Производство керамзита

Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 66 страниц
В избранное:

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1.
Технологический раздел

1.1
Технико-экономическое обоснование места строительства

1.2
Номенклатура и характеристика материала

1.3
Режим работы предприятия и производственная программа

1.4
Технологическая характеристика сырья, расчет компонентов сырьевой смеси

1.5
Выбор способов и методов производства, технологическая схема и технология изготовления продукции

1.5
Расчет производительности технологических линий

1.6
Расчет и технические характеристики основного технологического оборудования

1.7
Тепловой баланс вращающейся печи для обжига керамзита.

2.
Архитектурно-строительный раздел

2.1
Характеристика района строительства

2.2
Решение генерального плана

2.3
Обоснование и общие положения о строительном участке

2.4
Объемно - планировочное решение

2.4
Архитектурно-конструктивное решение

2.5
Инженерное обеспечение

2.6
Антисейсмические мероприятия

3.
Экономический раздел

3.1
Общее технико-экономическое обоснование проектируемого завода

3.2
Расчет капитальных затрат и амортизационных отчислений

3.3
Расчет фонда оплаты труда

3.4
Расчет калькуляции себестоимости готовой продукции

3.5
Расчет прибыли, рентабельности, фондоотдачи, срока окупаемости

4.
Охрана труда и промышленная экология.

4.1
Техника безопасности.

4.2
Пожарная безопасность

4.3
Охрана труда

4.4
Охрана окружающей среды

4.5
Промышленная экология.

