Главная > Промышленность, производство > Технологія виробництва медичного скла

Технологія виробництва медичного скла


24-01-2012, 18:19. Разместил: tester9

МІНІСТЕРСТВО освіти и науки України

Національний технічний университет "Харківський політехнічній інститут"

Кафедра технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей

дипломного проекту

за дісціпліною В«Основи технології тугоплавких неметалевіх и сілікатніх матеріалів В»

Тема дипломного проекту: В«ТЕХНОЛОГІЯ МЕДИЧНОГО СКЛАВ»

Керівник роботи: доц. Саввова О. В.

Виконавець: студент групи НЗ-34 Алад'їн М. А.

Харків - 2010 р.


Зміст

Вступ

1. Аналітічній огляд

1.1 Сучасний стан виробництва медичного скла

1.2 Особливості Використання сучасного технологічного обладнання у віробніцтві медичного скла

1.3 Використання вісокотехнологічніх матеріалів

2. Вибір та техніко-економічне обгрунтування району БУДІВНИЦТВА заводу

3. Технологічна частина

3.1 Вибір складу скла та характеристика сировини

3.2 Обробка сировини матеріалів

3.3 Дозування компонентів та пріготування шихти

3.4 Завантажування шихти

3.5 Технічна характеристика обладнання складового цеху

3.6 Розрахунок шихти

3.7 Розрахунок складу сировини

3.8 Вибір и обгрунтування конструкції електрічної печі

3.9 Фізико-Хімічні процеси, які відбуваються при варінні скломасі

3.10 Конструкційній розрахунок електрічної печі

3.11 Теплотехнічній розрахунок

3.12 Автоматичності виробках ВИРОБІВ

<
загрузка...
p> 3.13 Віпа ВИРОБІВ

3.14 Контроль ЯКОСТІ ВИРОБІВ

3.15 Пакування готових ВИРОБІВ

3.16 Внутрішньозаводське Транспортування готових ВИРОБІВ

3.17 Складування готових ВИРОБІВ

3.18 Автоматизація роботи скловарної печі

4. Економічна ЧАСТИНА

4.1 Розрахунок плану виробництва

4.2 Розрахунок вартості и спожива сировини и матеріалів

4.3 Визначення витрат та вартості енергоресурсів

4.4 Розрахунок амортізаційніх відрахувань

4.5 Розрахунок витрат на оплату праці

4.6 Розрахунок витрат на утрімання та експлуатацію устаткування

4.7 Розрахунок загальновиробничих витрат

4.8 Калькуляція собівартості продукту

5. ОХОРОНА ПРАЦІ

5.1 Загальна характеристика умов виконан технологічного процесу

5.2 Промислова санітарія

5.3 Заходь безопасности

5.4. Пожежна безпека

6. Цивільна оборона

Висновок

Список використаних джерел інформації


Вступ

склом назівають ВСІ аморфні тіла, Отримані шляхом переохолодження розплаву, Незалежності від їх хімічного складу и температурної ділянкі твердіння. Внаслідок поступового підвіщення в'язкості смороду набуваються Властивості твердих тіл, при цьому процес переходу з рідкого стану у склоподібне винен буті зворотньому.

Скло - штучний материал, Який має Такі Властивості Як Прозорість, твердість, термічну и хімічну стійкість. Крім того скло має Властивості, які залежався від Його прозорості. Завдякі цьому скло широко вікорістовується Майже у Всіх галузях технікі, у наукових дослідженнях, медицині та у побуті.

Скло отримуються шляхом термічної ОБРОБКИ шихти, Яка є сумішшю природніх або штучних сировина матеріалів. Шихту завантажують у піч І, при візначеній температурі та вітрімці, отримуються розплав - скломасу. При охолодженні скломасі в'язкість її зростає, Що надає можлівість формуваті вироби шляхом відування, прокатки, вітягування, пресування чі пресовідування.

В залежності від практичного Використання Скляна ВИРОБІВ змінюється хімічний склад скла, форма, розмірі та спосіб їх виготовлення.

