طرح تولید ظروف شیشه ای نسوز چیست ؟ شیشه ها را می توان به شیشه صنعتی وشیشه های تخصصی با کاربردهای خاص تقسیم نمود. خواص دقیق شیشه های تولیدی وابسته به ترکیب، فرمولاسیون مواد اولیه و فرایند فرآوری آن است. در ادامه به بررسی خلاصه ای از طرح تولید ظروف شیشه ای نسوز می پردازیم.
منبع: طرح تولید ظروف شیشه ای نسوز
آشنایی با انواع شیشه
اکنون به بررسی انواع شیشه ها بلحاظ دسته بندی تخصصی و صنعتی با توجه به ترکیبات آنها می پردازیم.
1-شیشه از سلیس خالص :
این نوع شیشه در محصولاتی مقاوم در برابر دمای بالا استفاده می شود .
2-شیشه از سیلیس ۹۶% :
این نوع شیشه دارای خواص فیزیکی و شیمیایی بسیار نزدیک به شیشه کوارتز است و از آن برای ساخت محصولات مقاومت در برابر دماهای بسیار بالا و در پنجره های هواپیما استفاده می شود .
3- شیشه با ترکیب سودا، آهک و سیلیس :
این شیشه کیفیت بالایی را دارا می باشد و برای تولید ظروف و جام های شیشه ای و حبابهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند.
۴- شیشه دارای ترکیب سرب ، قلیاوسیلیکات :
از این شیشه به شیشه فلینت نیز نام می برند و از آن برای تولید لوله های ترمومتر ، قسمت هایی از لامپ های الکتریکی و نئون استفاده می شود .
۵۔ شیشه هایی با بیس بور سیلیکات :
از این شیشه ها برای تولید ظروف پیرکس و وسایل آزمایشگاهی استفاده می شود .
حال به بررسی شیشه های می پردازیم که در صنعت به خاطر خواص ویژه کاربردهای بخصوص دارند.
6- شیشه چند لایه ترکیبی :
این شیشه متشکل از دولایه شیشه ویک لایه ای پلیمری از مواد شفاف در نیان دولایه شیشه است . این لایه میانی که انعطاف پذیر و کشسان است و به این دلیل استفاده می شود که در صورتیکه شیشه بشکند ، تکه های آنرا بدون فروریختن نگهداری نموده وفشارهای خمشی زیاد را تحمل کند بدون آنکه بشکنند یا ترک بردارند این شیشه ها به محض برخورد و ترک برداشتن عمیق به خاطر فشار زیاد داخلی به صورت پودر درمی آیند و سختی و استجکام آن را به طریق لمینت کردن حرارتی ایجاد می کنند .
7- شیشه های اپتیکی :
این شیشه ها در تهیه لنزها ،عدسی ، منشورو شیشه لیزرها با کاربرد ها ایتیکی خاص مورد استفاده قرار می گیرد.
8- شیشه های مات :
در این ها شیشه ها کریستال زایی یا بلوری شدن صورت گرفته است. طی فرایند ساخت کریستالهای بیرنگ و شفاف در این شیشه ها به صورت نا نظم فرم می گیرند. بگونه ای که باعث انعکاس و انکسار نور در جهات مختلف و نتیجتاً کدر بودن شیشه می شوند .
نام محصولات | طرح تولید ظروف شیشه ای نسوز
نام کالای تولیدی ظروف شیشه ای پیرکس و اوپال می باشد که به نام شیشه های بورسیلیکات نیز معروف است
شیشه های اوپال
شیشه های اوپال اساسا” شیشه هایی کدر با ظاهر چینی مانند هستند. این شیشه که در مقیاس میکروسکوپی بلورهای شیشه دچار جدایی شده اند؛ ماتی آنها ناشی از انکسار و پراش داخلی نور بین فازهای جدا شده است. این جدایی فازی اغلب از نوع مایع – مایع یا مایع – بلور کریستالی است. این مسئله در تولید انواع اوپال تجاری عمومیت دارند.