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Для приготовления легких бетонов используют различные виды пористых заполнителей: искусственные - керамзит, аглопорит, перлит, шлаковую пемзу и другие и естественные - туф, пемзу и т.д.
Из искусственных пористых заполнителей наиболее распространен в настоящее время (примерно 34 общего выпуска) керамзит.
Некоторые глины при обжиге вспучиваются. Это явление использовано для получения из глин пористого материала - керамзита.
Керамзит - искусственный пористый материал, получаемый вспучиванием при быстром обжиге силикатных пород. Основным видомсырья при производстве керамзита являются легкоплавкие глины, в отдельных случаях используют трепел, сланцы или золы ТЭС. Зерна округлой формы, полученные в результате вспучивания исходного сырья при обжиге размером от 5 мм называют керамическим песком, а размером от 5 до 40 мм - керамзитовым гравием. В настоящее время керамзит обжигают в основном во вращающихся печах. Перспективным является обжиг в кипящем и фонтанирующем слоях, вибрационный способ, разработанный в Германии, а также способ получения керамзита из капель расплава при перепаде давления.
Керамзит занимает первое место по объему производства из всех искусственных пористых заполнителей. Для его изготовления наиболее пригодны легкоплавкие глинистые породы, характеризуемые способностью вспучиваться при обжиге.
Глинистые породы отличаются сложностью минералогической состава и кроме глинистых минералов (каолинита, монтмориллонита, гидрослюды и др.) содержат кварц, полевые шпаты, карбонаты, железистые, органические примеси. Глинистые минералы слагают глинистое вещество - наиболее дисперсную часть глинистых пород (частицы мельче 0,005 мм) Собственно глинами называют глинистые породы, содержащее более 30% глинистого вещества.
Для производства керамзита наиболее пригодны монтмориллонитовые и гидрослюдистые глины, содержащие не более 30% кварца. Общее содержание SiO2 должно быть не более 70%i А12О3 -- не менее 12% (желательно около 20%), Fe2O3 + FeO - до 10%, органических примесей - 1 -- 2%.
Химический состав этих пород находится в следующих пределах: 50-55% - Si02, 15-25%-АI2Оз, до 3%-СаО, до 4%-МgО, 6,5-10%-(Fе20з+ +FeO), 3,5-5%-(Nа2О+К2О). Они не должны содержать более 30 % песчаных и пылеватых частиц, а также карбонатные частицы крупнее 0,2 мм, гипс и более 1-2 % тонкодисперсных органических примесей. В качестве сырья для производства керамзита применяют также золу ТЭС или золошлаковую смесь.
Керамзитовое сырье должно иметь коэффициент вспучиваемости (отношение объема вспученной к объему сырцовой гранулы) не менее 2, температуру обжига не выше 1523 К, интервал вспучивания не менее 50 К.
Некоторые глины при обжиге вспучиваются. Например, при производстве глиняного кирпича один из видов брака -- пережог -- иногда сопровождается вспучиванием. Это явление использовано для получения из глин пористого ма - териала -- керамзита.
Вспучивание глины при обжиге связано с двумя про - цессами: газовыделением и переходом глины в пиропластическое состояние. Источникамигазовыделения являются реакции восстановления окислов железа при их взаимодействии с органи - ческими примесями, окисления этих примесей, дегидрата - ции гидрослюд и других водосодержащих глинистых минералов, диссоциации карбонатов и т. д. В пиропластическое состояние глины переходят, когда при высокой температуре в них образуется жидкая фаза (расплав), в результате чего глина размягчается, приобретает способность к пластической деформации, в то же время становится газонепроницаемой и вспучивается выделяющимися газами.В зависимости от свойств исходного сырья различают следующие способы подготовки его и полуфабриката, а соответственно и способы производства керамзита: сухой (9,7% всех предприятий), пластический (89,4%) и мокрый (шликерный) (0,9%).
Пластический способ применяется в случае использования наиболее широко распространенных пластичных, рыхлых глин и суглинков, содержащих свыше 30% частиц менее 0,001 мм, однородных или недостаточно однородных по качеству, имеющих малую и среднюю карьерную влажность, но размокающих в воде и имеющих хорошую вспучиваемость.
Керамзитовый гравий выпускают первой и высшей категории качества десяти марок по насыпной плотности: 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700 и 800. Каждой марке по плотности соответствует определенная марка керамзита по прочности. Заполнитель не должен содержать известковых и других включений, обусловливающих потерю в массе пробы при кипячении более 5 %, должен выдерживать не менее 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания с потерей массы не более 8 % (для гравия высшей категории качества 5 %). Среднее значение коэффициента формы заполнителя для керамзита должно быть 1,5. Водопоглощение за 1 ч для керамзита с плотностью до 400 кгм[3] должно составлять не более 25 %, 450-600 кгм[3]-20 %, 700-800 кгм[3] - 15%. Для гравия высшей категории качества нормируется коэффициент вариации по насыпной плотности и прочности соответственно 5 и 15% за 12 предыдущих месяцев.
Керамзит применяют в качестве пористого заполнителя для легких бетонов, а также в качестве теплоизоляционного материала в виде засыпок, получают главным образом в виде керамзито - вого гравия. Зерна его имеют округлую форму. Структура пористая, ячеистая. На поверхности его часто имеется бо - лее плотная корочка. Цвет керамзитового гравия обычно темно-бурый, в изломе -- почти черный. Его получают вспучиванием при обжиге легкоплавких глин во вращающих печах. Такой гравий с размерами зерен 5 - 40 мм морозоустойчив, огнестоек, не впитывает воду и не содержит вредных для цемента примесей. Керамзитовый гравий используют в качестве заполнителя при изготовлении легкобетонных конструкций.
Керамзитовый щебень -- заполнитель для легких бетонов произвольной формы, преимущественно угловатой с размерами зерен от 5 до 40 мм, получаемый путем дробления крупных кусков вспученной массы керамзита.
Наиболее широкое применение керамзитобетон находит в качестве стенового материала. В ряде районов страны стеновые панели из керамзитобетона стали основой массо - вого индустриального строительства. Особенно эффектив - но применение для стеновых панелей хорошо вспученного легкого керамзитового гравия марок 300, 400, до 500 (по насыпной плотности). Плотность конструкционно-теплоизоляционного керам - зитобетона для однослойных стеновых панелей, как прави - ло, составляет 900 -- 1100 кгм3, предел прочности при сжа - тии -- 5 -- 7,5 МПа. Такой бетон в конструкции выполняет одновременно несущую и теплоизоляционную функции. В двух- или трехслойных стеновых панелях требуемую не - сущую способность может обеспечить слой (или два слоя) конструкционного керамзитобетона, а теплозащитную -- слой крупнопористого теплоизоляционного керамзитобето - на плотностью 500-600 кгм3. Исследования, проведенные в Белорусском политехни - ческом институте (С.М.Ицкович, Г.Т.Широкий и др.), Алма-Атинском НИИстромпроекте(М.3.Вайнштейн, В.П.Грицай и др.), Уралниистромпроекте (Г.В.Геммер-линг,А.Н.Чернов и др.), показали, что переход от однослойной конструкции панелей к двух- или трехслойной с разделением несущей и теплозащитной функций стен и возложением их на соответствующие слои конструкционно - го и теплоизоляционного керамзитобетона повышает качество и надежность панелей, снижает их материалоемкость.
Теплоизоляционный крупнопористый керамзитобетон - самый легкий бетон, которыйможно получить на данном заполнителе. Его плотность при минимальном расходе це - мента лишь немного больше насыпной плотности керамзи - тового гравия. На керамзите марок 700, 800 получают конструкцион - ные легкие бетоны с пределом прочности при сжатии 20, 30, 40 МПа, используемые для производства панелей пере - крытий и покрытий, в мостостроении, где особенно важно снизитьмассу конструкций.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Технико-экономическое обоснование места строительства

