Цех по производству аглопорита

 

Министерство образования и науки Украины

Приднепровская государственная академия

строительства и архитектуры

Кафедра технологии строительных материалов, изделий и конструкций

Расчетно-пояснительная записка

К курсовой работе из дисциплины

«Технологии заполнителей бетона»

на тему:

«Цех по производству аглопорита»

Проектировал: студентка гр. 772 Руденко О.В.

Руководитель проекта к.т.н., доцент Еременко В.А.

Днепропетровск 2010 г.

. Введение

Аглопорит - сыпучий пористый материал щебне- или гравиеподобной (округлой) формы; это продукт контактного спекания на решетках агломерационных машин глинистого сырья и глинистых углесодержащих пород (являющихся отходами от добычи и обогащения углей) или топливных шлаков от кускового сжигания и золы от пылевидного сжигания углей.

В качестве сырья для производства пористых заполнителей применяют глинистые и другие горные породы, а также отходы промышленности, перерабатываемые разными технологическими приемами, основанными на различных физико-химических принципах процесса поризации.

В производстве аглопорита могут быть использованы как природные глинистые породы - суглинки, супеси, лёссы, аргиллиты, глинистые сланцы, так и промышленные отходы - глинистые отходы от добычи и обогащения углей, топливные шлаки от слоевого и золы от пылевидного сжигания углей.

К пористым заполнителям, получаемым из топливосодержащих отходов методом агломерации, относятся аглопоритовый щебень и аглопоритовый гравий. Для получения аглопоритового щебня и гравия из топливосодержащих отходов промышленности могут быть использованы две группы сырья: материалы, не прошедшие термической обработки - глинистые породы, образующиеся в результате добычи и обогащения твердого топлива, и материалы, прошедшие предварительно термическую обработку - золы тепловых электростанций и других тепловых установок.

Анализ существующих и разрабатываемых технологических методов производства искусственных пористых заполнителей из различных видов сырья показывает, что наиболее универсальным и гибким способом переработки топливосодержащих отходов промышленности в искусственные заполнители является метод агломерации, т. е. использование агломерационных машин или агломерационных машин в комплекте с другим тепловым агрегатом (вращающаяся печь, печь кипящего слоя, шахтная печь и др.). Это объясняется тем, что помимо общих для метода агломерации преимуществ, связанных с простотой технологии, возможностью полной автоматизации и высокой производительностью, в этом случае удается в большей степени стабилизировать процесс получения готового продукта при относительно больших колебаниях свойств сырья, поступающего на переработку. При этом с максимальной эффективностью Щебень из аглопорита следует применять для производства конструктивно теплоизоляционных легкобетонных изделий. Высокая морозостойкость аглопоритобетона подтверждает целесообразность применения его в первую очередь для наружных ограждающих конструкций зданий.

используется топливо, содержащееся в исходном сырье.

Щебень из аглопорита следует применять для производства конструктивно теплоизоляционных легкобетонных изделий. Высокая морозостойкость аглопоритобетона подтверждает целесообразность применения его в первую очередь для наружных ограждающих конструкций зданий.

Для аглопорита главной областью применения являются конструкционные легкие бетоны. Аглопоритобетон с пределом прочности 20 ...30, а в отдельных случаях и до 50 МПа, идет на изготовление предварительно напряженных железобетонных конструкций перекрытий и покрытий, большепролетных балок и ферм, мостовых пролетных строений и т. д. Замена в этих конструкциях тяжелого бетона легким аглопоритобетоном значительно повышает их эффективность.

Кроме того, аглопоритобетон применяют как конструкционно-теплоизоляционный материал. В частности, в Минске из аглопоритобетона выполнены монолитные стены высотных зданий, возведенных бетонированием в скользящей опалубке.

Из аглопоритобетона выпускают объемные блок-комнаты и другие конструкции.

Перспектива развития производства заключается в автоматизации производства (комплексная автоматизация), то есть создание машин, способных управлять производством.

Назначение системы комплексного автоматического управления технологическим процессом - эффективное управление производством, обеспечение максимально возможной производительности агрегатов и заданного качества готового продукта в непрерывно изменяющихся условиях производства.

Комплексная автоматизация может быть осуществлена лишь при очень тщательно разработанных технологических процессах и, что особенно важно, при достаточно однородном сырье.

В своей курсовой работе я разрабатываю цех по производству аглопорита. Согласно заданию, районом строительства данного цеха есть г. Одесса. Сырье - глины с добавкой технологического топлива - 10%.

. Общая часть

.1 Состав предприятия

Производство аглопорита включает следующие пять последовательных переделов:

Øподготовительный;

ØПриготовление шихты и грануляции;

ØСпекания и первичного дробления;

Øдробление обожженного продукта и сортировка аглопорита;

Øскладирование и выдача потребителю готовой продукции.

Добыча сырья осуществляется обычными машинами, принятыми в керамической технологии (экскаваторами, колесными скреперами и бульдозерами), а его транспорт к месту переработки, равно как и транспорт добавок, - безрельсовым или рельсовым транспортом, в зависимости от местных условий. В своей курсовой работе я принимаю переработку сырья па ленточных машинах.

