Технологичность материалов на основе алюминиевой пудры

Как отмечалось выше с повышением давления более 8 атм. развиваемый форсункой вакуум снижается и при 13 - 14 атм достигается 400 - 450 мм. рт. ст. Это свойство форсунок используется для получения пульверизата с различным гранулометрическим составом: с повышением давления снижается производительность форсунок, но одновременно повышается дисперсность пульверизата. Поэтому для получения пульверизата с содержанием фракции минус 100 мкм менее 30 %, кроме снижения температуры до 720°, снижают рабочее давление перед форсункой до 10 - 11 атм и, наоборот, для получения дисперсного пульверизата повышают температуру до 750 - 770° и давления до 14 атм. Регулировка давления перед форсункой осуществляется открытием вентиля на воздухопроводе.

После дробления разогретый порошок до температуры 300 - 400 °С попадает через раструб в пылеосадитель, где происходит дальнейший теплообмен между разогретым порошком и стенками пылеосадителя. Часть тепла отводится с отсасываемым воздухом из пылеосадителя, а другая часть - охлаждающей водой, поступающей в рубашку пылеосадителя и ретруба.

В результате теплообмена между порошком и охлаждающей водой через стенку пылеосадителя, температура порошка снижается до 80 - 120° т.е. в связи с поступлением тепла с порошком и воздухом, нагревающимся при прохождении через форсунку, в пылеосадителе поднимается температура. В начальный период работы форсунки температура быстро возрастает и затем стабилизируется в результате установившегося теплового равновесия: приход тепла с порошком и воздухом равняется расходу тепла за счет уноса с воздухом, охлаждающей водой и тепловым излучением стенками пылеосадителя (крышка и другая свободная поверхность)

Температура в пылеосадителе имеет важное значение для получения формы частиц: чем ниже температура в пылеосадителе, тем быстрее раздробленные частицы алюминия затвердевают, благодаря быстрому затвердеванию исключается возможность слияния и деформации частиц, поэтому частицы получаются белее округлой формы, порошок хорошо выгружается, не комкуется, имеет насыпной вес более 1,0 г/см³. При повышении температуры порошок теряет текучесть, комкуется, зависает в пылеосадителе, частицы имеют форму снежинок, снижается насыпной вес ниже 0,9 г/см³.

Исходя из практических данных температура в пылеосадителе установлена не выше 185 °С, а т.к. температура в пылеосадитель зависит от производительности форсунки, то производительность должна быть не выше 660 кг.

Во избежание пыления через неплотности из пылеосадителя в системе поддерживается разряжение в пределах 10 - 50 мм. вод. ст.

4.5 Технологический процесс получения дисперсного пульверизата для производства порошка марки АСД-1

В настоящее время промышленность предъявляет большой спрос на дисперсные порошки из алюминия и его сплавов с частицами сферической формы и высокой активностью. Анализ работы показал, что получение сферических частиц алюминия методом пульверизации возможно только при применении горячих газов для распыления. В этом случае дробление струи металла происходит не в начале кристаллизации (близкой к температуре затвердевания), что имеет место при распылении холодным воздухом или газом, а в стадии жидкотекучести, т.е. при температуре значительно выше температуры плавления.

Образовавшиеся при распылении частицы металла находятся в жидком состоянии: когда силы поверхностного натяжения достаточно большие, чтобы образовались частицы сферической формы.

Применение горячего азота в процессе распыления ведет к резкому повышению дисперсного состава полученных порошков, ввиду сохранения металлом малой вязкости в течение всего периода дробления. Кроме того, нагрев газа приводит к увеличению скорости его истечения, что также улучшает условия распыления.

Распыление струи расплавленного алюминия нагретым до 450 - 550 °С азотом при давлении перед форсункой 21 - 23 ат с последующим резким охлаждением, образовавшиеся частиц, позволяет получить порошок высокой дисперсности с частицами сферической формы.

Получение дисперсного алюминиевого пульверизата производится на пульверизационной плавильной установке, переоборудованной применительно к производству дисперсного порошка. Разогрев азота производится в трехсекционном нагревателе, расположенном на продольной стенке печи.

Краткое описание схемы распыления

Азот из газгольдеров компрессором БВП 28/35 через реверсы по трубопроводу подается на разделительную рампу плавильщика. От рампы азот через вентили поступает в трубчатый трехсекционный нагреватель и на вы-ходе из печи перед форсункой смешивается с холодным азотом для поддержания температуры азота в заданных пределах, такая система обеспечивает точность регулировки температуры газа в пределах 5 °С.

Регулировка расхода газа и давления через змеевик и на разбавление производится вентилями. По отдельной линии от рампы через вентиль подается холодный азот в обдувочное кольцо и обдув смотровых окон.

В процессе распыления дисперсные капли расплавленного алюминия при своем движении попадают в зону охлаждения, где быстро затвердевает, осаждаются в конической части пылеосадителя и разгружаются в емкости.

В процессе работы в пылеосадителе поддерживается постоянно избыточное давление в пределах 100 мм. вод. ст. Работа под давлением исключает возможность попадания в систему воздуха и позволяет получать порошки с повышенной активностью, давление в пылеосадителя регулируется шибером.

Для получения высокоактивных порошков распыление металла производится азотом с содержанием кислорода в пылеосадителе не белее 0,8 %, содержание кислорода пылеосадителе не должно превышать 0,8 %.

Распылительная форсунка

Получение дисперсного пульверизата производится распылительными форсунками повышенной плотности.

В этой форсунке ниппель имеет резьбовое соединение со сменной стальной втулкой, резьба уплотняется замазкой двуокиси циркония и жидкого стекла стойкой в расплавленном алюминии.

Уплотнение сменной втулки в корпусе производится на медных прокладках, обеспечивающих надежную герметичность.

После сборки каждая форсунка должна испытываться для определения рабочего вакуума. Испытание форсунки производится на стенде.

Вакуумная характеристика форсунок для производства дисперсного пульверизата приближается по характеру к промышленным форсункам, максимальный вакуум форсунки лежит в пределах 11 - 13 ат., при превышении давления более 13 ат. вакуум падает. Регулировка форсунки на стенде производится из расчета 190 - 210 мм. рт. ст. при давлении 20 ат. Регулировка форсунки на стенде производится изменением выхода ниппеля над крышкой. При большом вакууме "носик" ниппеля подпиливается.

Техническая характеристика форсунки

Диаметр отверстия в крышке 15 мм

Диаметр выходного отверстия в ниппеле 8 мм

внешний диаметр ниппеля 10,8 мм

ширина щели 1,5 0,1 мм

Выход ниппеля над крышкой 1,6 0,3 мм

Рабочее давление 21 - 22 ат

Вакуум при 20 ат 190 - 210 мм. рт. ст.

К качеству сборки форсунок для производства дисперсного пульверизата предъявляются более жесткие требования, чем для промышленных форсунок.

Распыление металла производится при давлении выше 20 ат, поэтому форсунка должна иметь достаточную плотность. В связи с тем, что распыление ведется горячим азотом, применение асбестовых прокладок не допускается, поэтому уплотнение втулки и колена с корпусом производится медными прокладками.

Для уменьшения возможности нарастания алюминия на кромке форсунки выходное отверстие в нем растачивается на конус шибером до образования более узкой кромки.

При наросте на торцевых стенках алюминия выход ниппеля над крышкой будет равен установленной высоте + высота нароста. Это явление приведет к увеличению вакуума форсунки, следовательно, к увеличению производительности и снижению в пульверизате содержания фракции минус 50 мкр.

Технологический режим распыления

Температурный режим

Температура в пылеосадителе не более 200°

Температура азота поступающего на распыление 450 - 550 °С

Температура металла 760 - 800 °С

Газовый режим

Давление азота перед рампой 30 - 35 ат

Давление газа перед форсункой 20 - 23 ат

Давление газа на обдувочное кольцо 6 - 10 ат

Давление азота в пылеосадителе до мм. вод. ст.

Содержание кислорода в азоте поступающем на распыление не более 0,8.

Содержание кислорода в пылеосадителе не более 0,8 %.

Перед пуском необходимо проверить установку ложного раструба с обдувочным кольцом: центр отверстия ложного раструба должен совпадать с центром отверстия в форсуночной плите.

В отверстие форсуночной плиты установить пробку, люки пылеосадителя плотно закрыть, к разгрузочному устройству присоединить банку. Одновременно с выполнением этих операций установить в загрузочное окно форсунку для прогрева. После проведения указанной подготовки производится продувка пылеосадителя, азотом для вытеснения воздуха из системы. Открытием вентиля на манометре устанавливается давление 8 - 10 ат, открытием дросселя устанавливается давление в пылеосадителе 180 - 200 мм. вод. ст.

Продувка пылеосадителя ведется до содержания кислорода не более 0,8 % по объему. При достижении содержания кислорода 0,8 %, закрывается вентиль подачи азота на обдувочное кольцо и дроссель, на место пробки устанавливается предварительно разогретая форсунка. Операция замены форсунки должна производиться быстро, чтобы не допустить проникновения воздуха в пылеосадитель.

После установки форсунки немедленно приступают к пуску. Открытием вентилей азот подается для разогрева в секционный нагреватель, откуда поступает в форсунку для распыления. Регулировка температуры в пределах 450 - 500 °С производится подачей холодного азота на разбавление открытием вентиля.

После пуска форсунки подается азот на обдувочное кольцо давлением 8 - 10 ат и шибером устанавливается давление в пылеосадителе в пределах 180 - 220 мм. вод. ст.

При пуске устанавливается давление перед форсункой не менее 20 атм. В связи с тем, что основным требованием к пульверизату является содержание фракции минус 50 мкр не менее 55 %, через 15 - 20 минут после пуска производится ситовой анализ и по его результатам производится регулировка.

Содержанке фракции минус 50 мкр регулируется, в основном, изменением давления: при содержании менее 55 % давление увеличивается до 23 - 24 ат, в этом случае снижается производительность но повышается дисперсность пульверизата и наоборот. Регулировка форсунки производится из расчета содержания фракции минус 50 мкр - 60 % и часовой производительности 200 - 250 кг/ч.

Следует помнить, что дисперсность пульверизата зависит и от температуры металла, при повышении температуры металла выше 800 °С и температуры азота 500 °С создаются более благоприятные условия для дробления металла из-за повышения жидко текучести, но дисперсность может снижаться, т.к. капли расплавленного металла могут сливаться, слипаться и деформироваться. Поэтому при высокой температуре металла 820 °С, температуру азота снижают до нижнего предела 450 °С и наоборот.

Сферичность частиц может быть достигнута только при резком охлаждении раздробленных капель металла, поэтому нельзя снижать расход на кольцо менее 8 атм. При повышении температуры в пылеосадителе более 150 С необходимо увеличить подачу азота на кольцо до снижения температуры.

Вторым важным показателем качества пульверизата является активность. Содержание активного алюминия зависит от концентрации кислорода в зоне дробления струи металла и в пылеосадителе. В процессе работы нельзя допускать содержания кислорода в азоте поступающем на распыление и в пылеосадителе более 0,8 %. При замене форсунки во избежание подсоса воздуха через отверстие в форсуночной плите за счет геометрического напора, дроссель должен перекрываться.

Таблица 7 - Технические требования

Материал	Актив. алюминий, %	Ситовой состав	Уд. пов. г/см3
Пульверизат	Не менее 99,2 %	Пр. чер. сетку 005 не мен. 55%
Пор. марки АСД	Не менее 99,2 %	Ост. на сетке 005 не более 0,15	Не менее 1500

4.6 Теория и методы формирования полуфабрикатов из алюминиевых порошков материалов

Производство полуфабрикатов из спеченного алюминиевого порошка представляет собой одно из прогрессивных направлений порошковой металлургии.

Явления, протекающие в процессе пластической деформации частиц (или объема) порошка, не отличаются какой-либо особенностью и основаны на общих закономерностях пластической деформации металлов.

Пластическая деформация интерпретируется как процесс образования новых дислокаций и их движения по кристаллу. Взаимодействие дислокаций и наличие в кристаллических (поликристаллических) телах закрепленных дислокаций способствуют упрочнению материала. Все эти явления одинаково справедливы как для компактных материалов, так и для порошков.

Получение компактных тел из металлических порошков осуществляется в основном за счет операций прессования и спекания. Обычно под «прессованием» порошков подразумевается процесс перевода сыпучего материала в компактные заготовки. Однако в дальнейшем для характеристики процессов получения компактных заготовок из САП будет применяться термин «брикетирование», для характеристики процессов получения требуемых сечений из этого материала путем выдавливания через матрицу-- термин «прессование». Авторы не ставят своей целью ввести эти термины для порошковой металлургии, т. е. для процессов получения деталей из металлических порошков. Но при получении деформированных полуфабрикатов из САП эти термины соответствуют сущности каждого из рассматриваемых процессов.

В этих процессах важную роль выполняют характеристики так называемой прессуемости и формуемости порошков. Под прессуемостью понимается способность порошка к уплотнению, а под формуемостью -- способность сохранять полученную после прессования форму. Обе указанные характеристики зависят от формы и размеров частиц, а также от характеристик самого материала.

В процессе брикетирования порошков наблюдается четыре основные стадии. Первая стадия -- стадия уплотнения -- соответствует процессу уплотнения порошка за счет перераспределения и более плотной упаковки частиц порошка. Вторая -- стадия -- стадия упругой деформации -- соответствует упругому сопротивлению порошка возрастающей приложенной нагрузке. Эта стадия не сопровождается усадкой порошка. Во время третьей стадии за счет взаимного трения частиц оголяются участки алюминия, развивается процесс схватывания, происходит частичная холодная сварка свободных от окисных пленок поверхностей частиц порошка через образующиеся переходные мостики, которые являются ответственными за процесс схватывания. Впоследствии при нагреве по этим мостикам проходят диффузионные процессы. У алюминиевых порошков даже при нагреве, усадки почти не происходит. В четвертой стадии процесса вновь начинается активная усадка порошка, сопровождающаяся пластической деформацией с частичным хрупким разрушением частиц порошка.

Нужно отметить, что форма частиц (зерен) порошка оказывает заметное влияние на процесс уплотнения. Легче уплотняется порошок с частицами простой формы. Введение смазки резко уменьшает трение частиц порошка о стенки контейнера или пресс-формы. Таким образом, уплотняемость, зависящая от природы и состояния материала порошка, его дисперсности и формы частиц, является второй важнейшей технологической характеристикой порошка. В технологических расчетах часто используются уравнения зависимости относительной плотности брикета от давления брикетирования. Активизации процесса уплотнения способствует применение вибрационного воздействия. Особенно полезно применять вибрационный метод для брикетирования малопластичных порошков тугоплавких металлов. При этом давление прессования снижается примерно на два порядка, что обусловлено лучшей укладкой частиц порошка.

Существенное влияние на процессы формирования порошков оказывает удаление газов из брикета при увеличении его плотности, т. е. при уменьшении объема пор. При уплотнении порошков прокаткой влияние газов на процесс выражается в том, что уплотнению порошка в очаге деформации препятствует встречный поток газов, выдавливаемых из пор.

Для превращения металлического порошка в плотное несыпучее тело поверхности частичек должны свариться или сцепиться друг с другом при приложении к ним нагрузки. Это сопровождается значительной деформацией каждой частички. Так как при уплотнении частиц в пресс-форме происходит взаимное скольжение частиц порошка, можно ожидать, что связь между давлением и плотностью на этой стадии в большей мере зависит от формы частиц, характеризующей их поверхностное трение. При повышении давления контакты между каждой парой частиц окажутся под нагрузкой: напряжение очень быстро превышает предел упругости и достигает такой величины, когда начинается пластическое течение. Практически эта величина становится равной максимальному напряжению сжатия.

При дальнейшем увеличении и уменьшении межчастичных пор в материале достигается условие полного пластического течения, однако условие полного уплотнения не будет достигнуто. Относительно полного закрытия пор можно ожидать лишь при давлении, соответствующем началу истечения при прессовании . При этом большое значение имеет трение частиц, являющееся значительным фактором, затрудняющим деформацию, увеличивающим сопротивление деформированию и способствующим развитию теплового эффекта в очаге деформации. Нельзя не отметить вредного влияния трения порошка о стенки матрицы (пресс-формы). Силы трения о стенки препятствуют передаче давления соседним слоям, что приводит к неравномерному распределению давления по брикету и, отсюда, к неравномерной его плотности. Изменения давления по сечению брикета ведут к относительному перемешиванию частиц, наиболее заметному у стенок инструмента, что само по себе вызывает деформацию и разрушение самих частиц за счет сдвигающих напряжений. Эти условия способствуют холодной сварке, причем уплотнение (особенно для крупных брикетов) начинается в верхних и боковых

участках брикета, ближайших к стенкам матрицы. По мере развития процесса уплотнения пластическая деформация распространяется в глубь объема брикета. Перемещение металлических частиц вдоль стенки инструмента под большим давлением вызывает большие потери усилия на трение. Снизить до минимума суммарное усилие прессования можно путем введения смазки при брикетировании и дальнейшем прессовании. Существует ряд методов введения смазки при уплотнении и деформировании порошковых материалов, и подробно останавливаться на них не имеет смысла. Применительно к САП как материалу, упрочненному дисперсными частицами окиси алюминия, одним из способов брикетирования является уплотнение порошка в алюминиевых оболочках. При этом последние выполняют роль смазки.

На рисунке 7 представлена макроструктура брикета, полученного на гидравлическом прессе с непосредственной засыпкой порошка в контейнер.

Рисунок 7 - Макроструктура брикета, полученного на вертикальном прессе с непосредственной засыпкой порошка в контейнер

В поисках наиболее рационального способа брикетирования порошка из САП с использованием существующего оборудования и оснастки решено было начать работы на горизонтальных гидравлических прессах. Для загрузки пудры в контейнер пресса использовали технологические оболочки -- стаканы, диаметр которых был на 1--3 мм меньше диаметра контейнера. Стаканы изготавливали из листового алюминия.

Вначале эти стаканы были гофрированы для возможности организованного уплотнения оболочки стакана вместе с пудрой. Позднее было установлено, что гладкие стаканы более удобны, так как с их использованием не с'оздается очагов концентрации напряжений и брикеты не имеют трещин на поверхности. При брикетировании порошка АПС-1 объем уменьшается примерно в 1,5--2 раза. Брикеты получались с достаточно равномерной плотностью по высоте в отличие от брикетов, полученных ранее на вертикальном прессе. Объясняется это тем, что при применении оболочки при брикетировании понижаются силы трения оболочки стакана о стенки контейнера и, как следствие этого, выравнивается гидростатическое давление.

Брикетирование проводилось при комнатной температуре на горизонтальных прессах разного усилия с удельным Давлением от 343 до 833 МН/м²). Полученные брикеты имели максимальное соотношение #:D = 3: 1.

Чтобы избежать операции обточки при получении малогабаритных брикетов (массой до 10 кг) в качестве оболочки можно использовать бумажные стаканы с дальнейшим холодным брикетированием порошка. Получаемый брикет имел удовлетворительный внешний вид и обладал достаточной плотностью (рисунок 8). Анализ полученных данных показал, что наибольшей плотностью и твердостью обладают брикеты, полученные из нагретого порошка. Наиболее экономичным является холодное брикетирование в оболочках (стаканах) с применением смазки, а также брикетирование предварительно нагретого порошка.

Чтобы получить крупногабаритные брикеты и прессовать из них полосы большого сечения для прокатки на крупных промышленных прокатных станах, были проведены эксперименты по использованию контейнеров с плоским каналом для брикетирования в оболочках. Опыты подтвердили, что плоские контейнеры, применяемые на металлургических заводах для прессования монолитных панелей, можно использовать для холодного и горячего брикетирования алюминиевого порошка марок АПС-1, АПС-2 и АПС-3 в технологических оболочках (рисунок 9).



Рисунок 8 - Брикет, полученный брикетированием порошка в бумажном стакане

Рисунок 9 - Брикет, полученный в плоских контейнерах

Анализ результатов экспериментов по выбору метода брикетирования алюминиевого порошка марок АПС позволил сделать следующие выводы:

1 Способ изготовления брикетов САП с использованием стаканов позволяет получить монолитные брикеты, годные для дальнейшего передела методами обработки давлением; размеры и масса получаемых брикетов ограничиваются лишь применяемым оборудованием.

2 Холодное брикетирование с последующей подпрессовкой и брикетирование с предварительным нагревом порошка (горячее брикетирование) дают возможность получить плотный брикет, поддающийся обточке.

4.7 Формирование строительного композита - газобетона

Еще совсем недавно первая разновидность ячеистых бетонов -- газобетон имел преимущественное развитие. Технология газобетона достаточно проста и позволяет получить материал пониженной плотности со стабильными свойствами.

Газобетон приготовляют из смеси портландцемента (часто с добавкой воздушной извести или едкого натра), кремнеземистого компонента и газообразователя 22-26. По типу химических реакций газообразователи делят на следующие виды:

- вступающие в химические взаимодействие с вяжущим или продуктами его гидратации (алюминиевая пудра);

- разлагающиеся с выделением газа (пергидроль);

- взаимодействующие между собой и выделяющие газ в результате обменных реакций (например, молотый известняк и соляная кислота).

Чаще всего газообразователем служит алюминиевая пудра, которая, реагируя с гидратом окиси кальция, выделяет водород.

Литьевая технология предусматривает отливку изделий, как правило, в отдельных формах из текучих смесей, содержащих до 50-60% воды от массы сухих компонентов (водотвердое отношение В/Т = 0,5-0,6). При изготовлении газобетона применяемые материалы -- вяжущее, песчаный шлам и вода, дозируют и подают в самоходный газобетоносмеситель, в котором их перемешивают 4 - 5 мин; затем в приготовленную смесь вливают водную суспензию алюминиевой пудры и после последующего перемешивания теста с алюминиевой пудрой газобетонную смесь заливают в металлические формы на определенную высоту с таким расчетом, чтобы после вспучивания формы были заполнены доверху.



Рисунок 10 - Структура газобетона

Избыток смеси («горбушку») после схватывания срезают проволочными струнами. Для ускорения газообразования, а также процессов схватывания и твердения применяют "горячие" смеси на подогретой воде с температурой в момент заливки в формы около 40 °С.

Тепловую обработку бетона производят преимущественно в автоклавах в среде насыщенного водяного пара при температуре 175 - 200 °С и давлении 0,8 - 1,3 МПа. На 1 м³ требуется 150 кг пара + 15 кВт.

Вибрационная технология газобетона заключается в том, что во время перемешивания в смесителе и вспучивания в форме смесь подвергается вибрации. В смеси, подвергающейся вибрированию, ускоряется газовыделение -- вспучивание заканчивается в течение 5 - 7 мин вместо 15 - 20 мин при литьевой технологии. После прекращения вибрирования газобетонная смесь быстро (через 0,5 - 1,5 ч) приобретает структурную прочность, позволяющую разрезать изделие на блоки, время автоклавной обработки также сокращается.

Резательная технология изготовления изделий из ячеистого бетона предусматривает формование вначале большого массива (объемом 10 - 12м³, высотой до 2 м). После того как бетон наберет структурную прочность, массив разрезают в горизонтальном и вертикальном направлениях на прямоугольные элементы, а затем подвергают тепловой обработке. Полученные элементы калибруют на специальной фрезерной машине, а затем отделывают их фасадные поверхности. Из готовых элементов, имеющих точные размеры собирают на клею плоские или объемные конструкции, используя стяжную арматуру. Таким путем получают большие стеновые панели размером на одну или две комнаты и высотой на этаж.

