Производство бетона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

технологический производительность бетон

Гашеная гидратная известь (пушонка) является распростаненным вяжущим материалом, получаемым в процессе высокотемпературного отжига (более 1000°С) известково-магнезиальных горных пород (известняки, мел, доломит) в специальных печах (шахтные или вращающиеся). Известь бывает гашеная или негашеная, порошкообразная или комовая.

Гидратная известь пушонка предназначена для строительных, ремонтных работ, нередко применяется в сельском хозяйстве, в медицине. Известь пушонка - порошок белого цвета, для гашения перемешивается с водой в гидраторах типа чаши, или барабана.

1. Исходные данные

Производительность,	175000
Характеристика готовой продукции	Гидратная гашеная известь (пушонка)
Характеристика сырья	Доломит
Компоновка оборудования, способ производства	В производственном здании

2. Характеристика готовой продукции

Гидратная известь (гашеная) - это белый тонкодисперсный порошок, получаемый путем гашения кальциевой извести водой, содержащий активные окиси кальция и окись магния от 60 до 70% в зависимости от сорта. Технологическая линия по производству извести гидратной оснащена современным импортным оборудованием, которое позволяет получать стабильную по качественным показателям продукцию.

Гидратация тонкоизмельченной негашеной извести с содержанием окиси кальция более 75% и окиси магния менее 2% проходит в трехступенчатом гасильном аппарате непрерывного действия типа KLV, производительностью 10 тн/час. Процесс гашения происходит в рамках строго контролируемого диапазона температур с автоматической дозировкой воды.

Гидратная известь является вторым основным продуктом известковой промышленности. Она отличается от негашеной извести большей чистотой, содержит меньше примесей, в связи с чем широко применяется в химической, пищевой отраслях в производстве сухих смесей и т.д.

Приготовленные на основе гидратной извести известковые растворы отличаются пластичностью и удобоукладываемостью.

Технические характеристики:

Содержание активных CaO+MgO 82%

Содержание Ca(OH) 2 92%

Содержание СО2 5-6%

Влажность 65-66%

Остаток на сите №02 не более 0,8%

Остаток на сите №009 не более 1,6%

Активный MgO не более 0,64%

Глубина проникания 12 мм

Свободная вода 1,80%

Содержание воздуха 0,8%

В основном известь применяется в строительстве для приготовления строительного раствора, отделки помещений изнутри и снаружи, ее добавляют в силикатный бетон, в отделочные материалы. Известь применяется:

- для побелки стволов деревьев в качестве защиты от паразитов;

- добавляют при производстве некоторых удобрений, медицинских, стоматологических

препаратов;

- для дублирования кожи, для очистки сточных вод путем соединений кальция;

- для изготовления силикатного кирпича;

- при кладке печей, также их обмазки;

- для обработки грядок растений;

- для дезинфекции корней зубов;

- для приготовления добавки Е526.

3. Описание технологической схемы производства

Гашение - специфический технологический процесс, используемый только в производстве извести. При гидратации извести происходит реакция СаО+ Н₂О>Са(ОН)₂, в результате которой выделяется значительное количество теплоты - 1160 кДж на 1 кгоксида кальция. Выделяющаяся теплота вызывает кипение воды, поэтому негашеную известь называют «кипелкой». Проникая вглубь зерен, вода вступает во взаимодействие с СаО, и теплота, выделяющаяся при этом, превращает воду в пар. Резкое увеличение объема пара по сравнению с объемом жидкости вызывает внутренние растягивающие напряжения в зернах извести и их диспергацию, в результате чего образуются частицы размером до 0,01 мм. Процесс гашения замедляется вследствие образования на поверхности известковых частиц тестообразного слоя продуктов гидратации, который препятствует доступу воды к внутренним слоям исходного зерна. Для ускорения гашения рекомендуется предварительна измельчать известь, энергично перемешивать гaсящуюся массу, а также использовать подогретую воду. При перемешивании с поверхности зерен как бы «сдирается» гидратная пленка и открывается доступ к внутренним непрогасившимся слоям. Характер процесса гашения зависит также от наличия примесей. При гашении в пушонку зерна силикатов и алюминатов кальция, образовавшихся при обжиге, не гасятся и не превращаютсяв порошок, поэтому их необходимо отделять, отдельно доизмельчать, а затем смешивать с пушонкой для улучшения ее гидравлических свойств. К негасящейся части извести относятся также неразложившийся при обжиге известняк, пережженные частицы оксидов кальция и магния, остеклованные новообразования, получающиеся в пересыпных печах при взаимодействии извести с золой топлива. Чем продолжительнее протекает процесс гашения, тем более качественным получается продукт. В промышленных масштабах гашение производится механизированым способом. Выбор схемы зависит от того, какой продукт необходимо получить - известь-пушонку или известковое тесто. Большая часть извести гасится в пушонку.

