6 Розрахунок матеріального балансу виробництва високовольтних ізоляторів

Для отримання електрофарфорової маси використовують мокрий тонкий помел компонентів, сумісним чи відокремленим способом. В останньому способі глинисті матеріали (глини і каоліни) розпускають у пропелерних мішалках у воді, утворюючи суспензію, опіснюючі матеріали (пегматит, фарфоровий бій, пісок ) подрібнюють до визначеної величини часток в кульовому млині, а потім змішують з глинистою суспензією [17, 28]. Сумісний помел передбачає завантаження усіх компонентів до кульового млина.

З метою виключення із шлікеру залізовміщуючих часток, які є особливо небажаними в електрофарфорі, його піддають магнітній сепарації.

Ізолятори виготовляють наступними методами: пластичне формування; лиття в гіпсові форми; напівсухе пресування.

З метою отримання тістоподібної пластичної маси, яка має добру формувальну здатність, шлікер піддають зневодненню на фільтр-пресах; для отримання прес-порошку шлікер зневоджують в БРС.

6.1 Виробництво великогабаритних ізоляторів методом пластичного формування (сумісний помел компонентів)

Пластичне формування отримало найбільше розповсюдження, так як має перевагу над іншими способами в тому, що дозволяє формувати вироби різного розміру які мають форму тіл обертання, при незначних механічних зусиллях, на відносно нескладному, виробничому обладнанні. Також при пластичному формуванні виробів найбільш повно використовуються цінні властивості керамічних мас в їх робочому стані – пластичність і формівна здатність, а також здатність віддавати частину води, яка міститься в них, пористим формам, давати усадку і легко відділятися від форми [28] .

Для формування крупногабаритних ізоляторів застосовують 2 найбільш раціональних методи формування.

Перший спосіб – формовка елементів пластичним способом з наступною склейкою. При цьому методі формуються в формах кожні ребра окремо. Потім ці ребра виймаються із форми, після чого проводиться зрівнювання швів і замивка поверхні. Після цього ребра транспортуються на ділянку, де виконується їх склейка. Цей метод потребує великих виробничих площ і великого числа робочих, причому всі операції формування здійснюються вручну, що призводить до збільшення браку, а також цей процес досить тривалий і характеризується низькою продуктивністю.

Другий спосіб – обточка заготівок є більш ефективним, формовка відбувається в дві стадії: спочатку за допомогою вакуум-пресу, формують заготівку методом пластичного формування, потім закріплюють заготівку на обточувальному верстаті, та надають необхідної форми ізолятору за допомогою спеціальних різців. Процес цей майже повністю автоматизований, потребує мінімум ручної праці, характеризується високою продуктивністю, і не потребує великих виробничих площ [42].

Сушіння ізоляторів відбувається в тунельній або камерній сушарці періодичної дії. Для великогабаритних ізоляторів переважно використовують камерні сушарки, так як в них можна забезпечити точний режим підйому та стабільності температури по об’єму, що особливо важливо для великогабаритних ізоляторів.

Ізолятори покривають поливою, яка підвищує їх механічну міцність і запобігає забрудненню, захищає виріб від шкідливої дії вологи і пилу . Ізолятори , які глазуровані коричневою поливою, швидше висихають під дією сонячних променів, що скорочує час контакту поверхні ізолятора з вологою . Ізолятори глазуруються частіше методом поливу, так як при цьому значно підвищується якість глазурного шару, зменшується можливість появи потьоків , краплин та інших дефектів глазурування [42].

Великогабаритні ізолятори частіше випалюють в камерних печах періодичної дії так як вони дозволяють найбільш точно дотримуватись заданого режиму випалу і рівномірного розподілення температури по всьому об´єму печі. У виробництві ізоляторів прийнято однократний випал, що дозволяє скоротити енергетичні витрати і зменшити собівартість виробів [43-45].

Приклад технологічної схеми виготовлення високовольтних ізоляторів пластичним способом приведений на рис. 6.1.

Для розрахунку матеріального балансу технологічної лінії з виробництва великогабаритних ізоляторів пластичним способом продуктивністю 4700 т/рік приймаємо склад маси та глазурі (табл. 6.1), а також наступні норми технологічного процесу (табл. 6.2).

Таблиця 6.1 – Шихтовий склад керамічної маси і глазурі та вологість сировинних матеріалів, мас.%

Найменування компонентів	Кількість	Вологість
Керамічної маси:
Пегматит	19,54	3,0
Пісок	22,64	2,0
Каолін 1	27,78	14,0
Каолін 2	4,11	14,0
Глина	25,72	17,0
Сода	0,21	2,0
Глазурі:
Пегматит	18	3,0
Каолін 1	2,5	14,0
Глина	3	17,0
Доломіт	12	4,0
Пісок	34	2,0
Череп-бій	24,5	-
Сушняк	6,0	0,3