На подготовительном отделении исходные сырьевые материалы: зола, уголь (5% от массы золы), глина (10% от массы золы) и вода находятся в складах открытого типа. Зола и уголь подвергаются дроблению в валковых дробилках и последующей сортировке на грохоте. Далее поступают в промежуточный бункер и весовым дозатором подаются в шихтосмеситель. Глина подвергается предварительному измельчению в вальцах грубого помола. Затем весовым дозатором подается в шихтосмеситель. Точно отдозированное количество воды также подается в шихтосмеситель.

На отделении приготовления шихты и грануляции готовится шихта в шихтосмесители. Затем производится гранулирование тарельчатым гранулятором и укладка гранул на агломерационную решетку.

На отделении спекания и первичного дробления производится зажигание шихты. Она спекается и затем брус, полученный на агломерационной машине подвергается первичному дроблению (раскалыванию). Полученный материал пластинчатым транспортером подаем в дробительно-сортировочное отделение.

На отделении дробление обожженного продукта и сортировки аглопорита мы его подвергаем вторичному дроблению на валковой дробилке и сортировке на грохоте.

Полученный щебень из аглопорита направляем на склад готовой продукции закрытого типа.

.2 Номенклатура и характеристика продукции

Аглопорит представляет собой искусственный пористый заполнитель с размером гранул 5...20 мм, насыпной плотностью 400...700 кг/м3 и пределом прочности 0,4...1,5 МПа. Сырьем для производства аглопорита служат

Различают два вида аглопоритовых материалов - аглопоритовый щебень и аглопоритовый песок. В зависимости от размера зерен различают три фракции щебня: 5-10, 10-20 и 20-40 мм. Зерна песка имеют размер менее 5 мм.

Марки аглопоритовых материалов различают по их насыпной объемной массе (табл. 1).

Таблица1.

Требования к аглопоритовому щебню по объемной массе и прочности

МаркаНасыпная объемная масса в кг/м3Прочность при сжатии в цилиндре в кгс/м2 (в МПа)400До 4004(0,4)500401-5006(0,6)600501-6008(0,8)700601-70010(1)800701-80012(1,2)

Потери по массе не должны превышать (в %): при прокаливании - 3, при определении стойкости щебня против силикатного распада - 8, против железистого распада - 5, при испытании на стойкость в растворе сернистого натрия - 5, при испытании на морозостойкость после 15 теплосмен-10. Отпускная влажность не должна превышать 5%.

Требования к аглопоритовому песку не нормирует.

Аглопорит более однороден, чем шлаковая пемза. Значение насыпного веса и прочности фракций аглопорита по результатам заводских испытаний следующее:

Насыпной вес щебня фракции:

-40 мм ........... 450-570 кг/ж3

-10 » ........... 460-860 »

Прочность .............. 11-45 кГ/см*

Объемный вес в куске ......... 1,32 т/м3

Водопоглощение ............ 28%

Аглопорит характеризуется сравнительно большой морозостойкостью. Так, после 100 циклов попеременного замораживания и оттаивания он теряет от 6 до 16% веса.

Коэффициент теплопроводности аглопорита, в зависимости от его зернового состава, равен от 0,1 до 0,22 ккал/м-ч-град, что отвечает требованиям СНиП П-А.7-62 («Строительная теплотехника. Нормы проектирования») на теплоизоляционные засыпки. Значения коэффициентов теплопроводности аглопоритобетона колеблются при объемном весе от 1000 до 1400 кг/м5 в сухом состоянии от 0,25-0,45 до 0,34-0,56 ккал/м ч град в увлажненном состоянии, что соответствует нормам СНиП II-А.7-62. Особенно эффективно применение аглопорита для конструктивного бетона, так как большинство разновидностей аглопорита позволяет получать бетоны марок 300 и более.

Аглопорит имеет открытые поры на поверхности и неправильную форму. Поэтому расход вяжущего на 1 м3 аглопоритобетона во многих случаях больше, чем для керамзитобетона той же марки, но меньше, чем бетона на шлаковой пемзе.

.3 Характеристика использованного сырья

В зависимости от структурно-механических свойств сырье для производства аглопорита можно разделить на три условные технологические группы:

первая группа - сухие, плотные или зернистые материалы (топливные шлаки, сланцеватые шахтные породы, сланцеватые глинистые породи…);

вторая группа - рыхлые горные породы естественной или повышенной влажности (шахтные глинистые породы от угледобычи и углеобогащения, глины, суглинки, супеси и т. п.);

-третья группа - сухие пылевидные материалы (золы пылеугольного сжигания, газогенераторные золы и т. п.).

Присутствие пылеватых и песчаных фракций в глинистых породах является полезным, так как эти фракции не переходят (в основном) в расплав, а образуют жесткую структуру (каркас). В сырье для производства аглопорита должно содержаться более 50% песчаных и пылеватых частиц. При меньшем содержании таких частиц (от 3 до 50%) их необходимо специально вводить в виде песка, золы, шлака, крошки горелой породы или других отходов крупностью 0,05-2 мм. Максимальный выход и наилучшее качество имеет аглопорит, изготовленный из глинистой породы, переходящей на 30-50% в расплав, связывающий в монолит остальные 50-70% частиц, не доведенных до температуры плавления. Глинистые породы, содержащие карбонатные включения величиной до 10 мм, можно использовать, так как они полностью ассимилируются расплавом и не образуют «дутиков».

Из изложенного вытекает, что в качестве сырья для производства аглопорита пригодны следующие природные глинистые породы: суглинок, супесь, аргиллит, глинистый сланец, а также глинистые углесодержащие отходы промышленности - горелая порода, глинистые углесодержащие отходы от добычи и обогащения углей, кусковые топливные шлаки от сжигания ископаемых углей или от химической их переработки в газообразное топливо и тонкодисперсная зола ТЭЦ.