Гашение в пушонку производят в гидраторах периодического или непрерывного действия. К периодически действующим гидраторам относятся гасильные барабаны цилиндрической или бочкообразной формы емкостью около 15 мз. Барабаны со скоростью вращения от 3 до 5 об/мин устанавливают горизонтально на катках. В барабаны загружают предварительно измельченную в молотковых или конусных дробилках известь с размером кусков 3 - 5 мм. Известь гасится паром, поступающим через пароподводящее устройство. Продолжительность гашения, включая загрузку и выгрузку продукта, составляет 30 - 40 мин. После отсева непрогасившихся частиц известь направляется в бункера или силоса для вылеживания (силосования), где процесс гашения продолжается, что ведет к повышению качества материала.

4. Расчетная часть

Расчет ведем по массозаготовительному и обжиговому и помольному отделению.

Годовой фонд рабочего времени линии определяется по следующей формуле:

Т_г = D_р * Z_см * t_см * к_в, час/год,

где D_р - количество рабочих суток в году по календарю соответствующего года, которое определяется по формуле:

D^об_р = D_к - D_peм дней,

где D^об_р - количество рабочих суток обжигового и помольного отделения, дн;

D_к - количество календарных дней в году по календарю соответствующего года_,

D_к = 365 дней;

D_pем - количество суток, отведённых на ремонт печей, определяется по техническому паспорту или справочнику, D_pем = 7 - 13 суток;

Принимаем D_pем = 10 дней.

D^об_р = 365 - 10 = 355 дней.

D^м_р = Dк - D_пр - D_вых дней,

где D^м_р - количество рабочих суток массозаготовительного отделения, дней;

D_пр - количество праздничных дней по календарю соответствующего года,

D_пр = 27 дней;

D_вых - количество выходных дней в году по календарю соответствующего года,

D_вых = 91 день;

D^м_р = 365-27-91 = 247 дн;

Z_см - количество рабочих смен в сутки, Z^М_см = 2; Z^Об_см = 3;

t_см - количество часов в смену, t^М_см = 8 ч; t^О_см = 8 ч;

к_в - коэффициент использования оборудования по времени.

Принимаем для 3-х сменной работы к_в = 0,85, для 2-х сменной к_в =0,9

Т^Мг = 247*2*8*0,9 = 3557 ч/год.

Т^Обг = 355*3*8*0,85 = 7242 ч/год.

Табл. 1. Режим работы завода по производству гидратной гашеной извести (пушонки)

Показатели	Массозаготовительное отд.	Обжиговое и помольное отд.
Режим работы	Круглогодичный
Число рабочих дней в году	247	355
Число смен в сутки	2	3
Число рабочих часов в смену	8
Число рабочих часов в году	3952	8520
Использование оборудования по времени	0,9	0,85
Годовой фонд рабочего времени	3557	7242

Расчет часовой, сменой, суточной и годовой производительности. Составление таблицы

Определяем часовую, сменную, суточную и годовую производительности по гидратной гашеной извести.

Часовая производительность определяется о формуле:

Q_ч = Q_rод/(K_п *T_год), т/час,

где Q_год - годовая производительность технологической линии, Q_год = 175000 т/год;

К_п - коэффициент, учитывающий потери извести при технологической переработке, К_п = 0,93-0,97. Принимаем К_п = 0,95;

Т_год - годовой фонд рабочего времени, Т_год = 7242 ч/год;

Q_ч = 175000/(0,95*7242) = 25,4 т/час.

