічки скла, м.
Тоді формула для визначення продуктивності виробництва в натуральному виразі набуває вигляду:
де N – річна продуктивність виробництва, м2
В подальшому розрахунок матеріального балансу виробництва різних скловиробів відбувається ідентично з тією лише різницею, що в кожному окремому розрахунку використовують відомості щодо втрат матеріалів на різних технологічних етапах для конкретного виробництва. Порядок розрахунку полягає у наступному.
Визначаємо вагу скла, яке потрапляє на сортування (А 1) з урахуванням втрат від бою скла (Х 1):
, т скла.
Кількість склобою (Б1) в натуральному виразі:
, т скла.
Визначаємо вагу скла, яке надходить на механічну обробку з урахуванням втрат на цій стадії (Х 2):
, т скла.
Кількість браку скла при механічній обробці (Б2) в натуральному виразі:
, т скла.
Визначаємо вагу скломаси, яка потрапляє на формування виробів і відпал скла (з урахуванням втрат на цій стадії Х 3):
, т скла.
Кількість браку при формуванні виробів і випалі у ваговому виразі (Б3):
, т скла.
Для визначення кількості сухої шихти (А 4), необхідно звернутися до даних про шихтовий склад скла. Зокрема, треба знати сумарну кількість шихти для отримання 100 мас.ч скла (С ш). Приклад розрахунку наведений в розділі 2 (п.2.4).
C ш– 100 мас.ч. скла
100 мас.ч. шихти – С смас.ч. скла
З урахуванням отриманого виходу скла (С с) розраховуємо кількість сухої шихти, що подається в піч (А 4):
100 мас.ч. шихти – С смас.ч. скла
А 4 т шихти – А 3 т скла
Втрати при варці скломаси (Б4) в натуральному виразі становитимуть:
.
Визначаємо загальну кількість сухих сировинних матеріалів, які надходять до дозувально-змішувального відділення складового цеху (з урахуванням втрат на цій стадії (Х 4):
Втрати в натуральному виразі складають:
, т шихти.
Визначаємо вагову кількість кожного із сировинних матеріалів у сухому стані у складі шихти, які повинні надійти до дозувально-змішувального відділення, складаючи і вирішуючи відповідні пропорції. Наприклад, для визначення кількості сухого піску така пропорція матиме вигляд:
С ш – кількість піску в шихті
кількість сухої шихти А 5 – Х сухого піску
Аналогічним чином розраховуємо кількість усіх сировинних матеріалів в сухому стані.
В подальшому визначаємо річні витрати природної сировини, яка потрапляє до підготовчого відділення складового цеху з урахуванням кар’єрної вологості. Наприклад, для піску: 
Аналогічним чином розраховуємо річні витрати для решти сировинних матеріалів.
Загальна кількість вологої сировини визначається як:
Далі визначається кількість вологої сировини, яка надходить до підготовчого відділення складового цеху з урахуванням втрат при транспортуванні та сушінні, наведених в таблиці 5.13. Для висококоштовної синтетичної сировини (наприклад, плюмбієвого суріку, цинкових білил, кріоліту, тощо), а також тих матеріалів, що використовуються в якості допоміжних (барвників, освітлювачів, заглушувачів, знебарвлювачів), втрати у підготовчому відділенні складового цеху не перевищують 0,05 % та 0,01 % відповідно.
Таблиця 5.13 – Річні витрати сировини в підготовче відділення складового цеху
| Назва матеріалу | Річні витрати вологої сировини, т | Втрати при транспортуванні | Втрати при сушінні | Загальні річні витрати сировини з урахуванням втрат, т | ||
| % | т | % | т | |||
| пісок доломіт глинозем сода крейда Всього: | В1 В2 В3 В4 В5 A6 | Т1 Т2 Т3 Т4 Т5 Т | – – | С1 С2 С3 С4 С5 С | Р1 Р2 Р3 Р4 Р5 А7 |
На наступному етапі розрахунків необхідно розрахувати річні витрати кожного виду сировини з урахуванням відповідних втрат. Наприклад, для піску вони становлять:
Аналогічним чином розраховуємо річні витрати інших видів сировини з урахуванням втрат при транспортуванні і сушінні.