Пегматит (W= 3%)	Пісок кв. (W= 2%)	Каолін 1 (W= 14%)	Каолін 2 (W= 14%)	Глина (W= 17%)	Пегматит (W= 3%)	Доломіт (W= 4%)	Череп-бій (W= 0%)	Пісок кв. (W= 2%)	Каолін 1 (W= 14%)	Глина (W= 17%)	Сушняк (W= 0,3%)
Грубе подрібнення (щокова дробарка)					Грубе подрібнення (щокова дробарка)
Середнє подрібнення (бігуни)					Середнє подрібнення (бігуни)
Дозування	Дозування	Дозування	Дозування	Дозування	Дозування	Дозування	Дозування	Дозування	Дозування	Дозування	Дозування
Вода	Тонкий помел (кульовий млин, W=60%)				Тонкий помел (кульовий млин, W=42%) Вода
Сода (W= 2%)
	Збагачення (ситове, магнітне)				Збагачення (ситове, магнітне)
	Зберігання (пропелерний змішувач)				Зберігання (пропелерний змішувач)
	Зневоднення (фільтр-прес, W=19%)
	Гомогенізація та вилежування (масосховище)				Глазурування напівфабрикату
Брак	Виготовлення заготівок (вакуум-прес)				Випал виробів (тунельна піч)
Брак	Обточка заготівок (токарний станок)				Сортування та випробування ізоляторів
	Підв'ялювання (W=17%)
Брак	Сушка напівфабрикату (тунельна сушарка, W=0,3%)				Зберігання (склад готової продукції)

Рисунок 6.1 - Технологічна схема виробництва великогабаритних ізоляторів

Таблиця 6.3 – Технологічні нормативи виробництва великогабаритних ізоляторів, мас.%

Найменування	Норма витрат
Втрати продукції при сортуванні та випробуваннях	4,0
Брак випалу	1,0
Загальні втрати при прожарюванні виробів	4,8
Кількість глазурі на виробах (в 100% продукції)	4,2
Вологість глазурі	42,0
Залишкова вологість виробів	0,3
Брак сушіння (зворотній)	3,0
Вологість виробів, що йдуть на сушіння	17,0
Брак обточки (зворотній)	2,0
Вологість виробів, що йдуть на підв’ялювання	19,0
Брак формування (зворотній)	3,0
Втрати при вилежуванні	0,2
Вологість шлікеру, що подається до фільтр-пресу	60,0
Втрати шлікеру при змішуванні та збагаченні	0,2
Втрати по лінії приготування сировини для маси:
при середньому подрібненні (пегматит, пісок)	0,1
при грубому подрібненні (пегматит, пісок)	0,2
при дозуванні та транспортуванні	0,1
Втрати при помелі та збагаченні глазурі	0,3
Втрати по лінії приготування сировини для глазурі:
при подрібненні (пегматит, доломіт, череп-бій)	0,2
при дозуванні та транспортуванні	0,1
на складі	0,1

На склад повинно поступити 4700 т готової продукції . З урахуванням браку сортування (4%) та випробування з печі повинно вийти:

=4895,83 т/рік

Брак сортування та випробування складає :

4895,83 – 4700,00 = 195,83 т/рік

З урахуванням браку випалу (1%), з печі повинно вийти :

=4945,27 т/рік

Брак випалу складе :

4945,27 – 4895,83 = 49,45 т/рік

З урахуванням втрат при прожарюванні (4,8%), на випал повинно поступити виробів:

=5194,63 т/рік

Кількість абсолютно сухої глазурі на виробах 4,2%, що складає:

=218,17 т/рік

Тоді абсолютно сухих виробів буде 100-4,2 = 95,8%, що складе:

=4976,45 т/рік

Залишкова вологість виробів – це вологість, яка складається із залишкової вологості керамічного напівфабрикату та вологості глазурі з урахуванням їх кількості.

Залишкова вологість виробів 0,3%, тому керамічної маси буде поступати на випал:

=4991,43 т/рік

Вологість глазурі, що наноситься на виріб 42%, тому кількість глазурі складе:

=376,16 т/рік

Загальна кількість глазурованого напівфабрикату, що йде на випал:

4991,43+376,16 = 5367,59 т/рік

Втрати залишкової вологи при випалі складуть:

5367,59-5194,63 = 172,96 т/рік

Розрахунок по лінії приготування напівфабрикату

Отже кількість напівфабрикату складає 4991,43 т/рік

Зворотній брак сушіння складає 3%, тому необхідно виготовляти виробів:

=5145,80 т/рік

Брак сушіння (зворотній) складає:

5145,80 – 4991,43 = 154,37 т/рік

з ним вноситься води =0,46 т/рік

абсолютно сухої речовини 154,37 – 0,46 = 153,91 т/рік

На сушіння подаються вироби з вологістю 17%, тому необхідно виготовити напівфабрикату:

=6181,16 т/рік

Волога, що видаляється при сушінні виробів:

6181,16 – 5145,80 = 1035,36 т/рік

Брак обточки (зворотній) складає 2%, тому необхідно виготовляти виробів:

=6307,31 т/рік

Брак сушіння (зворотній) складає:

6307,31 – 6181,16 = 126,15 т/рік

з ним вноситься води =21,44 т/рік

абсолютно сухої речовини 126,17 – 21,44 = 104,70 т/рік

Вологість виробів, що йдуть на підв’ялювання складає 19%, тому необхідно виготовити виробів:

=6463,04 т/рік

Втрати вологи при підв’ялюванні складають:

6463,04 – 6307,31 = 155,74 т/рік

Брак формовки (зворотній) складає 3%, тому необхідно виготовляти виробів:

=6662,93 т/рік

Брак формовки (зворотній) складає:

6662,93 – 6463,04 = 199,88 т/рік

з ним вноситься води =37,98 т/рік

абсолютно сухої речовини 199,88 – 37,98 = 161,91 т/рік

Втрати при вилежуванні маси складають 0,2%, тому необхідно виготовляти маси:

=6676,29 т/рік

Втрати при вилежуванні:

6676,29 – 6662,93 = 13,35 т/рік

Вологість шлікеру, що поступає на зневоднення до фільтр-пресів 60%, тому шлікеру треба виготовляти:

=16690,71 т/рік

Втрати води у фільтр-пресі:

16690,71 – 6676,29 = 10014,43 т/рік

Втрати шлікеру при помелі та збагаченні 0,2%, тому необхідно виготовляти шлікеру:

=16724,16 т/рік

Втрати при помелі та збагченні:

16724,16 – 16690,71 = 33,45 т/рік

Кількість сухих компонентів в шлікері =6689,66 т/рік

води: 16724,16 – 6689,66 = 9974,61 т/рік

Враховуючи брак сушіння, обточки та формовки, вираховуємо, скільки треба сировинних матеріалів та води:

абсолютно сухих: 6689,66 – 161,91 – 104,70 – 153,91 = 6269,14 т/рік

води: 9974,61 – 37,98 – 21,44 – 0,46 = 9974,61 т/рік

Визначаємо кількість сировинних матеріалів з урахуванням їх вологості.

Для пегматиту кількість складе:

=1224,99 т/рік

З урахуванням вологості, треба пегматиту:

=1262,88 т/рік

З ним вноситься води: 1262,88 – 1224,99 = 37,88 т/рік

Аналогічно розраховуємо всі компоненти (табл. 6.4).

Таблиця 6.4 – Розрахункова кількість сировинних матеріалів з природною вологістю, що необхідні для приготування маси, т/рік

Найменування	Склад маси, мас.%	Кількість абс. сухих матеріалів	Вологість матеріалу, мас.%	Кількість матеріалів з прир. вологістю	Кількість внесеної води
Пегматит	19,54	1224,99	3	1262,88	37,88
Пісок	22,64	1419,33	2	1448,30	28,97
Каолін1	27,78	1741,57	14	2025,08	283,51
Каолін2	4,11	257,66	14	299,61	41,94
Глина	25,72	1612,42	17	1942,68	330,26
Сода	0,21	13,17	2	13,43	0,27
Сума	100	6269,14	-	-	722,83

Враховуючи кількість води, що вноситься із сировинними матеріалами, необхідно до кульового млина додавати:

9974,61 – 722,83 = 9251,78 т/рік

Враховуючи втрати сировини при додатковому подрібненні 0,3% (пегматит), а також дозуванні і транспортуванні всіх сировинних матеріалів (0,1%), розраховуємо остаточну кількість сировинних матеріалів (табл. 6.5).

Таблиця 6.5 – Кількість матеріалів з урахуванням втрат при подрібненні (для маси), т/рік

Найменування	Кількість з урахуванням втрат	Втрати при грубому помелі	Кількість з урахуванням втрат при транспортуванні	Втрати при транспорту-ванні
Пегматит	1266,67	3,79	1267,94	1,27
Пісок	-	0	1449,75	1,45
Каолін1	-	0	2027,11	2,03
Каолін2	-	0	299,91	0,30
Глина	-	0	1944,62	1,94
Сода	-	0	13,45	0,01
Сума	-	3,79	-	7,01

Розрахунок по лінії приготування глазурі

Кількість глазурі складає 376,16 т/рік (з вологістю 42%)

Враховуючи втрати глазурі при помелі та збагаченні (0,3%), необхідно виготовляти глазурі:

=377,29 т/рік

Втрати глазурі при помелі та збагаченні:

377,29 – 376,16 = 1,13 т/рік

Кількість сухих компонентів в глазурі =218,83 т/рік

води: 377,29 – 218,83 = 158,46 т/рік

Визначаємо кількість абсолютно сухих сировинних матеріалів для глазурі та матеріалів з урахуванням їх вологості (табл. 6.6).

Таблиця 6.6 – Розрахункова кількість сировинних матеріалів з природною вологістю, що необхідні для приготування глазурі, т/рік

Найменування	Склад маси, мас.%	Кількість абс. сухих матеріалів	Вологість матеріалу, мас.%	Кількість вологих матеріалів	Кількість внесеної води
Пегматит	18	39,39	3	40,61	1,22
Каолін	2,5	5,47	14	6,36	0,89
Глина	3	6,56	17	7,91	1,34
Доломіт	12	26,26	4	27,35	1,09
Пісок	34	74,40	2	75,92	1,52
Череп-бій	24,5	53,61	0	53,61	0
Сушняк	6	13,13	0,3	13,17	0,04
Сума	100	218,83	-	-	6,11

Враховуючи кількість води, що вноситься із сировинними матеріалами, необхідно до кульового млина додавати:

158,46 – 6,11 = 152,36 т/рік

Враховуючи втрати сировини при додатковому подрібненні (пегматит, доломіт, череп), а також дозуванні і транспортуванні, розраховуємо остаточну кількість сировинних матеріалів (табл. 6.7).