Производство керамических строительных материалов является одним из приоритетных направлений развития строительного комплекса. Развитие промышленного и гражданского строительства обуславливает необходимость увеличения производства и применения экологически чистых, конкурентоспособных, и в то же время недорогих изделий.
Керамические строительные материалы являются востребованными в современном строительстве. Поэтому осуществляется модернизация существующих и ввод в действие новых предприятий по выпуску строительной керамики.
В связи с быстрыми темпами развития жилищного строительства в Жамбылской области и постоянного расширения черты города возникает проблема нехватки качественных, эффективных и дешевых строительных материалов. Частично эту проблему можно решить, производством керамзита на основе местного дешевого сырья и отходов промышленности.
Для организации производства в регионе имеются топливно-энергетические ресурсы, природное сырье и различные промышленные отходы, использование которых в производстве строительной керамики позволит обеспечить строительный комплекс долговечными и экологически чистыми материалами.
Многочисленные исследования разных видов местного сырья и их опробование в составах масс строительной керамики показали, что можно найти условия и возможности применения некондиционных легкоплавкихглин и глиносодержащих пород, ранее считавшихся непригодными, для получения того или иного вида керамических строительных материалов.
Одним из перспективных направлений является производство керамзита на основе суглинков.
Запасы такого природного дефицитного сырья как глина истощены, поэтому суглинки являются основным сырьем при производстве строительной керамики.
Сырьевой базой проектируемого завода являются суглинки Сарыкемерского месторождения Жамбылской области. Минералогический состав СГ представлен кварцем dn=3,02; 1,82; 1,91; гематитом dn=1,839; 1,686; 1,59*10[-10] м; каолинитом dn=3,55; 2,75; 2,28;
Глинистое сырье Сарыкемерского месторождения является среднечувствительным к сушке (127-143 сек.) при формовочной влажности (абсолютной) 24% и усадке 6,5-6,6%.
Возможны примеси кварца, кальцита, гидрооксидов железа и другие. Содержание частиц размером менее 0,06 мм в среднем составляет 80%. Огнеупорность суглинка - 1460°С.
Суглинок является основным сырьем в производства керамзита. Применение суглинка в производстве легких заполнителей возможно за счет введения добавок, регулирующих свойства формовочных смесей и свойства готовой продукции.
В качестве добавок предполагается использовать лигнин, отход гидролизного завода (г.Шымкент), и угольная пыль, отход угольно-добывающей промышленности (г.Караганда). Тем самым попутно решается проблема утилизации отходов различных производств. Все это обуславливает хорошие перспективы для строительства и развития завода.
Проектируемый завод рассчитан на производство керамзита годовой мощностью 200000 м[3] в г.Тараз, где предусмотрены широкий региональный рынок, подъездные пути, ресурсы рабочей силы, потребность в строительстве, хорошая сырьевая база.
Район строительства является освоенным, инженерное обеспечение завода решается от действующих сетей и сооружений Таразской ГРЭС.

1.2 Номенклатура и характеристика материала

Керамзит представляет собой материал, состоящий из зерен округлой формы с плотной шероховатой оболочкой, которые имеют внутри пористую структуру. Поры замкнутые, в основном сферической формы, отделены друг от друга тонкими стенками из силикатного стекла, содержащего включения кварца, полевого шпата, гематита и других нерастворившихся глинистых минералов, а также новообразования - муллит и кристобалит. Поры распределены в структуре материала равномерно они очень мелкие, размером от нескольких десятков ангстрем до 1-2 мм. Плотность стекловидной массы керамзита составляет от 2300 до 2700 кгм[3]. Объемная масса в куске колеблется в пределах от 200 до 1400 кгм[3]. В зависимости от размера зерен керамзитовый гравий подразделяют на три фракции: от 5 до 10 мм, от 10 до 20мм, от 20 до 40 мм. В зависимости от объемной насыпной массы керамзитовый гравий делят на марки 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 800. По прочности на сжатие керамзит разделяют на классы А и Б. Прочность гравия при сжатии (сдавливании в цилиндре), определяемая, в зависимости от класса характеризуется следующими показателями:

Таблица 1 Прочность гравия при сжатии

Марка гравия
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
700
800
Прочность гравия, МПа (кгссм[2]):
класса А

0,4
(4)

0,5
(5)

0,7
(7)

1
(10)

1,3
(13)

1,6
(16)

2
(20)

2,5
(25)

3
(30)

3,5
(35)

4,5
(45)

5,5
(55)
класса Б
0,3
(3)
0,4
(4)
0,6
(6)
0,8
(8)
1
(10)
1,2
(12)
1,5
(15)
1,8
(18)
2,1
(21)
2,5
(25)
3
(30)
4
(40)

Водопоглощение керамзита (по массе) в течении 1 ч в зависимости от его марки находится в пределах о 15 до 25 %. Керамзитовый гравий должен выдерживать не менее 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания (Мрз 15) с потерей в массе при этом не более 8%.
На основе керамзита изготовляют керамзитобетоны различного назначения: теплоизоляционные, конструкционно- теплоизоляционные и конструкционные.
Теплоизоляционный керамзитобетон с плотностью не более 500 кгм[3] и прочностью до 1,5 МПа (15 кгссм[2]) применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций - покрытий промышленных цехов, чердачных перекрытий жилых зданий, стен холодильников, труб теплотрасс и т.д. Теплопроводность этого бетона должна быть не более 0.174 Вт(м*К).
Конструкционно- теплоизоляционные керамзитобетон плотностью от 700 до 1400 кгм[3] и прочностью от 3,5 до 10 МПа (35-100 кгссм[2]) применяют для наружных стен зданий, совмещенных кровель и т.д. Теплопроводность керамзитобетона в зависимости от его плотности имеет следующие значения:

Таблица 2 Теплопроводность керамзитобетона

Плотность,
кгм[3]
800
1000
1200
1300
1400
1500
1600
Теплопроводность,
Вт(м*К)
0,29
0,348
0,464
0,522
0,58
0,638
0,696

Конструкционный керамзитобетон марок от 150 до 300 с плотностью 1200-1800 кгм[3] применяют главным образом для внутренних несущих конструкций - колонн, балок, перекрытий и т.п., а также в мостостроении и судостроении

1.3 Режим работы предприятия и производственная программа

Отправными данными для расчета технологического оборудования, потоков сырья и т.п. является режим работы цеха, Режим работы устанавливают в соответствии с трудовым законода - тельством по нормам технологического проектирования предприятий вяжу - щих веществ При назначении режима работы цеха необходимо стремиться обеспе - чить возможно более полное использование оборудования основных фон - дов и принимать наибольшее количество рабочих смен в сутки
Завод по производству керамзитового гравия включает: глинозапасник, отделение подготовительно-формовочное, сушильное, печное, сортировки и склад готовой продукции.
Режим работы завода искусственных пористых заполнителей принимают непрерывным, круглогодовым в 3 смены по 8 часов. Годовой фонд рабочего времени по нормам - 8760ч.
Коэффициент использования основного обжигового оборудования для вращающейся печи (2,5*40) 0,92. Число рабочих дней в году 260.