Требования к химическому составу сырья для производства аглопорита не предъявляются.

С экономической точки зрения для производства аглопорита в первую очередь целесообразно использовать отходы промышленности, а при их отсутствии - природные глинистые породы. При отсутствии или недостаточном количестве топлива в исходном сырье рекомендуется использовать помимо ископаемых углей местные топливосодержащие материалы - топливные шлаки от слоевого сжигания угля, золы ТЭЦ и негорелую шахтную породу с большим содержанием горючей части.

Многообразие видов сырья, пригодного для производства аглопорита, указывает на целесообразность отбора в каждом конкретном случае наиболее экономически и технологически эффективного местного сырья.

Сырье для производства аглопорита также испытывают в два этапа - в лабораторных и промышленных условиях.

Лабораторные испытания. Лабораторные испытания сырья проводят без введения в шихту каких-либо добавок и лишь при отрицательных результатах с добавками - возрастом (Возврат - недостаточно спекшиеся между собой частицы шихты, а также дробленый аглопорит, которые используются как добавка, повышающая газопроницаемость шихты и снижающая содержание в ней топлива.), глиной, сульфитно-спиртовой бардой, мелкими опилками, фрезерным торфом и т. п. При использовании сырья, не содержащего топлива или содержащего его менее 10%, в шихту вводят топливную добавку в таком количестве, чтобы общее содержание топлива в сухой шихте составляло 10%. По общепринятой методике определяют насыпной вес, зерновой состав, влажность и потери в весе при прокаливании доставленной средней пробы сырья.

Лабораторными испытаниями выявляют оптимальные параметры подготовки и спекания шихты.

По результатам лабораторных испытаний сырья делают заключение о целесообразности его промышленных испытаний.

Промышленное испытание. Такое испытание, как было указано, проводят для уточнения метода подготовки шихты и параметров ее спекания, а также свойств аглопорита и легких бетонов на его основе. Состав шихты и параметры ее спекания первоначально принимают по оптимальным результатам лабораторных испытаний сырья.

По результатам промышленных испытаний сырья устанавливают оптимальный состав шихты и режим ее спекания.

Сырье считается пригодным для производства аглопорита, если при промышленных испытаниях отдельные показатели имеют значения, соответствующие приведенным в табл. 2.

Таблица 2

Показатели пригодности сырья для производства аглопорита

По результатам лабораторных и промышленных испытаний сырья обосновывают рекомендуемую технологическую схему производства, основные параметры процесса, характеристику аглопорита и легкого бетона на его основе. Эти же материалы служат и обоснованием для утверждения запасов сырья.

Предельная крупность исходного сырья, топлива и других добавок

Предельная крупность и зерновой состав исходного сырья существенно влияют на газопроницаемость спекаемой шихты.

Увеличение размера зерен шихты повышает ее общую газопроницаемость и ускоряет процесс спекания. Однако при увеличении размера зерен выше определенного предела наиболее крупные зерна могут оказаться неполностью обожженными. При большом увеличении размера зерен шихты ее газопроницаемость может оказаться столь значительной, что тепло из зоны спекания не будет в достаточной степени аккумулироваться нижележащими слоями шихты, и процесс практически прекратится.

Следует также иметь в виду, что первоначальный зерновой состав исходного сырья изменяется при его смешивании, увлажнении и грануляции главным образом за счет пылеватых частиц. Крупные же зерна практически не изменяются в размерах. В связи с этим при дроблении исходного сырья целесообразно ограничить лишь его предельную крупность.

Многочисленными исследованиями установлено, что предельная крупность большинства видов дробленого исходного сырья не должна превышать 5 мм.

В случае введения в шихту технологического топлива его предельная крупность должна составлять 3 мм. Указанное требование объясняется тем, что при спекании шихты с меньшей предельной крупностью топлива снижается общая газопроницаемость смеси. При увеличении предельной крупности топлива существенно растягивается зона горения, в результате чего нарушается правильное течение процесса и в материале возникают значительные внутренние напряжения, приводящие к снижению прочности готового продукта. Кроме того, укрупнение частиц топлива приводит к образованию отдельных изолированных центров (очагов) горения в толще шихты, создается множество участков, где температура спекания значительно повышается, материал приобретает крупнопористую структуру с большим количеством каверн и стекловидной фазы. При введении в шихту специальных добавок их предельная крупность принимается от 5 до 10 мм, причем зерна размером 10 мм рекомендуются только для пористых' зернистых материалов (возврат, топливный шлак и т. п.). В этом случае введение более крупных частиц, повышая общую газопроницаемость шихты, не снижает качества готового продукта.

Состав шихты

Состав спекаемой шихты зависит от физико-химических и структурно-механических свойств исходного сырья.

К основным, наиболее часто встречающимся компонентам шихты, помимо исходного сырья, относятся: вода или водосодержащие добавки (сульфитно-спиртовая барда, глиняное молоко и т. п.), различные топливные добавки, а также добавки, улучшающие условия протекания процесса (плавни, зернистые, выгорающие и тому подобные добавки).

Ниже рассматривается влияние отдельных производственных факторов на процесс спекания шихты.