Таблиця 6.7 – Кількість матеріалів з урахуванням втрат на різних дільницях (для глазурі), т/рік

Наймену-вання	Втрати при подрібненні, мас.%	Кількість з урахуванням втрат при подрібненні	Втрати при подрібненні	Втрати при дозуванні, мас.%	Кількість з урахуванням втрат при дозуванні	Втрати при дозуванні	Втрати на складі, мас.%	Кількість з урахуванням втрат на складі	Втратина складі
Пегматит	0,2	40,69	0,08	0,1	40,73	0,04	0,1	40,77	0,04
Каолін	0	-	0	0,1	6,37	0,01	0,1	6,37	0,01
Глина	0	-	0	0,1	7,92	0,01	0,1	7,93	0,01
Доломіт	0,2	27,41	0,05	0,1	27,44	0,03	0,1	27,46	0,03
Пісок	0	-	0	0,1	76,00	0,08	0,1	76,07	0,08
Череп-бій	0,2	53,72	0,11	0,1	53,77	0,05	0,1	53,83	0,05
Сушняк	0	-	0	0,1	13,18	0,01	0,1	13,20	0,01
Сума			0,24			0,23			0,23

Матеріальний баланс виробництва приведений в табл. 6.8.

Таблиця 6.8 - Матеріальний баланс виробництва великогабаритних ізоляторів

Прибуток	т/рік	Видаток	т/рік
По лінії глазурі		Готова продукція	4700
Пегматит	40,77	Брак сортування	195,83
Каолін	6,37	Брак випалу	49,45
Глина	7,93	Втрати при прожарюванні	249,34
Доломіт	27,46	Втрати зал вологи при випалі	172,96
Пісок	76,07	По лінії маси
Череп-бій	53,83	Волога, що видаляється при сушінні виробів	1035,36
Сушняк	13,20	Волога, що видаляється при підв'ялюванні	155,74
Вода	152,36	Втрати при вилежуванні	13,35
По лінії маси		Втрати води в фільтр-пресі	10014,43
Пегматит	1267,94	Втрати при змішуванні	33,45
Пісок	1449,75	По лінії сировини для приготування маси
Каолін1	2027,11	при помелі та грубому подрібненні	3,79
Каолін2	299,91	транспортуванні	7,00
Глина	1944,62	По лінії глазурі
Сода	13,45	Втрати при помелі та збагаченні	1,13
Вода	9251,78	По лінії сировини для приготування глазурі
		при подрібненні	0,24
		при дозуванні	0,23
		на складі	0,23
Сума	16632,54	Сума	16632,54

Непогодженість 0%

6.2 Виробництво електроізоляційного фарфору методом напівсухого пресування

Для розрахунку матеріального балансу технологічної лінії з виробництва електроізоляційного фарфору методом напівсухого пресування (рис. 6.2) продуктивністю 3000 т/рік приймаємо склад маси (табл. 6.9), а також наступні норми технологічного процесу (табл. 6.10). Глазур поставляється на підприємство в готовому вигляді.

Таблиця 6.9 – Шихтовий склад керамічної маси та вологість сировинних матеріалів, мас.%

Найменування компонентів	Кількість	Вологість
Керамічної маси:
Глина	20,2	14,0
Каолін	19,3	11,0
Пегматит	36,5	3,0
Пісок кварцовий	17,3	3,0
Шамот	2,9	0,5
Сода	0,1	0,5
Дизельне паливо	3,3	0
Олеїнова кислота	0,4	0

Таблиця 6.10 – Технологічні нормативи виробництва великогабаритних ізоляторів, мас.%

Найменування	Норма витрат
Втрати продукції при сортуванні та випробуваннях	3,0
Брак випалу	1,0
Втрати при прожарюванні керамічної маси	6,8
Втрати при прожарюванні глазурі	7,6
Кількість глазурі на виробах	4,0
Вологість глазурі	38,0
Залишкова вологість виробів	0,3
Брак сушіння (зворотній)	3,0
Вологість виробів, що йдуть на сушіння	11,8
Брак формування (зворотній)	3,0
Втрати при змішуванні	1,5
Втрати при подрібненні на бігунах	2,0
Втрати при вилежуванні та сушінні	0,2
Вологість коржів, що виходять з фільтр-пресу	18
Вологість шлікеру, що подається до фільтр-пресу	60,0
Втрати шлікеру при зберіганні та збагаченні	2,5
Втрати при помелі в кульовому млині	1,0
Втрати при дозуванні	0,1
Втрати при середньому подрібненні пегматиту	0,1

Каолін (W= 11%)		Глина (W= 14%)		Пегматит (W= 3%)	Пісок кв. (W= 3%)	Шамот (W= 0,5%)
				Середнє подрібнення (бігуни)
Дозування		Дозування		Дозування	Дозування	Дозування
Тонкий помел (кульовий млин, W= 60%)							Сода (W= 3%) Вода
Збагачення (ситове, магнітне)
Зберігання (пропелерний змішувач)
Зневоднення (фільтр-прес, W= 18%)
Різка коржів, гомогенізація (вакуум-прес)
Вилежування та сушіння (в умовах цеху, W= 11,8%)
Подрібнення (бігуни) та збагачення							Дизельне паливо, Олеїнова кислота
Змішування
Брак	Формування виробів (механічний прес)
Брак	Сушка напівфабрикату ( камерне сушило W= 0,3%)
Глазурування (зануренням)							Глазурний шлікер (W= 38%)
Випал (камерна піч)
Сортування та випробування

