Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Пермский государственный технический университет

Кафедра строительных материалов и специальных технологий

Курсовой проект по дисциплине

«Технология теплоизоляционных материалов» на тему:

« Цех по производству керамовермикулитовых изделий»

Выполнил: студент гр. ПСК-03-2

Щеколдина Е.Н.

Проверил преподаватель:

Семейных Н.С.

Пермь, 2007

Содержание

1. Введение

2. Технологическая часть

2.1 Характеристика и номенклатура изделия

2.2 Выбор, обоснование и описание принятой схемы технологического процесса

2.3 Режим работы и производственная программа предприятия

2.4 Характеристика исходного сырья. Расчет потребности в сырьевых материалах (материальный баланс)

2.5 Выбор и расчет количества основного технологического оборудования

2.6 Расчет потребности в энергетических ресурсах

2.7 Контроль производства и качества готовой продукции

3. Техника безопасности и охрана труда

4. Список используемой литературы

1. Введение

Керамовермикулит - эффективный теплоизоляционный материал, разработанный в УралНИИстромпроекте, который сочетает высокие теплоизоляционные свойства с достаточно высокими температуростойкостью, долговечностью и низкой плотностью. Керамовермикулитовые теплоизоляционные изделия изготавливаются из вспученного вермикулита, огнеупорной глины с различными добавками путем формования, сушки и обжига. [2] В различных отраслях промышленности требуется большое количество теплоизоляционных материалов для высокотемпературной изоляции (900--1250° С) печей, котлов и других агрегатов. В настоящее время эта потребность покрывается в основном, теплоизоляционными керамическими изделиями, изготавливаемыми из диатомита, трепела или огнеупорных глин (пенокерамика), а также перлито-керамическими изделиями. Современным требованиям к таким материалам в наибольшей степени удовлетворяют так называемые ультралегковесные керамические изделия, изготавливаемые формованием вспененных огнеупорных глиняных масс с последующей сушкой и обжигом. Однако полное удовлетворение потребности в этих материалах сдерживается рядом причин, связанных с нераспространенностью сырьевой базы (диатомиты, трепелы, огнеупорные глины), сложностью технологии изготовления пеноглиняных керамических изделий и, как следствие этого, высокой стоимостью изделий. Существующий дефицит в высокотемпературных теплоизоляционных материалах может быть значительно сокращен, если: для производства их использовать вспученный вермикулит. Поскольку последний не претерпевает каких-либо существенных, изменений до температур 1100--1250 °С, при подборе соответствующей керамической связки можно, по несколько измененной, для обычной керамики технологии производить теплоизоляционные керамические изделия--плиты, кирпич, блоки, скорлупы с температурой применения 900--1250° С. Исследования в области технологии вермикулито-керамических материалов проводились в УралНИИСтромпроект , ЛИСП, ВНИИСТРОМе , ВНИПИ Теплопроект и других научно-исследовательских организациях. Эксплуатация в изоляции стекловаренных печей показала, что изделия должны иметь температуру применения не ниже 1000 °С, размеры изделий составляют: по длине 300--500 мм, по ширине 230 мм на бакоре, 370 мм и более на подвесных стенках, по толщине 115 мм (толщина изоляционного слоя).

Преимущества керамовермикулитовых изделий:

§ многократно снижает массу футеровки;

§ возможность получения изделий различной конфигурации с пустотами, переменной плотности;

§ материал легко обрабатывается вручную, в т.ч. пилится ножовкой по дереву;

§ повышенная термическая стойкость материала позволяет использовать изделия в тепловых агрегатах с жесткими режимами нагревания;

§ низкая теплопроводность при высоких температурах позволяет значительно снижать теплопотери в окружающую среду;

§ значительно увеличивается межремонтный период эксплуатации тепловых агрегатов;

§ экономия топлива в тепловых агрегатах с футеровкой из керамовермикулита (снижение расхода топлива на 15-25%).

Достигаемый эффект:

§ Снижение расхода ТЭР на 15-18% за счет уменьшения потерь в окружающую среду;

§ Низкая теплопроводность при высоких температурах, позволяющая значительно снизить толщину футеровки;

§ Увеличение межремонтного периода эксплуатации тепловых агрегатов.

2. Технологическая часть

2.1 Характеристика и номенклатура продукции

Исходя из требований ГОСТ 2.114- 70 «Технические условия. Правила построения, изложения и оформления в состав разработанных ТУ-21- РСФСР -1 318.87

«Изделия керамовермикулитовые теплоизоляционные» вошли следующие разделы, содержащие требования к керамовермикулитовым изделиям и определяющие показатели качества продукции применительно к условиям и режимам эксплуатации:

- общие положения;

- технические требования;

- правила приемки;

- методы контроля (испытаний, анализа, измерений);

- транспортирование и хранение;

- гарантия поставщика.

Действие данных технических условий распространяется на опытную партию керамовермикулитовых теплоизоляционных изделий, изготовляемых из вспученного вермикулита и глины с добавками (или без них), путем формования, сушки и обжига. Изделия, предназначенные для изоляции тепловых агрегатов в промышленности строительных материалов (съемные панели покрытия кольцевых печей, наружная изоляция стекловаренных печей, футеровка роликовых печей) и для изоляции промышленного оборудования в других отраслях народного хозяйства.

В разделе «Технические требования» содержится условие, что изделия должны соответствовать требованиям настоящих технических условий и изготовляться по технологическим регламентам, утвержденным в установленном порядке.

Номинальные размеры изделий:

длина -- 300, 500, 600 мм;

ширина -- 230, 250, 370 мм;

толщина -- 70, 115, 125 мм.

По согласованию с заказчиком допускается выпуск изделий других размеров.

Предельные отклонения от номинальных размеров по длине +/- 10 мм, по ширине и толщине +/- 5 мм.

Изделия должны иметь правильную геометрическую форму с прямыми углами и ребрами, с четкими гранями и ровными поверхностями. Отклонения от перпендикулярности смежных граней не должно превышать 5 мм по длине 250 мм. Отбитость углов и ребер по глубине должна составлять не более 15 мм.

На поверхности изделий допускаются трещины глубиной не более 1/3 толщины, длиной - до 150 мм и шириной 0,5-1,0 мм.

Для изготовления изделий должны применяться следующие сырье и материалы: вермикулит вспученный по ГОСТ 12865-67, огнеупорная глина, имеющая число пластичности не менее 18, шамотный порошок по ГОСТ 20956-75*, отработанный катализатор производства синтетического каучука по ТУ 383032-78 и некоторые другие тугоплавкие и огнеупорные дисперсные заполнители.

В зависимости от средней плотности керамовермикулитовые теплоизоляционные изделия подразделяют на несколько марок, причем каждая марка имеет свою предельную температуру применения (табл.2)

Марки керамовермикулитовых изделий Таблица №2

Марка	Средняя плотность, кг/м3	Предельная температура применения оС, не выше
КВИ-400 КВИ-500 КВИ-600 КВИ-800 КВИ-1000	400 500 600 800 1000	1000 1050 1100 1150 1150

В технические условия для каждой марки изделий введен показатель теплопроводности при нижних и верхних пределах температуры применения. Как видно из табл.3 керамовермикулит имеет низкую теплопроводность по сравнению с другими материалами, особенно при высокой температуре за счет мелкопористой структуры и кристаллохимического строения вспученного вермикулита, являющегося основным компонентом керамовермикулита.

Опыт эксплуатации керамовермикулита в изоляции стекловаренных печей, в футеровке роликовых печей и в съемных панелях свода кольцевых печей показал, что при таких показателях теплопроводности толщина теплоизоляционного слоя может быть снижена с 400 мм до 120 мм, например в изоляции стекловаренных печей, с 460 до 230 мм в футеровке роликовых печей для обжига керамической плитки при температуре службы 1000-1150 °С. Таким образом, показатель теплопроводности играет большую роль при выборе теплоизоляционного материала для применения в изоляции промышленных тепловых агрегатов, в частности, определенной марки керамовермикулитовых изделий.

Важным показателем качества керамовермикулитовых изделий является линейная температурная усадка при предельно допустимой температуре применения.

Для всех марок керамовермикулитовых изделий она должна быть не более 2%, так как ее увеличение ведет к образованию трещин в кладке при эксплуатации. При выборе теплоизоляционного материала для теплоизоляции или футеровки печей потребитель должен учитывать этот показатель и определять возможность использования материала в эксплуатационных условиях.

Готовые изделия в изломе должны иметь однородную структуру без пустот, посторонних включений, расслоений и трещин.

Физико-механические показатели изделий Таблица №3

Показатели	Марка изделия
	400	500	600	800	1000
Средняя плотность, кг/м3, не более Теплопроводность, Вт/м К, не более, при средней температуре: 25 ±5оС 500 ±5оС Предел прочности при сжатии, Мпа, не менее Линейная температурная усадка при предельно допустимой температуре применения, %, не более Термическая стойкость, возд. теплосмен	400 0,087 0,146 0,6 2,0 40	500 0,105 0,152 0,8 2,0 40	600 0,120 0,178 1,0 2,0 40	800 0,160 0,230 2,0 2,0 30	1000 0,250 0,350 2,5 2,0 30

Выбор наибольшей крупности зерен вспученного вермикулита при изготовлении изделий обусловливается температурой их применения и степенью пластичности вермикулито-глиняной массы. В изделиях для высокотемпературной изоляции, изготавливаемых из жестких или малопластичных смесей, лучшие результаты дает применение средне- и мелкозернистого вермикулита с максимальной крупностью зерен 5 мм. Использование крупнозернистого вермикулита нецелесообразно, так как при высоких температурах коэффициент теплопроводности вермикулито-керамических изделий будет высоким за счет конвективного теплообмена в крупных зернах. Кроме того, при перемешивании смеси с малой пластичностью крупные зерна вермикулита в большей степени подвергаются разрушению, чем мелкие, и, как следствие этого, масса получается плотной, а изделия тяжелыми.

В изделиях для низкотемпературной изоляции, изготавливающихся из высокопластичных смесей, возможно использование вермикулита и с наибольшей крупностью 10 мм.[3]

Области применения керамовермикулитовых изделий:

Промышленность строительных материалов:

§ футеровка печей обжига керамического кирпича и облицовочной плитки;

§ теплоизоляция стекловаренных печей.

Алюминиевая промышленность:

§ высокотемпературная изоляция электролизеров и миксеров в алюминиевой промышленности.

Нефтехимия:

§ футеровка трубчатых подогревателей, печей пиролиза.

Металлургия и машиностроение:

§ футеровка термических печей;

§ утеплительные вкладыши в прибыльную часть изложниц в сталеплавильном производстве.

Энергетика:

§ обмуровка котлов и изоляция паропроводов;

§ обмуровка газоходов.

2.2 Выбор, обоснование и описание принятой схемы технологического процесса

Выбор способа производства и его аппаратурное оформление обусловлены содержанием технологических требований и экономическими условиями. Основные технологические операции, разработанного способа максимально приближены к технологическому процессу производства огнеупорных шамотных изделий пластического способа формования. Отказ от шликерного способа приготовления массы и применение добавки полиэликтролита позволили снизить втрое влажность сырца: со 120 до 42 % и увеличить максимальное содержание вспученного вермикулита с 50 до 60 мас. %, что является принципиально новым решением. Найденные технические решения позволили получить изделия с изотропной структурой и свойствами.

Теплоизоляционные вермикулито-керамические изделия могут быть получены по нескольким технологическим схемам. Так же как и при изготовлении бетонов с небольшим объемным весом формовка вермикулито-керамических изделий должна производиться с учетом характерных свойств вспученного вермикулита (высокой пористости и сильно развитой поверхности). Главной задачей при изготовлении легковесных вермикулито-керамических материалов является использование масс с возможно меньшим расходом глины и создание достаточной пористости у керамического скелета изделия при обеспечении надлежащей формуемости массы. Прессованием пластичной смеси вермикулита и сравнительно тощей кирпичной глины можно получить изделия, имеющие после обжига у0 = 300 - 500 кг/м3, но прочность их будет невелика (Rизг = 0,5-3,5 кг/см2). Применение высокопластичных глин, введение в смесь определенных добавок и использование некоторых технологических приемов обеспечивает получение изделий со значительно более высокими техническими свойствами.

1. «Пеновый» способ .

Сущность способа формования легковесных керамических изделий, предложенного в ЛИСИ (авторы Дубенецкий К.Н. и Пожнин А.П.), тот же, что и при изготовлении легких вермикулитовых бетонов. Этот способ предусматривает обеспечение необходимой пластичности смеси путем введения в нее пены и последующего прессования давлением 0,01 МПа . Некоторые данные по составу и свойствам вермикулито-керамических изделий, приготовленные способом вспенивания из ковдорского вермикулита фракций 0,6-10мм,обемной насыпной массой 150 кг/ м3 , боровической огнеупорной, ленинградской кембрийской и огланинской бентонитовой глины, асбеста IV и V сортов, и обожженных при температуре 900 0С, приведены в таблице №4. Введение в смесь небольших количеств бентонитовой глины и асбеста позволяет повысить прочность изделий. Эффективность этих добавок объясняется тем, что они, обладая большой водопотребностью, увеличивают количество теста. Армирующее действие асбеста, видимо, в данном случае не играет существенной роли, так как при обжиге асбест теряет свою прочность. Положительную роль повышенного количества поризованного теста в формировании прочности вермикулито-керамических изделий подтверждает и тот факт, что при замене части глины стеклянным порошком, не разбухающим в воде, но увеличивающим количество жидкой фазы при обжиге, происходит снижение прочности изделий.

Оптимальным соотношением между вермикулитом и водой для указанного способа изготовления вермикулито-керамических изделий является 3 : 1, а между водой и пеной 1 : 0,25 по объему. Объемная воздушная усадка равна 10--12%, огневая -- 1,5-- 2%. Коэффициент теплопроводности изделий при нормальной температуре составляет 0,06--0,08 ккал/м ч град. Предельная температура применения-- 900° С. Для изделий на огнеупорной глине она может быть и выше, если обжиг будет произведен при более высокой, чем 900° С, температуре.

Расход материалов на 1 м3 изделий с yo = 300 кг/м3 составляет:

вспученного вермикулита 1,1 м3

огнеупорной глины 110 кг

бентонитовой глины 14 кг

асбеста 14 кг

клея мездрового 0,14 кг

канифоли 0,06 кг

соды кальцинированной 0,06 кг

воды 420 л

Данные по составу и свойствам вермикулито-керамических изделий

Таблица №4

Состав , % по массе	Свойства вермикулито-керамических изделий на
Вермикулит	Огнеупорная или кембрийская глина	Бентонитовая глина	Асбест	огнеупорной глине	кембрийской глине
				Объемная масса, кг/м3	Предел прочности при изгибе, МПа	Объемная масса, кг/м3	Предел прочности при изгибе, МПа
50	50	--	--	292	1,8
45	55	--	--	316	2,3	330	0,7
40	60	--	--	332	2,9	365	1,3
35	65	--	--	369	3,9	411	1,9
30	70	--	--	418	5,5	485	3,2
55	40	5	--	281	1,9
45	50	5	--	322	3,0	337	1,5
35	60	5	--	367	4,6	417	3,2
30	65	5	--	398	5,9	450	4,1
25	70	5	--	430	7,5	500	5,8
60	35	--	5	246	1,6
50	45	--	5	285	2,5	291	0,9
40	55	--	5	346 .	4*3	350	2,4
35	60	--	5	385	6,9	403	3,6
30	65	--	5	439	11,0	476	6,4
70	20	5	5	250	1,7
60	30	5	5	280	2,6	263	1,2
50	40	5	5	310	3,4	294	2,0
40	50	5	5	357	5,0	351	3,1
30	60	5	5	421	8,6	475	7,4

2. Способ получения легких вермикулито-керамических изделий разработанный во ВНИИСТРОМе.

Автором данного способа является Саркисов Р.Б. Высокая пористость керамического каркаса изделий, изготавливаемых по этому способу, обеспечивается вспучиванием глиняного теста с помощью газообразователя. Формовка осуществляется не прессованием, а вибрированием.

Огнеупорная глина после сушки и помола смешивается в мешалке со вспученным вермикулитом в соотношении 1:3, затем производится затворение сухой смеси 1%-ным раствором едкого натра до водотвердого отношения, равном 1 и вводят в полученную массу алюминиевую пудру. После перемешивания сравнительно жесткая смесь укладывается в формы и вибрируется при следующих параметрах: частота колебаний 2800 в минуту, амплитуда 0,6--0,8 мм, продолжительность 2 мин. После вибрирования изделия распалубливаются и направляются на сушку и обжиг.

Ниже приводятся основные физико-механические свойства получаемых этим способом изделий.

Объемный вес в кг/м3 ....................................................................350--420

Предел прочности при изгибе в кг/см2 ...................................... 2--3

Коэффициент теплопроводности при 50°С в ккал/м ч град…0,07--0,08

Коэффициент температурного расширения …………………. 6,6 *10-6

Термостойкость, не менее……………..…… 25 воздушных теплосмен с

максимальной температурой 800° С

Дополнительная усадка при температуре 1250 °С в % ……….не более 1

Огнеупорность в °С…………………………………..…….не ниже 1350

Температура применения в °С ……………………………….……до 1100

Коэффициент звукопоглощения ..ю.………………..…. …..не менее 0,9

Ниже приведен расход материалов на 1 м3 изделий:

вспученного вермикулита …………………………... 1,3--1,4 м3

огнеупорной глины ……………………………………60--70 кг

алюминиевой пудры ………………………………….. 0,8 кг

1%-ного раствора едкого натра………………………….380 л

Изделия сушат при 140 - 160 °С с течении 18 ч, а обжигают по режиму: повышение температуры 3 ч; выдержка при 1200 - 1250 °С - 1 ч и снижение температуры 4 ч.

3. Способ ВНИПИТеплопроект

Изделия с несколько большим объемным весом (400--500 кг/м3) получаются по упрощенной технологии, разработанной во ВНИПИ Теплопроект. Огнеупорная глина измельчается в стругаче и подается в смеситель, где распускается в воде. Полученный шликер с влагосодержанием 77--80% процеживается через сито с размером отверстий 1 мм и поступает в расходный бак-смеситель (где постоянно перемешивается для поддержания однородности), а затем через объемный дозатор -- в смеситель для приготовления формовочной массы. Туда же с целью повышения пластичности массы и уменьшения влагосодержания добавляется водный раствор абиетата натрия (омыленной канифоли). После этого в смеситель загружается вспученный вермикулит и вновь производится перемешивание.

Приготовленная таким образом масса с влажностью 60--65% порциями, рассчитанными на изготовление одного изделия, подается в форму пресса. Прессование производится при давлении 2 кг/см2. Затем следуют сушка и обжиг. Ниже приводятся основные физико-механические свойства изделий:

Объемный вес в кг/м3 ……………………………………...…не более 500

Предел прочности при сжатии в кг/см2 ………………………не менее 7

Коэффициент теплопроводности при 600° С в ккал/м ч град….не более 0,17

Дополнительная усадка при температуре 1100° С в %……...не более 1

Огнеупорность в °С………………………………………….не ниже 1300

Температура применения в °С …………………………………...до 1100

Расход материалов на 1 м3 изделий составляет:

вспученного вермикулита ……………………..1,86 м3

огнеупорной глины …………………………....250 кг

абиетиновой смолы…………………………….…0,65 кг

едкого натра ……………………………..0,10 кг

воды …………………………………… 675 л

Технологическая схема производства вермикулитовых изделий аналогична производству перлитовых изделий и включает в себя следующие процессы: подготовка и дозировка сырьевых компонентов, приготовление формовочной смеси, формование и термообработка. (рис.1)

Технологическая схема производства керамовермикулитовых изделий

Рис.1 Технологическая схема производства

1 - бункер огнеупорной глины;2- дозатор глины;3- лопастная мешалка;4, 5 - бункер добавок;6,7 - дозаторы добавок;8- бункер вспученного вермикулита;9- дозатор вспученного вермикулита;10- распределительный бункер;11- форма пресса;12- сушилка;13- печь для обжига;14- склад готовой продукции.

Вспученный вермикулит, порошкообразная глина поступают на завод автомобильным транспортом в мешках и хранятся в закрытом складе.

Участок подготовки исходных материалов обеспечивает подготовку, заполнение и поддержание в необходимых объемах сырья (вспученный вермикулит, глина, добавки).

Привезенная на склад порошкообразная глина должна содержать до 3% частиц более 2 мм и свыше 70% частиц - менее 0,5 мм.

Бункера вспученного вермикулита и глины заполняются с помощью электротали. Вспученный вермикулит или глина из мешков засыпаются в бункер, стоящий на самоходной тележке. После заполнения бункера тележка перемещается в цех, где электроталью данный бункер перемещается в нужное место.

Добавки поступают на предприятие в виде 50% концентрата в бочках. Заполнение бункеров добавок осуществляется вручную с помощью подъемных устройств, с предварительным разбавлением добавок до 17% концентрации.

Материалы смешивают в двух лопастных горизонтальных мешалках периодического действия. В первой мешалке готовят шликер, состоящий из глины, воды и водного раствора абиетата натрия (омыленной канифоли). Водный раствор абиетата натрия вводят с целью повышения пластичности массы и уменьшения влагосодержания. После этого в смеситель загружается вспученный вермикулит и вновь производится перемешивание.

При перемешивании в течение 8-12 мин шликер становится пористым с плотностью 0,52-0,56 г/см3 и самотеком поступает в распределительным бак , а затем во вторую мешалку. Во второй мешалке к шликеру подают вспученный вермикулит и смесь перемешивают 8-12мин. Более длительное перемешивание смеси приводит к разрушению зерен вермикулита и увеличению массы изделий. После перемешивания получается формовочная масса плотностью 0,5 г/см3 и влажностью 50%. Массу заливается в движущиеся по конвейеру металлические очищенные и смазанные формы, которые изготовлены с учетом усадки. Далее формы по конвейеру поступают на сушку. Время сушки составляет 16ч. Остаточная влажность сырца после сушки не должна превышать 3%, так как иначе снижается его прочность, появляются трещины, отбитые ребра и углы.

После сушки сырец вынимают из формы (формы снабжены автоматическим выталкивающим устройством) с прочностью 0,12-0,14 МПа, устанавливают на полочные вагонетки в 8-10 изделия по высоте и направляют на обжиг. Обжиг происходит в туннельной печи. Время обжига- 4ч. После обжига автопогрузчики изделия снимаются с вагонеток и поступают на упаковку.

Готовые изделия одного вида, размера и марки упаковывают в полиэтиленовую пленку, я затем в жесткую тару. Между изделиями должны быть уложены бумажные прокладки. Хранят изделия в крытых складах раздельно по маркам и размерам, штабелями высотой не более 2 м.

керамовермикулитовый производственный сырье продукция

2.3 Режим работы и производственная программа предприятия

Режим работы предприятия, цехов и отделений выбирают в соответствии с Общесоюзными нормами типового проектирования ОНТП 07-85. Режим работы является исходным материалом для расчета технологического оборудования, потоков сырья, производственных площадей и списочного состава работающих.

Номинальное количество рабочих суток году……………...………262

то же, по выгрузке сырья и материалов ………………………………365

Количество рабочих смен в сутки …………………………….....…...2

То же по приему сырья и материалов:

ж/д транспортом………………………….……………...…………….2

автотранспортом……………………………………………………...…..2

Расчетное количество рабочих суток………………………………....247

Длительность плановых остановок на ремонты, суток……………...15

Продолжительность рабочей смены, ч…………………………….….....8

Нормативный коэффициент использования оборудования во времени kи=0,8

Количество рабочих дней в году Jф определяется по формуле:

JФ = J(262) - Jкап =262-15=247, где

Jкап - время капитального ремонта, равное 15-25 сут.

Годовой фонд времени работы оборудования Jф.о.

JФ.о. = J(262)*kи =247*0,8=197,6 где

kи - нормативный коэффициент использования оборудования во времени, колеблется в пределах 0,7-0,92.

Производительность цеха составляет 30 000 м3/год ( 12000 т/год)

Производительность с учетом брака составляет 30 450 м3/год ( 12180 т/год)

Режим работы предприятия. Таблица №5

Участок	Рабочих дней в году, JФ	Рабочих смен в сутки	Длительность смены, ч	Коэфф. использования оборудования, kи	Годовой фонд времени работы, JФ
1	2	3	4	5	6
Туннельная печь	247	3	8	0,9	7560
Туннельная сушилка	247	3	8	0,9	7560
Смеситель	247	2	8	0,8	3161
Дозаторы	247	2	8	0,8	3161
Транспорт	247	2	8	0,8	3161
Склад сырья	247	2	8	0,8	3161

Производственная программа Таблица №6

Вид продукции	Единица измерения	Выпуск продукции
		В год	В сутки	В смену	В час
1	2	3	4	5	6
Без учета брака
Керамовермикулитовая плита	м3	30 000	151,82	75,91	9,49
Керамовермикулитовая плита	шт	1 071423	5422	2711	338
С учетом брака 1,5%
Керамовермикулитовая плита	м3	30 450	154,1	77,05	9,63
Керамовермикулитовая плита	шт	1 087500	5504	2752	344

2.4 Характеристика исходного сырья. Расчет потребности в сырьевых материалах (материальный баланс)

Сырьем для получения керамовермикулитовых плит служит вермикулит вспученный по ГОСТ 12865-67, огнеупорная глина, имеющая число пластичности не менее 18, абиетиновая смола, едкий натр.

1. Вспученный вермикулит - сыпучий зернистый материал чешуйчатого строения, получаемый в результате обжига природного вермикулита.

Вспученный вермикулит в зависимости от размера зерен делят на следующие фракции:

крупный -- с размером зерен от 5 до 10 мм;

средний -- с размером зерен от 0,6 до 5 мм;

мелкий -- с размером зерен до 0,6 мм.

Допускается наличие в крупном и среднем вермикулите зерен крупнее и мельче указанных предельных значений в количестве не более 15 % по массе; наличие зерен размером свыше 20 мм не допускается.

Допускается наличие в мелкой фракции зерен размером свыше 0,6 мм в количестве не более 20 % по массе.

Вспученный вермикулит в зависимости от плотности подразделяют на марки: 100; 150 и 200.

Вспученный вермикулит должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 7.

Таблица №7

Показатель	Норма для марок
	100	150	200
1. Плотность, кг/м3, не более	100	150	200
2. Коэффициент теплопроводности, Вт/(мС), не более, при средней температуре: (25 ± 5) С	0,055	0,060	0,065
(325 ± 5) С	0,130	0,135	0,140
3. Влажность, % по массе, не более	3	3	3

2. Огнеупорная глина - землистые обломочные горные породы осадочного происхождения, состоящие в основном из высокодисперсных гидроалюмосиликатов. Огнеупорная глина используется как связующее, которое после обжига превращается в керамическое тело и придает изделиям механическую прочность.

По химическим и физическим показателям глина должна соответствовать требованиям, указанным в таблице 8.

Таблица №8

Наименование показателя	Норма
Массовая доля Al2O3,%, не менее	23,0
Массовая доля железа в пересчете на Fe2O3,%, не более	4,5
Потери массы при прокаливании, % не более	18,0
Коллоидальность, %, не менее	8,0
Концентрация обменных катионов, мг·экв/100г сухой глины, не менее	7,0

По гранулометрическому составу и массовой доли влаги порошкообразные глины должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 9.

Таблица №9

Наименование показателя	Норма
Остаток , %, не более, на ситах с размером ячеек 0,4 0,16	3,0 10,0
Массовая доли влаги, %	6,0-10,0

3. Добавки.

С целью повышения пластичности массы и уменьшения влагосодержания добавляется водный раствор абиетата натрия.

Состав сырьевой смеси:

Вспученный вермикулит- 59%

Огнеупорная глина- 40%

Абиетиновая смола- 0,1%

Едкий натр -0,02%

Вода - 50% от массы сухих компонентов

Материальный баланс Таблица №10

Наименование передела	Потери, %	Потребность в сырье, т
	Брак	Физ-мех.	Хим.	В год	В сутки	В смену	В час
1	2	3	4	5	6	7	8
Склад готовой продукции W=1%				12000	48,58	16,19	2,02
Туннельная печь, Wнач=3%	1,50	3	2,4	12828	51,93	17,31	2,16
Туннельная сушилка, Wнач=50%		47		18857	76,34	25,44	3,18
Конвейер формования		0,25		18904	76,53	38,26	4,78
Смеситель		0,25		18951	76,72	38,36	4,79
Дозатор вспученного вермикулита ( 59% от массы сухих компонентов)		0,25		7080	28,66	14,33	1,790
Дозатор глины (40% от массы сухих компонентов)		0,25		4800	19,43	9,71	1,214
Склад вспуч. вермикулита		0,25		7098	28,73	14,36	1,795
Склад глины		0,25		4812	19,48	9,74	1,217

Сводная таблица расхода Таблица №11

Наименование сырья и полуфабрикатов	Ед. изм.	Расход сырья
		В год	В сутки	В смену	В час
Вспученный вермикулит	т	7098/7098	28,73/31,60	14,36/15,79	1,795/1,974
Огнеупорная глина	т	4812/4812	19,48/19,48	9,74/10,71	1,217/1,339
Абиетиновая смола	кг	11910/11910	48,21/53,04	24,11/26,51	3,01/3,31
Едкий натр	кг	2382/2382	9,64/10,61	4,82/5,30	0,60/0,66
Вода	т	5950/5950	24,09/26,49	12,04/13,25	1,51/1,65

В таблице 11 в числители приведена действительная потребность в сырье (с учетом возможных производственных потерь), а в знаменателе - потребность в сырье с учетом коэффициента неравномерности потребления, Кн.п.. Величина Кн.п. изменяется в зависимости от периода потребления: в час до 1,3; в смену до 1,2; в сутки до 1,1; в год до 1,0.

2.5 Выбор и расчет количества основного технологического оборудования

Количество технологического оборудования определяется по формуле:

КМ = ПТ / ПЧ *kИ, где

КМ - количество машин, подлежащих установке;

ПТ - требуемая производительность машин для данной операции в единицу времени (час);

ПЧ - паспортная производительность машин выбранного типа в час;

kИ - коэффициент использования оборудования во времени.

Для дозирования компонентов принимаем следующие дозаторы:

Для дозирования вспученного вермикулита и глины - дозатор АВД-425 М, для дозирования добавок и шликера - АВД- 350-2БЖ.

Дозатор АВД-425 М
Предел взвешивания, кг наименьший наибольший	30 150
Вместимость бункера, м3	0,28
Цикл дозирования, с, не более	60
Мощность, кВт	0,65
Габаритные размеры, мм	1810*960*1575
Масса, кг	495

Дозатор АВД-350 2БЖ
Предел взвешивания, кг наименьший наибольший	80 400
Цикл дозирования, с, не более	45
Мощность, кВт	0,73
Габаритные размеры, мм	1800*950*1875
Масса, кг	595

Для смешивания компонентов принимаем лопастной смеситель СМ-296Б

КМ = ПТ / ПЧ *kИ= 4,79/(7,5*0,8)=0,79> необходим один смеситель.

Лопастной смеситель СМ-296Б
Внутренняя ширина корыта, м	0,64 2
Число оборотов лопастного вала в1 сек	0,64
Мощность, кВт	10
Производительность, м3	7,5
Масса, т	7

Для транспортирования бункеров требуется электроталь грузоподъемностью 4,2т.

Расчет бункеров:

Ёмкость промежуточного бункера обычно принимается из расчета обеспечения 4-часовой работы технологического оборудования и может быть рассчитана по формуле:

Vб=(Q*t)/(сн*kз)

Где Vб - ёмкость (объем) бункера, м3;

Q - производительность, т/ч;

t - время запаса, ч;

сн - насыпная плотность материала, т/м3;

kз - коэффициент заполнения бункера, 0,9.

1. Бункер для вспученного вермикулита

Производительность - 1,79 т/ч;

Время запаса - 4ч;

Насыпная плотность - 0,2 т/м3

Vб=(1,79*4)/(0,2*0,9)=7,16/0,18= 39,77м3

Принимаем диаметр бункера 3,2 м и высоту 4,9 м.

2. Бункер для огнеупорной глины

Производительность - 1,21т/ч;

Время запаса - 4ч;

Насыпная плотность - 1,9/м3

Vб=(1,21*4)/(1,9*0,9)=4,84/1,71=2,83 м3

Принимаем диаметр бункера 1,2 м и высоту 2,5 м.

3. Распределительный бункер формовочной массы

Производительность - 4,79 т/ч;

Время запаса - 1,5ч;

Насыпная плотность - 0,5 т/м3

Vб=(4,79*1,5)/(0,5*0,9)=7,19/0,45= 15,97м3

Принимаем диаметр бункера 2,4 м и высоту 3,5 м.

Ведомость технологического оборудования Таблица №12

№ п/п	Наименование оборудования	Марка	Кол-во	Мощность двигателя, кВт	Коэф.использ.оборуд., kИ
				Един.	общая
1	2	3	4	5	6	7
1	Смеситель	СМ -296Б	2	10	20	0,8
2	Дозатор	АВД-425М	2	0,65	1,3	0,8
3	Дозатор	АВД-350-2БЖ	2	0,73	1,46	0,8

2.6 Расчет потребности в энергетических ресурсах

Расход электроэнергии Таблица №13

Наименование оборудования с электродвигателем	Кол-во единиц	Мощность двигателя, кВт	Коэф. спроса	Год.фонд раб. времени, ч	Год.расход электроэнергии, кВт*ч
		Един.	Общая
1	2	3	4	5	6	7
Смеситель	2	10	20	0,5	197,6	19760
Дозатор	2	0,65	1,3	0,5	197,6	128,44
Дозатор	2	0,73	1,46	0,5	197,6	144,25

2.7 Контроль производства и качества готовой продукции

Таблица №14

Показатель	Частота контроля	Методы контроля, определение, приборы, ГОСТ
Компоненты
Вспученный вермикулит: плотность, кг/м 3 фракционный состав	2 раза в смену Каждая партия	По ГОСТ 12865-67
Пластичность глины	Каждая партия	По ГОСТ 21216-75
Глиняный шликер
Относительная влажность, %	Систематически, не реже одного раза в час	Согласно стандартной методики
Формовочная масса
Время перемешивания, мин	Систематически, не реже одного раза в час	Согласно стандартной методики
Изделия
Влажность отформованных изделий, %	Систематически, не реже одного раза в час	Согласно стандартной методики
Остаточная влажность сырца, %	Систематически, не реже одного раза в час	Согласно стандартной методики
Температура обжига, 0С	Систематически, не реже одного раза в час	Согласно стандартной методики
Время обжига при заданном режиме, ч	Систематически, не реже одного раза в час	Согласно стандартной методики
Качество изделий	Каждая партия	Согласно стандартной методики

3. Техника безопасности

Основные требования техники безопасности на предприятии

На заводах и в цехах все оборудование должно быть в исправном состоянии. Пуск оборудования разрешается только после проверки его исправности. Работать на неисправном оборудовании или пользоваться неисправным инструментом или приборами категорически воспрещается. Перед пуском в работу оборудования, в особенности поточных линий, транспортеров и других транспортных устройств, обязательно следует подавать звуковой или световой сигнал.

Движущиеся части машин и механизмов должны быть надежно ограждены. Не разрешается пускать в работу и работать на оборудовании со снятым ограждением и производить смазку, чистку, и ремонт на ходу.

Выключатели цеховой сигнализации должны располагаться так, чтобы ими можно было пользоваться с рабочего места. Сигналы должны подавать определенные лица, назначенные администрацией. Все сигнальные лампы и приборы должны быть в исправном состоянии. Работа при неисправной сигнализации не разрешается.

Не разрешается загромождать проходы и рабочие места посторонними предметами и материалами. Ширина цеховых проходов в свету должна быть не менее 1,5 м, а остальных проходов -- не менее 0,8 м. Рабочие места и проходы должны быть хорошо освещены.

Площадки и лестницы должны быть сухими, чистыми, без посторонних предметов.

Рабочие допускаются к работе только после того, как они прошли производственный инструктаж на месте работы и сдали экзамен по технике безопасности.

Перед началом работы рабочий обязан проверить исправность оборудования и электрических блокировок, наличие ограждений и заземления и в случае их неисправности сообщить об этом мастеру.

Рабочие должны быть одеты в спецодежду без свисающих частей. Волосы следует заправлять под головной убор. Нельзя работать в шарфах и косынках со свисающими концами.

Все электродвигатели, электроприборы и пусковые устройства должны быть заземлены. Электроустройства разрешается ремонтировать только дежурным электромонтерам. Запрещается ремонтировать электроустройства, не выключив напряжение; на пусковых устройствах в этом случае обязательно вывешивают плакат «Не включать - работают люди» и удаляют плавкие предохранители.

Наблюдение, замеры и отбор проб разрешается производить только со специальных площадок по утвержденной инструкции.

Пылящее оборудование должно быть хорошо герметизировано и присоединено к вытяжной вентиляции.

Нельзя нагружать подъемные механизмы выше предельной грузоподъемности. Запрещается оставлять подъемные механизмы с подвешенным грузом. При подъеме груза нужно наблюдать, чтобы под ним не было людей.

На видном месте около каждой установки должны быть вывешены инструкции и плакаты по эксплуатации и по технике безопасности при работе на данной установке.

Противопожарные мероприятия

На каждом предприятии в зависимости от пожарной опасности устанавливается определенный порядок безопасной эксплуатации всего предприятия и отдельных объектов.

В цехах имеются противопожарные инструкции, утвержденные руководством предприятия. Каждый рабочий должен знать правила пожарной безопасности, установленные для предприятия, цеха и конкретно для его рабочего места; расположение имеющихся вблизи рабочего места средств пожаротушения, правила пользования ими, приемы и способы тушения пожаров и меры личной защиты; местонахождение ближайшего пожарного извещателя и номер телефона пожарной охраны.

Для ликвидации небольших загораний применяют ручные пенные огнетушители или углекислотные огнетушители. На территории и во всех производственных помещениях химических предприятий курение запрещено. Курить можно только в специально отведенных для этой цели местах, снабженных урнами или бочками с водой для тушения окурков.

4. Список используемой литературы

1. Горлов Ю.П. «Технология теплоизоляционных материалов», М.: Стройиздат, 1980, 402 с.

2. Горяйнов К.Э., Дубенецкий К.Н. «Технология минеральных теплоизоляционных материалов и легких бетонов», М.: Стройиздат, 1976, 536 с.

3. Майзель И.Л., Сандлер В.Г. «Технология теплоизоляционных материалов», М.: Высш.школа, 1988, 4239 с.

4. Сапожиков М.Я. «Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий конструкции» , М.: Высш.шк., 1971, 384 с.

6. Комар Г.А. «Технология производства строительных материалов», М.: Высшая школа, 1990, 447 с.

7. ГОСТ 12865-67 «Вспученный вермикулит»

Размещено на Allbest.ru