Таблица 3 Производственная программа цеха.

Вид изделия
В год
В сутки
В смену
В час

т
м[3]
т
м[3]
т
м[3]
т
м[3]
Керамзитовый гравий

100000

200000

384,61

769,23

128,2

256,41

16,02

32,05

1.4 Технологическая характеристика сырья,
расчет компонентов сырьевой смеси

Сырьем для производства керамзита служат суглинки СарыкемерскогоместорожденияЖамбылск ой области [1].
Минералогический состав СГ представлен кварцем dn=3,02; 1,82; 1,91; гематит dn=1,839; 1,686; 1,59*10[-10] м; каолинит dn=3,55; 2,75; 2,28.
Для улучшения природных свойств глиняного сырья -- уменьшения общей усадки, чувствительности к сушке и обжигу, улучшения формовочных свойств, широко применяют добавки.
В качестве выгорающей добавки, в шихту вводим угольною пыль и лигнин. Угольная пыль оказывает непосредственное комплексное влияние на свойства массы и готовых изделий.
Отход производства сульфоугля-угольная пыль представляет собой сыпучий материал черного цвета. Характеристики УП - влажность - 10-11%; зольность 18-20%. Выход летучих веществ 32-33%, содержание серы - 4-5%.Тепловодородная способность 3800 ккалкг [1].
Лигнин является отходом производства древесного спирта и представляет собой не только отощающую и выгорающую добавку, но и выполняет роль пластификатора. Использование лигнина в качестве добавки к пылеватым суглинкам, чувствительным к сушке, улучшает их формовочные свойства и уменьшает трещиноватость изделий при сушке; как выгорающая добавка лигнин улучшает качество обжига. Лигнин добавляют от 5 до 20% от объема керамической массы. Для получения пористого кирпича количество его может доходить до 40 %. Истинная плотность лигнина составляет примерно 1300 - 1360 кгм[3]. Химический и гранулометрический состав сырьевых материалов представлен в таблице 4.

Таблица 4 Химический состав сырьевых материалов

Наименование компонента
Содержание оксидов, %

SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
Na2O+
К2O
P2O5
SO3
ппп
Суглинки Сарыкемерского месторождения
52

15,32

4,4

10,7

4,14

-

-

0,25

5,74

Угольная пыль

43,28
17,36

14,17

4,58

5,02

0,08

-

2,96

12,55

Лигнин
14,29
5,16
9,23
28,45
19,3
-
2,98
4,39
16,2

Таблица 5 Минералогический состав сырьевых материалов

Материал
Состав, мас. %

кварц
каолинит
Полевой шпат
кальцит
гипс
гематит

Суглинок
37
30
12
15
2
4

Таблица 6 Гранулометрический состав сырьевых материалов

Материал
Остатки на ситах, мм
Мк

5
2,5
1,25
0,63
0,315
0,14
0,14

Суглинок
8
10
12
35
25
25
5
2,1
Угольная пыль
-
-
-
5,2
35,2
25,3
34,4
0,84

Физико-химические исследования [1] глинистого сырья выполнены в соответствии с методиками ГОСТ 21216.1-81 - ГОСТ 21216.12-81, а классификация глинистого сырья по ГОСТ 9169-75. Результаты исследований представлены в таблицах 2.3-2.9 и в таблице 2.10 - классификация глинистого сырья.

Таблица 7 Общая характеристика глинистого сырья

№ пп
Наименование проб
Цвет глины
Отношение к HCl
1
Суглинок
Светло-желтый
не вскипает

Таблица 8 Засоренность глинистого сырья

№ пп
Наименование проб
Общий остаток на сите 1,25, %
Частные остатки
Характеристика остатка

Размеры отверстий сит, мм

5,0
3,0
2,0
1,0
0,5

1
Суглинок
0,06
0,00
0,00
0,00
4
4
Песок, ожелезнен-ные комочки глины, пиритные включения до 2 мм

Таблица 9 Гранулометрический состав глинистого сырья

Глины
Размер фракций, мм

более
0,06
0,06-0,01
0,01-0,005
0,005-0,001
менее 0,001
Классификация сырья по содержанию тонких фракций

Содержание фракций, %

Суглинок
0,32
20,0
15,2
30,0
34,4
низкодисперсное

Таблица 10 Характеристики огнеупорности

Наименование пробы
Показатель огнеупорности, °С
Наименование класса глинистого сырья
Суглинок
1150
легкоплавкое

Таблица 11 Спекаемость глинистого сырья

Наименование пробы
Наименование показателей
Температура обжига, ◦С

950
1000
1050
1200
Суглинок
Водопоглощение, %
9,6
7,9
5,8
Оплавилась

Плотность, кгм[3]
1990
2030
2110
то же

Таблица 12 Пластичность глинистого сырья

№ пп
Наименование проб и состав шихт
Предел текучести, %
Предел раскатки, %
Число пластичности
1
Суглинок
37,2
26,8
10,4