Влажность шихты - один из важнейших технологических факторов, влияющих на процесс спекания. Вода способствует окомкованию пылеватых частиц сырья, повышая тем самым общую газопроницаемость шихты, а в случае использования тонкодисперсных материалов при соответствующих технологических приемах обеспечивает получение шихты, состоящей из отдельных гранул (грануляция шихты).

По мере увлажнения большинства видов исходного сырья, применяемых для производства аглопорита, изменяется их насыпной вес. Вначале наблюдается постепенное снижение, а затем-повышение насыпного веса. Это связано с изменением зернового состава исходного сырья. Так, при перемешивании глиняной крошки, увлажненной небольшим количеством воды, шихта становится рыхлой вследствие образования слабых комочков из наиболее дисперсной части исходного сырья. Дальнейшее увлажнение и окомкование приводят к образованию отдельных гранул. При еще „большем повышении влажности шихты размер гранул увеличивается, и они превращаются в крупные тестообразные комья. Для многих видов сырья количество воды, обеспечивающее минимальный насыпной вес шихты, примерно соответствует максимальной газопроницаемости последней.

На агломерационных фабриках черной металлургии оптимальную влажность рудной шихты принимают на 2-3% ниже влажности, обеспечивающей минимальный насыпной вес шихты.

Для отдельных видов сырья, применяемого в производстве аглопорита, оптимальная влажность шихты оказывалась на 2-3% выше влажности, соответствующей минимальному насыпному весу. Таким образом, закономерность, выявленная в исследованиях по спеканию железных руд, не всегда применима к материалам, используемым в производстве аглопорига.

Обычно оптимальная влажность шихты определяется опытным путем.

В табл.3 приведены возможные колебания оптимальной влажности шихты из различных видов сырья, а также рекомендуемая продолжительность перемешивания и грануляции шихты.

Содержание топлива. Наличие в шихте требуемого количества технологического топлива, включая и те случаи, когда топливо содержится в исходном сырье, является одним из основных факторов, обеспечивающих нормальное течение процесса спекания на агломерационной решетке. Недостаток топлива резко снижает выход готового продукта, а иногда приводит к прекращению горения в слое шихты. Для этого случая характерно горение в шихте отдельными гнездами. На рис.1 показан образец аглопорита, полученного из шихты с малым содержанием топлива (светлые участки - спекшаяся шихта).

Избыточное количество топлива в шихте также нежелательно, так как при этом повышается температура спекания, увеличивается продолжительность процесса, повышается насыпной вес и что особенно важно, ухудшается структура аглопорита за счет образования крупных пор и каверн.

Следует отметить, что в отдельных случаях, особенно при использовании топливосодержащего сырья, некоторое увеличение количества топлива в шихте может оказаться технически оправданным и экономически выгодным.

Таблица 3

Рис. 1 Образец аглопорита, полученный из шихты с малым содержанием топлива

.Технологическая часть

.1 Обоснование принятой технологии производства

В соответствии с заданной производительностью 100 тыс. м3, принимаю переработку сырья на ленточных машинах.

Основным преимуществом этой технологии производства является простота технологической схемы производства аглопорита

По литературным данным преимущественное развитие агломерационных установок для получения пористых заполнителей объясняется следующим:

) рассмотренными ранее специфическими особенностями процесса спекания на агломерационных решетках (межзерновой пустотностью шихты, наличием тонкоизмельченного и равномерно распределенного топлива в шихте, достижением высоких температур при большой скорости их подъема, кратковременностью пребывания шихты в зоне максимальных температур и др.), которые позволяют получить пористую структуру материала при использовании разнообразного сырья, в том числе не обладающего способностью вспучиваться;

)эффективными теплотехническими показателями процесса, обеспечивающими получение высоких температур (1400-1650°) при незначительном расхода топлива (7,5-10%);

) возможностью работы без огнеупорной футеровки, простотой пуска (без обогрева) и остановки машины, коротким циклом спекания, высокой производительностью агломерационной машины (в процессе спекания температура легко регулируется).

Себестоимость аглопорита по данным в среднем в 1,5-2 раза ниже себестоимости керамзитового гравия.

3.2 Принятая технологическая схема

ГлинаУгольВода??Дробление(валковая дробилка)Дробление (валковая дробилка)???ДозаторСортировка (грохот)Сортировка (грохот) ?? ??Весовой дозаторВесовой дозаторДозатор?Приготовление шихты (шихтысмеситель) W=16…18%?Гранулирование ( барабанный гранулятор) 5…20мм?Укладка гранул на ленточную машину?Зажигание шихты?Спекание?Первичное дробление(раскалывающие устройство)?Пластинчатый транспортер?Вторичное дробление(волковая др-ка)?Сортировка(грохот)????до 5мм5…10мм10…20 мм 20…40 мм?СГП

.3 Описание технологии

Технология получения искусственных пористых заполнителей методом агломерации, как уже указывалось, слагается из следующих основных операций: подготовки компонентов смеси, приготовления шихты (гранул), термической обработки (обжига, спекания) на агломерационной решетке, дробления (в случае производства аглопоритового щебня) и сортировки готового продукта.

Подготовка сырья - один из важных переделов технологии аглопоритового щебня. При этом особое внимание уделяют подготовке топливосодержащего компонента, который является основным составляющим шихты и отличается значительной неоднородностью химического и вещественного состава.

Теплосодержащим компонентом данной технологии производства является уголь, массовая доля которого составляет, как правило, 7…12 %.

