Проектирование технологической линии по производству гипсокартона

Размещено на http://allbest.ru

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

ПЕРМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Строительный факультет

Кафедра строительный инжиниринг и материаловедение

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине «Технология теплоизоляционных материалов»

НА ТЕМУ: Проектирование технологической линии по производству гипсокартона

технологический линия оборудование гипсокартон

Выполнила студентка группы ПСК12-1б

Федорова Мария Николаевна

Проверил Семейных Наталья Сергеевна

Пермь 2014



Содержание

технологический линия оборудование продукция

Введение

1.Технологическая часть

1.1 Характеристика и номенклатура продукции

1.2 Состав сырьевой массы

2. Технология производства изделий

2.1 Выбор и обоснование способа производства

2.2 Технологическая схема производства изделий

3. Режим работы предприятия

4. Программа выпуска продукции и сырья

5. Материальный баланс

6. Выбор и расчет количества основного технологического оборудования

7 Контроль производства и качества готовой продукции

Заключение

Список литературы



Введение

Гипсокартон, как отделочный материал, известен давно. Гипс в строительстве используется с самых древнейших времён. Но прорыв в технологиях производства гипсокартонных плит произошёл сравнительно недавно. По своим физическим и гигиеническим свойствам гипсокартон идеально подходит для жилых помещений. Он экологически чист, не содержит токсических компонентов и не оказывает вредного воздействия на окружающую среду, что подтверждают гигиенические и радиационные сертификаты. Гипсокартон -- энергосберегающий материал, обладающий ещё и хорошими звукоизоляционными свойствами. Негорючий и огнестойкий. Следует отметить, что гипсокартон «дышит», то есть поглощает влагу при её избытке в воздухе и отдает её, если воздух слишком сухой. Это очень важное, можно сказать, неоценимое качество материала, применяемого внутри помещения. С такими стенами легче дышится. Плюс -- гипсокартон имеет кислотность, аналогичную кислотности человеческой кожи. Последние два свойства позволяют гипсокартону регулировать микроклимат помещений естественным путем и в значительной степени способствовать созданию гармоничной атмосферы.

Промышленность выпускает кроме стандартных гипсокартонных листов (ГКЛ) огнестойкие (ГКЛО) и водостойкие (ГКЛВ). В последние вводятся вещества, уничтожающие грибки, они применяются для отделки кухонь, санузлов и ванных комнат. Огнестойкие применяют для отделки всякого рода воздуховодов и коммуникационных шахт. Есть ещё так называемые пазогребневые плиты, в которых гипс подвергнут обжигу. Их прочность настолько возрастает, что их можно использовать в качестве межкомнатных перегородок, без всякой подготовки окрашивать, оклеивать обоями или облицовывать керамической плиткой. Такие перегородки бывают одно-, двух- и трёхслойными. Последние применимы в сейсмически опасных районах, для жилых, гражданских и промышленных зданий всех степеней огнестойкости. В их полостях можно прокладывать электрические и телефонные кабели, системы пылеудаления, отопительные и водопроводные коммуникации.

Область применения: Основные сферы использования гипсокартона - капитальное строительство, ремонт и реконструкция помещений. Легкие и прочные гипсокартонные листы используют для возведения межкомнатных перегородок. Ими обшивают подвесные потолки, делают арочные проемы и ниши в стенах, настилают полы и даже сооружают декоративные камины.

Классификация ГКЛ:

1 В зависимости от свойств и области применения листы подразделяют на следующие виды:

- обычные (ГКЛ);

- влагостойкие (ГКЛВ);

- с повышенной сопротивляемостью воздействию открытого пламени (ГКЛО);

- влагостойкие с повышенной сопротивляемостью воздействию открытого пламени (ГКЛВО).

2 По внешнему виду и точности изготовления ласты подразделяют на две группы: А и Б.

3 По форме продольные кромки листов подразделяют на типы: прямая кромка (ПК), утонченная с лицевой стороны кромка (УК), полукруглая с лицевой стороны кромка (ПЛК), полукруглая и утоненная с лицевой стороны кромка (ПЛУК), закругленная кромка (ЗК).