شیشه اوپال نوع سوم که از به دام افتادن حبابهای ریز گازی در زمینه شیشه ای تشکیل می شود. به اوپال حباب دار مشهور هستند. این نوع شیشه مقاوم در برابر شوک حرارتی است. که به عنوان یک مکمل برای شیشه های پیرکس محسوب می شوند. آنها را بیشتر به صورت ظروف آشپزخانه و ظروف صنعتی مقاوم در برابر شوک حرارتی بکار می برند. شیشه های اوپال در برابر آب و شویندهای شیمیایی مقاومت خوبی دارند. اما در مقابل اسیدهای قوی ضعیف و محلولهای قلیایی دوام کمتری دارند. لذا شیشه های اوپال مخصوص آشپزخانه را نباید در محلولهای قلیایی شسته شوند.
ظروف پیرکس و مواد اولیه مصرفی | طرح تولید ظروف شیشه ای نسوز
ظروف شیشه ای پیرکس به تناسب قالب در انواع و اشکال محتلف چهارگوش ، مستطیل، بیضی و دایره ای طراحی و تولید میگردد و نیز از نظر رنگ ، به رنگ های سفید و قهوه ای در بازار موجود است اجزای اصلی مواد اولیه مورد استفاده در تولید شیشه های نسور پیرکس از سیلیس، اکسید بور، فلدسپات ، دولومیت، کربنات سدیم، کربنات پتاسیم ، خرده شیشه و انواع اکسیدهای تشکیل می شود اجزای فرعی تصفیه کننده هایی چون اکسید آرسینیک ، نیترات سـدیم ، سـولفات هـا برای خارج کردن حباب های هوا یا گاز موجود در مذاب هستند و اجزای رنگی کننده شیشه، از اکسید یا نمکهای عناصری چون آهن ، نیکل ، کبالت ، منگنز ، مـس ، کـروم بـا درصد های مختلف برای رنگی کردن شیشه تشکیل می شود.
بررسی رنگ در شیشه
عمده ترین عامل ایجاد رنگ در شیشه اکسید آهن است کـه در مرحله خرد کردن و آسیاب کردن وارد مواد اولیه می شود برای جدا کردن آن از روش مغناطیس یا شستشو با اسید استفاده می شود اجزای بیرنگ کننده شیمیایی شیشه عبارتند از کبالت، سیلیسیم و منگنز .ظروف پیرکس تولیدی تا دمای 700 درجه سنتی گراد مقاومت دارند وفرآیند عملیاتی بدین ترتیب است که مواد اولیه پس از آسیاب شدن و رسیدن مش پودر به اندازه مورد نظر از دستگاه جدا کننده ذرات آهن بصورت مغناطیسی عبور می کند تا شیشه در زمان تولید شفافیت خود را از دست ندهد . پس از توزین مواد اولیه خرده شیشه آسیاب و تمیزشده نیز به نسبت مناسب به مواد اولیه اضافه می گردد . سپس مواداولیه به داخل مخلوط کن انتقال و پس از اختلاط لازم وافزودن آب بسمت کوره هدایت می شود و عملیات ذوب در کوره انجام می گردد ذوب زمانی کامل می شود که هیچ دانه کریستالی و جامد در مذاب باقی نمانده باشد.
سپس در مرحله تصفیه مذاب گازهای بوجود آمده بر اثر انجام واکنش داخلی مذاب حذف می گردند. در صورت نیاز برای حباب زدایی از از کلرید سدیم یا کلرید پتاسیم استفاده می شود در ادامه هموژنیزه و یکنواخت شدن مذاب انجام میگیردو دما به تدریج کاهش می یابد تا شرایط لازم برای شکل گیری ویسکوزیته مناسب لقمه گیری برای قسمت پرس آماده شود و مذاب بصورت کنترل شده در داخل قالبهایی ریخته شده و زیر پرس فرم بگیردو پس از شکل گیری شیشه تنش زدایی به صورت حرارتی آنیل می شود و پس از خروج از کوره آنیلینگ در قسمت کنترل کیفیت و بازرسی تفکیک محصولات سالم از معیوب مشخص و جدا سازی می گردد تا محصولات با کیفیت بسته بندی گردد.