Загальні річні витрати сировини з урахуванням втрат сировини при транспортуванні і сушінні:
A 7 = Р 1 +Р 2 +.....+Рn
Отже, для виробництва віконного скла з продуктивністю N, м2 на рік, загальна кількість сировинних матеріалів з урахуванням втрат від браку виробів та технологічних втрат становить А 7.
Тоді втрати при транспортуванні та сушінні (Б6) в натуральному виразі складають:
.
Втрати від браку виробів: Б1+Б2+Б3, т скла.
Втрати при склоутворенні (вигорання шихти):Б4, т шихти.
Втрати при підготовці сировини та складанні шихти: Б5+Б 6, т сировини.
Втрати від браку виробів на стадії сортування, механічної обробки та відпалу мають бути повернені у виробництво у вигляді склобою. Це дозволить істотно знизити загальні втрати при виробництві продукції.
ПРИКЛАД РОЗРАХУНКУ
Розрахувати матеріальний баланс заводу по виробництву листового скла 10 млн. м2 на рік. Склад шихти, мас. %: сода – 27,3; доломіт – 17,8; крейда – 6,8; пісок кварцовий – 71,73; технічний глинозем – 0,153. Кількість шихтидля виготовлення 100 мас.ч. скла С ш=123,8 мас.ч.
Для даного прикладу обрано наступнутехнологічну схему виробництва листового скла (рис. 5.9).
Визначаємо вагу скла, яка повинна знаходитися на складі готової продукції. Для цього спочатку визначаємо масу 1 м2 скла.
m = ρ · v = 1 м2,
При густині скла ρ = 2200 кг/м3 і товщині скла h = 5 мм маса 1 м2 буде дорівнювати:
m = 2200 ·s × h = 0,011, т/м2 скла.
Визначаємо вагу скла, яке виробляється згідно заданої продуктивності:
А = 0,011 · 10 000 000 м2 = 110 000, т скла
Визначаємо вагу скла, яка повинна потрапити на сортування (А 1), якщо врахувати, що 10 % продукції втрачається від бою скла (Х 1=10 %):
т скла.
Рисунок 5.9 – Технологічна схема виготовлення листового скла
Вагова кількість склобою (Б1) становитиме:
Б1= 
т скла.
Визначаємо вагу скла, яке потрапляє на механічну обробку з урахуванням втрат на цій стадії (Х 2=3 %):
т скла.
Кількість браку скла при механічній обробці у натуральному виразі (Б2) становить:
Б2 = А 2 – А 1 = 
т скла.
Визначаємо вагу скломаси, яка потрапляє на формування виробів і відпал скла з урахуванням втрат на цих стадіях (Х 3=5 %):
т скла.
Кількість браку при формуванні виробів і випалі у ваговому виразі (Б3):
Б3 
, т скла.
Для визначення кількості сухої шихти (А 4) необхідно знати вихід скла (С с), який розраховуємо, вирішуючи пропорцію:
123,8– 100 мас.ч. скла
100 мас.ч. шихти – С смас.ч. скла
Звідси С с=80,8.
З урахуванням виходу скла розраховуємо кількість сухої шихти, що подається в піч (А 4):
100 мас.ч. шихти – 80,8мас.ч. скла
А 4 т шихти –133000 т скла
Звідси А 4 = 166250 т шихти
Втрати на вигорання шихти в натуральному виразі складуть:
Б4 
т
Визначаємо загальну кількість сухих сировинних матеріалів, які надходять до дозувально-змішувального відділення складового цеху з урахуванням втрат на цій стадії (Х 4 = 5 %):
т шихти
Втрати матеріалів на цій стадії в натуральному виразі складають:
Б5 = А 5 – А 4 = 175000 - 166250 = 8750 т
Визначаємо кількість кожного із сировинних матеріалів в сухому стані, які потрапляють до дозувально-змішувального відділення, з відповідних пропорцій. Наприклад, для піску:
123,8 мас.% – 71, 73 мас.%
175000 т шихти – Х т піску
Звідси Х = 101395,39 т піску
Аналогічним чином розраховуємо решту сировинних матеріалів:
- для доломіту – 24184,78 т
- для глинозему – 207,87 т
- для соди – 37092,23 т
- для крейди – 9239,09 т
Далі треба визначити загальну кількість природної сировини, яка потрапляє до підготовчого відділення складового цеху з урахуванням кар’єрної вологості. Для піску кар’єрна вологість може становити 10 %, для доломіту – 10 %, для глинозему – 0,5 %, для соди – 7 %, для крейди – 15 %.