Рисунок 6.2 – Технологічна схема виготовлення електроізоляційного фарфору методом напівсухого пресування

На склад повинно поступити 3000 т/рік готової продукції. З урахуванням браку сортування (3%) та випробування, з печі повинно вийти:

=3092,78 т/рік

Брак сортування складає:

3092,78 – 3000,00 = 92,78 т/рік

На наступному етапі розрахунку, необхідно збільшити кількість виробів, з урахуванням браку випалу (1%). Тому до печі необхідно завантажити виробів:

=3124,02 т/рік

Брак випалу електрофарфору складає:

3124,02 – 3092,78 = 31,24 т/рік

Оскільки електрофарфор покривають глазур'ю, то необхідно провести розрахунки – яку частку складає глазур, а яку – керамічний напівфабрикат. Зазвичай, в технологічних нормах зазначається – скільки глазурі (4%) йде на глазурування керамічного матеріалу понад 100%, тому цей показник треба перерахувати на 100%.

На 100% напівфабрикату – йде 4% глазурі, тобто

в 104% глазурованих виробів – 4% глазурі

в 100% глазурованих виробів – х% глазурі

х=3,85% - глазурі на глазурованих виробах

Глазур і керамічний напівфабрикат – різні за основними властивостями матеріали, тому, мають різні втрати під час прожарювання. На даному етапі виробництва, необхідно врахувати загальні втрати при прожарюванні під час випалу виробів, враховуючи кількість глазурі і напівфабрикату. Загальні втрати при прожарюванні складають:

(3,85·7,6)/100+((100-3,85)·6,8)/100=6,83 %

З урахуванням втрат при прожарюванні, необхідно до печі подати глазурованих абсолютно сухих виробів:

=3353,06 т/рік

Втрати при прожарюванні складають:

3353,06 – 3124,02 = 229,04 т/рік

Розрахунок необхідної кількості глазурі проводимо наступним чином. Кількість абсолютно сухої глазурі на керамічному напівфабрикаті складає 3,85%, а отже у ваговій кількості:

3353,06·0,0358=128,96 т/рік

Враховуючи, що глазур має вологість 38%, то глазурного шлікеру треба:

=208,00 т/рік

Волога, що видаляється з глазурованих виробів:

208,00 – 128,96 = 79,04 т/рік

Далі ведемо розрахунок по лінії приготування напівфабрикату.

Кількість абсолютно сухих виробів складає:

3353,06 – 128,96 = 3224,10 т/рік

Враховуючи залишкову вологість (0,3%) напівфабрикату, кількість виробів складає:

=3233,80 т/рік

Залишкова волога, що видаляється з напівфабрикату, складає:

3233,80 – 3224,10 = 9,70 т/рік

Брак при сушінні (зворотній) складає 3%, тому треба виготовити виробів:

=3333,82 т/рік

Зворотній брак при сушінні становить:

3333,82 – 3233,80 = 100,01 т/рік

Враховуючи вологість виробів, що йдуть на сушіння (11,8%), треба виготовити напівфабрикату:

=3768,50 т/рік

Волога, що видаляється з виробів під час сушки в камерному сушилі, складає: 3768,50 – 3333,82 = 434,68 т/рік

Враховуючи зворотній брак формування (3,0%), треба відпресувати виробів:

=3885,05 т/рік

Зворотній брак формування становить: 3885,05 – 3768,50 = 116,55 т/рік

Враховуючи втрати при змішуванні (1,5%), треба виготовляти маси:

=3944,21 т/рік

Втрати при змішуванні складають: 3944,21 – 3885,05 = 59,16 т/рік

До змішувача подається вода, мінеральна частина та добавки дизельного палива (3,3мас.%) і олеїнової кислоти (0,4мас.%). Кількість компонентів становить:

Води: =465,42 т/рік

Мінеральної речовини та добавок: 3944,21 – 465,42 = 3332,86 т/рік

Дизельного палива: =130,16 т/рік

Олеїнової кислоти: =15,78 т/рік

Без урахування добавок, до змішувача треба подати води та мінеральної частини: 3944,21 – 130,16 – 15,78 = 3798,27 т/рік

З урахуванням втрат при подрібненні на бігунах (2,0%), треба готувати маси:

=3875,79 т/рік

Втрати при подрібненні на бігунах становлять:

3875,79 – 3798,27 = 77,52 т/рік

Проте, до бігунів повертається зворотній брак, який містить воду, мінеральну частину та добавки, тому треба врахувати кількість цих складових.

Браком при формовці становить 116,55 т/рік, цей брак має вологість 11,8%, що становить:

=13,75 т/рік

без води: 116,55 – 13,75 = 102,80 т/рік

Ця кількість – це мінеральна речовина та добавки, а саме:

Дизельне паливо: =3,39 т/рік

Олеїнова кислота: =0,41 т/рік

Отже, сухої речовини: 102,80 – 3,39 – 0,41 = 98,99 т/рік.

Аналогічно розраховуємо кількість зворотного браку після сушіння, дані зручно привести у табл. 6.11.