مواد اولیه تولید شیشه اوپال
مواد اولیه مورد استفاده در تولید شیشه های اوپال از سیلیس ،بوراکس، فلدسپات ، آهک کلسیم فلوراید ، کربنات سدیم ، خرده شیشه و انواع اکسیدهای فلزی استفاده می شود فرایند تولید آن همانند تولید پیرکس از آسیاب ،مش بندی ،جداسازی فلزات ،اختلاط ،ذوب ،تصفیه ،همژن سازی ،قالب گیری و آنیلینگ و باززرسی و بسته بندی تشکیل می شود ظرفیت تولید ظرفیت تولید این واحدسالیانه 3000 تن انواع ظروف نسوز است .
دستگاه ها و تجهیزات تولید ظروف نسوز | طرح تولید ظروف شیشه ای نسوز
ماشین آلات مناسب در تولید محصـول با کیفیت نقـش موثری را دارند لذا لازم است انتخاب ماشین آلات مناسب با توجه به توانمنـدیهای کارخانـه هـای ماشین سازی داخل و تکنولوژی شرکت های خارجی مورد بررسی قرار گیرد و پس از گزینش ماشین آلات براساس ظرفیت اقتصادی نحوه کاربرد ماشین آلات و طرح استقرار آنها و مسیر جریان مواد آنها مشخص می گردد
معرفی بخش ها و دستگاه ها و تجهیزات خط تولید
بخش آماده سازی مواد اولیه :
در این بخش مـواد اولیـه به سـیلوها انتقال و ذخیره می شود مواد پس از آسیاب و مخلوط شدن با توجه به فرمولاسیون به سیلو منتقل می شود .
بخش کوره و ذوب :
کوره، ریفاینری و فورهارت بعنوان یک مجموعه در بخش ذوب شیشه می باشند در این سیستم پس از احتراق در یـک مبدل حرارتی ،خروجی حرارتی کوره که همراه گازهای احتراق است و از یک مسیر داخلی رد مـی شـود وبه هـوا ی سـوخت از مسـیر مجاور آن رد می شود را مجدد می توان مورد استفاده قرار داد . جنس کوره ها فلزی و سرامیکی است و راندمان تا 35 درصد را دارا می باشد در این بخش مواد مذاب درکوره پس از تصفیه و هموژن کردن آماده انتقال به قالب های فرمینگ می شود.
بخش دستگاه شکل دهنده ( پرس) :
این بخش شامل فیدرهای تامین لقمه برای پرس، اسـتوکر و قالـب هـا مـی باشـد ظرفیت دستگاه متناسب با نرخ خروجی کوره در دو دسـتگاه فرمینگ و متعلقـات آن استفاده می شود که به صورت موازی امکان تغذیه وفرم دهی را دارند. پرس ها دارای 12 قالب بوده و قالب ها پس از فعالیت در هر شیفت برای آماده سازی جایگزین و رزرو برای استفاده مجدد آماده می شوند تعداد قاب را بدلیل عدم توقف تولید دو نیم برابر ظرفیت دستگاه در نظرمی گیرند .
دستگاه و تجهیزات خط تولید | طرح تولید ظروف شیشه ای نسوز
تجهیزات و دستگاه خط تولید شیشه های نسوز عبارتند از :
- هفت دستگاه سیلو مواد اولیه با ظرفیت 80 مترمکعب و دو مخزن با ظرفیت 40 تن
- یک دستگاه الواتور به طول 10 متر جهت حمل مواد ،
- دو دستگاه نوارهای نقاله به طول 40 متر و ده متری
- یک آسیاب (گلوله )ای به ظرفیت خرد کردن 3 مترمکعب در هر ساعت
- یک دستگاه خردکن شیشه به ظرفیت 1000 کیلو در ساعت
- یک دستگاه شیشه شور به ظرفیت شستشو ی 1000 کیلو در ساعت
- یک دستگاه مخلوط کن با ظرفیت مخلوط کردن 3 مترمکعب در هر ساعت
- یک دستگاه جدا ساز مغناطیسی،
- یک دستگاه کوره گازی – برقی با ظرفیت 15 تن درساعت به همراه تجهیزات
- یک دستگاه لهر کوره ۱۲ متر در ۱۲۰ سانتیمتر
- یک سری تجهیزات توزین و کنترل مقادیر
- دو دستگاه پرس هیدرولیک باصفحه مدور12قالبی همراه استوکر و گلینرز
- یک دستگاه گرمخانه تنش زایی به طول 12 متر با تجهیزات
- یک دستگاه بسته بندی محصولات
کالای جایگزین | طرح تولید ظروف شیشه ای نسوز
انواع ظروف پلاستکی ، ملامین ، چینی ، روی ،مسی و تفلون را می توان کالاهای جانشین ظروف پیرکس دانست امـروزه بـاتوجه به بهداشت استفاده از ظروف شیشه ای میزان تمایل به استفاده نمـودن ازاین ظـروف افـزایش یافتـه است .