Таблица 13 Определение чувствительности к сушке глинистого сырья

Наименование проб
Формовочная влажность, %
Линейная усадка, %
Чувствитель-ность к сушке по Чижскому, сек
Оценка чувствительности к сушке
Суглинок
24
6,6
148
среднечувстви-тельная

Таблица 14 Классификация суглинка Сарыкемерского месторождения по ГОСТ 9169-75

№ пп
Наименование показателей
Величина показателя
Группа глинистого сырья
1
по количеству крупнозернистых включений
0,06-0,25
с низким содержанием
2
по виду включений

кварцевый песок, ожелезненные комочки глины, пиритные включения до 2 мм
3
по содержанию Al2O3 в пересчете на прокаленное вещество,%
10,5-11,5
полукислое
4
по содержанию красящих окислов, %
3,4-3,9
с высоким содержанием
5
посодержанию тонкодисперсионных фракций, %
33,6-34,4
низкодисперсное
6
по пластичности
10,4-10,9
малопластичное
7
по степени спекания;

спекающееся
8
по огнеупорности, °С
1150
легкоплавкое
9
по чувствительности к сушке при 24% влажности, сек.
127-143
среднечувствительное

В результате исследований [1] установлено, что глинистое сырье Сарыкемерского месторождения является среднечувствительным к сушке (127-143 сек.) при формовочной влажности (абсолютной) 24% и усадке 6,5-6,6%.

Состав шихты керамзитового гравия:
Суглинок - 90%,
Угольная пыль - 5%
Лигнин - 5%

Расчет химического состава массы:

МХС = ХСодержание оксидов (1)

Х (SiO2) = 52*90100 + 43,28*5100 + 14,29*5100 = 46,8 + 2,164 + 0,7145 = 49,6785
Х (Al2O3) = 15,32*90100 + 17,36*5100 + 5,16*5100 = 13,788 + 0,868 + 0,258 = 14,914
Х (Fe2O3) = 4,4*90100 + 14,17*5100 + 9,23*5100 = 3,96 + 0,7085 + 0,4615 = 5,13
Х (CaO) = 10,7*90100 + 4,58*5100 + 28,45*5100 = 9,63 + 0,229 + 1,4225 = 11,2815
Х (MgO) = 4,14*90100 + 5,02*5100 + 19,3*5100 = 3,726 + 0,251 + 0,965 = 4,942
Х (Na2O+К2O) = 0,08*5100 = 0,004
Х (P2O5) = 2,98*5100 = 0,149
Х (SO3) = 0,25*90100 + 2,96*5100 + 4,39*5100 = 0,225 + 0,148 + 0,2195 = 0,5925
Х (ППП) = 5,74*90100 + 12,55*5100 + 16,25*5100 = 5,166 + 0,6275 + 0,81 = 6,6035

Расчет химического состава обоженного изделия

МХСОМ = МХС *100(100-6,6035) (2)

Х (SiO2) = 49,6785*100(100-6,6035) = 4967,8593,3965 = 53,19
Х (Al2O3) = 14,914*100(100-6,6035) = 1491,493,3965 = 15,968
Х (Fe2O3) = 5,13*100(100-6,6035) = 51393,3965 = 5,492
Х (CaO) = 11,2815*100(100-6,6035) = 1128,1593,3965 = 12,079
Х (MgO) = 4,942*100(100-6,6035) = 494,293,3965 = 5,291
Х (Na2O+К2O) = 0,004*100(100-6,6035) = 0,493,3965 = 0,0042
Х (P2O5) = 0,149*100(100-6,6035) = 14,993,3965 = 0,159
Х (SO3) = 0,5925*100(100-6,6035) = 59,2593,3965 = 0,634

Таблица 15 Шихтовой состав масс

Наименование компонента
%
Содержание оксидов, %

SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
Na2O+
К2O
P2O5
SO3
ппп

Суглинки
90
46,8
13,788
3,96
9,63
3,726
-
-
0,225
5,166

Уголь АШ
5
2,164
0,868
0,7085
0,229
0,251
0,004
-
0,148
0,6275

Лигнин
5
0,7145
0,258
0,4615
1,4225
0,965
-
0,149
0,2195
0,81

Состав массы

49,6785
14,914
5,13
11,2815
4,942
0,004
0,149
0,5925
6,6035

Состав черепка

53,19
15,968
5,492
12,079
5,291
0,0042
0,159
0,634
-

1.5 Выбор способов и методов производства, технологическая схема и технология изготовления продукции

Технологическая схема производства керамзита состоит из следующих основных переделов: добыча сырья; приготовление и обжиг полуфабриката; охлаждение и сортировка керамзита и в отдельных случаях дробление готового продукта. Важнейшим из перечисленных выше переделов являются приготовление и обжигов полуфабриката.
Способы приготовления полуфабриката, включающие в себя также предварительную переработку глинистой породы, зависят в основном от структурно-механических свойств исходного сырья, его плотности, влажности, пластичности, связности, однородности и т.п.
Так как технология обжига полуфабриката и большинство последующих операций чаще всего одинаковы для всех способов, вначале будут рассмотрены технологические приемы приготовления полуфабриката, а затем обжиг и все последующие переделы производства керамзита.
В настоящее время разработаны три способа приготовления полуфабриката, учитывающие физико-механические и структурные свойства глинистых пород: сухой, пластический и мокрый (шликерный).
Способы приготовления полуфабриката. Сухой способ приготовления полуфабриката применяют при использовании в качестве исходного сырья однородных камневидных (сланцевых) глинистых пород (глинистых сланцев, аргиллитов и т. п.).
Пластический способ приготовления полуфабриката наиболее часто применяют в производстве керамзита. Этим способом получают гранулы сырья из рыхлых и пластичных глинистых пород.

