Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
СТРУКТУРА СЕБЕСТОИМОСТИ ПРОИЗВОДСТВА СТЕКЛА
Базовым продуктом стекольной промышленности является листовое стекло. Это бесцветное, прозрачное натрий-кальций-силикатное стекло, изготавливаемое методами флоат или вертикального вытягивания.
Стекло и стеклоизделия классифицируют: по химическому составу: оксидные (кварцевые, силикатные, фосфатные, боратные и др.); бескислородные (халькогенидные, галогенидные, нитратные и др.); по назначению: строительное и архитектурно-строительное: техническое (кварцевое, оптическое, светотехническое, закаленное, многослойное, безопасное, химико-лабораторное и термометрическое, медицинское, стекловолокно, стекло в атомной технике); тарное и сортовое; стеклокристаллические материалы.
В строительстве находит применение силикатное стекло. Технология получения стекла состоит из двух производственных циклов.
Цикл технологии стекломассы включает операции:
• подготовки сырых материалов;
• смешивания их в определённых соотношениях, в соответствии с заданным химическим составом стекла в однородную шихту;
• варки шихты в стекловаренных печах для получения однородной жидкой стекломассы.
Цикл технологии получения стеклянных изделий складывается из операций:
• доведения стекломассы до необходимой температуры (и вязкости);
• формования изделий;
• постепенного охлаждения изделий с целью ликвидации возникающих в процессе формования напряжений;
• термической, механической или химической (в отдельности либо во взаимном сочетании) обработки отформованных изделий для придания им заданных свойств.
Технология получения листового стекла в основном базируется на двух способах: Фурко и Флоат. В настоящее время флоат-стекло практически полностью вытеснило полированное стекло, изготовляемое на конвейерах. Себестоимость полированного стекла, вырабатываемого флоат-способом, примерно в 2 раза ниже, чем полированного, вырабатываемого на конвейерах двухстороннего шлифования и полирования. При этом удельные капитальные вложения уменьшаются почти в 2 раза, а производительность труда возрастает в 3...4 раза. При этом процессе, стекло поступает из печи плавления в горизонтальной плоскости в виде плоской ленты через ванну с расплавленным оловом на дальнейшее охлаждение и отжиг. Стадии производства стекла с использованием флоат-технологии следующие:
1.Загрузка сырья.
Сырье находится в отдельных силосных башнях. После взвешивания сырьевые компоненты смешиваются и засыпаются в загрузочный лоток вместе со стеклобоем.
2.Плавление в печи.
Сырье плавиться в печи при необходимой температуре, достигаемой с помощью топливных и/или газовых горелок. В процессе плавки смесь превращается в стекломассу, перетекающую вниз печи. Протекающий процесс известен как очистка. В течение этого процесса несколько часов поддерживается высокая температура стекломассы, давая возможность находящимся внутри пузырькам воздуха выйти наружу.
3.Флоат-процесс
Сразу после выхода стекломассы из печи она попадает в ванну с расплавленным оловом, где происходит формирование ленты стекла с помощью процесса флотации. С одного конца флоат-ванны до другого температура стекла и олова постепенно снижается с 1100 С до 600 С. Верхние ролики с обеих сторон флоат-ванны вытягивают ленту стекла, придавая ей требуемую толщину и ширину.
4.Отжиг
Стекло выходит из ванны с оловом в виде непрерывной ленты, далее с помощью роликового конвейера следует в туннель отжига, известный как леер. Здесь стекло постепенно охлаждается, для того чтобы обеспечить плоскость и исключить внутренние механические напряжения, которые могут повлечь разрушение стекла. Покидая леер, стекло имеет температуру окружающей среды и готово для резки.
5.Резка
После отжига лента стекла осматривается и автоматически нарезается в листы стандартных форматов. Далее листы сортируются и собираются в пачки.
Технология производства стеклянных изделий представляет собой несколько последовательных процессов:
- подготовка сырья
- составление шихты
- варка стекломассы
- формирование и отжиг изделий
- контроль качества и упаковка
1 этап
Складирование сырья. Подача сырья в приемные бункера.
2 этап
Подача сырья в расходные бункера весовой линии, дозирование компонентов шихты весовыми дозаторами, смешивание компонентов шихты в смесителях, подготовка стеклобоя, смешивание стеклобоя с шихтой, хранение шихты со стеклобоем в бункере запаса.
3 этап
Подача смеси шихты и стеклобоя в печное отделение.