Розраховуємо загальну кількість (річні витрати) сировини з урахуванням вологості матеріалів. Наприклад, для піску:
т
Аналогічним чином розраховуємо річні витрати для решти сировинних матеріалів:
- для доломіту – 26871, 97 т
- для глинозему – 208,91 т
- для соди – 39884,11 т
- для крейди – 10869,5 т
Таким чином, загальна кількість вологої сировини становить:
А 6 = 112661,54 + 26871,97 + 208,91 + 39884,11 + 10869,5 = 190496,04 т
Визначаємо кількість вологої сировини, яка потрапляє до підготовчого відділення складового цеху з урахуванням втрат при транспортуванні та сушінні. Результати розрахунків зводимо до таблиці (табл.5.14).
Таблиця 5.14 – Річні витрати сировини з урахуванням втрат
| Матеріал | Річні витрати вологої сировини, т | Механічні втрати | Втрати при сушінні | Загальні річні витрати сировини з урахуванням втрат, т | ||
| % | т | % | т | |||
| пісок доломіт глинозем сода крейда Всього: | 112661,54 26871,97 203,91 39884,11 10869,5 190496,04 | 22532,3 2149,75 20,391 1595,36 978,225 27276,05 | – – | 450,706 150,48 – – 78,258 679,444 | 29172,2 225,3 218451,5 |
Загальні річні витрати сировини з урахуванням втрат складають:
A 7 =135646 + 29172,2 + 225,3 + 41481 + 11927 = 218451,5 т
Втрати при транспортуванні та сушінні складають:
Б6 = 
т
Отже, для виробництва віконного скла з продуктивністю10 млн., м2 на рік, загальна кількість сировинних матеріалів з урахуванням втрат від браку виробів та технологічних втрат становить 235861,72 т шихти.
Втрати від браку виробів: Б1+Б2+Б3 = 21,0 т скла.
Втрати при склоутворенні (вигорання шихти):Б4 = 33250 т шихти.
Втрати при підготовці сировини та складанні шихти: Б5+Б6 = 8750 т сировини.
ЗАВДАННЯ ДЛЯ ПРАКТИКИ
1. Розрахувати матеріальний баланс заводу по виготовленню листового скла продуктивністю 15 млн м2/рік.
2. Розрахувати матеріальний баланс заводу по виготовленню полірованого скла продуктивністю 8 млн м2/рік.
3. Розрахувати матеріальний баланс заводу виготовленню загартованого скла продуктивністю 0,5 млн м2/рік.
4. Розрахувати матеріальний баланс заводу по виготовленню склотари продуктивністю 100 млн шт./рік.
5. Розрахувати матеріальний баланс заводу виготовлення сортового посуду продуктивністю 30 млн шт./рік.
6. Розрахувати матеріальний баланс заводу по виготовленню безперервного скловолокна продуктивністю 15 тис. т/рік.
7. Розрахувати матеріальний баланс заводу по виготовленню медичного скла продуктивністю 40 тис. т/рік.
8. Розрахувати матеріальний баланс заводу по виготовленню триплексу продуктивністю 500 тис. м2/рік
9. Розрахувати матеріальний баланс заводу по виготовленню оптичного скла продуктивністю 5 тис. т/рік.
10. Розрахувати матеріальний баланс заводу по виготовленню піноскла продуктивністю 100 тис. м3/рік