В промышленных условиях при производстве аглопорита из глинистых пород шихту готовят следующим образом. Глинистое сырье, дробленный каменный уголь (крупность не более 5 мм), а также добавки (о которых будет сказано ниже) смешивают в определенной пропорции. Если глинистое сырье сухое, то в глиномешалку подается вода. Перемешанная шихта должна иметь рыхлую комковатую (структуру). В специальных машинах - грануляторах (например, в брабанном грануляторе, работающем по принципу окатывания комочков во вращающемся барабане) шихта гранулируется.

При производстве аглопоритового щебня приготовленную шихту подают в приемный бункер, установленный над головным концом агломерационной машины. Из бункера шихта при помощи питателя (вибролоткового, челночного, мятникового или роликового) непрерывно и равномерно поступает на тележки агломерационной машины. Во избежание сегрегации и разрушения зерен шихты перепад высоты между загрузочным узлом и агломерационной решеткой должен быть не более 1,5 м. Уложенную на спекательную тележку шихту дополнительно разравнивают при помощи плужкового устройства.

Дробление и сортировка. При получении аглопоритового щебня и гравия после окончания процесса термической обработки на колосниках агломерационной машины образуется продукт, который в первом случае представляет собой прочный спекшийся пористый брус, а во втором - хорошо обожженные и слабо спекшиеся между собой гранулы. Так как образовавшийся конгломерат необходимо разрушить, то у разгрузочного конца агломерационной машины устанавливают раскалывающее устройство, представляющее собой вал с редко насаженными билами. Раскалывание бруса или разрушение конгломерата контактно спекшихся гранул необходимо для отделения плохо спекшихся гранул шихты, ускорения процесса охлаждения аглопорита, а также удобства последующего транспортирования готового продукта.

После раскалывания бруса обычно образуются куски материала размером до 300 мм. Эти куски, имеющие температуру 500-700°С, направляют на охлаждение. Метод охлаждения зависит от области применения аглопорита. При использовании его в конструкционно-теплоизоляционных легких бетонах применяют ускоренные методы охлаждения: орошение водой, интенсивное продувание воздуха сквозь слой кусков аглопорита и т. п. В случае использования аглопорита в конструкционных и высокопрочных легких бетонах необходимо обеспечить медленное охлаждение готового продукта. Охлажденный материал поступает на вторичное дробление.

В зависимости от требований, предъявленных к зерновому составу аглопорита, в технологическую схему включают также дробилку для третьей ступени дробления. Дробят аглопорит на серийно выпускаемых машинах: валково-зубчатых, валковых, щековых и других дробилках, а сортируют на вибрационных, барабанных и других рассевающих устройствах.

3.4 Технологические режимы работы и расчеты

аглопорит щебень пористый заполнитель

Таблица 1

Режим работы предприятия.

№ п/пНаименование цехов и отделенийКол-во раб. дней в годуКол-во смен в суткиДлительность смены в часахГодовой фонд эксплуатации времени, часКоэффициент исп-ния эксплуатац-го времениГодовой фонд раб-го времени, час1Подготовительный3653887600,928059,22Приготовление шихты и грануляция3653887600,928059,23Спекание и первичное дробление3653887600,928059,24Дробление и сортировка3653887600,928059,25Склад готовой продукции3653887600,928059,2

Таблица 2

Продуктивность предприятия.

№ п/пНаименование продукцииЕд. измеренияПроизводительностьв часв сменув суткив год1Щебень из аглопоритам311,592,23275,710100

Таблица 3

Использование сырьевых материалов на единицу продукции.

№ п/пНаименование материалаЕд. измеренияКол-во на единицу продукцииПримечание1Глинам3/т0,7/1,122Угольм3/т0,1232/0,11210%3Водам3/т0,179216%

Таблица 4

Использование сырьевых материалов и полуфабрикатов.

№ п/пНаименование продукцииЕд. измеренияНеобходимостьв часв сменув суткив год1Глинам38,367,1201,4735422Угольм31,411,835,4612943,383Водам32,016,650,018273,4

Расходы сырьевых материалов определяем исходя с годовой программы и расходы на единицу продукции. При расчете необходимо учесть производственные затраты материала при переработке и транспортирования, регламентированные « Нормами технологического проектирования».

Затраты сырьевых материалов на единицу продукции принимается по справочникам и нормативным данным и приводится в таблицу

Склады сырьевых материалов должны обеспечивать беспрерывную работу завода. Снабжение складов сырьем и полуфабрикатами обеспечивается беспрерывно на протяжении года.

Емкость складов зависит от вида транспорта, что доставляет сырье. При доставке сырья автотранспортом емкость склада должна обеспечивать беспрестанную работу завода на протяжении 5…7 суток, а при доставке железнодорожным транспортом - 7…10 суток.

Тип склада (открытый, закрытый) принимается в зависимости от вида сырьевых материалов и климатических условий. Такие материалы, как уголь, щебень, песок, глина, шлак и т.д. могут храниться в открытых складах. Склады пористых заполнителей должны быть закрытыми.

Открытые склады сыпучих материалов могут рассчитываться по формулах:

длина склада (штабеля) L = Q / h2*Kз

где Q - запас материала на складе, м3;

h - висота штабеля, м( может быть принятая равной 3 …4 м);

Kз - 0,85 - коэффициент заполнителя склада.