Рисунок 1 Приготовление полуфабриката по пластическому способу

Мокрый (шликерный) способ подготовки полуфабриката наиболее целесообразно применять при использовании хорошо размокающих глин.
Сушка и обжиг. При получении керамзита подготовленный полуфабрикат проходит ряд стадий термической обработки: сушку, нагревание, обжиг и охлаждение. При работе по сухому способу гранулы не сушат.
Сушка. На предприятиях, работающих по пластическому способу, полуфабрикат сушат или в отдельном агрегате, или в самой печи. В отличие от производства других видов керамических изделий, где сушка сырья является одной из основных операций, в производстве керамзита режим сушки полуфабриката из высоковспучивающихся глин существенно не влияет на качество готовой продукции.
При нагреве полуфабриката с повышенной влажностью гранулы частично разрушаются, однако в период вспучивания образовавшиеся осколки в несколько раз увеличиваются в объеме и принимаю как правило гравиеподобную форму.
Обжиг полуфабриката в производстве керамзита, являющийся самой важной технологической операцией, осуществляют во вращающихся печах. Продолжительность пребывания материала во вращающейся печи составляет 25-60 мин. За это время материал по длине печи проходит через зоны - сушки, нагрева, вспучивания и охлаждения. Для обжига керамзита применяют однобарабанные и двухбарабанные печи.
Наиболее современным является двухступенчатый способ обжига. В этом случае полуфабрикат сушится и нагревается до 500-600 градусов в сушильном агрегате, после чего материал сразу поступает на обжиг. При этом наиболее полно используется теплота отходящих газов, исключается промежуточное охлаждений полуфабриката и уменьшаются размеры обжигового устройства. Обжиг по такому режиму осуществляют, в двухбарабанной печи, которая состоит из длинного барабана малого диаметра с самостоятельным приводом, предназначенным для сушки и нагрева полуфабриката, и более короткого барабана большего диаметра для вспучивания. Для определения производительности вращающейся печи можно пользоваться формулой А.Н.Иванова:
G=
G - производительность печи, м3ч; D - внутренний диаметр печи, м; q - удельный расход теплоты на обжиг, кДжкг; yk - насыпная объемная масса керамзита, кгм[3].
Охлаждение керамзита. Керамзит, выходящий из вращающейся печи, имеет температуру 950-1050 С. Чтобы охладить до температуры 50-70С, при которой керамзит можно фракционировать (рассевать), его из печи направляют в холодильник. Режим охлаждения заметно влияет на прочность гранул, особенно плотной поверхностной оболочки. При медленном охлаждении в барабанных и ямных холодильниках структура керамзита оказывается наилучшей.
Рассев и дроблении е керамзита. После охлаждения керамзит поступает на сортировку, а в некоторых случаях - и на дробление. Керамзитовый гравий рассевают на три фракции: 5-10, 10-20 и 20-40 мм, а керамзитовый песок - на фракции 1,2-5 и 0-1,2мм.
Керамзит сортируют (рассевают) на виброситах, ситах-буратах и гравиесортировках. При получении песка керамзит дробят в молотковых и валковых дробилках с рифлеными валками.
Выбираем пластический способ производства керамзита, как наиболее приемлемый и оптимальный при использовании исходных сырьевых материалов.
Производственный процесс осуществляется следующим образом.
Глину с карьера автосамосвалами подают в глинозапасник вместимостью, обеспечивающей работу цеха в течение 7 сут. Из запасника глину мостовым грейферным краном подают в глинорыхлительную машину СМ-1031А, под которой установлен ленточный ящичный питатель СМ-1090, регулирующий питание всей линии переработки. Первичной обработке глину подвергают на камневыделительных вальцах СМ-1198 и глиномешалке с протирочной решеткой СМ-1238, в которой глину доувлажняют и при необходимости в нее вводят жидкие добавки.
Вторично глину перерабатывают в глинорастирателе СМ-1241. Если в глине имеются включения известняка, вместо глинорастирателя устанавливают бегуны мокрого помола СМ-365. Гранулы формуют на ленточном прессе СМ-294 со специальным мундштуком, имеющим отверстия размером от 6 до 12мм. При использовании глин с интервалом вспучивания менее 50[0] и коэффициентом вспучивания менее 2,5 предусматривают установку по опудриванию гранул сырца огнеупорным порошком. Гранулы, имеющие влажность 22-24%. Сушат в сушильном барабане диаметром 2,8м, длиной 20м. Остаточная влажность гранул после сушки составляет 10-12%. Из сушильного барабана ленточным элеватором гранулы подают в бункер запаса, обеспечивающий 10-часовую работу вращающейся печи. Из бункера запаса весовым дозатором СМ-864 гранулы подаются во вращающуюся печь диаметром 2,5м и длиной 40м производительностью 14,1 м3ч. Обожженные гранулы поступают в слоевой холодильник, где охлаждаются до температуры 60-80[0]С, а затем подаются в отделение сортировки. Для рассева используют барабанный грохот (гравиесортировку). Рассортированный по фракциям 0-5, 5-10, 10-20 и 20-40мм керамзит хранится в 8 силосах, вместимость которых рассчитана на 3,5 суточный выпуск продукции.