5. Безопаснось жизнедеятельности

5.1 Особые условия безопасности ведения процесса производства алюминиевой пудры

Алюминиевая пыль в виде аэровзвеси взрывоопасна.

Нижний предел взрываемости, г/м³ - 40.

Температура самовоспламенения, аэрозоля °С - 540.

Предельная концентрация кислорода, при которой исключается воспламенение аэровзвеси электрической искрой, % об - 3,0.

Осевшая алюминиевая пыль самовоспламеняется при, °С - 470.

Алюминиевая пудра взаимодействует при комнатной температуре с водой и особенно бурно с водными растворами щелочей с выделением водорода и большого количества тепла.

Поэтому попадание воды или водного раствора щелочей в пудру опасно в отношении взрыва.

Алюминиевая пыль при контакте с хлорированными углеводорода- ми (четыреххлористый углерод и др.) и спиртом самовозгорается.

Допустимая санитарная норма - 6 мг/м³.

Учитывается взрыво- и пожароопасность алюминиевой пудры процессы измельчения относятся к категории взрывоопасных производств и осуществляются в среде азота с содержанием кислорода 2 - 8 % об.

Не допускается работа при разгерметизации оборудования, аппаратов, трубопроводов и разгрузочных узлов. При появлении признаков пыления должны немедленно приниматься меры для устранения.

Осевшая пыль на полу и оборудовании должна немедленно убираться, работать на запыленном оборудовании запрещается.

В процессе обслуживания и ремонта оборудования не допускается вспыливание заготовки и пудры, рассыпанные порошки и пудры должны немедленно убираться.

Банки с заготовкой и алюминиевой пудрой должны храниться на складах в соответствии с установленными нормами.

Не допускается попадание на заготовку и алюминиевую пудру воды, водных растворов и щелочей, четыреххлористого углерода.

Электрическая схема управления агрегатами размольной установки должна постоянно находиться в положении «сблокировано». Разрешение на доблокировку выдает только старший мастер с записью в оперативном журнале дежурного электромонтера и передачей ему ключа доблокировки.

После окончания ремонтных работ схема управления должна быть сблокирована, ключ доблокировки дежурным электромонтером передается старшему мастеру под роспись в оперативном журнале.

Пуск размольной установки при любых обстоятельствах должен производится только обученным размольщиком с разрешения мастера.

Ремонт оборудования и вскрытие систем должны производиться по нарядам-допускам с разработкой мер безопасности. Запрещается приступать к ремонту без проведения подготовительных работ.

Взрывные клапаны должны находиться в исправном состоянии.

В процессе эксплуатации оборудования следить за исправностью заземлений от статического электричества и немедленно принимать меры к устранению повреждения.

Возможные аварии ликвидируются в соответствии с утвержденным главным инженером «Планом ликвидации аварий».

Инженерно-технические работники, занятые на производстве алюминиевых порошков и пудр, виновные в нарушении правил, несут личную ответственность, независимо от того, привело или не привело это нарушение к аварии или несчастному случаю. Они отвечают также за нарушения, допущенные их подчиненными [28 - 26].

5.2 Характеристика отходов производства сточных вод и выбросов

В процессе производства вредных (токсичных) веществ не выделяется.

При порыве ткани рукавных фильтров возможны выбросы в атмосферу алюминиевой пудры, в этом случае необходимо произвести ремонт или замену фильтрующих рукавов.

Состояние рукавов проверяется не реже одного раза в месяц.

Сточные воды после орошения мельницы не токсичны. Отходов производства нет

5.3 Общие требования безопасности на предприятии ООО "ВАЛКОМ-ПМ"

5.3.1 Общие положения

Каждый поступивший в ООО "ВАЛКОМ-ПМ" обязан работать не только производительно, но и выполнять порученную работу так, чтобы не нанести травму себе и окружающим.

Поступивший на работу должен пройти вводный инструктаж по безопасности труда и промсанитарии, инструктаж по противопожарной безопасности. Рабочие, не имеющие профессии, после получения вводного и первичного инструктажа на рабочем месте, должны быть обучены в течение не менее 10 смен безопасным приемам и методам работы. Это обучение должно проводиться по программе, утвержденной техническим (генеральным) директором ООО "ВАЛКОМ-ПМ", под руководством назначенных приказом опытных рабочих и инженерно-технических работников.

По истечении срока обучения рабочие должны пройти проверку знаний по безопасности труда в комиссии под председательством тех. директора предприятия.

К самостоятельной работе указанные работники (рабочие) допускаются приказом генерального директора предприятия после обучения по профессии.

Предприятие ООО "ВАЛКОМ-ПМ" оснащено большим количеством оборудования, сосудами, работающими под давлением, ГПМ и т.д.

Технологический процесс частично механизирован и автоматизирован, поэтому трудовая деятельность рабочих включает как выполнение операций по наблюдению, контролю и регулированию технологически параметров, так и производство работ, требующих значительных физических усилий. Несоблюдение инструкций по охране труда при работе, а также неосторожность могут повлечь за собой несчастный случай с нарушившим эти инструкции или с окружающими его людьми.

В производстве алюминиевых порошков и пудр имеется ряд опасных и вредных факторов, в том числе расплавленный металл, повышенная запыленность воздуха рабочей зоны (ПДК-2,0 мг/м³), наличие движущихся машин и механизмов и другие.

О каждом несчастном случае на производстве пострадавший или очевидец несчастного случая немедленно извещает мастера или другого непосредственного руководителя работ до прибытия скорой медицинской помощи оказывает первую медицинскую помощь пострадавшему, сохраняет обстановку н/случая, если это не угрожает жизни и здоровью людей.

Рабочий должен знать и соблюдать общие правила пожарной безопасности, знать план эвакуации людей при пожаре и расположение запасных выходов, обеспечить свободный доступ к средствам пожаротушения, уметь пользоваться ими и использовать их только по прямому назначению. Должен знать, что загоревшиеся электрооборудование и кабель запрещается тушить водой и пенными огнетушителям из за опасности поражения электрическим током, запрещается тушить водой, пеной загоревшиеся активные металлы, (алюминий, магний), карбиды и другие материалы, взаимодействующие с водой со взрывом. Должен знать, что курить и пользоваться открытым огнем на территории предприятия и в производственных помещениях - запрещается! Курить разрешается в специально отведенных местах.

При возникновении пожара рабочий должен немедленно сообщить органам пожарного надзора, администрации и принять меры по ликвидации пожара.

Каждый работник обязан быть дисциплинированным, хорошо знать и главное строго выполнять правила безопасности и внутреннего трудового распорядка.

Находясь на территории предприятия, необходимо соблюдать максимальную осторожность.

Чтобы предохранить себя от заболевания, соблюдайте следующие санитарно-гигиенические правила:

- содержите в исправности и чистоте спецодежду, своевременно сдавайте ее в стирку;

- содержите в чистоте и надлежащем порядке свое рабочее место;

используйте по назначению вентиляцию, установленную на рабочем месте; не пейте техническую воду, пользуйтесь водой из кулеров;

обязательно мойте руки перед едой, пищу принимайте в специально отведенных местах;

принимая душ после работы, не пользуйтесь одной холодной водой;

- содержите порядок и чистоту в своем гардеробном ящике;

- положенное специальное молоко употребляйте во время перерыва на обед или после окончания рабочего дня.

При передвижении по территории предприятия необходимо:

- находясь на территории предприятия, будьте внимательны и осторожны, следуя на работу или с работы, идите только по тротуарам и переходам, специально предназначенным для пешеходов. Ходить по проезжей части дорог запрещается;

- следуя по территории предприятия, прислушивайтесь к сигналам машин, выполняйте указания предупредительных надписей, плакатов и обращений, а также требования текстовых и световых знаков безопасности;

- прежде чем перейти дорогу, убедитесь в отсутствии вблизи автотранспорта. Не перебегайте пути перед приближающимся транспортом;

- находитесь от движущегося транспорта на расстоянии не менее 1,5 м;

- хождение по территории предприятия без поручения мастера (руководителя) запрещается.

5.3.2 Причины травматизма

- Большинство травм являются следствием нарушения элементарных правил по безопасности труда.

К травмам могут привести следующие причины:

- нарушение правил хождения на территории предприятия при переходе дорог;

- неправильная организация труда, загроможденность и захламленность рабочих мест, недостаточная квалификация и плохое знание безопасных приемов при выполнении отдельных видов работ;

- работа на неисправном оборудовании, с неисправным или снятом ограждением;

- работа на пылящем (разгерметизированном) оборудовании;

- неосторожное обращение с холодным и особенно горячим металлом, растворами кислот и щелочей;

- нарушение инструкций по охране труда при обслуживании и ремонте оборудования, механизмов, особенно при смазке, чистке и ремонте станков, машин на ходу;

- не использование предохранительных средств защиты и СИЗ; спецодежды, несоблюдение требований безопасности при работе на высоте;

- неисправность электрооборудования, отсутствие заземления, неисправность включенных устройств, не использование средств защиты при работе в элекроустрановках;

- загроможденность проходов, переход через материалы и изделия, хождение по ним, а также неправильная их укладка и транспортировка;

- хождение под поднятым и транспортируемыми грузами, неосторожное обращение и неумелое пользование грузоподъемными механизмами;

- применение неисправных грузозахватных приспособлений и тары;

- работа на неисправном электротранспорте, автотранспорте, ГПМ.

5.3.3 Первая доврачебная помощь

Своевременно и правильно оказанная доврачебная помощь при несчастных случаях не только облегчает состояние пострадавших, но и способствует в дальнейшем их успешному лечению, а в ряде случаев спасает их жизнь.

Несчастный случай всегда вызывает у окружающих желанию помочь пострадавшему. Но для оказания помощи мало одного доброго желания - надо знать, как это сделать, чтобы не причинить еще большего вреда человеку. Вот почему считается обязательным, чтобы каждый работник предприятия знал следующий минимум по оказанию доврачебной помощи.

Первая помощь при ранениях и кровотечении.

При артериальном кровотечении накладывают давящую повязку, Если кровотечение не останавливается, накладывают жгут выше места ранения. При венозном кровотечении достаточно придать раненой конечности возвышенное положение и наложить давящую повязку. При перевязке раны очень важно не загрязнить ее. Повязки накладывают чистыми руками, предварительно смазав кожу вокруг раны йодом.

При кровотечениях из носа нужно усадить пострадавшего, расстегнуть ему ворот, слегка наклонить голову вперед, чтобы кровь не затекала внутрь, сжать пальцами крылья носа и подержать несколько минут. Если кровь не останавливается ввести в нос кусочек ваты или марли - сухие или смоченные перекисью водорода.

При кровотечениях из уха накладывают на ухо комок марли, сверху вату и закрепляют бинтом. При кровотечении из, легких (кровоотхаркивание) пострадавшему надо придать полусидящее положение, запретить всякие движения, громкий разговор, вызвать врача.

5.3.4 Первая помощь при переломах

Переломы бывают открытыми и закрытыми. Наиболее опасны открытые переломы, при которых рана может загрязниться, что затруднит лечение. Оказание первой помощи при переломах состоит в том, чтобы обеспечить неподвижность переломанной кости. С этой целью накладывают шины, которые можно изготовить из доски, проволоки и т.д. Шины должны захватывать оба сустава сломанной кости, иначе неподвижность на месте перелома не получится. Закрепляют шины бинтом, косынкой и т.д., прибинтовывают их плотно. При открытых переломах сначала нужно остановить кровотечение, смазать вокруг раны йодом, перевязать ее, а затем уже наложить шину. Перемещение пострадавшего должно производиться с особой осторожностью. При переломах черепа, пострадавшего укладывают так, чтобы голова находилась на мягкой подстилке, а по бокам головы валики из одежды или подушки. При переломах позвоночника нужно сделать прямое неподвижное ложе: широкую доску, дверь и на них переносить пострадавшего. При переломах ребер нужно туго забинтовать широким бинтом, полотенцем или простыней грудную клетку и обеспечить пострадавшему полусидящее положение.

5.3.5 Первая помощь при поражении электротоком

При поражении электротоком необходимо немедленно принять меры к скорейшему освобождению пострадавшего от действия тока. Если пострадавший после освобождения от действия тока находится в сознании, необходимо обеспечить ему полный покой до прибытия, врача. Если же пострадавший лишился сознания, но сохранилось дыхание, следует уложить его удобно и ровно, расстегнуть одежду, создать приток воздуха, дать понюхать нашатырный спирт, растирать и согревать тело. При отсутствии дыхания, сердцебиения (пульса) пострадавшего нельзя считать умершим. В таком состоянии пострадавший действительно может погибнуть, если ему не оказать немедленную помощь в виде искусственного дыхания и непрямого массажа сердца. Перед искусственным дыханием надо расстегнуть ворот, брюки, освободить от стесняющей одежды.

5.3.6 Первая помощь при ожогах

При любых ожогах нельзя касаться руками обожженного участка, достаточно ограничиться прикрытием обожженного места стерильным материалом и наложить повязку. При ожогах химическими веществами, кислотой, щелочью нужно промыть пораженное место водой в течение 5 - 10,минут, а потом наложить стерильный материал и повязку.

5.4 Требования безопасности во время работы

Выполняя работу, соблюдайте следующее:

- работу производите при достаточной освещенности;

- работайте только на исправном оборудовании, применяйте исправный инструмент и приспособления;

- не работайте на пылящем (разгерметизированном) оборудовании;

- не находитесь под поднятым грузом;

- работы повышенной опасности выполняйте только после оформления наряда-допуска, соблюдая указанные в нем требования безопасности;

- огневые работы во взрывопожароопасных помещениях выполняйте только по специально оформленному наряду-допуску;

- работая с отлетающими осколками, искрами, стружкой, брызгами щелочных и кислотных растворов, расплавленными средами, пользуйтесь защитными очками или экранами;

- при работе с ЛВЖ (легко воспламеняющимися жидкостями) соблюдайте требования пожарной безопасности;

- работу выполняйте в исправной и положенной по нормам спецодежде используя предназначенные для этого СИЗ.

При работе на высоте пользуйтесь исправными лесами, подмостями испытанными лестницами и предохранительными поясами и не оставляйте материалы и инструмент в таком положении, при котором они могут упасть вниз.

При работе с ядовитыми растворами надевайте защитный фартук, очки и резиновые перчатки.

Не приступайте к работе в газоопасных (взрывоопасных) местах без предварительной проверки наличия вредных и взрывопожароопасных веществ (газов, паров, алюминиевой пыли) и оформленного наряда-допуска.

При эксплуатации любого оборудования выполняйте следующие требования;

- запрещается поправлять ограждения, смазывать, ремонтировать любой механизм на ходу;

- при работе на станках, дающих отходы (стружку, опилки и т.д), удаление этих отходов производите только специальными приспособлениями, щетками;

- не передавайте какие-либо предметы через машину, станок, агрегат, не отвлекайтесь во время работы сами и не отвлекайте других.

Не производите работы с неисправных лестниц, лесов, подмостей. Не сбрасывайте груз с высоты, опускайте его с помощью веревок.

К работам, связанным с использованием электрооборудования, допускаются лица, прошедшие специальное обучение и имеющие соответствующее удостоверение.

При проверке исправности электрооборудования обращайте внимание на следующее: имеется ли заземление электродвигателей и пусковых устройств, исправна ли изоляция токоведущих проводов.

Для временного искусственного освещения применяйте переносные светильники напряжением не выше 42 вольта, а во взрывопожароопасных помещениях напряжением не выше 12 вольт взрывозащищенного исполнения.

При пуске и остановке электродвигателя, при включении и выключении рубильников пользуйтесь проверенными защитными средствами.

Не работайте вблизи открытых токоведущих устройств без наличия ограждений. Любой осмотр, ремонт производите только на обесточенном по письменной заявке мастера (механика, энергетика) станке, машине и при наличии на пусковом устройстве сигнала: "Не включать - работают люди!"

Не дотрагивайтесь до открытых токоведущих частей и следите за надежным креплением заземляющего провода к корпусу оборудования.

Не прикасайтесь к проводам, рубильникам, электродвигателям и другому оборудованию, не производите самовольно ремонт электроприборов и другого оборудования, при необходимости вызовите электромонтера.

Приступайте к выполнению погрузочно-разгрузочных работ только после получения задания у мастера (руководителя службы) и инструктажа по безопасности труда. Не допускайте переноску грузов выше предусмотренных нормами.

При всех работах по перемещению грузов кранами и их транспортировке запрещается пользоваться неисправными механизмами (ГПМ, автоэлектропогрузчиками) и чалочными приспособлениями.

При транспортировке баллонов с газами не допускайте ударов по ним, не устанавливайте их у источников открытого огня.

Длинномерный груз при его переноске располагайте на одноименной стороне тела всех работающих. Груз сбрасывайте с рук или плеч по команде старшего.

При открывании (закрывании) ворот в складских помещениях, местах складирования грузов: открыв (закрыв) одну из половин ворот зафиксируйте ее с помощью крючка или надежного упора, затем откройте (закройте) вторую половину ворот.

При закрывании (открывании) створок ворот не освобождайте сразу обе створки. Открывая (закрывая), придерживайте полотно ворот за ручку, а не за край полотна во избежание прижатия и травмы рук.

Не открывайте ворота при помощи нажима на них вилочным захватом автоэлектропогрузчика, а также грузом, перевозимым транспортом.

При возникновении аварийной ситуации действуйте согласно требований изложенных в инструкциях по охране труда для каждой профессии и мероприятий оперативной части ПЛА (Плана ликвидации аварий) № 2-22-08 ТБ.

6. Технико-экономическое обоснование исследований производство композиционных материалов с использованием алюминиевой пудры на примере газобетона

Современный газобетон производится из песка, извести, цемента и алюминиевой пудры. Он не выделяет токсичных веществ и по своей экологичности уступает лишь дереву, но при этом не гниет и не стареет. Экологическая чистота применяемых сырьевых материалов гарантирует полную безопасность газобетонных изделий для человека. Радиационный фон газобетона не превышает 9-11 мкр/ч. Это пористый материал, поэтому в доме, построенном из газобетона, дышится так же легко, как и в деревянном.

Газобетон изготавливается из предварительно подготовленного натурального сырья:

- вяжущего: смеси портцландцемента и извести;

- наполнителя: кварцевого песка;

- порообразователя: алюминиевой пудры;

- воды;

- в ряде случаев добавок, которые улучшают свойства смеси для газобетона.

Используя алюминиевую пудру марок АП производства ООО "ВАЛКОМ-ПМ"проводились исследования по формированию строительного композита, в частности, газобетона.

В исследовании приняли участие заведующий лабораторией, научный руководитель, лаборант и двое техников.

Составление сметы затрат на научно-исследовательскую работу.

1 Затраты на материалы, необходимые для проведения исследований:

, (4)

где З_м - затраты на материалы, руб;

q_мi - потребность в данном материальном ресурсе, кг(г)

Ц_мi - цена материального ресурса, руб/кг.

Таблица 8 - Ведомость затрат на основные материалы

Наименование материала	Массовая доля, кг	Цена за кг	Сумма затрат, руб.
Песок молотый	250	1, 900	475
Зола - унос ТЭЦ	100	1,000	100
Портландцементмарки 400	250	2,700	675
Алюминиевая пудра,кг	0,5	101	50,5
вода	310 л	1,06	328,6
ИТОГО:			1629,1

Расчет ведем на 1 м³ газобетона.

2 Затраты на заработную плату участников НИР

а) Величина затрат на основную заработную плату заведующего лаборатории, научного руководителя и лаборанта определяется по формуле

где З₀ - величина затрат на основную заработную плату, руб.;

К₀ - коэффициент, учитывающий доплаты к основной заработной плате (К₀ = 1,08 для всех категорий работающих);

З_м - месячный оклад, руб.;

Ф_м - фактическое время участия в НИР, мес.

Заработная плата заведующего лабораторией:

З_м = 5000 руб., Ф_м = 1.5 мес.;

З₀ = 1,08 • 5000 • 1,5 = 8100 руб.

Заработная плата научного руководителя:

З_м = 9000 руб., Ф_м = 1.5 мес.;

З₀ = 1,08 • 9000 • 1,5 = 14580 руб.

Заработная плата лаборанта:

З_м = 4400 руб., Ф_м = 0.8 мес.;

З₀ = 1,08 • 4400 • 0,8 = 3801,6 руб.

Таблица 9 - Затраты на основную заработную плату участников НИР

Месячный оклад, руб.	Факт. время уч. в НИР, мес.	К0	Всего зат., руб.
Заведующий лабор. Зм = 5000	1,5	1,08	8100
Научный руков. Зм = 9000 руб.	1,5	1,08	14580
Лаборант Зм = 4400 руб.	0,8	1,08	3801,6
Итого:			26481,6

б) Основная заработная плата техников, выполняющих отдельные виды работ, определяется по формуле

З₀ = К₀ • Т • У_ср, (6)

где З₀ - основная заработная плата техников, руб;

К₀ - коэффициент, учитывающий доплаты к основной заработной

плате;

Т - трудоемкость выполняемых работ, ч;

У_ср - часовая тарифная ставка, соответствующая разряду работ, руб./ч.

Затраты на основную заработную плату техников в количестве двух человек: У_ср = 100 руб./ч.

З₀ = 1.15 • 8 • 100 = 920 руб. - для одного техника.

Соответственно, для двух техников З₀ = 920 • 2 = 1840 руб.

в) Затраты на дополнительную заработную плату участников НИР определяются по формуле

З_д = К_д • З₀, (7)

где З_д - затраты на дополнительную заработную плату, руб.;

К_д - коэффициент, учитывающий величину дополнительной заработной платы в зависимости от основной (К_д = 0,12 - для техников, К_д = 0,15 - для остальных участников НИР).

Затраты на дополнительную заработную плату заведующего лабораторией, научного руководителя и лаборанта:

З_д = 0,15 • (З_0зл + З_0нр + З_0л) = 0,15 • 26481,6= 3972,24 руб.

Затраты на дополнительную заработную плату техников:

З_д = 0,12 • 1840 = 220,8 руб.

г) Единый социальный налог на заработную плату всех участников НИР определяется по формуле

Н_соц = 0,26 • (З₀ + З_д), (8)

где З₀ и З_д - затраты на основную и дополнительную заработную плату всех участников НИР, руб.

Н_соц = 0,26 • (26481,6+ 3972,24) + 0,26 • (1840 + 220,8) = 8453,8064 руб.

3 Затраты на электроэнергию

З_э = W_i • t_обi • К_ц • С_э,

где W_i - мощность оборудования i-го вида, кВт;

t_обi - время работы оборудования, ч;

К_ц - коэффициент использования мощности (К_ц = 0,7-0,8);

С_э - стоимость кВт/час электроэнергии, руб.

Бетономешалка: W =0,80 кВт, t_обi = 5 ч;

З_э = 0,80 • 5 • 0,7 • 3.3 = 9,24 руб.

4 Амортизационные отчисления на оборудование и приборы



где С_ам - сумма амортизационных отчислений, руб;

а_амi - коэффициент амортизационных отчислений,%;

Ц_обi - стоимость оборудования, руб.;

t_обi - время работы оборудования, ч;