площадь склада F = 2L *h / tn ? , м2

где L - длина штабеля,м;

h - высота штабеля,м;

? - угол природного скоса материала в штабеле ( ? - 40 …45 ).

Силосы и бункерные склады готовых пористых заполнителей и сыпучие материалы рассчитываються по формуле :

Q = С * n , м3

где С - среднесуточная затрата материала, м3 ;

n - количество подсчитанных суток запаса материала.

Силосные склады малой емкости составлены с металлических или цилиндрических железобетонных банок емкостью до 10 т, склады средней емкости - с банок по 50 и 100 т, и склады большой емкости - с банок по 250,500 и 750 т каждая. Коэффициент заполнения силосных емкостей стоит принимать не меньше 0,9.

Для глины - открытый склад :

Q = 201,4 * 90 = 18126 м3

L = 18126 /42*0,85 = 1332,7м

F = 2 *1332,7* 4 / tn 45 = 5793,88 м2

Для угля - открытый склад :

Q = 35,46 * 7 = 248,2 м3

L = 248,2 / 42* 0,85 = 18,25 м

F = 2 *9,91 * 4 / tn 45 = 79,32 м2

Склад готовой продукции :

Q = 50,0*10=500 м3

Основное технологическое и транспортное оборудование, принятое к установке на технологической лини, что проектируется приводится в ведомости с короткими техническими характеристиками. Порядок размещения оборудования в ведомости должен отвечать последовательности размещения его за технологическим потоком.

.5 Выбор и характеристика основного технологического оборудования

Ведомость оборудования.

Таблица 5.

№ п/пНазвание и короткая характеристикаМарка, типЕденица измеренияКоличествоПримечание1Шихтосмеситель Q=до 20 м3/ч, N=34 кВт.СМ -959шт12Барабанный гранулятор Q=20 м3/ч, N=14кВт.СМ-960шт13Дробилка валковая (зубчатая)Q=19 м3/ч, N=11кВт.ДДЗ-1шт14Дробилка валковая (зубчатая)Q=19 м3/ч, N=14 кВт.СМ-5шт25Дробилка валково-зубчатая Q=125 т/ч, N=28 кВт.СМ-92шт16Ленточная машина N=2,8 кВт.К-5-110шт17Плоский качающейся грохот Q=13 м3/ч, N=0,6 кВт.ГЖ-1шт28Грохот вибрационный N=8 кВт.ГУП-IIIшт19Пластинчатый транспортер N=45 кВт.5140шт110Весовой дозатор (циклический) N=6кВт.АВДЖ-1200шт211Ленточный транспортер N=4 кВтшт2

3.6 Контроль производства

Для получения кондиционного пористого заполнителя с высокими технико-экономическими показателями процесса в производстве аглопорита необходимо контролировать: качество сырья и добавок, поступающих на склад, качество подготовленных сырья и добавок, качество шихты, режим спекания шихты, качество готовой продукции.

Контроль качества сырья и добавок, поступающих на склад, включает: для шахтных пород и топливных шлаков - определение влажности, предельной крупности и потери в весе при прокаливании (п. п. п.); для золы - определение потери в весе при прокаливании; для глины -определение влажности; для угля и топливосодержащей добавки - определение калорийности и предельной крупности.

Перечисленные показатели (влажность, потеря в весе при прокаливании, предельная крупность и калорийность технологического топлива) являются решающими факторами, определяющими состав и влажность шихты, содержание топлива, режим дробления, необходимость введения добавок или топлива и т. д.

Для контрольного испытания необходимо отобрать среднюю пробу сырья, которая должна полностью отражать состав и Свойства, присущие испытуемой партии материала в целом.

Определение влажности, потери в весе при прокаливании и калорийности производится по общепринятой методике. Предельная крупность определяется по результатам ситового анализа и характеризуется частным остатком на верхнем сите, который не должен превышать 5% веса пробы

Контроль качества сырья и добавок после их подготовки включает:

для шахтных пород, топливных шлаков, глины, угля и других материалов, подвергавшихся дроблению, - определение предельной крупности зерен;

для глиняного молока, используемого при грануляции золы,- определение удельного веса и подсчет содержания сухой глины.

Подсчет содержания сухой глины в глиняном молоке весьма важен, так как в шихту необходимо вводить строго определенное количество глины в зависимости от содержания в золе несгоревшего топлива. Содержание глины в глиняном молоке определяется следующим образом. В цилиндр для ареометров и спиртометров 40x290 или 60X400 мм отбирают пробу глиняного молока. Цилиндр интенсивно встряхивают, после чего в молоко осторожно опускают денсиметр

Контроль качества шихты включает определение насыпного веса, влажности, предельной крупности зерен и потери в весе при прокаливании.

Контроль режима спекания включает определение высоты спекаемого слоя шихты, температуры зажигания, отходящих газов, разрежения в период зажигания и в процессе спекания.

При применении агломерационных машин непрерывного действия температура отходящих газов и разрежение определяются в каждой вакуумной камере. Для замера температуры зажигании шихты и отходящих газов, а также разрежения устанавливаете контрольно-измерительная аппаратура, монтируемая на щите КИП

Температура зажигания шихты контролируется платинородиевой термопарой, устанавливаемой между зажигательны устройством и верхним слоем шихты. Температура непрерывно фиксируется потенциометром, смонтированном на щите КИП. Температуру зажигания регулируют подачей газа или жидкого топлива, а также соотношением между топливом и воздухом в зажигательном горне.