Таблиця 6.11 – Розрахункова кількість зворотного браку, т/рік

Найменування браку	Кількість браку	Вологість маси, мас.%	Вноситься води	Без води	Дизельного палива	Олеїнової кислоти	Міне-ральної частини
Формовки	116,55	11,8	13,75	102,80	3,39	0,41	98,99
Сушки	100,01	0,3	0,30	99,71	3,29	0,39	96,02
Разом	-	-	14,05	-	6,68	0,81	195,02

Таким чином, з урахуванням зворотного браку:

дизельного палива треба 130,16 – 6,68 = 123,48 т/рік

олеїнової кислоти 15,78 – 0,81 = 14,97 т/рік

Керамічна волога маса, яку необхідно подати до бігунів, складає:

3875,79 – 14,05 – 195,02 = 3666,72 т/рік

Враховуючи втрати при вилежуванні та сушінні (0,2%), треба виготовити маси:

=3674,07 т/рік

Втрати при вилежуванні та сушінні складають:

3674,07 – 3666,72 = 7,35 т/рік

Враховуючи, що вологість коржів після сушіння становить 18%, то треба готувати маси:

=3951,86 т/рік

Втрати вологи при вилежуванні та сушінні в умовах цеху становлять:

3951,86 – 3674,07 = 277,80 т/рік

Вологість шлікеру становить 60%, тому треба готувати шлікеру:

=8101,32 т/рік

Кількість води, що видаляється у фільтр-пресі, становить:

8101,32 – 3951,86 = 4149,46 т/рік

Враховуючи втрати при зберіганні та збагаченні (2,5%), треба виготовляти шлікеру:

=8309,04 т/рік

Втрати при зберіганні та збагаченні: 8309,04 – 8101,32 = 207,73 т/рік.

Враховуючи втрати при помелі в кульовому млині (1,0%), треба виготовляти шлікеру:

=8392,97 т/рік

Втрати при помелі в кульовому млині: 8392,97 – 8309,04 = 83,93 т/рік

Отже, до млина треба завантажити:

води =5035,78 т/рік

абсолютно сухої речовини: 8392,97 – 5035,78 = 3357,19 т/рік

Далі необхідно розрахувати кількість кожного компоненту маси, але попередньо необхідно отримати рецепт на 100% маси (табл. 6.12), оскільки вміст добавок було розраховано нижче.

Таблиця 6.12 – Шихтовий склад маси, мас.%

Найменування компоненту	Вміст компоненту (в складі без добавок)	Кількість компоненту в перерахунку на 100%
Глина	20,2	20,98
Каолін	19,3	20,04
Пегматит	36,5	37,90
Пісок кварцовий	17,3	17,96
Шамот	2,9	3,01
Сода	0,1	0,10
Сума	96,3	100,00

Після цього ведеться розрахунок по кожному компоненту маси, наприклад для глини:

=704,21 т/рік

З урахуванням природної вологості глини (14,0%), буде завантажуватись матеріалу:

=818,85 т/рік

З глиною буде вноситись води:

818,85 – 704,21 = 114,64 т/рік

Враховуючи втрати матеріалу при дозуванні (0,1%), треба глини:

=819,66 т/рік

Втрати глини при дозуванні становлять: 819,66 – 818,85 = 0,82 т/рік

Якщо немає інших втрат, то розрахована кількість – це та кількість матеріалу, яка потрібна для забезпечення річного випуску продукції.

Для інших сировинних матеріалів розрахунки аналогічні.

Результати розрахунків приведені в табл. 6.13.

Таблиця 6.13 – Розрахункова кількість сировинних матеріалів з урахуванням їх вологості та втрат на різних технологічних етапах, т/рік

Наймену-вання матеріалу	Шихто-вий склад, мас.%	Кількість в абс.сух. стані	Воло-гість, мас.%	Кількість вологого матер.	Вносить-ся води	Втрати при дозуванні, мас.%	З ураху-ванням втрат	Втрати при дозу-ванні
Глина	20,98	704,21	14	818,85	114,64	0,1	819,66	0,82
Каолін	20,04	672,83	11	756,00	83,16	0,1	756,75	0,76
Пегматит	37,90	1272,45	3	1311,81	39,35	0,1	1313,12	1,31
Пісок кварц.	17,96	603,11	3	621,76	18,65	0,1	622,38	0,62
Шамот	3,01	101,10	0,5	101,61	0,51	0,1	101,71	0,10
Сода	0,10	3,49	0,5	3,50	0,02	0,1	3,50	-
Разом	-	-	-	-	256,33	-	-	3,62

Окрім того, пегматит додатково подрібнюється, тому треба врахувати втрати пегматиту при подрібненні (0,1%):

=1314,44 т/рік

Втрати пегматиту при подрібненні становлять: 1314,44 – 1313,12 = 1,31 т/рік

Враховуючи, що сумарно з матеріалами вноситься 256,33 т/рік, то в кульовий млин треба додавати води:

5035,78 – 256,33 = 4779,45 т/рік

Складаємо матеріальний баланс виробництва електроізоляційного фарфору (табл. 6.14). У прибуткову частину включаємо всі сировинні матеріали по лінії маси, кількість глазурного шлікеру, а також воду, що додавали для приготування шлікеру. У видаток включаємо кількість готової продукції (в т/рік !), а також всі незворотні втрати на кожній технологічній дільниці.

Непогодженість балансу розраховуємо за формулою (3.1), вона складає 0%, отже баланс складений правильно.

Таблиця 6.14 – Матеріальний баланс виробництва електроізоляційного фарфору

Прибуток		Витрати
Глина	819,67	Готова продукція	3000,00
Каолін	756,75	Втрати при сортуванні	92,78
Пегматит	1314,44	Брак випалу	31,24
Пісок кварцовий	622,38	Втрати при прожарюванні	229,04
Шамот	101,71	Волога, що видаляється з глазурі	79,04
Сода	3,50	Залишкова волога, що видаляється з напівфабрикату при випалі	9,70
Вода для приготу-вання керам. шлікеру	4779,45	Волога, що видаляється при сушінні напівфабрикату	434,68
Дизельне паливо	123,48	Втрати при змішуванні	59,16
Олеїнова кислота	14,97	Втрати при подрібненні на бігунах	77,52
Глазурний шлікер	208,00	Втрати при вилежуванні та сушінні	7,35
		Волога, що видаляється при сушінні в умовах цеху	277,80
		Волога, що видаляється на фільтр-пресі	4149,46
		Втрати при зберіганні	207,73
		Втрати при помелі в кульовому млині	83,93
		Втрати при дозуванні	3,62
		Втрати при подрібненні пегматиту	1,31
Разом	8744,35	Разом	8744,35

ПЕРЕЛІК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Голеус, В.І Загальні вимоги до текстових навчальних документів [Текст]: метод. вказівки до оформлення пояснювальної записки / В.І. Голеус [та ін.]; ДВНЗ Укр. держ. хіміко-технол. ун-т. – Дніпропетровськ: ДВНЗ УДХТУ, 2009. – 33с.

2. Савченко, В.Д. Методичні вказівки до виконання дипломних проектів напряму підготовки 6.051301 для студентів IV – V курсів денної та заочної форм навчання [Текст]: метод. вказівки / В.Д. Савченко, Е.М. Сардак; ДВНЗ Укр. держ. хіміко-технол. ун-т. – Дніпропетровськ: ДВНЗ УДХТУ, 2012. - 27 с.

3. Савченко, В.Д. Методичні вказівки до виконання дипломних проектів напряму підготовки 6.051301 для студентів V – VІ курсів денної та заочної форм навчання [Текст]: метод. вказівки / В.Д. Савченко, Е.М. Сардак; ДВНЗ Укр. держ. хіміко-технол. ун-т. – Дніпропетровськ: ДВНЗ УДХТУ, 2012. - 91 с.

4. ДСТУ Б В.2.7 – 117 – 2002 Будівельні матеріали. Плитки керамічні для підлог. Технічні умови [Текст] - Введ. 2002-10-01. – К.: Держстандарт України, 2002. – 20с.

5. ДСТУ Б В.2.7 – 67 – 98 Плитки керамічні фасадні та килими з них. Технічні умови [Текст] - Введ. 1998-01-01. – К.: Укрархбудінформ, 1996. – 16с.

6. ДСТУ Б В.2.5-8-96. Вироби санітарні керамічні. Загальні технічні умови [Текст] – На заміну ГОСТ 15167-85; Введ. 1995-01-01 - К.: Укрархбудінформ, 1995. – 18с.

7. ГОСТ 6141-91 Плитки керамические глазурованные для внутренней облицовки стен. Технические условия [Текст] - Введ. 1991-07-01. - М.: Издательство стандартов, 1991. - 17с.

8. ГОСТ 25201-82 Посуда фарфоровая и фаянсовая [Текст] - Введ. 1983-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1983.-40с.

9. ГОСТ 6490-75 Изоляторы фарфоровые линейные подвесные тарельчатые на напряжение свыше 1000В [Текст] - Введ. 1977-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1982.-21с.

10. ГОСТ 9984-85 Изоляторы керамические опорные на напряжение свыше 1000В [Текст] - Введ. 1987-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1985.-17с.

11. ГОСТ 25073-81 Изоляторы опорные стержневые армированные фарфоровые на напряжение от 10 до 220В для работы на открытом воздухе [Текст] - Введ. 1983-01-01. -М.: Издательство стандартов, 1982.-19с.

12. ГОСТ 20454-85 Изоляторы керамические проходные на напряжение свыше 1000В [Текст] - Введ. 1987-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1986.-25с.

13. ГОСТ 20454-85 Материалы керамические электротехнические [Текст] - Введ. 1985-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1983.-13с.

14. ГОСТ 5862-79 Изоляторы и покрышки керамические на напряжение свыше 1000В. Общие технические условия [Текст] - Введ. 1981-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1979.-5с.

15. ОСТ 21-52-82 Изделия майоликовые. Общие технические условия [Текст] - Введ. 1982-08-31. - М.: Министерство промышленности строит. мат., 1982.-25с.

16. ТУ У 21-029-99 Вироби керамічні побутові. Технічні умови [Текст] - Введ. 1999-06-18. - К.: НДІБМВ, 1999.-23с.

17. Мороз, И.И. Фарфор, фаянс, майолика [Текст] /И.И. Мороз.– К.: Техніка, 1975. – 352с.

18. Технология фарфорового и фаянсового производства [Текст] / под ред. И.А. Булавина, А.И. Августиника. – М.: Легкая индустрия, 1975. – 448с.

19. ДСТУ Б В. 2.7- 60-97 Сировина глиниста для виробництва керамічних будівельних матеріалів. Класифікація [Текст]. – Введ. 1997- 07-01 – К.: Держкоммістобудування України, 1997. – 20с.

20. ГОСТ 21286-82 Каолин обогащенный для керамических изделий [Текст]. – введ. 01.01.83. – М.: Издательство стандартов, 1982. – 4с.

21. ТУ У. 21-533-2001 Технічна характеристика каоліну мокрого збагачення, ВАТ "Просянівський ГЗК" [Текст]. – Введ. 2001-01-01. – К.: Держстандарт, 2001. – 20с.

22. ТУ У 14-32147675-001-2004 Технічна характеристика лужного каоліну "УкрРосКаолін" [Текст]. – Введ. 2004-01-01. – К.: Держстандарт, 2004. – 15с.

23. ГОСТ 7031-75 Песок кварцевый для тонкой керамики [Текст]. – Введ. 1977-01-01. – М.: Государственный Стандарт СССР. – 1975. – 6с.

24. ГОСТ 15045-78. Материалы полевошпатовые и кварц-полевошпатовые для строительной керамики. Технические условия [Текст]. – Введ. 1979-01-01 – М.: Издательство стандартов, 1979. – 5с.

25. ГОСТ 5100-85 Сода кальцинированная техническая [Текст]. – Введ. –1986-01-01. – М.: Издательство Стандартов. – 1985. – 15с.

26. ГОСТ 13078-81 Стекло натриевое жидкое. Технические условия [Текст]. – Введ. 1982-01-01. – М.: Издательство Стандартов. – 1981. –20с.

27. Будников, П.П., Химическая технология строительных материалов [Текст]. М: Стройиздат, 1965. -551с.

28. Химическая технология керамики и огнеупоров [Текст] / под общ. ред. П.П. Будникова и Д.Н. Полубояринова, – М.: Стройиздат, 1972. - 552 с.

29. Бердичевский, И.М. Справочник мастера-фарфориста [Текст] / И.М. бердичевский, О.Б. Букия, Н.Т. Замарашкина. – М.: Легпромбытиздат, 1992. – 224с.

30. Технология тонкой керамики [Текст] / Под ред. В.В.Коробкиной, Л.А. Визир. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. – 184с.

31. Матвеев, М.А. Расчеты по химии и технологии стекла справочное пособие. [Текст] / М.А. Матвеев, Г.А. Матвеев, Б.Н. Френкель -М.: Стройиздат, 239с.

32. Французова И.Г. Общая технология производства фарфоровых и фаянсовых изделий бытового назначения [Текст] / И.Г. Французова. - М.: Высшая школа, 1991. - 192с.

33. Мороз, И.И. Технология фарфоро-фаянсовых изделий [Текст] / И.И. Мороз. - М.: Стройиздат, 1984. – 333с.

34. Акунова, Л.Ф. Технология производства и декорирование художественных керамических изделий [Текст] / Л.Ф. Акунова, В.А. Крапивин. - М.: Высшая школа, 1984. – 204с.

35. Иманов, Г.М. Производство художественной керамики [Текст] / Г.М. Иманов, В.С.Косов, Г.В. Смирнов. - М.: Высшая школа, 1985. – 223с.

36. Нагибин, Г.В. Технология строительной керамики [Текст] / Г.В. Нагибин. - М.: Высшая школа, 1985. – 223с.

37. Мороз, И.И. Технология строительной керамики [Текст] / И.И. Мороз. - Киев: Вища школа, 1980. – 384с.

38. Шерман, Я.И. Производство санитарно-строительной керамики [Текст] /Я.И. Шерман. - М.: Госстройиздат. 1963. – 150с.

39. Булавин, И.А. Технология фарфорового и фаянсового производства [Текст] / И.А Булавин, А.И. Августиник, А.С. Жуков и др. – М.: Легкая индустрия, 1975. – 448с.

40. Крупа, А.А. Химическая технология керамических материалов: учебное пособие [Текст] / А.А. Крупа, В.С. Городов. – К.: Вища школа, 1990. – 399с.

41. Юшкевич М.О. Технология керамики [Текст] / М.О. Юшкевич, М.И. Роговой. – М.: Изд-во лит-ры по строительству, 1969. – 349с.

42. Никулин, Н.В. Оборудование и технология производства электрокерамических конструкций [Текст] / Н.В. Никулин, В.В. Кортнев. – М. : Энергия , - 1969 . – 426 с.

43. Барашенков, Г.И. Электроизоляционная аппаратная керамика [Текст] / Г.И. Барашенков. – М.: ВНИИЭМ , 1965 – 567 с.

44. Барзаловский, В.П. Физико-химические свойства глазурей высоковольтного фарфора [Текст] / В.П. Барзаловский С.К. Дуброва. М.: Изд – во АНССР . 1953

45. Птичкин, Г.Н. Справочник по фарфоровым изоляторам [Текст] / – М.: Энергия, 1966 – 323 с.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання розрахункової частини дипломного проекту за спеціалізацією

«ХІМІЧНА ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБІВ З ФАРФОРУ, ФАЯНСУ ТА ІНШИХ ТОНКОКЕРАМІЧНИХ МАС»

(частина 1)

для студентів IV та V курсів денної форми і V та VI заочної форми навчання

за напрямом підготовки