Общие положения. Характеристика сырья. 4 Выбор и обоснование технологической схем
жүктеу/скачать 223.14 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Общие положения. Характеристика сырья.
- Выбор и обоснование технологической схемы.
- Технологические расчёты при проектировании производства.
- Контроль производства и качества продукции.
- Входной контроль
- Операционный контроль
- Приёмочный контроль
- Охрана труда и окружающей среды.
 Содержание
 Рост и обновление основных фондов промышленности, развитие общественного производства, ускорение фондоотдачи, научно-технический прогресс и рост благосостаяния населения в большой степени связаны с эффективностью капитального строительства. Повышение эффективности строительного производства обеспечивается его индустриализацией, поэтому в решении перечисленных важнейших народнохозяйственных задач велика роль ускоренно развивающейся промышленности строительных изделий и конструкций.
Основным материалом для возведения разнообразных строительных конструкций, в том числе из изделий заводского изготовления, в настоящее время и в обозримом будущем является бетон. Это связано с расширением понятия «бетон». Бетонов стало много: тяжёлый и лёгкий, конструкционный и теплоизоляционный, дорожный и гидротехнический, ячеистый и крупнопористый, жаростойкий и декоративный, защищающий от радиоактивных воздействий и от химической коррозии, керамзитобетон, шлакопемзобетон, аглопоритобетон, золобетон и т.д, причём название бетона часто зависит отназвания используемого заполнителя, а свойства его в значительной мере определяются свойствами заполнителя. Применение лёгких пористых заполнителей позволяет получать эффективные лёгкие бетоны для теплоизоляции, стеновых панелей, монолитных стен и разнообразных несущих конструкцй. Замена обычных тяжёлых заполнителей пористыми позволяет существенно изменить свойства бетонов в желаемом направлении: уменьшить плотность, улучшить теплоизоляционные свойства и т.д. В то же время достаточноя прочность ряда пористых заполнителей обеспечивает возможность получения на их основе конструкционных лёгких бетонов высокой прочности. Запасы природных пористых заполнителей в нащей стране ограничены. Применение пористых заполнителей – отходов промышленности также носит окальный характер: вблизи предприятий выдающих такие отходы. Поэтому основным источноком обеспечения потребности строительства и строительной индустрии пористыми заполнителями является промышленность исскуственныфх пористых заполнителей. Одним из эффективных, но малораспространённых, исскуственных пористых заполнителей является вспученный перлит, технология производства которого рассмотренна в данной работе.
 Вспучееный перлит - материал, получаемый вспучмванием при обжиге подготовленных зёрен из вулканических водосодержащих пород (перлит, обсидиан, витрофир и др.).
Перлитами называют природный материал, породу, представляющую из себя вулканическое стекло, в составе которого 70-75% SiO2 ;12-14% AI2O3; 3-5% NaO, примерно столько же К2О, до 1% Fe2O3, CaO, МgО. С геологической точки зрения возникновение перлита связано с тем, что на кромке потока лавы, в местах первичного соприкосновения магматических расплавов и земной поверхности, в результате быстрого охлаждения (закалки) лавы формируется вулканическое стекло — обсидиан. В дальнейшем подземные воды проникают сквозь обсидиан, происходит его гидратация и образование гидроксида обсидиана — перлита. Для перлита характерна мелкая концентрически-скорлуповатая отдельность (перлитовая структура), по которой он распадается на округлые ядра (перлы), напоминающие жемчужины с характерным блеском. Среди других вулканических пород перлит отличается наличием конституционной воды (более 1%). Пористость может составлять 8-40%. Перлит может иметь черную, зеленую, красно-бурую, коричневую, белую окраску различных тонов. Разновидности перлита: обсидиановый (с примесями обсидиана), сферолитовый (с примесями полевого шпата), смолянокаменный (однородный по составу), стекловатый и другие. По текстурным признакам выделяют массивный, полосчатый, брекчиевидный и пемзовидный перлиты. В перлите содержится около 1 ...2% (иногда больше) связанной воды. При обжиге (1000... 1250 °С) перлит размягчается и под давлением паров высвобождаемой воды сильно вспучивается. Коэффициент вспучивания — до 10... 12. Чем он больше, тем меньше расход сырья на единицу объема продукции. Поэтому многие предприятия, производящие легкий вспученный перлит, работают на привозном сырье с умеренной себестоимостью продукции. Однако если коэффициент вспучивания меньше, удельные затраты на перевозку сырья увеличиваются и себестоимость продукции возрастает. В соответствии с ГОСТ 10832-91 «Песок и щебень перлитовые вспученные» предусматриваются марки но насыпной плотности для песка 75... 500, для щебня — 200... 500. Прочность щебня при сдавливании в цилиндре для указанных марок должна быть не менее 0,1... 0,6 МП а. Вспученный перлит отличается от других пористых заполнителей высоким водопоглощением, которое тем больше, чем больше степень вспучивания. В В отличие от других пористых заполнителей мелкие фракции вспученного перлита легче крупных. Это объясняется особенностями вспучивания стекловидных пород по сравнению, например, с глинистыми. Так, при производстве керамзита мелкие глиняные гранулы (до 5 мм) часто совсем не вспучиваются, так как еще до размягчения теряют все образующиеся при обжиге газы. Перлитовая же стекловидная порода удерживает газы, и чем лучше она прогревается в мелких гранулах, тем интенсивнее вспучивается. Особенности вспученного перлита:
 Технология производства вспученного перлита включает дробление исходной породы (до 1... 2 мм при производстве песка и до 5... 10 мм при производстве щебня) и сортировку. Перед обжигом сырье в ряде случаев рекомендуется подвергать предварительной термической обработке в сушильном барабане или малой вращающейся печи при температуре 250... 450°С в течение нескольких минут. При этом удаляется свободная и слабосвязанная вода, в дальнейшем зерна породы могут при обжиге выдержать более высокую температуру, не растрескиваясь. Остаточной, трудноудаляемой воды в зернах вполне достаточно для бурного вспучивания при температуре до 1250°С.
Для получения вспученного перлита используют вертикальные (шахтные) и вращающиеся печи, а также печи кипящего слоя. Выбор конструкции печи определяется размером обжигаемых зерен, требуемыми свойствами заполнителя и запланированной производительностью. Технология производства вспученного перлитового щебня и песка предусматривает термическую обработку сырья во вращающихся печах. Легкие мелкие фракции песка вспучиваются в основном во взвешенном состоянии и уносятся из печи потоком отходящих газов (с последующим осаждением в циклонах). Более крупные фракции, не увлекаемые газовым потоком, вспучиваются на футеровке печи и выгружаются. Для ускорения нагрева материала используют принцип прямотока, т. е. факел горящего топлива и поток газов направляют не навстречу потоку обжигаемого материала, а в том же направлении — по наклону печи. Для производства вспученного перлитового щебня и песка выбираем технологическую схему представленную на рисунке 1. Данная схема способствует разделению вспученного песка и щебня непосредственно на стадии обжига, за счёт того что мелкие частицы вспучиваются в потоке газов и вместе с ними уносятся в бункер готовой продукции. Крупные частицы,в свою очередь, вспучиваются за счёт прижатия к футеровке, и доходя до конца печи удаляются с помощью пневмотранспорта. Вспучивание мелких частиц в потоке газов становиться возможным за счёт предварительного подогрева сырья до 250-400 °С. Следовательно, данная схема является оптимальной для производства вспученного перлитового песка и щебня, так как позволяет исключить процесс сортировки готовой продукции, обеспечивая заданную марку по плотности.  
Рисунок 1. Технологическая схема производства перлитовых щебня и песка обжигом во вращающейся печи. 1 – загрузочное устройство для сырья; 2 – элеватор ленточный; 3 – силос сырья; 4 – питатель тарельчатый; 5 – конвейер ленточный передвижной; 6 – элеватор ленточный; 7 – затвор реечный шиберный; 8 – питатель дисковый; 9 –печь термоподготовки СМТ-178; 10 – печь вспучивания вращающаяся СМТ – 179; 11 – дутьевой вентилятор; 12 – циклон; 13 – осадитель; 14 – сито-бурат; 15 – затвор-питатель; 16 – силосы готовой продукции; 17 – затвор челюстной; 18 – питатель дисковый (производство щебня); 19 – питатель ячейковый (производство песка) .
Из печи термоподготовки сырьё поступает в печь спучивания 10. Воздух и топливо в печь подаётся со стороны загрузки, что способствует термическому удару, в следствии которого происходит вспучивание при температуре 1250 °С. Мелкие частицы выносятся из печи вместе с дымовыми газами и после очистки через затвор-питатель 15 попадают в приёмочный бункер 16. Крупные частицы по пневмотранспорту направляются в осадитель 13, а затем просеиваются в сито-бурате 14. Отсортированный продукт поступает в бункер готовой продукции 16. Основным технологическим оборудованием при использовании данной схемы являются: печь термоподготовки СМТ – 178 и печь вспучивания вращающаяся СМТ – 179. 
Рисунок 2. Печь термоподготовки СМТ – 178. 1 – камера загрузки; 2 – футерованный барабан; 3 – топка; 4 – горелка; 5 – пересыпная течка; 6 – опорно-упорное устройство; 7 – привод; 8 – опорное устройство; 9 – шибер; 10 – загрузочная течка. Печь термоподготовки СМТ – 178 показана на рисунке 2. Она состоит из футерованного барабана 2, камеры загрузки 1, привода 7, опорного 8 и опорно – упорного 6 устройств, топки 3, форсунки либо горелки 4. Камера загрузки 1 одним торцом соединена с барабаном 2, а другой её торец имеет окно с загрузочной течкой 10. В верхней части камера загрузки соединена с трубопроводами системы очистки, а в нижней имеет шибер 9 для периодического удаления пылевидных фракций сырья. Топка 3 имеет топочное пространство ти камеру разбавления. Топочное пространство с помощью фланца соединено с горелкой или форсункой 4, а камера разбавления – с пересыпной течкой 5.  Технические характеристики печи СМТ – 178: производительность (по сухому материалу) – 1600 кг/ч. Размер фракций перлитового сырья (обрабатывается раздельно) – 0,15...1,2; 1,2...2,5; 2,5...5; 5...10. Диаметр барабана: внутренний – 942 мм, наружный – 1200. Длина барабана – 8000 мм. Угол наклона печи – 2°.Мощность электродвигателя – 3,8; 4,8; 6 кВт. Теплоноситель – смесь дымовых газов с воздухом. Температура теплоносителя (на входе в печь) – 500...600 °С. Топливо – природный газ или мазут. Расход топлива: газа – 50 м3/ч; мазута – 45 кг/ч.
Рисунок 3. Печь вспучивания вращающаяся СМТ – 179. 1 – камера выгрузки; 2 – уплотняющее устройство; 3 – футерованный барабан; 4 – топка; 5 – наклонный лоток; 6 – подающий трубопровод; 7 – горелка; 8 – механизм очитки пересыпной течки; 9 – опорное устройство; 10 – привод; 11 – опорно-упорное устройство. На рисунке 3 представлена пращающаяся печь СМТ – 179, редназначенная для вспучивания перлитового сырья с размером частиц 1,2...10 мми получения перлитового песка с насыпной плотностью 200 – 350 кг/м3, а также перлитового щебня с насыпной плотностью 300 – 600 кг/м3. Печь состоит из футерованного барабана 3, камеры выгрузки 1, привода 10, опорного 9 и опорно-упорного 11 устройств, топки 4, форсунки либо горелки 7 уплотняющего устройства 2 механизма очистки пересыпной течки 8. Печь вспучивания – прямоточная. Подготовленное в печи термоподготовки сырьё по наклонному лотку 5 поступает в барабан печи вспучивания. Режим печи вспучивания обеспечивает быстрый прогрев материала при кратковременном его пребывании в зоне максимальной температуры. Часть поступающего в печь перлита вспучивается в факеле. Основная масса довспучивается на футеровке Технические характеристики печи СМТ – 178: производительность – не более 1300 кг/ч. Размер фракций сырья (вспучивается раздельно) – 1,2...5; 5...10. Температура вспучивания – 1100...1200 °С. Диаметр барабана: внутренний – 748 мм, наружный – 1200. Длина барабана – 8000 мм. Угол наклона барабана печи – 7°.Мощность электродвигателя – 7,2 кВт. Топливо – природный газ или мазут. Расход топлива: газа – 160 м3/ч; мазута – 145 кг/ч.
 При работе предприятия по производству вспученного перлитового песка и щебня выбирается трёхсменная круглосутчная работа в соответствии с нормами технологического проектирования – 3 смены по 8 часов. Годовой фонд рабочего времени Т = 8769 ч.
Рабочий годовой фонд времени работы технологического оборудования Ти (ч), на основании которого рассчитывают производственную мощность предприяия, определяют исходя из годового фонда рабочего времени Т с учётом использования оборудования во времени: 
где Режим работы складов по тгрузке готовой продукции – круглодовой, без выходных дней, трёхсменный.
Технологические расчёты при проектировании предприятий и цехов исскуственных пористых заполнителей производят поэтапно. Сначала выбирают и обосновывают расчётом мощность обжиговых агрегатов, а затем на основе расчёта расхода сырья и материального баланса определяют производительность технологической линии, обслуживающих обжиговые агрегаты. Мощность предприятия  ,
где Производственную мощность обжигового агрегата (м3/год) рассчитывают в зависимости от средней насыпной плотности готовой продукции:
Где   - расчётный годовой фонд времени работы оборудования,ч, принимают в соответствии с режимом работы предприятия;
 - объёмный коэффициент выхода продукции, для всученного перлитового песка и щебня М300 (табл 5.3 [3]).
Тогда, необходимое количество обжиговых агрегатов составит:  ;
Округляя до большего целого получаем Материальный баланс работы трёх обжиговых агрегатов:
Расчёты исходного сырья, полуфабриката и отовой продукции производят в порядке, обратном технологическому процессу, с опрделением производительности соответствующего передела на выходе и входе. За исходную величину принимают выход готовой продукции, поступающей на склад согласно заданной годовой производительности. Удельный расход сырья  ,
где  - потери при прокаливании;
 - влажность сырья, поступающего в производство;
 - технологические потери сырья.
При производстве вспученого перлитового песка и щебня потери сырья согласно нармам принимаются: при транспортировании – 1%, при измельчени – 2%, при сушке – 2%, при обжиге – 2%, при складировании – 1%. Тогда: 
Производительность технологической линии (т/ч или м3/ч) по переработке сырья и подготовке гранул к обжигу равна: 
 где  - паспортная производительность производительного печи термоподготовки СМТ-178 (стр. 470 [2]);
 ;
 - коэффициент готовности, учитывающий устранение случайных отказов оборудования для вращающейся печи (табл 5.4 [3]).
Количество печей термоподготовки, обеспечивающих бесперебойную работу обжиговых агрегатов находим по формуле: 
где Материальный баланс трёх печей термоподготовки:
Таблица 1. Производительность по переделам производства.
Вместимость (м3) силосного склада готовой продукции для пофракционного хранения продукции: 
где  - нормативный запасхранения, от 3 до 5 сут;
 - коэффициент заполнения ёмкостей.
Для фракции 5 – 10, которая составляет 50%: 
Для фракции 10 – 20, которая составляет 50%: 
Принимаем для каждой фракции силосы вместимасть по 270 т.
Удельный расход сырья, электроэнергии и топлива предусматривается на основе технологических норм предприятия ОНТП 11 – 86. Расход удельного топлива для одного агрегата СМТ – 178: газа – 50 м3/ч, мазута – 45 кг/ч. Для одного агрегата СМТ – 179: газа – 160 м3/ч, мазута – 145 кг/ч (на основании стр. 470-473 [2]). Таблица 2. Расход энергоресурсов.
 Выпускаемая продукция требуемого качества должа контролироваться согласно технологической карте при постоянном контроле основных параметров продукции. В технологической карте описывается три вида контроля.
Входной контроль – производиться проверка сырьевых материалов поступающих на предприятие. Операционный контроль – это контрольтехнологического процесса, его параметров в ходе производства. Приёмочный контроль устанавливает качество готовой продукции и её соответствие требованиям нормативных документов. Таблица 3. Контроль производства и качества вспученного перлитового песка и щебня.
 Охрана труда на стадии проектирования состоит в разработке мероприятий, обеспечивающих создание надлежащих санитарно-гигиенических и безопасных условий труда производственного персонала. В круг этихмероприятий входят решения касающиеся аспирации и обеспыливания, шумопонижения, нормализация температурно влажностного режима, предотвращения опасных и вредных воздействий производственных факторов.
В производственных и вспомогательных помещения нужно предусматривать оборудование вентиляционных и отопительных систем, защиту от лучистого тепла в виде теплоизоляции технологического оборудования, переносных защитных экранов, установку на отдельных рабочих местах стационарных или передвижных теплоизолированных кабин с вентиляцией, устройство воздушных и водораспылительных завес, применение индивидуальных защитных приспособлений – щитков, экранов, касок, очков, светофильтров, масок и др. Шум, создаваемый оборудованием или распространяющийся по рабочим помещениям, не должен превышать допустимых значений установленных «Санитарными нормами допустимых уровней шума на рабочих местах». Нормы устанавливают уровень звукового давления на среднегеометрических частотах от 31,5 до 8000 Гц соответственно от 107 до 69 дБ и уровень звука не выше 80 дБА. Измерение шума и разработку мероприятий по защите от него выполняют в соответствии с ГОСТ 12.1.003 «Шум. Общие требования безопастности». В проектах необходимо учитывать требования безопастности к производственным процессам, производственному оборудованию и рганизации рабочих мест, которые предусматривают «Правила техники безопастности и производственной санитарии промышленности строительных материалов» Охрана окружающей среды предусматривает мероприятия, направленные на недопущение ухудшения окружающей среды от работы проектируемого предприятия. Сюда входит очистка оходящих газов печей и других агрегатов от пыли и иных вредных веществ, утилизация пыли, уловленной системами газоочистки печей и сушильных барабанов, рекультивация земель по завершении разработки карьеров и другие решения, вытекающие из специфики производства. Первостепенное эколгическое значение имеют проектные решения по аспирации и обеспылеванию. Они должны отвечать :
жүктеу/скачать 223.14 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
- коэффициент использования печей рабочей конструкции, используемых в производстве вспученного перлитового песка и щебня.
определяют мощностями обжиговых огрегатов 
:
- количество обжиговых агрегатов.
,
- часовая паспортная производительность агрегата при производстве вспученного перлитового щебня М300(стр 471 [2]);
.
(т/м3) рассчитывают с учётом предусматривваемых потерь:
- средняя насыпная плотность заполнителя;
- потребность в сырье, принимаем равной суммарной производительности обжиговых агрегатов.
- суточная проиводительность заполнителя определённой фракции, м3,.