При определении температуры отходящих газов применяют хромель-алюмелевые термопары. Их устанавливают в вакуумных камерах под колосниковой решеткой. Температуру непрерывно фиксируют потенциометрами. Повышение температуры отходящих газов ориентировочно указывает на избыточное содержание топлива в шихте, понижение-на недостаток топлива. На основании замеров температур корректируют состав шихты.

Величину разрежения определяют мембранным тягомером или U-образным манометром, установленным в вакуумных камерах под колосниковой решеткой. Разрежение фиксируют непрерывно или через определенные промежутки времени, но не реже одного раза в час. Величину разрежения регулируют дроссельными устройствами.

Контроль качества аглопорита состоит из определений насыпного веса отдельных фракций и их смеси, а также прочности щебня. Определение производится по ДСТУ 9758-61 «Заполнители пористые неорганические для легких бетонов. Методы испытаний». При определении насыпного веса размер мерного сосуда в зависимости от крупности щебня или песка аглопорита принимают по таблице:

Размеры мерных цилиндров при определении насыпного веса аглопорта

Предельная крупность аглопорита в ммОбъем мерного цилиндра в лРазмер цилиндра в ммдиаметрвысота5 и менее 10 20 401 2 5 10108 137 185 184108 136 186 283

Прочность аглопоритового щебня определяется путем сдавливания зерен в металлическом цилиндре. Из средней пробы аглопоритового щебня отсевают 3 л зерен крупностью 5-10 мм и высушивают до постоянного веса. Отсеянные зерна засыпают в цилиндр1 (рис. 51) вровень с краями. Перед засыпкой цилиндр устанавливают на металлическую пластинку размером 90X90 мм и толщиной 4 мм. На зерна щебня устанавливают пуансон, а цлиндр с пуансоном-на подушку-гидравлического пресса. Гидравлическим прессом (с усилием до 10 т) пуансон вдавливают в цилиндр на 'глубину 50 мм (до риски на пуансоне) и снимают показания манометра. Давление пресса повышают со скоростью 3- 5 кг/см2 в сек. Перекос пуансона при вдавливании в цилиндр не допускается. Прочность щебня вычисляют как среднее арифметическое из результатов трех определений, при этом каждый раз берут новую порцию щебня.

Отбор проб исходного сырья, подготовленной шихты или готовой (продукции производят непосредственно с транспортных средств или по выходе из перерабатывающих агрегатов. Отбирающими приспособлениями (пробоотборниками) должно быть охвачено все сечение потока (в керне) исходного сырья, шихты или готовой продукции.

Таблица 6.

Ведомость расходов электроэнергии.

№ п/пНазвание оборудованияСуммарная мощность эл. двигателя, кВтДлительность работы с учитыв. коэф. использованияИспользуемая электроэнергия за год, кВт*год1Шихтосмеситель3487602978402Барабанный гранулятор СМ-9601487601226403Дробилка волковая (зубчатая) ДДЗ-1118760963604Дробилка волковая (зубчатая) СМ-52887602452805Дробилка волково-зубчатая СМ-922887602452806Плоский качающейся грохот.1,28760105127Грохот вибрационный.88760700808Пластинчатый транспортер.4587603942009Весовой дозатор (циклический) АВДЖ-120012876010512010Ленточный транспортер8876070080Итого: 192 1681920

. Потребность в энергоресурсах

Ведомость затрат энергоресурсов

Таблица 7.

№ п/пНаименование энергетических ресурсовЕдиницы измеренияЗатраты за ед. продукцииГодовая потребностьПримечание1234561электроэнергиякВт · ч35,1817940482угольт121200,060

. Штатная ведомость

Таблица 8.

Штатная ведомость.

№ п/пПрофессия рабочегоРазрядКоличество рабочих, челВсего, челГодовой фонд рабочего времениГодовое количество человеко-часов1 смена2 смена3 смена123456789А. Производственные рабочие1Оператор дробилок433398059725312Оператор грохотов433398059725313Оператор дозаторов422268059241774Оператор шихтосмесителя411138059241775Оператор гранулятора411138059241776Оператор ленточной машины611138059241777Помощник оператора411138059241778Рабочие склада готовой продукции322268059483549Дежурный слесарь111380592417710Дежурный электрик1113805924177Итого: ?45 ? 80590 ?3626551Начальник цеха1--1--2Сменные мастера1113--3Контролеры ОТК1113--4Кладовщик - нормировщик1113--5Лаборанты2226--Всего : ?16

. Охрана труда и окружающей среды

Охрана труда на стадии проектирования состоит в разработке мероприятий, обеспечивающих создание надлежащих санитарно-гигиенических и безопасных условий труда производственного персонала. В круг этих мероприятий входят решения, касающие аспирации и обеспыливания, шумопонижения, нормализации температурно-влажностного режима, предотвращения опасных г вредных воздействий производственных факторов.

Охрана окружающей среды предусматривает мероприятия, направленные на недопущение ухудшения окружающей среды от работы проектируемого предприятия. Сюда входят очистка отходящих газов печей и других агрегатов от пыли и иных вредных веществ, очистка шламосодержащего стока, осветление вод и организация оборотного водообеспечения, рекультивация земель по завершении разработки карьеров и другие решения, вытекающее из специфики данного производства.

. Технико-экономическая часть

Данные, что приводятся в этой части проекта, определяют технико-экономическую эффективность принятых в проекте решений.