Сучасна Скляна промисловість віготовляє найрізноманітніші вироби - промислове та побутове листове скло, Скляні труби та ізоляторі, медичне та парфумерно скло, піноскло, скловолокно, сита ТОЩО.

Виробництво тарного скла - найбільша Галузь скляної промісловості в Європі. Тара для напоїв складає Біля 75% по масі від Загальної кількості віробляємої тари: близьким 20% займає виробництво тари для харчової промісловості. При цьому Важливим Частина сектора являється кож виробництво ємностей для фармацевтичної та парфумерної промісловості, Що складає близьким 5%. Медичне скло займає Досить скроню частко від загально об'єму тарної продукції. Вона вікорістовується для фасування, Зберігання та Транспортування різноманітніх пастоподібніх та твердих медикаментів.

Переваги скляної тари, зокрема МЕДИЧНОЇ, є: гігієнічність, Прозорість, можлівість виготовлення тари різноманітніх розмірів та форми, можлівість герметичного закрівання, доступна ціна.

Скло НЕ відаляє шкідлівіх речовін, не має запаху, забезпечує трівале Зберігання продуктів, добро міється и дезінфікується, легко утілізується, має добрі Декоративні Властивості. Крім того, Скляна промисловість забезпечен найбагатшімі сировина ресурсами.


1. Аналітічній огляд

1.1 Сучасний стан виробництва медичного скла

Виробництво медичного скла займає Важливе Місце у скляній промісловості. Медичне скло в основному вікорістовується для Зберігання медикаментів. До цього виду скла належать Такі марки стекол Як НС-1 ГОСТ 19808-86, УСП-1 ТУ У 00480945-002-96 та Інші. Данні види стекол використовують для виготовлення ампул и флаконів для ін'єкційніх препаратів.

Медичне скло Може буті Прозоров або забарвленім в захисних Колір для недопущення впливим світла на вміст тари. У віробніцтві забарвленіх світлозахісніх стекол вікорістовують катіоні заліза.

В ЯКОСТІ відновлювачів найбільш раціональне застосування коксу, антрациту або графіту, так Як вуглець, Який знаходится в такій формі, важче піддається вігоранню в порівнянні з Борошнєв, цукри, які вікорістовувалісь раніше на Деяк Скляна заводах. Важливим сировина для Введення сульфатів є солі натрію, калію, магнію, марганцю, кальцію. Так Як Na 2 SO 4 є самим стабільнім, ВСІ Інші з'єднання в прісутності Na + у розплаві перетворюються в сульфат натрію, Який вводящихся у Скляна шихту, частіше за все замінюючі соду. На мнение Шебсена-Марведеля, ця Заміна можлива до співвідношення 1:5, в крайньому випадка 1:3,5. На практіці в склад шихти вводящихся 0,3 - 0,5 мас. % Na 2 O сульфатом натрію [2,3].

Л.С. Павловою, Д.Ф. Ушакова и Ю.М. Петренко при дослідженні лужносілікатніх стекол Було встановлено, Що збільшення вмісту Fe 2 Про 3 за рахунок SiO 2 до 5 мовляв. % (12 мас.%) Приводити до значного Зменшення Втрата ваги зразків Під годину їх випробувань у кислих Розчини, а самє до збільшення хімічної стійкості. При більшому вмісті Fe 2 Про 3 стійкість стекол до кислоти різко падає. Водостійкість, при зміні SiO 2 на Fe 2 Про 3 , безперервно зростає, стійкість до дії 2н NaОН Зі ​​збільшенням вмісту заліза практично не змінюється. Визначенням крісталізаційної здатності Було встановлено, Що при введенні до 5 мовляв. % Fe 2 Про 3 скла, стійкі до розстекловування, при 5 - 10 мол%, крісталізуються з поверхні, а при більшому вмісті Fe 2 Про 3 - крісталізується об'ємно. Ділатометрічні вімірі показали, Що при вмісті Na 2 O 20 мовляв. % Заміна SiO 2 на Fe 2 Про 3 до 15 мол. % Не приводити до Зміни ТКЛР и Температура розм'якшення.

До ВИРОБІВ медичного скла належать Прозорі та світлозахісні ампули. Згідно з ТУ У 00480945-005-96 до ампул пред'являються Такі вимоги:

1) Ампули повінні буті віроблені Із медичного скла марки УСП-1 ТУ У 00480945-002-96 або інших марок медичного скла, які дозволені до застосування.

2) На поверхні и в середіні скла амп...ул не допускаються:

- свіль, відчутна рукою, а кож скловідні включення, и свіль, Що супроводжується внутрішнімі напруг, питома різніця ходу променів якіх Більше 8 млн -1 ;

- відкріті, продавлені капілярі и пузірі;

- не продавлені капілярі шириною Більше 0,1 мм;

- Інші включення;

- посічкі, сколи, тріщіні.

3) Відхілення від круглої форми в будь-якому поперечному перетіні ампул, його призначення та візначається різніцею двох взаємоперпендікулярніх діаметрів, не винне перевіщуваті граничних відхілень на Діаметр.

4) Не допускаються в ампулах Внутрішні залішкові напруг, які створюють пітому різніцю ходу променів Більше 8 млн -1 .

5) На внутрішній и Зовнішній поверхні ампул не повинно буті невідміваючіх Забруднення и Скляна пилку.

6) Радіальне Бітті розтяжкі ампули відносно корпусу не винне перевіщуваті:

- 1,0 мм - для ампул ИП-В, ИП-С, ИП-ВКИ, ІП-СКП ємністю 1 мл, 2 мл;

- 1,2 мм - для ампул ИП-В, ИП-С, ИП-ВКИ, ІП-СКП ємністю 3 мл, 5 мл, 10 мл, 20 мл, та ВПО-10 и ВО ємністю 1 - 2 мл;

- 1,5 мм - для ампул типу ВО ємністю 5 мл;

- 2,0 мм - для ампул типу ВО ємністю 10 мл;

7) Краї ампули повінні буті оплавлені.

8) Дно ампули винне забезпечуваті стійкість порожньої ампули на горізонтальній поверхні.

9) Сила злому ампули винна відповідати:

- 30 - 80 Н - для ампул ємністю 1 мл, 2 мл, 3 мл, 5 мл;

- 30 - 90 Н - для ампул ємністю 10 мл;

- 30 - 100 Н - для ампул ємністю 20 мл.

Скло для ампул винне буті Прозоров або мати Колір, Який визначеня стандартом. Оцінка кольори Може проводитись по Еталон, Що узгодженій Між постачальником та покупця.

1.2 Особливості Використання сучасного технологічного обладнання у віробніцтві медичного скла

Країни ЄС до 2012 року повінні знізіті викидом В«парниковихВ» газів у Повітря на 8% по відношенню до рівня 1990 року. У 2008 - 2012 р.р. буде діяті программа зниженя вікідів, дере етапом якої винна дива реєстрація вікідів по Конвенцію країнам ЄС. У зв'язку з ЦІМ розглянутій енергетичний баланс скловарніх печей и їх енергетична Ефективність. Особлива УВАГА пріділена зниженя тепловтрат через кладку печей и Ефективність регенераторів. У Статті розглянуті мірі по підвіщенню енергетічної ефектівності печей [5].

Піч для варки скломасі без викидом тепла и шкідлівіх речовін в Повітря має ізольованій від НАВКОЛИШНЬОГО середовища пічній простір з розміщенімі в об'ємі печі нагрівачамі шихти и скломасі, Виконання у вігляді труб з тугоплавкого матеріалу. На вході вказаніх труб в пічній простір спалюється суміш палів та окіслювача. Після виходе пічного простору з'єднується з вісокотемпературнім електролізером для розділення на Воден и Кисень перегрітого водяного пару з температурою близьким 1500 0 С, Який є продуктом спалювання у вказаніх трубах суміші водно-палів та кисня-окіслювача. Згаданій електролізер з'єднаній трубами Із Сховище водних та кисня, з якіх Воден и Кисень по трубах подаються на спалювання. Тугоплавкий материал для виготовлення труб вібірають з групи матеріалів, не змінюючіх своєї форми при температурі водневого факелу. Технічний результат: раціональне Використання теплової енергії [6].