Q_ч'= Q_ч/с_изв, м³/час,

где с_изв - плотность извести, с_изв = 0,4-0,65 т/м³. Принимаем с_изв = 0,5 т/м³;

Q_ч' = 25,4/0,5 = 50,8 м³/час.

Сменная производительность определяется о формуле:

Q_см = Q_ч * t_см * K_в, т/см,

где Q_ч - расчетная часовая производительность линии, Q_ч = 25,4 т/час;

t_см - продолжительность смены в часах, t_см= 8 ч;

К^см_в - коэф-т использования оборудования за одну смену. Принимаем К^см_в = 0,93;

Q_см = 25,4*8*0,93 = 189 т/см;

Q_см' = Q_см/с_изв = 189/0,5 = 378 м³/см.

Суточная производительность определяется о формуле:

Q_cyт = Q_см * z_см *K^сут_B, т/сут,

где Q_см - сменная расчетная производительность, Q_см = 189 т/см;

z_см - количество смен, z_см = 3;

K^сут_B - коэффициент использования оборудования за сутки.

Принимаем K^сут_B = 0, 91;

Q_cyт = 189*3*0,91 = 516 т/сут;

Q_cyт' = Q_cyт / с_изв =516/0,5 = 1032 м³/сут.

Расчетная годовая производительность определяется по формуле:

Q^расч_год = (Q_сут*D_р*K_н)/1000, тыс. т/год,

где Q_сут - суточная расчетная производительность линии, Q_сут= 516 т/сут;

D_р - число рабочих дней, D_р=355 дней;

K_н - коэффициент, учитывающий потери при технологической обработке.

Принимаем K_н = 0,95;

Q^расч_год = (516 *355*0,95)/1000 = 174 тыс. т/год;

Q^расч_год' = Q^расч_год/с_изв = 174/0,5 = 348 тыс. м³/год;

Табл. 2. Расчетные производительности технологических линий

Сырьё	Часовая т/ч (м3/час)	Сменная т/см (м3/см)	Суточная т/сут (м3/сут)	Годовая тыс. т/год (тыс. м3/г)
По извести сизв = 0,5 т/м3	25,4 (50,8)	189 (378)	516 (1032)	174 (348)

Расчет потребности в сырьевых материалах

Табл. 3. Удельный расход сырьевых материалов

Материал	Расход на 1 т. извести, т
Доломит (Д) сд = 2,5 т/м3	1,7

Определение расхода материала по формуле:

Qi = q_i*Q^изв_i,

где q_i - удельный расход i-го компонента материала на 1т. извести;

Q^изв_i - расчетная производительность извести в единицу времени.

Определяем расход доломита:

Q^ч_д = q_д*Q^изв_ч, т/час,

где Q^изв_ч - часовая расчетная производительность извести,

Q^изв_ч = 25,4 т/час;

Q^ч_д = 1,7*25,4 = 43,2 т/час;

Q^ч_д' = 43,2/2,5 = 17,3 м³/час;

Q^см_д = q_д*Q^изв_см, т/см,

где Q^изв_см - сменная расчетная производительность извести,

Q^извсм = 189 т/см;

Q^см_д = 1,7*189 = 321,3 т/см;

Q^см_д' = 321,3 /2,5 = 128,5 м³/см;

Q^сут_д = q_д*Q^изв_сут, т/сут,

где Q^изв_сут - суточная расчетная производительность извести,

Q^изв_сут = 516 т/сут;

Q^сут_д = 1,7*516 = 877,2 т/сут;

Q^сут_д'= 877,2 /2,5 = 350,9 м³/сут;

Q^год_д = q_д*Q^изв_год, т/год,

где Q^изв_год - годовая расчетная производительность извести,

Q^изв_год = 174 тыс. т/год;

Q^год_д = 1,7*174 = 295,8 тыс. т/год;

Q^год_д' = 295,8 /2,5 = 118,3 тыс. м³/год;

Табл. 4. Расход материалов завода по производству гидратной гашеной извести мощностью 175 тыс. т. извести в год

Материал	Расход материалов, т(м3)
	в час	в смену	в сутки	тыс. в год
Доломит (Д) сд =2,5 т/м3	43,2 (17,3)	321,3 (128,5)	877,2 (350,9)	295,8 (118,3)

Расчет и выбор основного технологического оборудования

Выбор силоса-реактора

Суточная производительность силоса-реактора определяется:

{Q_сут*Z} = Q^изв_год/0,95* D_р* К_в* К_опт, т/сут,

где 0,95 - коэффициент снижения паспортной суточной производительности обжигового агрегата;

D_р - количество рабочих суток в году, D_р = 355 дн;

К_в - коэффицент использования оборудования по времени,

К_в = 0,85-0,9. Для трёхсменного режима работы К_в=0,9;

К_пот - коэффициент учитывающий потери доломита при технологической переработке, К_пот = 0,93-0,97. Принимаем К_пот = 0,95;

Q^изв_год - мощность технологической линии завода по извести,

Q^кл_год = 174 тыс. т/год;

Z - количество силосов-реакторов, установленных в технологической линии;

{Q_сут*Z} = 174000/0,95*355*0,9*0,95 = 600 т/сут;

Z`= Q_сут/Q_п,

где Q_п - паспортная производительность силоса-реактора, т/сут;

Z`=180 / 180=1. Принимаем Z=1.

К_заг= Z`/Z=1/1=1<{1,25}

Выбираем силос-реактор. Технические характеристики:

Q = 600 т/сут = 25 т/ч = 50 м³/ч, Z=1; сборочная единица;

Выбираем валковую дробилку дробилку ДВ 6х4 (аналог ДВГ-2/500). Технические характеристики:

Q = 13-35 т/ч, N=30 кВт, m=4500 кг, 2235х1722х810, Z=1; [8]

Выбираем грохот ГИЛ-22. Технические характеристики:

Q = 25 т/ч, N=3 кВт, m=825 кг, Z=3; [10]

Выбор вспомогательного оборудования

Выбираем пластинчатый питатель ПП-1-12. Технические характеристики:

Q = 40-200 м³/ч, m=10,5т, Z=3, 6х1 м, N=7,5 кВт; [9]

Выбираем конвейер ЖЛК-50. Технические характеристики:

Q = 50 т/ч, L=30 м, Z=3; [11]

Выбираем скиповый подъемник ПС-1400 М. Технические характеристики:

Q = 60 м³/ч, N=18,5 кВт; [15]

Выбираем смеситель СМ 25-40. Технические характеристики:

Q = 25-40 т/ч, N=23 кВт, m=5800 кг, Z=1; [12]

Выбираем ковшовый элеватор ЛГ-160. Технические характеристики:

Q = 13 м³/ч, N=1,5-45 кВт, Z=2; [13]

Выбираем конвейер винтовой ВК-250. Технические характеристики:

Q = 12,5-25 т/ч, N=11 кВт, Z=4; [14]

Склад для хранения сырьевых материалов

Склады сыпучих материалов, шихты и цемента:

Расчет и проектирование складов осуществляется с учетом нормативного времени запаса материала.

Вместимость склада:

V = (Q_г*t_н)/(365*К_з*с_н), м³,

где Q_г - годовая производительность по соответствующему материалу, т/год;

t_н - нормативное время запаса материала, сут;

К_з - коэффициент запаса или коэффициент использования вместимости склада;

К_з = 0,85-0,9;

с_н - насыпная плотность материала, т/м³;

Для извести (силос):

V = (300000*5) / (365 * 0,87*2,5)

=2000м³;

V₁ = 500 м³;

Z = 2000 / 500 = 4. Принимаем Z = 4;

Разработка принципиальной схемы компоновки оборудования

Под компоновкой оборудования и сооружений обычно понимают взаимное расположение основного и вспомогательного оборудования для производства проката и труб, а также служб и систем обеспечения производства. Без ущерба для достижения конечной цели - получения готовой продукции в заданном объеме и требуемого качества оборудование и сооружения цеха могут быть скомпонованы поразному. Однако при разных компоновочных решениях для выпуска одного и того же количества продукции необходимо сооружение производственных зданий с разными общей и полезной площадью, шириной и высотой пролетов, этажностью, числом и способами установки грузоподъемных устройств, наборами оборудования, схемами механизации производственных процессов и др. В связи с этим компоновка оборудования и сооружений цеха существенно влияет на его стойкость, техникоэкономические показатели и условия работы обслуживающего персонала.