Расчет удельных затрат сырья и полуфабрикатов производится распределением годовых затрат (с учетом производственных потерь) на проектную мощность цеха или завода.

Результаты приводятся в виде табличных данных (табл.8).

Расчет удельных расходов энергоресурсов. Удельные расходы электроэнергии, топлива, сжатого воздуха определяется распределением годового употребления на проектную годовую производительность производства.

Таблица 9.

Ведомость удельных расходов сырьевых материалов

№ п/ пВид сырьевых материалов или полуфабрикатовЕд.из.Годовая потребностьУдельные затратыПримечание1234561Глинат/м3735420,722Угольм312943,380,133Водам318273,40,18

- Трудоемкость изготовления единицы продукции определяется как часть от распределения годового количества чел.-часов, изготовленных производственными рабочими на годовой выпуск готовой продукции. Эта величина отбивает удельные расходы труда только по основным производительным операциям.

Полная величина удельных затрат труда должна учитывать удельные трудозатраты на дополнительные производительные операции, которые исполняются работниками ремонтных мастерских, и т.д. Годовое количество отработанных часов и удельные затраты труда вспомогательных работников подсчитывается за выше указанной методикой.

Трудоемкость на 1 м3 составляет 7,1 чел · час / м3.

Продуктивность труда

Продуктивность труда определяется количеством продукции, что приходится за год на одного списочного работника. Списочное количество работников отличается от явного, приведенного в штатной ведомости цеха и включает работников, как занятых в производстве, так и временно отстраненных от производства, но и те которые числятся в штате цеха.

Для вычисления списочного количества работников составляется баланс рабочего времени одного работника, с которого определяется количество фактически отработанных дней в году.

Баланс рабочего времени одного работника определяется исходя с следующих выводов:

.Количество календарных дней в году - 365.

. Количество нерабочих дней:

выходные дни - 104,

очередной отпуск - 24,

праздничные дни - 8,

декретные отпуска - 1,

исполнение государственных обязательств - 1,

заболевания - 1,5

неработающие дни с других причин - 1,5.

Приведено количество нерабочих дней есть ориентировочно. Обычно она устанавливается ведомственными нормами.

Общее количество нерабочих дней получают подсчетом по всем пунктам 2 - Д н ;

Количество дней, отработанных одним рабочим за год :

Др = 365 - Д н = 365 - 141 = 224

где Д н = 104 +24+8+1+1+1,5+1,5 = 141

Коэффициент перехода от явного к списочному количеству работников:

К = 1 + Дэ - Др /Др

где Дэ - количество рабочих дней производства за год.

К = 1 + 336-224 /224 = 1,5

Списочное количество рабочих определяется по формуле:

с = K · Nя,

где Nя - количество рабочих из штатной ведомости списочных рабочих, занятых на вспомогательных операциях.

Nс = 1,5 ·45 = 68 чел.

Зная списочное количество производственных рабочих, производительность труда в натуральном выражении можно определить по формуле :

= П год / Nс, м3 / чел,

где П год - годовая производительность производства;

Nс - списочное количество производительных рабочих.

n = 101000/ 68 = 750 м3 / чел .

Энерговооруженность.

Энерговооруженность определяется распределением обще установленной мощности технологического и транспортного оборудования на количество рабочих, занятых в смену с максимальным количеством работающих. Единицы измерения - кВт \ чел.

э = 192 /68 =2,82 КВт / чел

Обьем готовой продукции с 1 м 2 производительной площади характеризует эффективность принятых в проекте компонентных решений и уровень использования производительных площадей.

Снимание с 1 м 2 производительной площади вычисляется по формуле:

СF = Пгод / F , м3 / м2

где Пгод - годовая производительность запроектированного цеха;

F - суммарная площадь всех этажей запроектированного цеха.

СF = 101000 / 1065,6 = 189,6 м3 / м2

Технико - экономические показатели запроектированного производства рекомендуется представлять в виде таблицы :

Таблица 8.2

Технико - экономические показатели цеха

№п/пНаименование показателейЕдиницы измеренияВеличина показателей цеха (завода)1Производительная мощностьтис. м31000002Удельный расход сырьевыхматериалов - глина - уголь - вода т / м3 м3 м3 0,72 0,13 0,183Удельный расход энергоресурсов - уголь - электроэнергия т кВт · ч 35,184ЭнерговооруженностькВт /чел2,825Трудоемкостьчел · час / м37,16Производительность трудам3 / чел7507Сьем с 1 м3 производительной площадим3 / м2189,6

Список использованной литературы

1.Ицкович С.Л., Баженов Ю.П. и др. «Заполнители для бетона».- М.: Высшая школа,1991.

2.Роговой М.И. «Технология искусственных пористых заполнителей и керамики».- М.: Стройиздат,1979.

3.Элинзон М. П. «Производство искусственных пористых заполнителей». - М.:Стройиздат,1976.

.Элинзон М.П. «Основы производства аглопорита».- М.: Стройиздат,1972.

.Сапожников М.Я. «Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций». - М.: Высшая школа,1974.

.Справочник по производству искусственных пористых заполнителей./ Под ред. Исидорова В.В. - М.: Госстройиздат,1966.

.Д С Т У Б В.2.7 - 17 - 95

Министерство образования и науки Украины Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры Кафедра технологии строительных материалов

Больше работ по теме: