Расчет химического состава массы и расхода сырья на производственную программу

1) Ниже приведен расчет химического состава массы, исходя из химического состава каждого компонента смеси и шихтового состава. В сырьевой смеси используются глинистые компоненты такие как Глуховецкий каолин, глина Новорайская ДНПК и глина Гайдуковка. В качестве отощителей используются гранитные отсевы и кварцевый песок. В качестве флюсующего компонента используют доломит. Сырьевая смесь имеет следующий шихтовой состав:

– Глуховецкий каолни – 13%;

– ДНПК – 9%;

– глина Гайдуковка – 40%;

–гранитные отсевы – 13%;

– кварцевый песок – 10%;

– доломит – 15%.

Глина Гайдуковка вводится в количестве 40-ка % для того, чтобы снизить затраты на транспортировку сырья, так как данная глина имеется на территории Республики Беларусь, в отличие от других глинистых в составе смеси.

Рассмотрим таблицу 2.3.1, в которой приведен химический состав сырьевых материалов, используемых для производства облицовочной плитки в настоящем проекте:

Табл. 2.3.1 – Химические составы сырьевых материалов

Материалы	шихт. сост.	оксидный состав, масс. %	ППП	∑
SiO₂	Al₂O₃	TiO₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	K₂O	Na₂O	SO₃
глуховецкий каолин			36,1	0,6	0,4	0,8	0,2	0,2	0,2		13,5
ДНПК		51,37	32,44	0,05	1,09	1,02	0,78	2,73	1,6		8,92
Гайдуковка		56,08	13,85		4,51	8,19	2,63	3,76	0,84		10,14
Гранитные отсевы		60,35	15,9	0,5	7,25	5,05	2,05	3,1	3,45	0,25	2,1
Кварцевый песок			1,37		0,05	0,5	0,5	0,15	0,12		1,31
Доломит		3,61	1,65	0,31		30,41	21,1				42,92

Исходя из данных таблицы рассчитываем суммарное количество каждого оксида в смеси и ППП:

SiO₂=0,13 48+0,09 51,37+0,4 56,08+0,13 60,35+0,1 96+0,15 3,61=51,28

Al₂O₃=0,13 36,1+0,09 32,44+0,4 13,85+0,13 15,9+0,1 1,37+0,15 1,65=15,6

TiO₃=0,13 0,6+0,09 0,05+0,4 0+0,13 0,5+0,1 0+0,15 0,31=0,19

Fe₂O₃=0,13 0,4+0,09 1,09+0,4 4,51+0,13 7,25+0,1 0,05+0,15 0=2,9

CaO=0,13 0,8+0,09 1,02+0,4 8,19+0,1 5,05+0,1 0,5+0,15 30,41=8,74

MgO=0,13 0,2+0,09 0,78+0,4 2,63+0,13 2,05+0,1 0,5+0,15 21,1=4,63

K₂O=0,13 0,2+0,09 2,73+0,4 3,76+0,13 3,1+0,1 0,15+0,15 0=2,19

Na₂O=0,13 0,2+0,09 1,6+0,4 0,84+0,13 3,45+0,1 0,12+0,15 0=0,97

SO₃=0,13 0+0,09 0+0,4 0+0,13 0,25+0,1 0+0,15 0=0,03

ППП=0,13 13,5+0,09 8,92+0,4 10,14+0,13 2,1+0,1 1,31+0,15 42,92=13,46,

далее посчитаем сумму всех оксидов: 100-ППП=100-13,46=86,54.

Теперь необходимо пересчитать количество каждого оксида без учета ППП в сырьевой смеси. Для этого принимаем 86,54 за 100%, а количество оксида – за х,

Составляем пропорцию, например, для SiO₂ 86,54 – 100

51,28 – х и находим из неё х:

х=51,28 100/86,54=59,26.

Так рассчитываем для каждого компонента:

Al₂O₃=15,6 100/86,54=18,03

TiO₃=0,19 100/86,54=0,22

Fe₂O₃=2,9 100/86,54=3,35

CaO=8,74 100/86,54=10,1

MgO=4,63 100/86,54=5,35

K₂O=2,19 100/86,54=2,53

Na₂O=0,97 100/86,54=1,12

SO₃=0,03 100/86,54=0,04.

Данные заносим в таблицу 2.3.2:

Таблица 2.3.2 – Химический состав массы

Хим. состав	оксидный состав, масс. %	ППП	∑
SiO₂	Al₂O₃	TiO₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	K₂O	Na₂O	SO₃
масса композиции с ППП	51,28	15,6	0,19	2,9	8,74	4,63	2,19	0,97	0,03	13,46
масса керамического черепка (без ППП)	59,26	18,03	0,22	3,35	10,1	5,35	2,53	1,12	0,04	–

2) Теперь рассчитаем массу полученной плитки.

Дан план производства: 1500000 м² плитки в год.

Даны размеры: 300х200х6 мм, значит можно найти объём одной плитки:

V=300х200х6=360000 (мм³), переведем объём в метры кубические 360000мм³=0,00036м³.

Дана плотность равная 1,9 т/м³, значит, если есть объём и плотность, то можно найти массу одной плитки: m=1,9 0,00036=0,000684 (т).

Далее составим пропорцию:

0,000684т – 0,06 м²

х т – 1500000 м², теперь можно найти х:

х=0,000684 1500000/0,06=17100 (т) – масса готовой продукции. Далее это будет H₀.

3) Далее рассчитываем потребность в сырье:

для этого используем следующие формулы:

H_i=H_(i-1)+R_i-S_i

R_i=H_(i-1) P_i/(100-P_i)

S_i=R_i B_i/100

G_i=H_i 100/(100-W_i),

где H_i – количество перерабатываемого на текущие операции материала по сухой массе, т.

H₍_i_-1) – количество перерабатываемого материала на предыдущие операции, т.

R_i – абсолютная величина потерь на текущие операции, т.

S_i – возврат материала в производство (только при расчете возвратных потерь), т.

P_i – пооперационные потери, %.

G_i – количество перерабатываемого на текущие операции материала с учетом влажности, т.

B_i – возвратные потери, %.

W_i – влажность материала, %.

Составим таблицу 2.3.3:

Таблица 2.3.3 – Характеристика технических переделов

№	наименование технических переделов	Pi, %	Bi, %	позиция возврата	Wi, %
	Хранение готовой продукции	0,5		–
	Упаковка и сортировка			–
	Обжиг политой			–
	Глазурование	0,2		–
	ППП	13,46		–
	Обжиг утельный			–
	Сушка	0,5		–	0,5
	Прессование	0,8			5,5
	Обзевоживание пресс-порошка
	Получение и хранение шликера	1,5		–
	Подготовка и транспортировка глинистого сырья	0,5		–
	Склад глинистых материалов	0,5		–
	Транспортировка и складирование доломита	0,5		–
	Транспортировка и складирование кв. песка	0,5		–
	Транспортировка и складирование гранитных отсевов	0,5		–

Произведем следующие расчеты:

1) Хранение готовой продукции:

R₁=17100 0,5/(100-0,5)=85,92 (т)

S₁=85,92 95/100=81,62 (т)

H₁=17100+85,92=17185,92 (т)

2) Упаковка и сортировка:

R₂=17185,92 2/(100-2)=350,73 (т)

S₂=350,73 90/100=315,66 (т)

H₂=17185,92+350,73=17536,65 (т)

3) Обжиг политой:

R₃=17536,65 5/(100-5)=922,98 (т)

S₃=922,98 90/100=830,68 (т)

H₃=17536,65+922,98=18459,63 (т)

4) Глазурование:

R₄=18459,63 0,2/(100-0,2)=36,99 (т)

S₄=36,99 92/100=34,03 (т)

H₄=18459,63+36,99=18496,62 (т)

5)ППП:

R₅=18496,62 13,46/(100-13,46)=2876,87 (т)

S₅=2876,87 0/100=0 (т)

H₅=18496,62+2876,87=21373,49 (т)

6) Обжиг утельный:

R₆=21373,49 5/(100-5)=1124,92 (т)

S₆=1124,92 90/100=1012,43 (т)

H₆=21373,49+1124,92=22498,41 (т)

7) Сушка:

R₇=22498,41 0,5/(100-0,5)=113,06 (т)

S₇=113,06 97/100=109,67 (т)

H₇=22498,41+113,06=22611,47 (т)

G₇= 22611,47 100/(100-0,5)=22725,10 (т)

8) Прессование:

R₈=22725,10 0,8/(100-0,8)=183,27 (т)

S₈=183,27 97/100=177,72 (т)

H₈=22725,10+183,27=22908,37 (т)

G₈=22908,37 100/(100-5,5)=24241,66 (т)

9) Обезвоживание пресс-порошка:

R₉=24241,66 3/(100-3)=749,74 (т)

S₉=749,74 90/100=674,77 (т)

H₉=24241,66+749,74=24991,40 (т)

G₉=24991,4 100/(100-6)=26586,60 (т)

10) Получение и хранение шликера:

R₁₀=24991,40 1,5/(100-1,5)=380,58 (т)

H₁₀=24991,40+580,58-177,72-674,77=24719,49 (т)

G₁₀=24719,49 100/(100-38)=39870,15 (т)

H_{10каолин}=0,13 24719,49 =3213,53 (т)

H_10ДНПК=0,09 24719,49 =2224,75 (т)

H_{10Гайдуковка}=0,40 24719,49 =9887,80 (т)

H_{10отсевы}=0,13 24719,49 =3213,53 (т)

H_10песок=0,10 24719,49 =2471,95 (т)

H_{10доломит}=0,15 24719,49 =3707,92 (т)

11) Подготовка и транспортировка глинистого сырья:

R_{11каолин}=3213,53 0,5/(100-0,5)=16,15 (т)

H_{11каолин}=3213,53+16,15=3229,68 (т)

G_{11каолин}=3229,68 100/(100-22)=4140,62 (т)

R_11ДНПК=2224,75 0,5/(100-0,5)=11,18 (т)

H_11ДНПК=2224,75+11,18=2235,93 (т)

G_11ДНПК=2235,93 100/(100-22)=2866,58 (т)

R_{11Гайдуковка}=9887,80 0,5/(100-0,5)=49,69 (т)

H_{11Гайдуковка}=9887,80+49,69=9937,49 (т)

G_{11Гайдуковка}=9937,49 100/(100-22)=12740,37 (т)

12) Склад глинистых материалов:

R_{12каолин}=3229,68 0,5/(100-0,5)=16,23 (т)

H_{12каолин}=3229,68+16,23=3245,91 (т)

G_{12каолин}=3245,91 100/(100-22)=4161,42 (т)

R_12ДНПК= 2235,93 0,5/(100-0,5)=11,24 (т)

H_12ДНПК=2235,93+11,24=2247,17 (т)

G_12ДНПК=2247,17 100/(100-22)=2880,99 (т)

R_{12Гайдуковка}=9937,49 0,5/(100-0,5)=49,94 (т)

H_{12Гайдуковка}=9937,49+49,94=9987,43 (т)

G_{12Гайдуковка}=9987,43 100/(100-22)=12804,40 (т)

13) Транспортировка и складирование доломита:

R_{13Доломит}=3707,92 0,5/(100-0,5)=18,63 (т)

H_{13Доломит}=3707,92+18,63=3726,55 (т)

G_{13Доломит}=3726,55 100/(100-3)=3841,80 (т)

14) Транспортировка и складирование кв. песка:

R_14Песок=2471,95 0,5/(100-0,5)=12,42 (т)

H_14Песок=2471,95+12,42=2484,37 (т)

G_14Песок=2484,37 100/(100-3)=2561,21 (т)

15) Транспортировка и складирование гранитных отсевов:

R_{15Отсевы}=3213,53 0,5/(100-0,5)=16,15 (т)

H_{15Отсевы}=3213,53+16,15=3229,68 (т)

G_{15Отсевы}=3229,68 100/(100-3)=3329,57 (т).

Теперь все данные запишем в таблицу 2.3.4:

Таблица 2.3.4 – Потребность в сырьевых материалах

№	наименование технологических переделов	R_i, т	S_i, т	H_i, т	G_i, т
	Хранение готовой прод-ии	85,92	81,62	17185,92
	Упаковка и сортировка	350,73	315,66	17536,65
	Обжиг политой	922,98	830,68	18459,63
	Глазурование	36,99	34,03	18496,62
	ППП	2876,87	–	21373,49
	Обжиг утельный	1124,92	1012,43	22498,41
	Сушка	113,06	109,67	22611,47	22725,10
	Прессование	183,27	177,72	22908,37	24241,66
	Обезвоживание пресс-порошка	749,74	674,77	24991,40	26586,60
	Получение и хранение шликера:	380,58		24719,49	39870,15
	Каолин			3213,53
	Продолжение таблицы 2.3.4
	ДНПК			2224,75
	Гайдуковка			9887,80
	Гр. Отсевы			3213,53
	Кв. песок			2471,95
	Доломит			3707,92
	Подготовка и транспортировка глинистого сырья:
	Каолин	16,15		3229,68	4140,62
	ДНПК	11,18		2235,93	2866,58
	Гайдуковка	49,69		9937,49	12740,37
	Склад глинистых материалов:
	Каолин	16,23		3245,91	4161,42
	ДНПК	11,24		2247,17	2880,99
	Гайдуковка	49,94		9987,43	12804,40
	Транспортировка и складирование доломита	18,63		3726,55	3841,80
	Транспортировка и складирование кв. песка	12,42		2484,37	2561,21
	Транспортировка и складирование гр. Отсевов	16,15		3229,68	3329,57

Далее определим годовую потребность в сырьевых материалах, исходя из данных таблицы 2.3.4, и запишем её в таблицу 2.3.5:

Таблица 2.3.5 – годовая потребность в сырьевых материалах

Вид сырья	Годовая потребность G_i, т
Глуховецкий каолин	4161,42
ДНПК	2880,99
Глина Гайдуковка	12804,40
Гранитные отсевы	3329,57
Доломит	3841,80
Кварцевый песок	2561,21