К компоновке цеха предъявляют следующие основные требования:

1. Размещение всего комплекса оборудования и сооружений на минимальных производственных площадях при соблюдении действующих норм и правил техники безопасности, охраны труда и промышленной санитарии.

2. Реализация производственной программы на минимальном количестве единиц технологического оборудования.

3. Обеспечение оптимальных грузопотоков материалов в цехе, перекрещивающиеся передачи.

4. Обеспечение требований генплана и транспортных потоков на территории предприятия.

5. Возможность расширения и совершенствования производства.

6. Максимальная механизация и автоматизация производства.

7. Создание надлежащих условий аэрации производственного здания.

8. Обеспечение подвода энергии к местам основного потребления.

9. Локализация вредностей в местах их образования и исключение выброса в окружающую среду использованных энергоносителей и материалов с содержанием вредностей выше допускаемых нормами концентраций.

10. Обеспечение минимальных сроков строительства и возможность поэтапного ввода мощностей.

11. Соблюдение действующих строительных норм и правил, а также использование унифицированных строительных конструкций и обеспечение индустриальных методов их монтажа.

В данной курсовой работе размещение оборудования производится по плоскостной схеме. Компоновка оборудования производится в производственных зданиях. Технологическое оборудование располагается на самостоятельных опорах, не связанных с несущими конструкциями зданияй.

5. Мероприятия по охране труда и окружающей среды

При производстве и применении извести необходимо руководствоваться «Общими правилами по технике безопасности и промышленной санитарии для предприятий промышленности строительных материалов» и специальными Правилами по технике безопасности для известковых заводов.

На заводах по производству извести опасность для обслуживающего персонала может возникнуть по следующим причинам:

- нарушение нормального хода технологических процессов;

- неправильное ведение работ;

- высокая запыленность и загазованность производства вследствие появления сверх предельно допустимых концентраций (ПДК) углекислого газа С02, окиси углерода СО и известковой пыли.

Особенно повышенная опасность отравления углекислым газом и окисью углерода имеется на загрузочных площадках шахтных и вращающихся печей. Поэтому загрузка сырья должна производиться только с помощью механизмов, исключающих присутствие на загрузочной площадке работающего персонала.

В местах повышенного выделения пыли (помольные агрегаты, узлы выгрузки и т.д.) необходимо устанавливать отсосы, высокоэффективное обеспылевающее оборудование, а весь транспорт и бункера герметически закрывать кожухами, люками, крышками. Устранение зависаний кускового материала, возникающих в шахтных печах, должно выполняться через смотровые окна при помощи специальных металлических штырей. Наблюдение за процессами, протекающими в печах при обжиге сырья, необходимо проводить через смотровые окна для предотвращения ожогов лица и рук.

Транспортировку и хранение известкового молока следует осуществлять в закрытых резервуарах, опасные места должны быть ограждены.

При гашении извести, особенно в холодное время года, образуется сильный туман, затрудняющий обслуживание гасильных аппаратов и вредно отражающийся на здоровье работающих. Для улучшения условий труда необходим отсос пара у мест его образования, а зимой следует подавать теплый воздух к местам гашения.

На известковых заводах все рабочие должны быть обеспечены специальной одеждой, предусмотренной правилами техники безопасности для конкретных видов работ.

6. Предложения по контролю и автоматизации производства

Комплексно-механизированным производством является такое производство, на котором все основные и вспомогательные процессы, включая уборочные, транспортные, погрузочно-разгрузочные и складские работы выполняются машинами, механизмами и другими видами оборудования, управляемыми как вручную, так и при помощи средств автоматики.