1.Технологическая часть

1.1 Характеристика и номенклатура продукции

ГКЛ должны соответствовать требованиям настоящего стандарта и изготавливаться по технологической документации, утвержденной предприятием-изготовителем. [1]

Основные параметры и размеры: Номинальные размеры листов приведены в таблице 1. Предельные отклонения от номинальных размеров не должны быть более указанных в таблице 2.

Таблица 1

В миллиметрах

Наименование показателей	Значение
Длина	2000 - 4000 с шагом 50
Ширина	600; 1200
Толщина	6,5; 8,0; 9,5; 12,5; 14,0; 16,0; 18,0; 20,0; 24,0

Примечание - По согласованию изготовителя с потребителем могут быть изготовлены листы других номинальных размеров. Предельные отклонения должны соответствовать приведенным в таблице 2.

Таблица 2

В миллиметрах

Толщина листов	Предельные отклонения от номинальных размеров для листов группы
	А	Б
	по длине	по ширине	по толщине	по длине	по ширине	по толщине
До 16 включ.	0	0	±0,5	±8	0	±0,5
Св. 16	-5	-5	±0,9		-5	±0,9

Листы должны иметь прямоугольную форму в плане. Отклонение от прямоугольности не должно быть более 3 мм для листов группы А и 8 мм - для листов группы Б.

- Для листов группы А не допускаются повреждения углов и продольных кромок.

Для листов группы Б не допускаются повреждения углов и продольных кромок (малозначительные дефекты), размеры и количество которых превышают значения, приведенные в таблице 3.

Таблица 3

Наименование показателя	Значение для одного листа, не более
Повреждение углов:
- длина наибольшего катета, мм	20
- число, шт.	2
Повреждение продольных кромок:
- длина, мм	20
- глубина, мм	5
- число, шт.	2

Число листов с малозначительными дефектами не должно быть более двух от числа листов, отобранных для контроля.

- Масса 1 м2 листов (поверхностная плотность) должна соответствовать указанной в таблице 4.

Таблица 4

В килограммах на квадратный метр

Масса 1 м2 листов вида
ГКЛ	ГКЛВ	ГКЛО	ГКЛВО
Не более 1,00 s	Не менее 0,80 s и не более 1,06 s
s - значение номинальной толщины листа по таблице 1

- Сцепление гипсового сердечника с картоном должно быть прочнее, чем сцепление слоев картона.

- Разрушающая нагрузка при испытании листов на прочность при изгибе при постоянном пролете (l = 350 мм) должна быть не менее указанной в таблице 5.

Отклонение минимального значения разрушающей нагрузки отдельного образца от требований таблицы 5 не должно быть более 10 %.

Таблица 5

Толщина листов, мм	Разрушающая нагрузка для образцов, H (кгс)
	продольных	поперечных
6,5	125 (12,5)	54 (5,4)
8,0	174 (17,4)	68 (6,8)
9,5	222 (22,2)	81 (8,1)
12,5	322 (32,2)	105 (10,5)
14,0	360 (36,0)	116 (11,6)
16,0	404 (40,4)	126 (12,6)
18,0	440 (44,0)	133 (13,3)
20,0	469 (46,9)	134 (13,4)
24,0	490 (49,0)	136 (13,6)

Оценка прочности листов по 5.2.3 производится в том случае, если изготовитель не имеет средств контроля для оценки разрушающей нагрузки и прогиба по 5.2.4.

- Разрушающая нагрузка при испытании листов на прочность при изгибе при переменном пролете (l = 40 s, где s - номинальная толщина листа в миллиметрах) и прогиб должны соответствовать указанным в таблице 6.

Таблица 6

Толщина листов, мм	Разрушающая нагрузка, H (кгс), не менее для образцов	Прогиб, мм, не более для образцов
	продольных	поперечных	продольных	поперечных
До 10,0 включ.	450 (45)	150 (15)	-	-
Св. 10,0 до 18,0 включ.	600 (60)	180 (18)	0,8 (1,0)*	1,0 (1,2)*
Св. 18,0	500 (50)	-	-	-
* В скобках указано максимальное значение прогиба для отдельного образца

Отклонение минимального значения разрушающей нагрузки отдельного образца от требований таблицы 6 не должно быть более 10 %.