فرایند تولید
کلیه فرایندهای تولید شیشه علی رغم اندکی متفـاوت عملاً شبیه هستند.دراین فرایند مواد اولیه پس از ذخیره و اختلاط به کوره انتقال داده می شوندتا ا ز نظر ساختار شـیمیایی و فیزیکی شرایط لازم را برای تولید شیشه با کیفیت به شرخ ذیل را بدست آورد.
اختلاط مواد اولیه | طرح تولید ظروف شیشه ای نسوز
در مرحله نخست با توجه فرمولاسیون ترکیب مواد خام مورد نیاز شیشه تولیدی تعیبن و مطابق آن مواد خام به نسبت های مختلف وزن می شوند و برای دست آمدن دانه بندی مورد نیاز تولید ظروف شیشه ای این مواد داخل آسیاب ریخته شـده و پـس از آسـیاب شـدن بـرای حذف ذرات آهـن از آن از جداساز مغناطیسی عبور داده می شوند تا رنگ شیشه های پیرکس مناسب باشد سپس مـواد اولیه توزین شده پس از عبور ازمخلوط کن به سمت کوره هدایت می گردند.
مرحله ذوب و تصفیه
ذوب با ورود batch به داخل کوره آغاز شده و تا زمانی ادامه پیدا می کند که هیچ ماده جامدی بـاقی نمانـده باشد. معمولا در کوره های ذوب سعی می شود عمل ذوب تا وسط کوره تمام شود و از آن بـه بعـد بچ ذوب نشده در مذاب وجود نداشته باشد. در عمل سعی بر این است تا با دانه بندی مناسب مواد اولیه مورد استفاده در اخـتلاط بچ و بارگیری آن در کوره همراه با تنظیم شعله عملیات ذوب به درستی صورت پذیرد ترکیب بچ ،دانه بندی ، نحوه تنظبم شعله و نحوه تغذیه کوره روی شرایط ذوب تاثیر دارد. با ورود بچ مواد اولیه به داخل کوره و قرار گرفتن در دمای بالا طی واکنش های شیمیایی و فیزیکی آب موجود تبخیر شده و در برخی از اجزای ذوب فاز های مایع تشکیل و گازهایی چون so2 و co2 ایجاد می شود.
به مرور فاز مذاب یکنواخت به پیش می روددر ادامه ضمن تصفیه مذاب در مورد شیشه های نسوز با استفاده از کلرید سدیم یا کلرید پتاسیم برای خروج حباب های هوا وگازهای حاصل از واکنش ، مرحله یکنواختی یا هموژن شدن ترکیبات شیشه همزمان با عملیات حرارتی صورت میگیردمنظور از هموژن کردن مذاب یکنواختی ترکیب مذاب شیشه در تمام نقاط آن است تا خواص شیشه نظیر دانسیته و ضریب شکست و سایر خواص فیزیک شیشه همسان گردد.
عوامل موثر بر ذوب شیشه | طرح تولید ظروف شیشه ای نسوز
مهمترین عوامل موثر در ذوب مناسب شیشه عبارتند از :
- ترکیب مواد اولیه شیشه که اگر درصد قلیایی بودن بالایی داشته باشدذوب راحت تر می شود
- میزان درجه حرارت کوره بالاتر باشد ذوب سریعتر خواهد بود
- دانه بندی مواد اولیه درشتر باشد ذوب مشکل تر می شود
- میزان و دانه بندی شیشه خورده هرچـه بیشـتر باشـد ذوب بهتر صورت می گیرد.