4 этап
Загрузка смеси шихты и стеклобоя в стекловаренную печь загрузчиками. Конструктивно печь состоит из варочного бассейна, протока, выработочного бассейна, горелок, регенераторов и систем: дымоудаления, отопления, вентиляции охлаждения бассейна и воздухоподачи на горение топлива.
5 этап
Варка стекломассы в стекловаренной печи. Подготовка стекломассы к формованию в питателях. Варка стекломассы происходит при температурах от 1200 до 1550 градусов. С помощью различных добавок стекломассу осветляют, освобождают от газовых включений, тщательно перемешивают до достижения однородности состава и определенной вязкости. Если в процессе обработки сырья, приготовления шихты или варки были допущены какие либо отклонения, то это отражается на качестве стекломассы. Начинают проявляться дефекты стекломассы в виде появления нежелательных оттенков и посторонних включений - газовых, кристаллических, стекловидных.
6 этап
Формование изделий в стеклоформующих автоматах. Капля стекломассы подается в черновую форму стеклоформующей машины, где происходит оформление горловины изделия и предварительное выдувание пульки. После передачи пульки в чистовую форму, происходит окончательное формирование изделия, передача его на транспортер и подготовка формового комплекта к приему новой капли стекломассы.
7 этап
Термическая обработка изделий в печах отжига. Рассчитанный режим отжига должен обеспечить снятие внутренних напряжений до значений, гарантирующих сохранность изделий в процессе дальнейшей обработки и эксплуатации.
●температура изделий на входе в печь отжига 400 – 500 град.
●температура изделий на выходе 50 – 80 град.
8 этап
Визуальный контроль качества изделий на месте сортировки. Технический контроль в лаборатории с последующим испытанием на термостойкость, качество отжига, давление.
9 этап
Упаковка готовой продукции в паллеты.
10 этап
Транспортирование на склад.
Сырье для производства стекла
Расплав, из которого вырабатывают стеклянные изделия, получают из смеси природных или искусственных сырьевых материалов (шихты). Сырьевые материалы стекольного производства можно подразделить на главные (необходимые для получения стекол заданного химического состава) и вспомогательные. Основные материалы содержат оксиды, образующие основу стекла и определяющие его свойства. Вспомогательные материалы представляют собой вещества, которые вводятся для изменения характеристик стекла и ускорения процесса стекловарения (красители, обесцвечиватели, глушители, окислители и восстановители, ускорители варки).
По роли в образовании стекла, сырьевые материалы делятся на пять групп:
1.Стеклообразователи, создающие основу стекла: оксиды кремния и свинца (2), карбонаты натрия, калия и кальция, сульфаты натрия и бария, борная кислота, бура, оксид алюминия.
2.Красители, придающие стеклу необходимый цвет: оксиды и соли металлов, образующих в стекле коллоидные растворы: меди, железа, кобальта, хрома, хлорида золота, сульфата меди и др.
3.Глушители, делающие стекла матовыми и молочными: оксиды мышьяка, олова, сульфид олова.
4.Обесцвечиватели, устраняющие желтую и зеленоватую окраску стекла: оксид марганца.
5.Осветлители, удаляющие из стекломассы газовые включения: нитрат натрия, хлорид аммония, оксид мышьяка и др.
Назначение кальцинированной соды в производстве стекла:
Кальцинированная сода является источником оксида натрия (Na2O), который является одним из стеклообразователей.
Возможный состав шихты:
●Песок кварцевый ГОСТ 22551-77
●Мука доломита ТУ 5716-005-21079129-00
●Сода кальцинированная техническая ГОСТ 5100-85
●Сульфат натрия технический ГОСТ 6318-77
●Мел технологический ТУ 95-2317-91
●Глинозем ГОСТ 30558-98
●Селитра натриевая (натрий азотнокислый технический) ГОСТ 828-77
●Обесцвечиватели: оксид церия, селен, оксид кобальта
Ниже приведены более подробные характеристики основного сырья.
1. Кремнезем. Кремнезем Si02 в природе встречается в виде кварца, скопления которого образуют кварцевые пески; высококачественные стекольные белые пески содержат незначительное количество примесей, в частности окиси железа, которая придает стеклу зеленоватую окраску. Небольшое содержание окислов натрия, калия, кальция и алюминия не ухудшает качества стекла. Чистый кварц плавится при температуре около 1700° С, образуется кварцевое стекло, которое характеризуется высокой температурой размягчения, большой стойкостью к воздействию химикатов и резкой смене температур. Оно пригодно для изготовления колб ртутно-кварцевых ламп, так как хорошо пропускает ультрафиолетовые лучи. Для обычного стекла не требуется такая высокая температура размягчения, поэтому в стекольную шихту вводят материалы (сода, поташ и др.), которые ускоряют процесс стеклообразования и понижают температуру варки стекла.