- Водопоглощение листов ГКЛВ и ГКЛВО не должно быть более 10 %.

- Сопротивляемость листов ГКЛО и ГКЛВО воздействию открытого пламени должна быть не менее 20 мин.

- Удельная эффективная активность естественных радионуклидов в гипсокартонных листах не должна превышать 370 Бк/кг.

- Условное обозначение листов должно состоять из:

- буквенного обозначения вида листов;

- обозначения группы листов;

- обозначения типа продольных кромок листов;

- цифр, обозначающих номинальную длину, ширину и толщину листа в миллиметрах;

- обозначения настоящего стандарта.

Пример условного обозначения обычного гипсокартонного листа группы А с утоненными с лицевой стороны кромками длиной 3000 мм, шириной 1200 мм и толщиной 12,5 мм:

ГКЛ-А-УК-3000Ч1200Ч12,5 ГОСТ 6266-97.

Характеристика изделия, предназначенного к производству

В данном проектируемом цехе выпускаются гипсокартонные листы производительностью 10 0000 м3. Условное обозначение:

ГКЛ-А-УК-2000Ч1200Ч8 ГОСТ 6266-97.

Таблица 7 - Характеристика изделия
Марка изделия	Размеры, м	Объем, м3	Плотность, кг/м3	Масса изделия, кг
	l	b	h
ГКЛ	2	1,2	0,008	0,0288	568	15,36

1.2 Состав сырьевой массы

Для изготовления гипсокартона используют следующее сырье: облицовочный картон, гипс (как природный, так и искусственный), синтетический пенообразователь, модифицированный крахмал. Применение отходов химической промышленности - фосфогипса и борогипса - сопряжено с дополнительными затратами на их очистку от примесей. Вариации веса и гибкости листов достигаются путем добавления в формовочную смесь целлюлозы, поваренной соли, каустическай соды и проч.

Основу листа составляет гипс, а наружные плоскости облицованы картоном. Для достижения необходимых показателей гипсового сердечника, характеризующих его прочность, плотность и т. д., в него добавляют специальные компоненты, повышающие его эксплуатационные свойства. Картон выполняет роль как армирующего каркаса, так и прекрасной основы для нанесения любого отделочного материала (штукатурка, обои, краска, керамическая плитка).

Поскольку под каждое оборудование необходима корректировка компонентов. Состав и количество компонентов зависят от многих факторов: качество гипса, пенообразователя и т.п., от скорости движения гипсокартона по конвейерам, времени нахождения в сушилке, температурным режимам и корректировка производится эмпирическим путем.

Таблица 8

№ п/п	Наименование показателя	Ед. изм.	Кол-во
1	гипс Г4, Г5 (11) ГОСТ 125-79	кг	6,8
2	вода	л	4,8
3	эмульсия поливинилацетатная (ПВА) ГОСТ 18992-80	кг	0,005
4	картон плотн. 0,17- 0,22кг/м.кв. ГОСТ 8740-85	кг	0,44
5	крахмал КНМТЦ ГОСТ 985-2002	кг	0,06
6	стекловолокно ГОСТ 6943-94	кг	0,03
7	декстрин ГОСТ 6034-74 (ГОСТ 588-81-для КМЦ)	кг	0,002
8	пенообразователь средней кратности пены ГОСТ 6948-81	кг	0,05
9	пропитка CLAVEL FIX	кг	0,0001
10	электроэнергия	кВт/час	0,36
11	газ природный	м.і/мин.	0,3
12	сжатый воздух (10кг/см.кв.)	м.і/мин.	3



Сырье: строительный гипс, специальная защитная бумага, модифицированный крахмал, стекловолокно, вспениватель, белая эмульсия (клей)

Расход сырья на каждый лист гипсокартона размером 1200ммЧ3000ммЧ8мм

Таблица 9

Наименование сырья	Расход на сырье для производства одного листа
Бумага (плотность 210 г/мІ)	1,587 кг
Гипс в порошке	19,5 кг
вода	14 кг
Модифицированный крахмал	0,15 кг
Вспениватель	0,13 кг
Белая эмульсия	0,07 кг
Энергопотребление	0,5 кВт
Уголь	2,75 кг (6000калорий)



2. Технология производства изделий

2.1 Выбор и обоснование способа производства

Описание технологической схемы производства гипсокартонных листов (а изготавливают их на конвейере) мы начнём с перечисления всех её этапов.