- فرمولاسیون بچ ومیزان قلیایی بودن آن در شرایط ذوب مهم است
- هموژن بچ و ترکیب یکنواخت آن و استفاده از کمک ذوب شرایط مذاب را مناسب تر می نماید
عوامل موثر بر هموژن بودن مذاب شیشه
عوامل موثر بر هموژن بودن مذاب شیشه شامل : درجه حرارت کوره ،مدت زمان ترکیب مخلوط و اجزا آن ، زمان انتقال و میزان جابه جایی ، به هم خوردن و واکنش های بین مذاب و دیرگدازی می باشد.
شرایط حرارتی
آخرین مرحله بخش مذاب تنظیم شرایط حرارتی است. شیشه در حالت مذاب دمای 1500 درجه دارد ولی برای شکل گیری نیاز به ویسکوزیته بالاتری دارد یعنی دمای آن باید کمتر شود . بنابراین پس از اینکه ذوب به صو رت کامل انجام گرفت ، دما به تدریج کاهش می یابد تا به شـرایط لازم برای شکل گیری برسد .
مرحله شکل گیری ظرف | طرح تولید ظروف شیشه ای نسوز
پرس
این روش برای ظروفی به کار می رود که قطر داخلی و خارجی آن از پایین به بالا افزایش می یابد دسنگاه پرس قالب ها در یک سینی روتاری است که حالت دورانـی داشته ومحل بلانچرقالب ها ثابت است . پس از افتادن لقمه در قالب ، بلانچر وارد قالب شده و مذاب را به جداره پخش می کند. در روش شکل پذیری در یک مرحله انجام می شود
روش پرس و دمش
مذاب یکنواخت در فورهارت که ارتفاع آن کم است وحتی الامکان از نظر دما یکنواخت شده است وارد سیستم تغذیه کننده می شود این سیستم شامل لگن، تیوپ، بلانچر ورینگ قیچی است و لقمه مواد مذاب ازآن خارج می شود برای ظروفی دهان گشاد که از پایین به بالا قطر آن کم می شود از روش پرس و دمش استفاده مـی شـود این شکل گیری در دو مرحله صورت می گیرد . ابتدا لقمه وارد Blank شده و شکل اولیه را به خود می گیـرد و شـکل گیـری بـه همـان روش پرسی انجام می شود.
سپس لقمه شـکل گرفتـه شده از داخـل Blank قالب خـارج شـده و در قالـب اصـلی قـرار می گیرد تا شکل نهایی ایجاد شود و سپس قالب باز شده و ظـرف خـارج مـی شـود . در صورتی که دمای قالب بیش از اندازه باشد مقداری مذاب به آن می چسبد. جهت کاهش اصطکاک قالب هـا را با روغن آغشته می کنند.
روش دمش و دمش
از ایـن روش برای ظروفی دهان تنگ که قطر دهانه آنها از پایین به بالاست استفاده می شود. پس از قرارگیری لقمه در Blank ابتدا هوای اول از زیرلقمه بـه آن دمیـده مـی شـود. هوای دوم داخل مذاب را خالی می کند . آنگاه قالب اولیه معکوس می شود؛ سپس وارد قالب اصلی می شود و هوای سوم به داخل مذاب شکل گرفته دمیده شده و شکل نهایی را به آن می دهد
عملیات حرارتی
بعد از شکل گیری شیشه در قالب مرحله آنیلینگ یا تنش زدایی با عملیات حرارتی شروع می شود روند و سرعت رها شدن تنش ها با افزایش دما بیشـتر می شود. دلیل بوجود آمدن تنش ها در شیشه گرادیان حرارتی یا اختلاف درجه حرارت اسـت؛ که در حـین شـکل دهی و یا بعد از آن صورت می گیرد تنش هایی که حالت جامد ایجاد می شود تنش موقت هستند . این تنش ها پس از به تعادل رسیدن مایع از بین می رود . تنش های دائمی در حالت ویسکوز شیشه اگر تغییرات دمـا داشـته باشـیم ایجـاد شده و در دماهـای یکنواخت هم از بین نمی رود برای از بین بردن تنش های شیشه مظروف پس از شکل گیری در دستگاه دمای آن را به حد آنیلینگ رسانده و مدتی دراین حالت نگهداری می کنند محدوده دمای آنیلینگ برای ظروف پیرکس 540 الی 582 درجه سانتی گـراد است
ایستگاه ها ی کنترل کیفیت طرح تولید ظروف شیشه ای نسوز
درکنترل کیفیت ،محصولات درجریان ساخت جهت انطباق فرایند تولید با مشخصات فنی ارزیابی می گردد این عملیات سبب جلوگیری از تولید محصول معیوب و هـدر رفـتن سـرمایه می شود بازرسی و کنترل کیفیت در مراحل تحویل مواد اولیه،فراوری مواد اولیه ،مرحله ذوب ،تصفیه ،هموژناسیون ودر مرحله پایانی انجام می گیرد تولید ظروف نسوز انجام می گیرد واین کار با استفاده از کنترل ها ،نمونه گیری وتست درآزمایشگاه وکنترل شکل ظاهری لبه ، بدنه ، کف ،تیزی و برندگی محصول صورت می گیرد .
ج ) کنترل کیفیت محصول در این مرحله ظروف پیرکس تولیـد شـده تحـت بازرسـی از نظـر تـرک و شکستگی و تست شفافیت و میزان تحمل حداکثر دما قرار می گیرد. سپس به قسمت بسته بنـدی و در غیـر ایـن صورت به ماشین خردکننده ارسال خواهد شد
سرمایه گذاری مورد نیاز طرح تولید ظروف شیشه ای نسوز
بر اساس مطالعات گذشته احداث واحد تولید ظروف شیشه های نسوز در سال جاری با ظرفیت اقتصادی 3000 تن در محل امکان سنجی شده است. دارای نرخ بازدهی داخلی سرمایه گذاری بیشتر از 36 درصد است. بازگشت سرمایه گذاری حدود 3 سال بعد از زمان بهربرداری خواهد بود. در ادامه خلاصه‌ای از نیازمندی و مشخصات عمومی احداث این واحد ارائه شده است.
نتیجه مطالعات مالی و اقتصادی | طرح تولید ظروف شیشه ای
تحقیقات بازار در زمان بررسی با ارایه معیارهای محاسبه هریک از موارد برآورد سرمایه ثابت و در گردش و توضیح پیرامون هزینه‌های ثابت و متغیر طرح، پیش‌بینی و قیمت تمام‌شده و همچنین سود سالیانه طرح که محاسبه گردیده است. مهمترین شاخص‌های مالی و اقتصادی طرح با محاسبات مالی که از نرم‌افزار comfar III Expert استخراج شده است. وضعیت قابل قبولی را به لحاظ مالی نشان می دهد. جهت اخذ مجوز های تولید این محصول و تامین زیر ساخت براساس پلان های مهندسی تولید استاندارد و صادرات محور می توانید در تمامی مراحل انجام کار از زمان بررسی ایده تا پیاده سازی و زمان بهره برداری از مشاوران و کارشناسان خبره و با تجربه کاردوک کمک بگیرید.
خدمات قابل ارایه کاردوک به طرح‌ها و واحدهای تولید کننده
برای تهیه طرح توجیهی در زمینه های مختلف می توانید با کارشناسان تماس بگیرید. از جمله خدمات مرکز مشاوره کسب و کار کاردوک می توان به موارد زیر اشاره داشت :
- ارائه خدمات در انتخاب ماشین آلات، تاسیسات عمومی و طراحی سایت پلان
- تامین نیروی انسانی نصب و راه اندازی ماشین آلات و تاسیات عمومی طرح تولید
- مشاوره فرمولاسیون مواد اولیه
- مشاوره اصلاح تکنواوژی، نوسازی و بازسازی واحدهای قدیمی
- مشاوره صادرات محصول با کیفیت به کشورهای دیگر
- تهیه طرح توجیهی و امکان سنجی طرح با استفاده از نرم افزار اختصاصی توسط متخصصین کارآمد مهندسی
- ثبت نام در سامانه بهین یاب و سامانه مختلف
برای دریافت مشاوره از متخصصان مرکز مشاوره کاردوک جهت نوشتن طرح توجیهی می توانید با شماره 02166418908 تماس بگیرید