З метою підвіщення ККД скловарної печі за рахунок інтенсіфікації теплообміну у варочній зоні пропонується Додатковий введення в технологічну схему двохсекційного бака-акамулятора, бакові стінкі, дно та кришка Якого обліцьовані теплоізолюючім матеріалом. При роботі печі теплоносій, після Додатковий охолодження зовнішньої поверхні панелей системи віпарного охолодження з температурою 80 - 100 0 С, подається в обідві секції бака-акумулятора, в якій ВІН нагріває завантажувальній склобій до температури гарячого теплоносія, після Чого теплоносій віводять через відстійнік в Нижній частіні бака-акамулятора [7].

Застосування в печах електрічної енергії, Як джерела тепла для варіння скла, підставу на Властивості скляної Масі промислового складу ставаті провідніком електричного Струму при високих температурах (від 1000 - 1100 0 С і Вище), коли електрична Опір змінюється на декілька порядків.

При проходженні електричного Струму через розтоплену Скляна масу відаляється тепло, кількість Якого Може буті визначена за законом Джоуля-Ленца:

Q = I 2 R r,


де Q - кількість тепла, Дж; I - сила електричного струму, Що проходити через Скляна масу, А; R - електрична Опір скляної Масі, Ом; r - годину, на протязі Якого проходити Електрична струм, с.

У скловарніх електричних печах вікорістовується Тільки змінній струм, Що запобігає електролізу скляної Масі. Електрична нагрівання скляної Масі відбувається при відносно низьких напругах (80 - 120 В) i вісокій сілі Струму (≈ 10000 А).

Електричні печі для варіння скла за принципом перетворення електрічної енергії в тепло поділяється на три групи: печі опору прямого нагрівання; печі опору непрямого нагрівання и вісокочастотні печі. Найбільше застосування мают печі опору прямого нагрівання. Інші печі вікорістовуються для варіння в Горщик спеціальніх тіпів скла при особливая умів [8].

Використання електродів

Матеріал, з Якого виготовляють електроди, винен буті стійкім до дії розтопленої скляної Масі при температурах до 1500 - 1700 0 С, мати низько Пітом електричних Опір в порівнянні з опором скляної Масі и скроню механічну міцність при робочих температурах. У промислових електричних ванніх печах, вікорістовують металеві електроди переважно Із молібдену, графіту та оксідоолов'яної кераміки (на Основі SnO 2 ).

Основною Переваги металевих електродів є ті, Що смороду добро змочуються Скляна масою и на контакті метал-Скляна маса НЕ вінікає великого перехідного (контактного) опору. Електроди з низько вуглецевої сталі можут вікорістовуватісь максимально до температури 1380 0 С. Електроди віготовленні з хромонікелевіх або хромонікельмолібденовіх стопів можут вікорістовуватіся Тільки до температури 1250 0 С. При більш високих температурах електроди Із ціх матеріалів вімагають інтенсівного охолодження (Повітрям або водою), Що збільшує теплові витрати (на 4 - 10%) i зніжує ККД печі.

Найбільш Широке застосування мают молібденові електроди. Висока температура топлене (2630 0 С) дозволяє вікорістовуваті їх практично Для всіх існуючіх температурних режімів варіння скла. Молібден має скроню електропровідність, добро змочуються Скляна масою, на контакті молібден-Скляна маса НЕ вінікає великих електричних опорів, Що Дає можлівість вікорістовуваті електроди невеликого діаметра (30 - 50 мм), и тім самим однозначно зменшіті від них теплові втрат.

Молібден легко окіслюється на повітрі Вже при температурі 600 0 С. Для Запобігання окислюваності при високих температурах потрібно, щоб молібденові електроди булі покріті кулею розтопленої скляної Масі. В місцях, де електрод Виступає Із розтопленої Масі, потрібно, щоб молібден до водоохолоджуючого держака БУВ покриттів склоподібнім кулею.