Вот они:

дозирование и подача гипсового вяжущего;

подготовка необходимых добавок;

приготовление пены;

приготовление пульпы;

приготовление пены;

подготовка формовочной массы;

размотка картона;

изготовление листов;

сушка листов;

сортировка листов, их штапелирование;

упаковка листов.

А теперь расскажем более подробно, какое оборудование, необходимо для производства гипсокартона.

Сначала гипсовое сырьё загружается в силос, потом с помощью донного разгружателя (это оборудование монтируется на нижней части силоса) подаётся на элеватор, откуда транспортируется в бункер весового дозатора, а после уже в бетономешалку.

Отходы гипсокартона дробятся и через систему пылеосаждения идут в бункер одного из дозаторов. Из другого дозатора в смесь вводят различные добавки, ускоряющие схватывание гипсового вяжущего. Из третьего подаётся крахмал (модифицированный).

Специальная стеклорубочная машина мелко нарезает стекловолокна, которые поступают в конечном итоге в гипсобетономешалку. Туда же подаются и изготовленная посредством пеногенератора техническая пена, и дисперсно-армирующая пульпа, и гидрофобизирующая добавка (используется при производстве влагостойких гипсокартонных листов).

Картон на завод поставляется в рулонах, поэтому конвейерная линия, используемая для производства листов, устроена так, что сначала он разматывается на специальном оборудовании - разматывателях. Формовочное сырьё попадает из гипсобетономешалки на лицевой картон (он располагается на формовочном столе), тыльный картон приклеивается сверху, а затем идёт следующая линия конвейера, где вся масса должна застыть (конвейер схватывания).

На конвейере схватывания гипсокартонная лента обрабатывается с помощью кромкообразующих и «выглаживающих» устройств.

После материал идёт по роликовому конвейеру к специальным ножницам, где разрезается соответственно заданной длине (с определённым припуском). Во время прохождения отрезка пути от конвейера схватывания до ножниц, гипсокартонная лента окончательно застывает, а перед самой резкой - маркируется.

Далее полученные гипсокартонные листы складываются попарно и высушиваются, бракованные же экземпляры отправляются на переработку или утилизируются.

После сушки изделия подаются на станок для торцовки, где обрезаются более точно. Следом за окончательной обрезкой полученный строительный материал штабелируется и отправляется на склад.

На этом описание технологической схемы производства гипсокартонных листов можно закончить.

Для формирования сердечника применяется гипс, который обладает в качестве стройматериала исключительными физическими и техническими свойствами. Материалы на основе гипса обладают способностью дышать, то есть поглощать избыточную влагу и выделять ее в окружающую среду при недостатке. Гипс -- это негорючий, огнестойкий материал, он не содержит токсичных компонентов и имеет кислотность, аналогичную кислотности человеческой кожи, его производство и использование не оказывает вредного влияния на окружающую среду. Для достижения необходимых показателей гипсового сердечника, характеризующих его прочность, плотность и т. д., в него добавляются специальные компоненты, повышающие его эксплуатационные свойства.

Другим важнейшим компонентом гипсокартона является облицовочный картон, сцепление которого с сердечником обеспечивается за счет применения клеящих добавок. Картон играет роль армирующей оболочки, и наряду с этим является прекрасной основой для нанесения любого отделочного материала (штукатурка, обои, краска, керамическая плитка и др.). По своим физическим и гигиеническим свойствам картон идеально подходит для жилого помещения.

2.2 Технологическая схема производства изделий

1. Первый шаг в процессе изготовления гипсокартона - подготовка гипсовой массы. Ее применяют впоследствии при формировании гипсовой ленты. Гипс обладает отличными техническими и физическими свойствами, а для повышения его эксплуатационных свойств в него добавляют определенные компоненты.