2. Кальцинированная сода. Сода Na2C03 — основной материал для введения в стекло окиси натрия; она должна содержать не менее 95% углекислого натрия. Температура плавления соды 850° С. При нагреве смеси чистого песка и соды образуется прозрачная стеклообразная масса, которая растворяется в воде и называется «растворимое стекло»: Si02 + 2 NaOH -> Na2Si03 + H20.
3. Поташ. Используя вместо соды поташ К2СО3, получают калиевое стекло, которое применяют для изготовления хрустальных изделий, а также оптических и цветных стекол.
4. Известняк (СаС03). Благодаря окиси кальция СаО стекло, полученное из смеси песка и соды, становится нерастворимым в воде. Для введения в стекломассу СаО используют известняк или доломит CaC03-MgC03.
5. Глинозем. Глинозем А1203 повышает механическую прочность, а также термическую и химическую стойкость стекла.
6. Борный ангидрид (В203). При замене части двуокиси кремния борным ангидридом повышается скорость стекловарения, улучшается осветление и уменьшается склонность ее к кристаллизации.
7. Окись свинца. Окись свинца РbО, введенная в стекло, повышает его показатель преломления; ее применяют, главным образом, при изготовлении оптического стекла и хрусталя.
8. Окись цинка. Окись цинка ZnO понижает температурный коэффициент линейного расширения стекла, вследствие чего повышается его термическая стойкость.
9. Вспомогательные сырьевые материалы для окраски стекла.
Оценка себестоимости производства стекла
Структура себестоимости производства в стекольной промышленности в усредненном варианте выглядит следующим образом:
Структура себестоимости производства стекольной продукции
|
Расходы (по элементам затрат) |
Доля в структуре себестоимости производства, % |
|
Материальные затраты |
52% |
|
- энергоносители (электроэнергия, газ) |
20% |
|
- сырье и материалы |
30% |
|
Затраты на оплату труда |
12% |
|
Отчисления на социальные нужды |
3% |
|
Амортизация |
10% |
|
Прочие затраты |
23% |
|
Итого по элементам затрат |
100% |
В обще структуре себестоимости производства стекольной продукции на сырье и материалы приходится около 30%. Из них около 29,8% приходится на сырье для непосредственного производства стекла, остальное – на упаковочные и другие вспомогательные материалы.
В зависимости от масштабности производства и видов выпускаемой продукции структура себестоимости несколько разниться. На кальцинированную соду в общей структуре закупок сырья для производства бутылок приходится около 40-50%. В структуре себестоимости производства листового стекла доля кальцинированной соды ниже и составляет 25-30%.
Необходимо отметить, что в среднем для производства одной тонны стекла необходимо 400 кг соды и 700 кг песка. При этом, используемые на предприятиях технологии предполагают использование дополнительных сырьевых материалов, в частности стеклобоя, что снижает потребность в каустической соде. Одна тонна стеклобоя экономит 1,5 тонны минерального стекольного сырья, в т.ч. 130-150 кг кальцинированной соды.
Ниже представлена структура закупок сырья для производства стеклотары на примере Балахинского стекольного завода, где показана доля стоимости основных сырьевых материалов в общем объеме закупаемого сырья и в структуре производства себестоимости производства продукции в целом.
Структура закупок сырья для производства стекольной продукции
|
Сырье |
Доля в общем объеме закупок сырья |
Доля в структуре себестоимости производства бутылок |
|
|
Натуральное выражение |
Денежное выражение |
||
|
Песок кварцевый ВС-030-В |
52,6% |
22,4% |
6,7% |
|
Сода кальцинированная |
17,3% |
49,1% |
14,7% |
|
Мука доломитовая |
15,3% |
5,5% |
1,7% |
|
Мел технологический |
5,3% |
1,8% |
0,5% |
|
Глинозем |
1,2% |
9,5% |
2,8% |
|
Стеклобой бесцветный |
7,0% |
8,2% |
2,5% |
|
Сульфат натрия |
0,8% |
1,2% |
0,4% |
|
Селитра натриевая |
0,4% |
1,5% |
0,4% |
|
Декол |
0,0% |
0,0% |
0,0% |
|
Селен СТ-1 |
0,0% |
0,0% |
0,0% |
|
Прочее |
|
0,8% |
0,3% |
|
Всего |
100% |
100% |
30% |
Приведенные выше расчеты показали, что на сырье для производства стекольной продукции в среднем приходится около 30% затрат. Из них на кальцинированную соду приходится около 15%.