Молібден при високих температурах в печі рекрісталізується и стає кріхкім. Тому необхідно унікаті механічніх ударів. В процесі експлуатації молібденові електроди поступово розчіняються у скляній масі, тому їх потрібно пересуваті Далі в піч через Певний інтервал годині.

Молібденові електроди виготовляють за технологією порошкової металургії, у вігляді стріжнів діаметром 31, 50 и 75 мм, а кож у формі пластин розміром 200 х 300 мм.

Основною Вимоги до молібдену є мінімальній вміст у ньому вуглецю (не Більше 50 мг/кг), Який НЕ Тільки погіршує механічні Властивості, альо и віклікає утворення бульбашок у склі.

Графіт и молібден можут відновляті деякі оксиди у склі, особливо PbO. Того смороду непрідат...ні для електричного варіння таких тіпів скла и для цього вікорістовують електроди на Основі SnO 2 .

електрода виготовляють ізостатічнім пресуванням з подалі спіканням двооксид олова при високих температурах. При спіканні густин відпресованого матеріалу підвіщується до 6,5 - 103 кг/м 3 . Електроди переважно виготовляють у формі блоків або стріжнів діаметром 65 - 85 мм и довжина 300 мм.

електрода на Основі SnO 2 не можна встановлюваті або міняті в процесі експлуатації, які Це звичайна Буває при вікорістанні молібденовіх и графітовіх електродів.

двооксид олова є провідніком іншого роду, Його Опір однозначно зніжується з підвіщенням температури, в результаті Чого навантаженості на одиницю поверхні електродів збільшується. Це дозволяє віготовляті електроди (стріжні) невеликого діаметра.

При варінні звичайна сілікатніх тіпів скла, Що мают порівняно слабко кородуючу дію, можна вікорістовуваті дісіліцідмолібденові електроди.

Вікорістовуючі Такі електроди, не має спожи охолоджуваті їх держаки водою, ТОМУ ЩО MoSi 2 , на відміну від молібдену, не окіслюється при високих температурах.

Графітові електроди менше руйнуються Скляна масою. Смороду дешеві, Ніж металеві. Крім того, їх густин Менш, Ніж густин скла, І, ЯКЩО електрод зламається, ВІН НЕ занурюється на дно печі, Як це має Місце з металева електрода, а віпліває на поверхню скляної Масі. Графітові електроди мают достатності Довгий Термін експлуатації, и в самих гарячих зонах печі ВІН досягає 12 місяців. При комбінованому газоелектроварінні скла Термін служби електродів - до 24 місяців.

Недоліком графітовіх електродів є високий перехідній Опір на контактній поверхні графіт-Скляна маса, в результаті Чого навантаженості на одиницю поверхні електродів зніжується. ЯКЩО робоча густин Струму на молібденовіх електрода 1,5 А/см 2 (максимальна ≈ 3 - 3,5 А/см 2 ), то на графітовіх - 0,3 А/см 2 . Поверхня графіту НЕ змочується Скляна масою, а через невісоке навантаженості електричного Струму на одиницю поверхні необхідно збільшуваті Діаметр електродів до 150 - 200 мм.

При вікорістанні графітовіх електродів для варіння скла можут відновлюватісь деякі оксиди и надаваті склу небажаних забарвлення. Тому графітові електроди НЕ застосовують для варіння боросілікатніх, Конвенцію Кольорових тіпів скла и Кришталь.

Кріплення електродів здійснюється за допомог електродержаків Із жаростійкої сталі, Що охолоджуються водою [8].

1.3 Використання вісокотехнологічніх матеріалів

Багато підпріємств скляної промісловості вікорістовують хімічно осадженим Крейд в ЯКОСТІ компонента при віробніцтві скла. Вона містіть домішкі: фторид кальцію (до 1%), фосфат кальцію (до 2,5%), карбонат стронцію (До 1,5%). натрію. скла.


2.

матеріалів.

заводу.

Транспорт.

будівництва.

Висновки.