1.5 Расчет производительности технологических линий

Производство заполнителей для бетона связано с переработкой и транспортировкой больших количеств материалов. При этом объем перерабатываемых материалов изменяется в связи с неизбежными потерями технологического (обжиг, сушка) и механического (унос, распыл) характера.
Учет изменений, происходящих в перерабатываемых материалах на всех стадиях производственного процесса, необходим для определения расхода сырьвыхматериалов и для расчета и подбора оборудования.
Определение количества материалов, проходящих через отдельные технологические операции, называют расчетом грузопотоков. Расчет ведут, исходя из программы производства, начиная со склада готовой продукции к складам сырья.
Размеры технологических потерь определяют по нормативным данным. Размеры механических потерь во многом зависят от организации производственного процесса и применяемого оборудования и принимаются на основании опыта аналогичных предприятий.

(3)

где: Пр -- производительность рассчитываемого передела;
По - производительность передела. следующего (по технологическому потоку) за рассчитываемым;
Б -- производительные отходы и потери от брака, %.

1. Склад готовой продукции - 0,5%

100000:1-0,5100 = 100502,51 т

2. При грохочении потери составят - 1%. Следовательно, на помол должно поступить:
100502 * 1,01 = 101507,52

3. При транспортировании керамзитового гравия на сортировку теряется - 1%. Следовательно, должно поступить:

101507,52 * 1,01 = 102522,59

4. Потери в установке - 1%. Потеря за счет остаточной влажности суглинка - 8%. Потеря за счет добавления воды при гранулировании - 22%. Таким образом, суммарные потери составят:

102522 * 1,30 = 133279,36

5. Потери при поступлении в тарельчатый гранулятор - 1%.

133279,36 * 1,01 = 134612,15

6. В тарельчатый гранулятор поступает 3 отдозированных и раздельно подготовленных компонента в заданном соотношении. Количество каждого материала, поступающего в гранулятор должно составлять:
Суглинок - 90% 134612,15 * 0,90 = 121150,93

Угольная пыль 5 % 134612,15 * 0,05 = 6730,6

Лигнин 5% 134612,15 * 0,05 = 6730,6

7. При помоле теряется 1% материала, следовательно, на помол должно поступить:
121150,93 * 1,01 = 122362,43

8. При транспортировании теряется 0,5%. Следовательно, перед мельницей в бункер поступит:
122362,43 * 1,005 = 122974,24

9. При сушке суглинка, имеющего влажность 13% и остаточную влажность 8%, теряется 5% и 0,5% за счет уноса с дымовыми газами, всего потери составляют 5,5%. Поэтому в сушильный барабан должно поступить:
122974,24 * 1,055 = 129737,82

10. При транспортировании дробленого материала теряется 0,5%, следовательно, должно поступить:
129737,82 * 1,005 = 130386,5

11. При дроблении глинистого материала теряется 1%, следовательно, в дробилку должно поступить:
130386,5 * 1,01 = 131690,36

12. При транспортировании со склада теряется 0,5%, следовательно, со склада должно поступить:
131690,36 * 1,005 = 132348,81

Таблица 16 Производительность технологических переделов

пп
Наименование технологических переделов
%
потерь
в год
в сутки
в смену
в час

т
м[3]
т
м[3]
т
м[3]
т
м[3]
1
Поступает на склад готовой продукции
0,5
100502,51
201005,02
386,548
773,096
128,849
257,698
16,106
32,212
2
Поступает на грохочение
1
101507,52
203015,04
390,413
780,827
130,137
260,275
16,267
32,534
3
При транспортировке
1
102522,6
205045,2
394,317
788,634
131,439
262,878
16,429
32,859
4
Выход из комбинир. установки
1
133279,4
266558,8
512,613
1025,226
170,871
341,742
21,358
42,717

5

Поступает в тарельчатый гранулятор
1
134612,15
269224,3
517,739
1035,478
172,579
345,159
21,572
43,144

Суглинок

121150,93
242301,86
465,965
931,930
155,321
310,643
19,415
38,830

Угольная пыль

6730,6
13461,2
25,886
51,773
8,628
17,257
1,078
2,157

Лигнин

6730,6
13461,2
25,886
51,773
8,628
17,257
1,078
2,157
6
Помол
1
122362,43
244724,86
470,624
941,249
156,874
313,749
19,609
39,218
7
Транспортирование
0,5
122974,24
245948,48
472,977
945,955
157,659
315,318
19,707
39,414
8
Поступает в сушильный барабан
5,5
129737,82
259475,64
498,991
997,983
166,330
332,660
20,791
41,582
9
Транспортирование дробленного материала
0,5
130386,5
260773
501,486
1002,973
167,162
334,324
20,895
41,79
10
Поступает на дробление
1
131690,36
263380,72
506,501
1013,002
168,833
337,667
21,104
42,208
11
Транспортирование со склада
0,5
132348,81
264697,62
509,033
1018,067
169,677
337,355
21,209
42,419