2. На конвейере формируется непрерывная плоская полоса, с сечением заданной формы. Это происходит следующим образом. Из машины подачи картона на формирователь подают нижнее и верхнее полотна картона. В нем между полотнами укладывают заранее приготовленную гипсосмесь. Верхний слой картона клеевая машина смазывает по краям клеем, а у нижнего слоя происходит завальцовывание краев. Затем оба слоя прикатывают и получают полотно гипсокартона с гипсовым сердечником внутри, которое формируют в необходимый профиль. В процессе движения полотна гипсокартона по ленточному конвейеру гипсовый сердечник предварительно затвердевает до плотности, которая необходимо будет для последующего процесса нарезки.

3. Затем, полотно попадает на рольганговый конвейер с ускоренным ходом. На нем производится нарезание его на листы при помощи гильотины. Далее листы гипсокартона снимаются конвейером перехода и переводятся на консольный конвейер (раздатчик).

4. Раздатчик распределяет листы по конвейерам сушилки. Скорость движения листа внутри сушилки уменьшается и лист гипсокартона остается там примерно на час.

По конвейеру выхода уже высушенные листы сходят поочередно на один рольганговый конвейер. На нем торцы листов обрезает специальная машина. Обрезанные по размеру листы попадают на стол, где их штабелируют и упаковывают.

На рисунке 1 показана технологическая схема производства гипсокартона.

Рис.1 Оборудование для производства гипсокартона



1.Установка для приготовления гипсовой смеси. Гипсовый порошок и присадки засыпают в смеситель, где происходит формирование гипсовой массы сердечника гипсокартона.

2. Машина подачи картона. Осуществляет непрерывную подачу картона на формирователь.

3. Формирователь. На нем полотно с гипсовым сердечником внутри проходит процесс формовки и последующей склейки между собой листов картона.

4. Ленточный конвейер. Наличие на нем дополнительных формователей толщины и профиля полотна, обеспечивает точное соответствие требуемым размерам.

5. Рольганговый конвейер. На нем производится разрезание полотна гипсокартона на листы при помощи гильотины.

6. Конвейер перехода листов Осуществляет транспортировку листов гипсокартона с рольгангового конвейера на консольный конвейер.

7. Консольный конвейер. Производит раскладку листов гипсокартона на конвейер сушилки.

8. Конвейер сушилки. Медленное продвижение листа гипсокартона внутри сушилки обеспечивает ему полное высыхание.

9. Рольганговый конвейер. На него листы гипсокартона поочередно поступают из сушилки, а затем подаются на упаковку.

10. Автоматическая система управления. Используется компьютерное управление PLC (программируемый логический контроллер). Программа PLC управляет и контролирует равномерность соотношения гипса, воды, вспенивателя. Используется автоматическая регулировка верх/низ, влево/вправо. Головка нового типа проводит автоматическое выравнивание, автоматическая вырубка. На переходной зоне и на зоне выхода листов используется система контроля на фотоэлементах. Сушка осуществляется посредством горячего воздуха или теплопроводным маслом.



3. Режим работы предприятия

Таблица 10 - Режим работы предприятия
Отделение, участок, цех	Рабочих дней в году, Jф	Рабочих смен в сутки	Длительность смены, ч	Коэфф. использов. оборудования, kи	Годовой фонд времени работы, Jф
предприятие	340	2	8	0,77	260

Количество рабочих дней в году для непрерывно работающих линий определяется по формуле:

Jф=J(365)-Jкап, сут,

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

Jф=365-25=340 сут.

Годовой фонд времени оборудования определяется по формуле:

Jф=J(365)*kи, сут,

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

J- расчетное число рабочих суток в году (365).

Jф=340*0.77=260 сут.



4. Программа выпуска продукции и сырья

Таблица 11 - Производственная программа
Вид продукции	Единица измерения, м3, т, шт., м2.	Выпуск продукции
		в год	в сутки	в смену	в час
без потерь	м3	10 000	38,461	19,230	3,004
с потерями	м3	10 200	39,23	19,615	3,064
без потерь	т	16 000	61,538	30,769	4,801
с потерями	т	16 320	62,769	31,303	4,897



5. Материальный баланс

Необходимо оставить схему материальных потоков производства. На схеме указывают количество материалов, перерабатываемых на основных технологических переделах.