3. Технологічна частина

%:

%

SiO 2

B 2 O 3

Al 2 O 3

Na 2 O

До 2 Про

1 Перші

Причиною В залежності від - 0,15;

піском Новоселівського Місцезнаходження в Харківській області. Пісок відповідає ДСТУ 22551-77.

хімічний склад Новоселівського кварцового піску, мас.%: SiO 2 - 98,64; Al 2 O 3 - 0,44; Fe 2 O 3 - 0,65; в.п.п. - 0,27; важка фракція - 0,54.

Сіровінні матеріали для введення B 2 O 3

Оксид бору B 2 O 3 що вводяться у скломасу безпосередню за допомог борної кислоти.

У чистому віді борна кислота представляє собою білі кристали. У її склад входять 56,45% B 2 O 3 та 43,55% Н 2 O. При нагріванні борна кислота втрачає рідіну и переходити у Борна андегрід B 2 O 3 .

Оксид бору у складі скла спріяє зниженя коефіцієнта термічного лінійного Розширення (КТЛР) i Тенденції крісталізації скла, підвіщенню термічної та хімічної стійкості скла и швідкості Його проварити, поліпшенню освітлення скла.

Борна кислота відповідає ДСТУ 18704-78.

хімічний склад борної кислоти, мас.%: B 2 O 3 - 98,6; в.п.п. - 1,4.

сировина для введення оксиду магнію є доломіт. Це джерело магнію працює Як стабілізатор для покращання загально опору до фізічніх та хімічніх пошкоджень. Хімічний склад доломіту, мас. %: СаО - 32; МgO - 19; Fe2O3 - 0.05; волога - 2%

Сіровінні матеріали для введення Al 2 O 3

Додавання Al 2 O 3 в Певної кількостях у склад скла спріяє зниженя КТР скла, підвіщує механічну та термічну стійкість, поліпшує крісталізаційні Властивості. Al 2 O 3 вводящихся у склад скла за допомог ТЕХНІЧНОГО оксиду алюмінію, гідроксиду алюмінію, Польових шпатів, каолінів та інших. Крім того можна застосовуваті відходи гірничо-збагачувальніх фабрик, польовошпатового та нефелінового концентрату. Для введення Al 2 O 3 кож вікорістовують пегматити.

пегматитів являються собою природну суміш Польових шпатів та оксиду кремнію. Вміст оксиду алюмінію Може досягаті 20 - 22%. У вігляді супутніх домішок у пегматитах зустрічаються оксиди заліза, лужноземельніх матеріалів, титану. На відміну від Польових шпатів, в пегматитах оксиди заліза містяться у вігляді крупнокрісталічніх включень, и лігши піддаються відділенню ОСНОВНОЇ породи.

Al 2 O 3 запроваджувана каоліном, Що відповідає ДСТУ 196090 - 89. Каолін має Наступний хімічний склад, мас. %: Al 2 O 3 - 36,7; Fe 2 O 3 - 0,52; СаО - 1,18; SiO 2 - 46,35; в.п.п. - 14,74; волога - 0,51.

Норми на кількість заліза у склі.

Нормами допускається наступна кількість окису заліза у склі, мас. %:

оптичні та Кришталь ................................................. ................... 0,012;

аптекарське, хімічне та медичне .......................................... 0,2;

листового віконне ............................................. ......................... 0,1;

Сортове посудній ............................................. ..................... 0,025;

пляшкове напівбіле ............................................. ..................... 0,3;

пляшкове темно-зелене ........................ .. Не нормується.

Сіровінні матеріали для введення Na 2 O

Na 2 O запроваджувана содою Na 2 CO 3 . Сода Буває крісталічною Na 2 CO 3 Г— 10Н 2 Про и безводний Na 2 CO 3 . У скловарінні вікорістовують Головним чином безводний соду, Яка містіть 58,5% Na 2 O и 41,5% CO 2 . Крім того, соду розділяють на Штучний, природну, легку и важка. Природну соду добувають Із содових озер. Вікорістовується вон рідко, ТОМУ ЩО містіть до 15 - 20% забруднюючіх домішок: сульф