Расчет складов готовой продукции для заводов с круглогодовымрежимом работы и отгрузки производят исходя из производительности завода и допустимой неравномерности подачи транспортапод погрузку продукции. Необходимая вместимость складов (м[3])

Vскл= Qпnk365, (4)

Vскл= 200000 х 8 х 1,9365 = 3040000 м[3]

где (QП -- годовая производительность завода по выпуску вида продукции (щебень, гравий, песок), м[3]; п -- продолжительность хранения, сут; n=6... 8 сут в зависимости от мощности предприятия; к -- поправочный коэффициент:

Таблица 17 Значения поправочного коэффициента

Qп, тыс. м[3]
150..500
600...800
1000...1300
Более 1300
к
2,0...1,8
1.6...1,5
1,4...1,3
1.3...1,1

Вместимость складов готовой продукции для заводов с сезонным режимом работы и круглогодовой отгрузкой (отдельно для каждого вида продукции) с учетом неравномерности потребления заполнителей в течение года составляет

Vскл = Qпp(365-T)365 (5)

где р -- коэффициент потребления продукции в течение года, доли единицы; при отсутствии данных об условиях потребления р=0,6; Т -- продолжительность сезона работы, сут.

1.6 Расчет и технические характеристики основного
технологического оборудования

Расчет основного технологического оборудования.
Расход материалов:
Суглинок 19,415тч (38,83м[3]ч)
Угольная пыль 1,078тч (2,157м[3]ч)
Лигнин 1,078тч (2,157м[3]ч)

Расчет расходных бункеров.
Бункера - саморазгружающиеся емкости для приемки и хранения сыпучихматериалов - устанавливают над технологическим оборудованием для обеспечения его непрерывной работы. Обычно бункера рассчитывают на 1,5-2-часовой запас материала.
Форма и размеры бункеров не стандартизированы и принимаются в зависимости от физических свойств хранимых материалов, требуемого запаса, способов загрузки и выгрузки,компановки оборудования и пр. Наибольшее применение нашли бункера прямоугольного поперечного сечения. Обычно верхняя часть бункера имеет вертикальные стенки, высота которых не должна превышать более чем в 1,5 раза размеры бункера в плане, нижнюю часть его выполняют в виде усеченной пирамиды с симметричными или лучше с несимметричными наклонными стенками. Для полного опорожнения бункера угол наклона стенок пирамидальной части должен на 10-15° превышать угол естественного откоса загружаемого материала в покое и угол трения о его стенки. Ребро двухгранного уг - ла между наклонными стенками должно иметь угол наклона к горизонту не менее 45°, а при хранении влажного материала с большим содержанием мелких фракций - не менее 50° . Размеры выходного отверстия бункера дол - жны превышать в 4-5 раз максимальные размеры кусков хранимого матери-яла и быть не менее 800мм.
Требуемый геометрический объем бункера определяют по формуле
(6)
где ПЧ --расход материала, м[3]ч;
n=2- запас материала
η - коэффициент заполнения, принимается равным 0,85 - 0,9.
Определим требуемый геометрический объем бункера №1:

Определим требуемый геометрический объем бункера №2:

Определим требуемый геометрический объем бункера №3:

Определим требуемый геометрический объем бункера №4:

Выбор дробильного оборудования.

Выбор типа и мощности дробилок зависит от физических свойств перерабатываемого материала, требуемой степени дробления и производительности. Учитывают размеры максималь - ных кусков материала, поступающего на дробление, его прочность и сопротивляемость дроблению. Максимальный размер кусков материала не должен превышать 0,80-0,85 ширины загрузочной щели дробилки. На дробление поступает глины 1,83 м[3]ч, следовательно принимаем валковую дробилку СМ-12, предназначенную для среднего дробления;
Мощность эл.двигателя-20 кВт;
Производительность-8-25 м[3]ч;
L=2,2; b=1,6 м; h=0,8 м;
Масса-3,4 т.
Расчет помольного оборудования.

Помол сухим способом по открытому и замкнутому циклу. Последний предпочтителен в тех случаях, когда необходимо получить мтериал с высокой удельной поверхностью, а также когда измельчаемый материал отличается склонно - стью к агрегации например, негашеная известь или измельчаемые компоненты сильно различаются по размалываемости.
Для классификации продукта при помоле по замкнутому циклу применяют центробежные и воздушно-проходные сепараторы. Последние обычно используют при помоле сырья с одновременной сушкой его горячими газами от обжиговых печей.
Выбор мельницы по потребности цеха по помолу (тч) производят по данным (табл.3.II прил.З затем проверяют ее фактическую производительность по формуле(1). Если производительность мельницы не совпадает с требуемой, то подбирается по расчету мельница, которая дает необходимую производительность.
(7)
Q-производительность мельницы по сухому материалу, тч;
V- внутренний полезный объем мельницы, =50% от геометрического объема, м[3];=V=0,5·4,2=2,010м[3]
Р=12,3 т - масса мелющих тел, т;
k- поправочный коэффициент 1,1 - 2,2;
b=0,038-0,04 -удельная производительность мельницы тквт·ч полезной мощности;
q=0,91 - поправочный коэффициент на тонкость помола (остаток на сите № 0,08).

Тип мельницы МСЦ
Индекс мельницы СМ6002А
Номинальный рабочий объем барабана, м[3] 4,2
Диаметр барабана внутренний без футеровки, мм 1500
Длина барабана , 3100
Частота вращения мельницы, ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.