3 Розрахунок матеріального балансу для виробництва фарфорового та фаянсового посуду

Матеріальний баланс виробництва розраховується, згідно із зворотнім ходом технологічного процесу, починаючи з упакування готової продукції та закінчуючи складом сировинних матеріалів. Розрахунок балансу призначений для встановлення кількості сировинних матеріалів, необхідних для випуску всього об’єму продукції, а також потрібний для розрахунку кількості основного технологічного устаткування.

Попередня підготовка тонкокерамічної маси для виготовлення фарфоро-фаянсового посуду здійснюється тонким мокрим помелом компонентів сумісним, або відокремленим способом з багатократною переробкою маси перед формуванням. Обов'язковим є ситове та магнітне збагачення.

Формування фарфору та фаянсу господарчого призначення частіше здійснюють методом пластичного формування або шлікерного відливання в гіпсові форми в залежності від призначення виробів (рис. 3.1), для виготовлення пласких фаянсових виробів використовують й напівсухе пресування [17, 29].

Пластичним способом виготовляють до 95% побутового посуду. Це фарфоро-фаянсові пласкі вироби різних розмірів, що мають форму тіл обертання (тарілки, блюдця), та порожнисті вироби з широким горлом (чашки, піали). При цьому способі виготовляють заготовки, яким на шпиндельному станку надають остаточну форму [32, 33].

Способом шлікерного відливання в гіпсові форми виготовляють тонкостінні вироби складної форми та з вузьким горлом (заварники, вази). При цьому способі обов’язковим є зневоднення шлікеру для видалення водорозчинних солей з наступним розпусканням коржів. Приготовлений шлікер подається під тиском до гіпсових форм та зливним або наливним способом формуються вироби.

Для сушіння тонкокерамічних виробів використовують конвекційний метод за допомогою гарячого повітря, найбільш поширені теплові агрегати – конвеєрні сушарки. Для виробів з приставними деталями використовують двохстадійну сушку, при цьому важливо, щоб вологість виробу та приставної деталі були однакові. Для приєднання ручок використовують жижель (керамічний шлікер густої консистенції з додаванням до 10% глазурі). Перша сушка потрібна для надання первинної міцності напівфабрикату, а під час другої сушки висушується виріб з приставною деталлю.

Особливістю виробництва господарчого фарфору і фаянсу є також наявність утильного випалу керамічного матеріалу та нанесення глазурі на випалений черепок. Це необхідно для запобігання розкисання тонкостінних виробів під час процесу глазурування.

Методи декорування виробів дуже різноманітні та можуть бути застосовані перед нанесенням глазурі, або після политого випалу [34-36].

	Компоненти шихти
	Тонкий мокрий помел, збагачення
	Отримання пластичної маси		Отримання шлікеру		Отримання прес-порошку
	W=22-24%	W= 20-21%	W= 32-33%		W= 6-8%
	Виготовлення заготівок Пластичне формування на шпиндельному станку за допомогою ролика	Виготовлення заготівок Пластичне формування на шпиндельному станку за допомогою шаблону	Відливання виробів в гіпсові форми (стенди)		Пресування ІІІ стадійне (І стадія 7,5-8,0МПа, ІІ стадія 15-16МПа, ІІІ стадія 30-50 МПа)
	І cушка в гіпсових формах (t до 70оС, W=12-14%), конвеєрна сушарка	І сушка в гіпсових формах (до W=5%), конвеєрна сушарка	Виймання з форми, зрізання «літників», W= 22-23%		Сушка (W=0,5-1,0%), конвеєрна сушарка
	Вилучення виробів з форми	Вилучення виробів з форми	І сушка (W= 14-16%), конвеєрна сушарка		Підглазурне декорування
Ручки W=12-14%, Жижель	Оправка та приставка ручок	Оправка	Ручки та носики W=12-14%, Жижель	Оправка та приставка деталей	Глазурування (зануренням, пульверизацією)
	Зачистка	Утильний випал(конвеєрна піч)	ІІ сушка (W=0,5-1,0%), конвеєрна сушарка		Випал (тунельна піч)
	ІІ сушка (конвеєрна сушарка, W=0,5-1,0%)	Глазурування (зануренням)	Утильний випал (конвеєрна піч)		Фаянсовий плаский посуд
	Утильний випал (конвеєрна піч)	Политий випал (тунельна піч)	Глазурування (зануренням, поливом)
	Глазурування (поливом)		Политий випал (тунельна піч)
	Политий випал (тунельна піч)	Пласкі фарфоро-фаянсові вироби	Фарфор та фаянс складної форми з вузьким горлом
	Порожнисті фарфорові вироби з приставними деталями

Рисунок 3.1 – Загальні технологічні схеми виробництва фарфоро-фаянсового посуду

1. Виробництво пласких виробів способом пластичного формування (сумісний мокрий помел компонентів)

Приклад технологічної схеми виробництва посуду (без приставних деталей) пластичним способом приведений на рис. 3.2. В цій технологічній схемі передбачається, що глазурний шлікер подається готовим з дільниці приготування глазурі.

Для розрахунку матеріального балансу технологічної лінії продуктивністю 3000 т/рік приймаємо наступні норми технологічного процесу (табл. 3.1) та склад маси (табл. 3.2). Всі матеріали подаються в подрібненому стані.

Таблиця 3.1 – Технологічні нормативи виробництва, мас.%

Найменування нормативу	Показник
1	2
Брак сортування	2,00
Брак политого випалу	1,00
Втрати при прожарюванні глазурі	7,55
Кількість глазурі на виробах	5,00
Вологість глазурного шлікеру	45,00
Брак утильного випалу	2,00
Втрати при прожарюванні керамічної маси	8,06
Залишкова вологість керамічного напівфабрикату	5,00
Брак оправки (зворотній)	2,00
Брак при сушінні (зворотній)	3,00
Вологість виробів, що йдуть на сушіння	21,00
Брак пластичного формування (зворотній)	4,00
Втрати при повторному проминанні	0,10
Вологість керамічної маси, що подається на вилежування	22,00
Втрати при гомогенізації та вакуумуванні	0,50
Втрати при різці коржів	0,20
Втрати маси на фільтр-пресі	0,20
Вологість шлікеру, що подається до фільтр-пресу	60,00
Втрати при помелі в кульовому млині та збагаченні	0,20
Втрати сировини при дозуванні та на складі	0,15
Втрати електролітів при дозуванні та на складі	0,10

Польовий шпат W =3%	Пісок кварцовий W=3%	Каолін W=6%	Глина 1 W=16%	Глина 2 W=14%
Склад (бункер)	Склад (бункер	Склад (бункер)	Склад (бункер)	Склад (бункер)
Дозування (терези)	Дозування (терези)	Дозування (терези)	Дозування (терези)	Дозування (терези)
Вода Сода W=2%	Мокрий помел компонентів (кульовий млин, W=60%)
Реотан W=50%	Збагачення (ситове та магнітне)
Рідке скло W=50%	Зберігання (пропелерний змішувач)
	Зневоднення шлікеру (фільтр-прес, W=22%)
	Різка коржів
	Промин (вакуум-м´ялка)
	Вилежування (масосховище, W=5%)
	Повторний промин, формування заготівок заданого діаметру (стрічковий вакуум-прес)
Брак	Формування виробів (шпиндельний напівавтомат)
Брак	Сушіння (конвеєрна сушарка, W=5%)
Брак	Оправка
	Утильний випал (конвеєрна піч)
Глазурний шлікер (W=45%)	Глазурування (глазурувальний напівавтомат)
	Политий випал (тунельна піч)
	Сортування, пакування
	Зберігання (склад)

Рисунок 3.2 – Технологічна схема виготовлення плаского посуду за способом пластичного формування

Таблиця 3.2 – Склад керамічної маси, мас.%

Найменування сировини	Кількість у складі маси	Вологість матеріалу
Глина 1	12,15	16
Глина 2	22,72	14
Каолін	24,62	6
Пісок кварцовий	13,95	3
Польовий шпат	24,83	3
Сода	0,26	2
Реотан	0,79	50
Рідке скло	0,68	50
Сума	100	-

З урахуванням втрат при сортуванні (2%), до сортувальної дільниці необхідно подати:

=3061,22 т/рік

Втрати при сортуванні складають: 3061,22 - 3000,00=61,22 т/рік

З урахуванням браку политого випалу (1%), в піч необхідно завантажити виробів:

=3092,15 т/рік

Брак политого випалу складає: 3092,15 - 3061,22=30,93 т/рік

Политий випал – це випал, який необхідний для закріплення глазурі на керамічному матеріалі. Оскільки керамічний матеріал вже попередньо випалений (утильно), то під час политого випалу ніяких втрат маси з керамічного матеріалу не відбувається. Відбуваються втрати маси глазурі.

Для того, щоб дізнатись скільки втрат відбувається під час политого випалу, необхідно знати – скільки на виробах нанесено глазурі. Зазвичай, в технологічних нормах зазначається – скільки глазурі (5%) йде на глазурування керамічного матеріалу понад 100%, тому цей показник треба перерахувати на 100%.

На 100% випаленого напівфабрикату – йде 5% глазурі, тобто

в 105% глазурованих виробів – 5% глазурі

в 100% глазурованих виробів – х% глазурі

х=4,76% - глазурі на глазурованих виробах

Втрати при прожарюванні глазурі, за вихідними даними, складають 7,55%. Враховуючи кількість глазурі на утильно випалених виробах, розраховуємо втрати при прожарюванні під час политого випалу:

=0,36%

З урахуванням цих втрат, які відбуваються під час политого випалу, необхідно виготовити глазурованих виробів:

=3103,30 т/рік

Отже втрати при политому випалі складають:

3103,30 - 3092,15=11,16 т/рік

Розрахунок необхідної кількості глазурі проводимо наступним чином. Кількість сухої глазурі на утильно випалених виробах складає 4,76%, а отже у ваговій кількості:

=147,78 т/рік

Вологість глазурного шлікеру 45%, тому на глазурування утильно випалених виробів необхідно подати глазурного шлікеру:

=268,68 т/рік

Волога, що видаляється з глазурі під час сушіння та политого випалу, складає:

268,68 - 147,78=120,91 т/рік

Таким чином, кількість глазурної суспензії, яка щорічно подається з цеху приготування глазурі, складає 268,68 т/рік.

Далі ведемо розрахунок по лінії керамічної маси.

Кількість утильно випалених виробів дізнаємось шляхом відраховування із загальної маси виробів, що йдуть на политий випал, кількості сухої глазурі:

3103,30 - 147,78=2955,53 т/рік

Брак утильного випалу виробів, за вихідними даними, складає 2%, з урахуванням цього необхідно виготовити:

=3015,84 т/рік

Брак утильного випалу складає:

3015,84 - 2955,53=60,32 т/рік

Втрати керамічної маси при прожарюванні складають 8,06%, з урахуванням цих втрат до печі утильного випалу, необхідно подати сухого напівфабрикату:

=3280,23 т/рік

Втрати при прожарюванні керамічної маси складають:

3280,23-3015,84=264,39 т/рік

Вироби до печі поступають із залишковою вологістю, яка за умовами складає 5%, тому до печі утильного випалу, необхідно подати:

=3452,87 т/рік

Залишкова волога, яка видаляється на початковій стадії випалу, складає:

3452,87-3280,23=172,64 т/рік

Зазвичай в будь-якій керамічній технології намагаються досягти як можна меншої кількості браку, щоб як можна менше втрачати цінні сировинні матеріали. На деяких ділянках (формування, сушіння) зовсім уникнути браку неможливо, тому браковані напівфабрикати повертають у виробництво, зменшуючи тим самим кількість вихідної сировини. Так, за даною технологічною схемою, зворотній брак у виробництво повертається після сушіння, оправки, пластичного формування.

Зворотній брак оправки складає 2%. З урахуванням зворотного браку оправку, необхідно виготовити:

=3523,34 т/рік

Зворотній брак оправки складає: 3523,34 - 3452,87=70,46 т/рік

Зворотній брак при сушінні складає 3%, тому з урахуванням зворотного браку при сушінні, необхідно виготовити:

=3632,31 т/рік

Зворотній брак при сушінні складає: 3632,31 - 3523,34=108,96 т/рік

Вологість виробів, що йдуть на сушіння складає 21%. З урахуванням вологи, що видаляється при сушінні, до сушила повинно надійти:

=4367,97 т/рік

Волога, що видаляється при сушінні виробів, складає:

4367,97 - 3632,31=735,66 т/рік

Зворотній брак пластичного формування складає 4%, тому з урахуванням браку пластичного формування, необхідно виготовити:

=4549,97 т/рік

Зворотні втрати при пластичному формуванні складають:

4549,97 - 4367,97=181,00 т/рік

Перед формуванням пластичну масу повторно проминають та формують заготівки заданого діаметру. Втрати при повторному проминанні маси складають 0,1%; з урахуванням цього, необхідно виготовити:

=4554,52 т/рік

Втрати при повторному проминанні керамічної маси складають:

4554,52 - 4549,97=4,55 т/рік

На вилежування подається маса з вологістю 22%. Під час вилежування йде часткове випаровування вологи з керамічної маси (до 21%). З урахуванням цього на вилежування, необхідно подати більше пластичної маси:

=4612,91 т/рік

Втрати маси при вилежуванні складають: 4612,91 - 4554,52=58,39 т/рік

Втрати при гомогенізації та вакуумуванні керамічної маси 0,5%; з урахуванням цих втрат, необхідно виготовити маси:

=4636,09 т/рік

Втрати при гомогенізації та вакуумуванні керамічної маси складають:

4636,09 - 4612,91=23,18 т/рік

Втрати при подрібненні коржів становлять 0,2%; з урахуванням втрат при подрібнені коржів, необхідно виготовити маси:

=4645,38 т/рік

Втрати при подрібненні коржів складають: 4645,38 - 4636,09=9,29 т/рік

Втрати маси при зневодненні у фільтр-пресі 0,2%; з урахуванням втрат при зневодненні у фільтрпресі, необхідно виготовити:

=4654,69 т/рік

Втрати на фільтр-пресі складають: 4654,69 - 4645,38=9,31 т/рік

Вологість шлікеру, що подається до фільтр-пресу, складає 60%; з урахуванням вологості шлікеру, необхідно виготовити шлікеру:

=9076,65 т/рік

Кількість вологи, що видаляється на фільтр-пресі, складає:

9076,65 - 4654,69=4421,96 т/рік

Втрати при помелі в кульовому млині та збагаченні 0,2%; з урахуванням втрат при помелі в кульовому млині та збагаченні, необхідно виготовити шлікеру:

=9094,84 т/рік

Втрати при помелі в кульовому млині та збагаченні складають:

9094,84 - 9076,65=18,19 т/рік

Кількість сухої маси, що знаходиться в кульовому млині становить:

=3637,94 т/рік

Кількість води складає: 9094,84 - 3637,94=5456,90 т/рік

Необхідно врахувати зворотній брак, який повертається до кульового млина (табл.3.3). Обов’язково враховуємо, скільки зі зворотнім браком повертається сухої маси, а скільки – води.

Наприклад, якщо кількість браку при сушінні складає 108,97 т/рік, а вологість бракованого напівфабрикату 5%, то з браком повертається води:

108,97·0,05 = 5,45 т/рік,

а сухої маси: 108,97 - 5,45=103,52 т/рік

Інші види браку розраховуємо аналогічно.

Таблиця 3.3 – Розрахункова кількість сухих матеріалів та води, що повертається зі зворотнім браком, т/рік

Найменування	Вологість,мас.%	Кількість браку	Води	Сухих виробів
При сушінні	5	108,97	5,45	103,52
При оправці	21	70,47	14,80	55,67
При пласт. формуванні	21	181,00	38,22	143,78
Сума		361,43	58,47	302,97

Отже, під час завантаження до кульового млина зі зворотнім браком, повертається 302,97 т/рік сухого матеріалу та 58,47 т/рік води.

З урахуванням цього, до кульового млина необхідно звантажити: сухого матеріалу 3637,94 - 302,97=3334,97 т/рік; води 5456,90 - 58,47=5398,44 т/рік.

Далі визначаємо, скільки треба вводити кожного сировинного матеріалу.

Глини 1 в абсолютно сухому стані треба:

=405,20 т/рік

Кожний сировинний матеріал надходить з певною вологістю, оскільки в кожної сировини своя адсорбційна здатність, різні умови залягання в природі, здобування та ін. Тому кожний сировинний матеріал буде вносити певну кількість води, і, щоб додержуватись заданої за рецептом вологості, необхідно скорегувати кількість води, яку ми вводимо в шлікер.

Кількість вологої глини 1 складе:

=482,38 т/рік

Кількість води, що вноситься глиною:

482,38 - 405,20=77,18 т/рік

Аналогічно розраховуємо для всієї сировини (табл. 3.4).

З урахуванням води, що вноситься з сировиною, у кульовий млин необхідно додати: 5398,44 - 342,14 = 5056,30 т/рік.

Загальні втрати сировини при дозуванні, додатковому подрібненні, транспортуванні на стрічковому транспорті, завантаження у живильник складають 0,15% для кожного матеріалу. Реотан, рідке скло та сода проходять менший технологічний цикл, тому втрати приймаємо 0,1% (табл.3.5).

Таблиця 3.4 – Розрахункова кількість сировини з природною вологістю, т/рік

Найменування сировини	Кількість у складі маси, мас.%	Кількість абсол. сух. матеріалу	Вологість матеріалу, мас.%	Кількість вологого матеріалу	Кількість внесеної води
Глина 1	12,15	405,20	16	482,38	77,18
Глина 2	22,72	757,71	14	881,05	123,35
Каолін	24,62	821,07	6	873,48	52,41
Пісок кварц.	13,95	465,23	3	479,62	14,39
Польовий шпат	24,83	828,07	3	853,68	25,61
Сода	0,26	8,67	2	8,84	0,18
Реотан	0,79	26,35	50	52,69	26,35
Рідке скло	0,68	22,68	50	45,36	22,68
Сума	-	-	-	-	342,14

За отриманими даними складаємо матеріальний баланс виробництва (табл.3.6).

Таблиця 3.5 – Технологічні втрати на дільниці приготування сировини, т/рік

Найменування сировини	Кількість вологих сиров. матер.	Кількість втрат на дільниці, мас.%	Необхідна кількість сировини з урахуванням втрат	Втрати
Глина 1	482,38	0,15	483,10	0,72
Глина 2	881,05	0,15	882,38	1,32
Каолін	873,48	0,15	874,79	1,31
Пісок кварцовий	479,62	0,15	480,34	0,72
Польовий шпат	853,68	0,15	854,97	1,28
Сода	8,84	0,1	8,86	0,02
Реотан	52,69	0,1	52,75	0,06
Рідке скло	45,36	0,1	45,40	0,04
Сума	-	-	-	5,47

Таблиця 3.6 – Матеріальний баланс виробництва

Прибуток	т/рік	Видаток	т/рік
Глина 1	483,10	Готові вироби	3000,00
Глина 2	882,38	Втрати при сортуванні	61,22
Каолін	874,79	Брак политого випалу	30,93
Пісок кварцовий	480,34	Втрати при прожарюванні глазурі	11,15
Польовий шпат	854,97	Волога, що видаляється із глазурі при сушінні та випалі виробів	120,91
Сода	8,86	Брак утильного випалу	60,32
Реотан	52,75	Втрати при прожарюванні маси	264,39
Рідке скло	45,40	Втрати залишкової вологи напівфабрикатів	172,64
Вода	5056,30	Волога, що видаляється із виробів при сушінні	735,66
Глазурний шлікер	268,68	Втрати маси при повторному проминанні	4,55
		Втрати при вилежуванні маси	58,39
		Втрати при гомогенізації та вакуумуванні	23,18
		Втрати при подрібненні коржів	9,29
		Втрати при зневодненні у фільтр-пресі	9,31
		Волога, що видаляється зі шлікеру на фільтр-пресі	4421,96
		Втрати при помелі та збагаченні	18,19
		Втрати сировини на складі та при транспортуванні	5,47
Сума	9007,56	Сума	9007,56

У прибуткову частину включаємо всі сировинні матеріали, остаточну кількість яких ми отримали, враховуючи їх природну вологість та воду, яка необхідна для приготування шлікеру і глазурі, яка подається з дільниці приготування глазурі. У видаток включаємо кількість готової продукції (в т/рік !), а також всі незворотні втрати на кожній технологічній дільниці.

Непогодженість балансу розраховується у % і, якщо показник менше 0,5% - вважається, що баланс складений вірно.

Н= (3.1)

де Н – непогодженість балансу, %

П1 – більший показник (з прибутку чи видатку), т/рік

П2 – менший показник балансу, т/рік

Непогодженість складає 0%, отже баланс складений вірно.

2. Виробництво порожнистих виробів способом відливання (сумісний мокрий помел компонентів)

Методом шлікерного відливання виготовляють порожнисті керамічні вироби складної форми.

Для розрахунку матеріального балансу технологічної лінії продуктивністю 5300 т/рік приймаємо склади маси та глазурі приведені (табл. 3.8) та наступні норми технологічного процесу (табл. 3.8).

Таблиця 3.7 – Шихтовий склад керамічної маси та глазурі, мас.%

Найменування сировини	Кількість у складі маси	Вологість матеріалу
Керамічна маса:
Каолін	21,16	12,0
Каолін лужний	74,04	10,0
Глина	4,23	16,0
Магнезит	0,53	5,0
Сода	0,02	2,0
Глазурь:
Пегматит	18,00	4,0
Пісок кварцовий	62,00	3,0
Доломіт	14,00	5,0
Каолін	6,00	12,0

Каолін W =12%		Глина W=16%		Каолін лужний W=10%				Магнезит W=5%
								Подрібнення (бігуни)
								Просіювання (вібросито №4)
Дозування		Дозування		Дозування				Дозування
Мокрий помел компонентів (кульовий млин) W=60%								Вода Сода W=2%
Збагачення (ситове та магнітне)					Пегматит (W=23%)	Пісок кв. (W=23%)			Доломіт (W=23%)	Каолін (W=23%)
Зберігання шлікеру (пропелерний змішувач)
Зневоднення (фільтр-прес, W=22%)					Дозування	Дозування			Дозування	Дозування
Різка коржів					Помел компонентів (кульовий млин, W=42%)					Вода
Промин (вакуум-м´ялка)					Збагачення (ситове та магнітне)
Вилежування (масосховище)					Зберігання глазурного шлікеру (пропелерний змішувач)
Розпускання пластів маси (пропелерний змішувач, W=33%)			Вода
Формування виробів (відливання в гіпсові форми)					Брак
Виймання виробів з форми, зрізання літників (W=23%)
І сушка (конвеєрна сушарка, W=14%)
Приставні деталі, жижель	Оправка виробів та приставлення деталей				Брак
ІІ сушка (конвеєрна сушарка, W=1%)					Брак
Утильний випал (конвеєрна піч «Лєр»)
Підглазурне декорування
Глазурування виробів (напівавтомат)
Политий випал (тунельна піч)
Сортування та пакування

Рисунок 3.3 – Технологічна схема виробництва порожнистого посуду способом шлікерного відливання

Таблиця 3.8 – Технологічні нормативи виробництва, мас. %

Найменування нормативу	Показник
Брак сортування	3,00
Брак политого випалу	1,00
Втрати при прожарюванні глазурі	7,40
Кількість глазурі на виробах	5,00
Вологість глазурного шлікеру	42,00
Брак утильного випалу	2,00
Втрати при прожарюванні керамічної маси	5,90
Залишкова вологість керамічного напівфабрикату	1,00
Брак при ІІ сушінні (зворотній)	3,00
Вологість виробів після І сушіння	14,00
Брак І сушіння та оправки (зворотній)	2,00
Вологість виробів, що йдуть на І сушіння	23,00
Брак відливання (зворотній)	4,00
Вологість шлікеру, що подається на відливання	33,00
Втрати при розпусканні пластів	0,20
Вологість коржів після зневоднення	22,00
Втрати при гомогенізації, вакуумуванні, різці коржів	0,20
Втрати маси на фільтр-пресі	0,20
Вологість шлікеру, що подається до фільтр-пресу	60,00
Втрати при помелі в кульовому млині та збагаченні	0,20
Втрати сировини на складі : магнезит інша сировина	0,40 0,20
Втрати при помелі та збагаченні глазурі	0,20

З урахуванням браку (3,0%), на сортування повинно надійти продукції:

=5463,92 т/рік

Брак сортування складає 5463,92-5300,0 = 163,92 р/рік

З печі повинно вийти 5463,92 т/рік виробів, а з урахуванням браку политого випалу (1%):

=5519,11 т/рік

Брак политого випалу складає 5519,11-5463,92 = 55,19 т/рік

Для того, щоб дізнатись скільки втрат відбувається під час политого випалу, необхідно знати – скільки на виробах нанесено глазурі. Зазвичай, в технологічних нормах зазначається – скільки глазурі (5%) йде на глазурування керамічного матеріалу понад 100%, тому цей показник треба перерахувати на 100%.

На 100% випаленого напівфабрикату – йде 5% глазурі, тобто

в 105% глазурованих виробів – 5% глазурі

в 100% глазурованих виробів – х% глазурі

х=4,76% - глазурі на глазурованих виробах

Втрати при прожарюванні глазурі, за вихідними даними, складають 7,4%. Враховуючи кількість глазурі на утильно випалених виробах, розраховуємо втрати при прожарюванні під час политого випалу:

=0,35%

З урахуванням цих втрат, які відбуваються під час политого випалу, необхідно виготовити глазурованих виробів:

=5538,63 т/рік

Отже втрати при политому випалі складають:

5538,63 - 5519,11=15,51 т/рік

Розрахунок необхідної кількості глазурі проводимо наступним чином. Кількість сухої глазурі на утильно випалених виробах складає 4,76%, а отже у ваговій кількості:

=263,74 т/рік

Вологість глазурного шлікеру 42%, тому на глазурування утильно випалених виробів необхідно подати глазурного шлікеру:

=454,73 т/рік

Волога, що видаляється з глазурі під час сушіння та политого випалу, складає:

454,73 - 263,74=190,99 т/рік

Таким чином, кількість глазурної суспензії, яка щорічно подається з цеху приготування глазурі, складає 454,73 т/рік.

Розрахунок по лінії маси

Кількість утильно випалених виробів без врахування глазурі:

5538,63 - 263,74=5274,88 т/рік

З урахуванням браку (2%), на утильний випал повинно поступити відформованих виробів:

=5382,53 т/рік

Кількість браку складає 5382,53-5274,88 = 107,65 т/рік

З урахуванням втрат при прожарюванні черепка (5,9%), до печі утильного випалу повинно надійти:

=5720,01 т/рік

Втрати при прожарюванні при цьому складуть

5720,01– 5382,53 = 337,48 т/рік

З урахуванням залишкової вологості (1%), до печі повинно надійти виробів:

=5777,79 т/рік

Кількість видаленої вологи складає

5779,79 - 5720,01=57,78 т/рік

З урахуванням браку при ІІ сушінні (зворотного), який складає 3%, до сушильного агрегату повинно надійти виробів:

=5956,49 т/рік

Зворотній брак при цьому складе

5956,49-5777,79=178,69 т/рік

З урахуванням вологи, видаленої при ІІ сушінні, на сушку повинно надійти сформованих виробів з вологістю 14%:

=6856,88 т/рік

Кількість видаленої вологи при ІІ сушінні

6856,88 - 5956,49=900,40 т/рік

З урахуванням зворотного браку оправки та І сушки (2%), на оправку повинно поступити відлитих виробів:

=6996,82 т/рік

Зворотній брак оправки та І сушки складає

6996,82-6856,88=136,94 т/рік

Вологість виробів, що йдуть на І сушку складає 23%, тому треба виготовляти виробів%

=7814,63 т/рік

Кількість видаленої вологи при І сушінні

7814,63 - 6996,82=817,81 т/рік

З урахуванням браку (4%), на відливання повинно надійти:

=8140,24 т/рік

Зворотний брак відливання складає

8140,24-7814,63=325,61 т/рік

З урахуванням вологи, видаленої при відливанні в гіпсові форми, необхідна кількість шлікеру становитиме:

=9355,20 т/рік

Кількість води, видаленої в гіпсових формах, складає

9355,20 - 8140,24=1214,96 т/рік

З урахуванням втрат при розпусканні пластів (0,2%), необхідна кількість шлікеру становитиме:

=9373,95 т/рік

Втрати при цьому складуть 9373,95 - 9355,20=18,75 т/рік

В мішалці знаходиться 9373,95 т шлікеру з вологістю 33%, а на розпускання поступають коржі з вологістю 22%, тому кількість маси, що надходить до пропелерної мішалки, складає:

=8051,98 т/рік

Кількість води, необхідної для розпускання коржів, складатиме:

9373,95 - 8051,98=1321,97 т/рік

Кількість цієї води необхідно включити в прибуток балансу.

З урахуванням втрат при гомогенізації та подрібненні (0,2%), необхідна кількість коржів складатиме:

=8068,12 т/рік

Втрати при цьому складуть

8068,12 - 8051,98=16,14 т/рік

З урахуванням втрат при зневодненні (0,2%), до фільтр-пресу повинно надійти шлікеру:

=8084,29 т/рік

Втрати при зневодненні складають 8084,29-8068,11=16,17 т/рік

З урахуванням кількості видаленої води, до фільтр-пресу повинно поступити шлікеру з вологістю 60%:

=15764,36 т/рік

Кількість води, видаленої в фільтр-пресі, складає

15764,36 - 8084,29=7680,07 т/рік

З урахуванням втрат при помелі та збагаченні (0,2%), з кульового млина повинно вийти шлікеру:

=15795,95 т/рік

Втрати при помелі та збагаченні складуть

15795,95 - 15764,36=31,59 т/рік

Кількість сухої маси в кульовому млині складатиме:

=6318,38 т/рік

_{Кількість води складає: 15795,95 - 6318,38=9477,57 т/рік}

_{Кількість зворотного браку, що поступає на розпускання до кульового млина з кожної дільниці приведена в табл. 3.9.}

Наприклад, якщо кількість браку при ІІ сушінні складає 178,69 т/рік, а вологість бракованого напівфабрикату 1%, то з браком повертається води:

178,69·0,01 = 1,79 т/рік,

а сухої маси: 178,69 - 1,79=176,91 т/рік

Інші види браку розраховуємо аналогічно.

Таблиця 3.9 – Розрахункова кількість сухих матеріалів та води, що повертається зі зворотнім браком, т/рік

Найменування	Вологість, мас.%	Кількість браку	Води	Сухих виробів
При ІІ сушінні	1	178,69	1,79	176,91
При оправці та І сушінні	14	139,94	19,59	120,35
При відливанні	23	325,61	74,89	250,72
Сума		644,24	96,27	547,97

З урахуванням зворотного браку, що повертається до кульового млина із технологічного процесу, сировинних матеріалів (в абсолютно сухому стані) треба ввести:

6318,38 - 547,97=5770,41 т/рік

Аналогічно, розраховуємо кількість води, яку треба ввести до кульового млина з урахуванням води, що повертається із браком виробів:

9477,57 - 96,27=9381,30 т/рік

Згідно заданому рецепту шихти, кількість сухих матеріалів, яких треба завантажити до кульового млина, буде складати (табл. 3.10).

Наприклад, каоліну в абсолютно сухому стані треба:

=1221,02 т/рік

Кожний сировинний матеріал надходить з певною вологістю, оскільки в кожної сировини своя адсорбційна здатність, різні умови залягання в природі та здобування та ін. Тому кожний сировинний матеріал буде вносити певну кількість води, і, щоб додержуватись заданої рецептом вологості, необхідно скорегувати кількість води, яку ми вводимо в шлікер.

Кількість вологого каоліну складає:

=1387,52 т/рік

Кількість води, що вноситься каоліном:

1387,52 - 1221,02=166,50 т/рік

Аналогічно розраховуємо для всієї сировини.

Таблиця 3.10 – Розрахункова кількість сировини з природною вологістю (для маси), т/рік

Найменування сировини	Кількість у складі маси, %	Кількість абсол. сух. матеріалу	Вологість матеріалу, %	Кількість вологого матеріалу	Кількість внесеної води
Каолін	21,16	1221,02	12	1387,52	166,50
Каолін лужний	74,06	4273,56	10	4748,41	474,84
Глина	4,23	244,09	16	290,58	46,49
Магнезит	0,53	30,58	5	32,19	1,61
Сода	0,02	1,15	2	1,18	1,18
Сума	100	-	-	-	689,47

З урахуванням кількості води, що вноситься з сировиною, у кульовий млин необхідно додати води:

9381,30 - 689,47=8691,83 т/рік.

Загальні втрати сировини при дозуванні та транспортуванні на стрічковому конвеєрі, завантаженні у живильник складають 0,2% для кожного матеріалу, а оскільки магнезит додатково подрібнюється, для нього приймаємо 0,4% (табл.3.11).

Таблиця 3.11 – Технологічні втрати на дільниці приготування маси, т/рік

Найменування сировини	Кількість вологих сировинних матеріалів	Кількість втрат на дільниці, мас.%	Необхідна кількість сировини з урахуванням втрат	Втрати
Каолін	1387,52	0,2	1390,3	2,78
Каолін лужний	4748,41	0,2	4757,9	9,51
Глина	290,58	0,2	291,16	0,58
Магнезит	32,19	0,4	32,32	0,13
Сода	1,18	0,2	1,18	-
Сума	-	-	-	13,01

Розрахунок по лінії глазурі

Кількість глазурного шлікеру складає (за розрахунками, приведеними вище) 454,73 т/рік.

З урахуванням втрат глазурі при помелі, проціджуванні та магнітній сепарації (0,2%), із кульового млина повинно вийти глазурного шлікеру:

=455,64т/рік

Втрати глазурного шлікеру при помелі, проціджуванні та магнітній сепарації складуть:

455,64 - 454,73=0,91 т/рік

З них кількість сухих матеріалів складає:

=264,27 т/рік

Кількість вологи в глазурному шлікері складає:

455,64 - 264,27=191,37 т/рік

Кількість сировини розраховується аналогічно приведеним вище розрахункам для компонентів керамічної маси (до табл. 3.10). Результати приведені в табл. 3.12.

Таблиця 3.12 – Розрахункова кількість сировини з природною вологістю (для глазурі), т/рік

Найменування сировини	Кількість у складі глазурі, мас.%	Кількість абсол. сух. матеріалу	Вологість матеріалу, мас.%	Кількість вологого матеріалу	Кількість внесеної води
Пегматит	18,0	47,57	4,0	49,55	1,98
Пісок кварцовий	62,0	163,85	3,0	168,92	5,07
Доломіт	14,0	37,00	5,0	38,95	1,95
Каолін	6,0	15,86	12,0	18,02	2,16
Сума	100	-	-	-	11,16

З урахуванням кількості води, що вноситься з сировиною у кульовий млин під час приготування глазурі, необхідно додати води:

191,37-11,16=180,21 т/рік.

Загальні втрати сировини при дозуванні та завантаженні у кульовий млин складають 0,2% для кожного матеріалу, розраховуємо кількість цих втрат (табл. 3.13).

Таблиця 3.13 – Технологічні втрати на дільниці приготування глазурі, т/рік

Найменування сировини	Кількість вологих сиров. матер.	Кількість втрат на дільниці, мас.%	Необхідна кількість сировини з урахуванням втрат	Втрати
Пегматит	49,55	0,2	50,55	1,00
Пісок кварцовий	168,92	0,2	177,93	9,02
Доломіт	38,95	0,2	39,72	0,77
Каолін	18,02	0,2	18,42	0,40
Сума	-	-	-	11,19

За отриманими даними складаємо матеріальний баланс виробництва (табл.3.14). У прибуткову частину включаємо всі сировинні матеріали по лінії маси та глазурі, а також воду, що додавали для приготування шлікеру, глазурі та для розпускання пластів. У видаток включаємо кількість готової продукції (в т/рік !) та всі незворотні втрати на кожній технологічній дільниці.

Непогодженість балансу розраховуємо за формулою (3.1).

Таблиця 3.14 – Матеріальний баланс виробництва

Прибуток	т/рік	Витрати	т/рік
Сировина для приготування маси:		Готова продукція	5300,00
Каолін	1390,30	Брак сортування	163,92
Каолін лужний	4757,92	Брак политого випалу	55,19
Глина	291,16	Втрати при прожарюванні глазурі (при политому випалі)	19,51
Магнезит	32,32	Волога, що видаляється із глазурі при сушінні та випалі	190,99
Сода	1,18	Втрати по лінії приготування маси:
Вода на помел компонентів	8691,83	Брак утильного випалу	107,65
Вода для розпускання пластів	1321,97	Втрати при прожарюванні маси	337,48
Сировина для приготування глазурі:		Втрати залишкової вологи сирцю	57,78
Пегматит	50,55	Втрати вологи із сирцю при ІІ сушінні	900,40
Пісок кварцовий	177,93	Втрати вологи із сирцю при І сушінні	817,81
Доломіт	39,72	Втрати вологи при формуванні в гіпсові форми	1214,96
Каолін	18,42	Втрати при розпусканні пластів	18,74
Вода	180,21	Втрати при гомогенізації та різці коржів	16,13
		Втрати в фільтр-пресі	16,17
		Втрати води, що видаляється в фільтр-пресі	7680,07
		Втрати при помелі та збагаченні керамічного шлікеру	31,59
		Втрати при дозуванні та транспортуванні сировини	13,01
		Втрати по лінії приготування глазурі:
		Втрати при помелі та збагаченні	0,91
		Втрати при дозуванні сировини	11,19
Сума	16953,52	Сума	16953,52

Непогодженість становить 0%