Наиболее распространенный вид автоматизации - автоматический контроль. Он дает возможность контролировать протекание технологических процессов по показаниям измерительных приборов, что позволяет предотвращать неизбежные при оценке хода процесса ошибки, имеющие место даже у опытных машинистов высокой квалификации. Устройства автоматического контроля используют и в качестве датчиков в системах автоматического регулирования и контроля.

Агрегаты для производства цемента оснащают комплектами контрольноизмерительных приборов, непрерывно показывающие протекание технологического процесса и одновременно записывающие их показания на соответствующие диаграммы. Приборы размещают по месту измеряемой величины. Приборы, необходимые для управления процессами, устанавливают на рабочих местах машинистов.

На всех ответственных подшипниках устанавливают сигнализацию о перегреве подшипников. Применяют также сигнализацию о прекращении циркуляции масла в смазочных системах и охлаждающей воды, повышении температуры газов перед дымососами печей и на выходе из угольных мельниц.

Другой вид автоматизации - централизованное автоматизированное управление электрическими приводами. С их помощью можно дистанционно управлять основными, вспомогательными и транспортирующими механизмами, переключающими и регулирующими устройствами - шламовыми задвижками, шиберами, переключателями на трубопроводах пневмотранспорта.

Для управления механизмами в пунктах, наиболее удобных для наблюдения за ходом процесса и оборудованием, устанавливают центральные щиты. На щитах смонтированы органы управления, контрольно-измерительные и сигнальные приборы.

Вместе с централизованным управлением механизмами производится и блокировка, аварийная сигнализация и защита оборудования. Блокировочные устройства обеспечивают согласованный пуск, работу и при необходимости остановку механизмов.

Сводная ведомость оборудования

Табл. 5. Основное и вспомогательное оборудование завода по производству гидратное гашеной извести (пушонки) производительностью 175 тыс. т/год

№	Наименование оборудования	Тип, марка	Кол-во	Масса, т	Мощность, кВт
				Ед.	Общ.	Ед.	Общ.
1	Силос-реактор	-	1	-	-	-	-
2	Пластинчатый питатель	ТК-15 А	3	10,5	31,5	7,5	22,5
3	Конвейер	ЖЛК-50	3	-	-	4	12
4	Грохот	ГИЛ-22	3	0,825	2,475	3	9
5	Смеситель	СМ 25-40	1	5,8	5,8	23	23
6	Ковшовый элеватор	ЛГ-160	2	-	-	3	6
7	Конвейер винтовой	ВК-250	4	-	-	11	44
8	Валковая дробилка	ДВ 6х4	1	4,5	4,5	30	30
9	Скиповый подъемник	ПС-1400	1			18,5	18,5
10	Силос для извести		1
12	Автотранспорт		2
13	Итого:				44,275		165

Литература

1. Механическое оборудование и технологические комплексы: учеб. пособие. / С.М. Пуляев, М.А. Степанов, Б.А. Кайтуков и др. - М.: МГСУ, 2015. - 480 с.

2. Основы расчёта машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий: учеб. для вузов. / Под ред. В.С. Богданова. - Старый Оскол: «ТНТ», 2013. - 679 с.

3. Проектирование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. / А.Д. Никулин, Е.И. Шмитько, Б.М. Зуев. - СПб.: Проспект Науки, 2006. - 351 с.

4. Шарапов Р.Р., Абрамов В.В. Механическое оборудование заводов по производству цемента: учеб. пособие. - М.: Граница, 2010. - 223 с.

5. Технологические комплексы и механическое оборудование предприятий строительной индустрии: Учебное пособие / Под ред. В.С. Богданова и А.С. Ильина. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2008. - 528 с.

6. Борщевский А.А., Ильин А.С. Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий: учеб. для вузов. - М.: Альянс, 2009. - 366 с.

7. Дипломное и курсовое проектирование механического оборудования и технологических комплексов предприятий строительных материалов, изделий и конструкций: учеб. пособие для вузов. / В.С. Богданов, А.С. Ильин, В.Я. Дзюзер и др. - М.: Изд-во АСВ, 2006. - 783 с.

Размещено на Allbest.ru