Схема материальных потоков представлена на рисунке 3.

Рисунок 2 - Схема материальных потоков производства листов.

Таблица 12 Материальный баланс

Наименование передела	G, тыс.т.	Потери, %	Потребность в сырье, т
		физико-мех-ие	хим-ие	В год	В сутки	В смену	В час
СГП	16 320	0.01	-	16 321,6	62,77	31,39	3,92
Тепловая обработка изделия	16 321,6	1,5	-	16 570,2	63,73	31,87	3,98
Формование изделий	16 570,2	8,5	-	18 109,5	69,65	34,83	4,35
Приготовление формовочной массы	18 109,5	5	-	19 062,6	73,32	36,66	4,58
Доставка сырья	19062,6	2	-	19 451,7	74,81	37,41	4,68



6. Выбор и расчет количества основного технологического оборудования

Составляется ведомость оборудования, в которую включаются все виды основного технологического оборудования.

Таблица 13 Ведомость технологического оборудования

№ п/п	Наименование оборудования	Марка	Кол. ед.	Производительность, т/ч	Коэфф. испоьз. оборуд., kи
				Треб-я	По паспорту
1	Гипсомешалка непрерывного действия	СМ-122	1	1,602	10	0,85
2	Конвеер схватывания	СМ-123Д	1	1,602	7,6	0,5
3	Формовочный стол	СМ-122	1	11,011	50	0,25
4	Ножницы	СМ-125	1	0,26	9,3	0,4



7. Контроль производства и качества готовой продукции

Таблица 14 Контроль производства

Вид контроля	Нормативы	Цикличность
Тонкость помола гипса	Не более 0,1 г на сите №02 До 23% на сите для гипса грубого помола До 14%-для среднего помола До 2 %- тонкого помола	Каждую партию
Нормальная густота гипсового теста	Диаметр лепешки должен быть 120 мм	1 раз в замес
Прочность на сжатие и изгиб	По ГОСТ 125-79	1 раз в партию



Заключение

Без гипсокартона уже невозможно представить современное строительство. Сегодня гипсокартон - это материал, незаменимый для возведения межкомнатных перегородок, облицовки стен, устройства полов, подвесных потолков и изготовления декоративных и звукопоглощающих изделий. Гипсокартон позволяет следовать технологии "чистого строительства", поскольку позволяет полностью исключить использование всякого рода мокрых цементных и бетонных смесей, необходимых для создания конструкций.

Преимущества и уникальность гипсокартона очевидны. Сегодня клиентам предоставляется комплексная система "сухой" отделки, включающая в себя кроме гипсокартонных листов и металлических профилей все необходимые дополнительные материалы: шпаклевочные смеси, армирующие ленты, грунтовки, шурупы и пр.

А теперь дизайнеры архитекторы строители только удивляются: как же они могли обходиться без ГКЛ? Ведь именно гипсокартон вдохновляет на создание многоуровневых лабиринтообразных потолков с подсветкой, криволинейные перегородки с многочисленными нишами, полочками и фигурными отверстиями. Он дает многовариантность интерьеров и высокую архитектурную выразительность помещений.

В данной курсовой работе представлено производство асбестоцементных листов, производительностью 10 тысяч м3 в год.

Был произведен расчет режима работы предприятия. Определена производственная программа.

Рассчитан материальный баланс производства гипсокартонных листов.

Список литературы

Воробьев В.А. Комар А.Г., Строительные материалы, изд. «Стройиздат» 1971 г.

. Cуботьялова В.П. методические указания по выполнению курсовых работ по дисциплине «Отделочные материалы». - Рудный, РИИ, 2011. - 37с.

Сулименко Л.М. Технология минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе. - М.: Высшая школа, 2000. - 303с.

Михайловский В.П., Бузоверов О.С. Отделочные материалы и технология их производства. - Омск: Издательство СибАДИ. 2003. - 105с.

Размещено на Allbest.ru