Анализ существующих технологий производства продукции

Содержание

Введение……………………………………………………………………………….3

Задание на проектирование………………………………………………………..4

1. Анализ существующих технологий производства продукции………………...5

1.1.Номенклатура, характеристика продукции……………………………………...5

1.2. Состав сырьевой смеси…………………………………………………………...9

1.3. Выбор и обоснование технологического способа производства………...13

2.Технологическая часть……………………………………………………………..18

2.1.Режим работы предприятия……………………………………………………...18

2.2.Расчет производительности предприятия………………………………….19

2.3. Подбор состава сырьевой смеси………………………………………………….20

2.4. Расчет потребности предприятия в сырье………………..21

2.5. Подбор необходимого количества технологического оборудования………...22

2.6. Расчет складов сырья………………………………………22

2.7.Разработка технологии производства……………………………………………23

3. Контроль производства и качества продукции……………….25

4. Охрана труда на предприятии………………………………………………………28

Заключение…………………………………………………………………………….30

Список использованной литературы…………………………………………………31

Введение

Набухание глин при быстром обжиге в определенных условиях является их важнейшим физико-химическим свойством. В результате набухания получается легкий пористый материал с мелкоячеистой структурой, обладающий малой плотностью при значительной прочности и высоких теплозащитных свойствах.

В отличие от плотных, пористых и пустотелых керамических материалов и изделий из глин материал ячеистой структуры, вспененный при обжиге глинистых пород, называют керамзитом. Это название подчеркивает родство керамзита с керамикой и стеклом. При этом учитываются не переменные признаки (способ производства и объем), а постоянно действующие факторы (природа исходного сырья, физико-химический процесс образования и свойства продукта).

Многолетний опыт разработки керамзита показал, что способы его производства, а также области использования его технических свойств могут быть самыми разнообразными. С развитием науки и техники они постоянно совершенствуются и расширяются. Так, если в период зарождения керамзитобетонного производства вспучивание глин происходило в камерных печах и туннельных печах, а затем в одноцилиндровых вращающихся печах и на колосниковых решетках с принудительным отсосом воздуха, то в настоящее время предложены способы вспучивания. : в двухбарабанных печах, в кипящем слое, в кольцевых, шахтных печах.

В то же время бесспорно, что, несмотря на многообразие способов производства и оборудования для вспучивания глинистых пород, физико-химическая природа образования керамзита в одинаковой степени остается неизменной. Это позволило отнести керамзит к классу материалов с ярко выраженными индивидуальными физико-химическими и техническими характеристиками.

В последние десятилетия в производстве керамзитового гравия, наряду с классическими легкоплавкими глинистыми породами, задействованы различные отходы углеобогащения, золы и шлаки тепловых электростанций, а также трепел, диатомиты и др. Производство искусственных пористых заполнителей на основе на них осуществляется по технологии керамзита, свойства полученных заполнителей оцениваются по общему стандарту. Так, ГОСТ 9759-83 распространяется на керамзитовый гравий и песок, представляющие собой искусственный пористый материал, получаемый вспучиванием при обжиге подготовленных гранул (зерен) из силикатных пород (глин, суглинков, различных сланцев, трепела, диатомита, опоек) и промышленных отходы - золы и шлаки ТЭС, отходы углеобогащения, а также песок,

Задание на проектирование

Ключевые слова: керамзит, способ производства керамзитобетона, сырьевая смесь, набухание.

Целью данного курсового проекта было проектирование технологической линии по производству керамзитового гравия,цех по производству керамзита пластическим методом.В работе проанализированы существующие технологии производства керамзита. Произведены все необходимые технологические расчеты.

1. Анализ существующих технологий производства продукции.

1.1. Номенклатура, характеристики продукции.

Керамзитлегкий пористый материал ячеистой структуры в виде гравия, реже в виде щебня, получаемый при обжиге легкоплавких глинистых пород, поддающихся вдавливанию при быстром нагреве до температуры 1050 - 1300 С на 25-45 минут. Качество керамзитового гравия характеризуется его крупностью, насыпной плотностью и прочностью.В зависимости от крупности керамзитовый гравий подразделяют на следующие фракции: 5 - 10, 10 - 20 и 20 - 40 мм, зерна менее 5 мм относят к керамзитовым пескам. В зависимости от объемной насыпной массы (в кг/м3) гравий делится на марки от 150 до 800. Водопоглощение керамзитового гравия составляет 8–20 %.

Керамзит используется как пористый наполнитель для легких бетонов, а также как теплоизоляционный материал в виде засыпок.

Керамзит можно использовать и в качестве теплоизоляционной засыпки в тех случаях, когда допустима его просадка.

Поскольку керамзит в настоящее время производится только обжигом во вращающихся барабанных печах, он имеет более или менее округлую форму.

Из других известных искусственных пористых заполнителей керамзит отличается в основном своей ячеистой структурой и наличием внешней спеченной оболочки. Особенностью этой структуры является наличие замкнутых пустот, представляющих собой клетки с цельными и тонкими стенками. Ввиду этого керамзит характеризуется низкой насыпной плотностью при значительно большей прочности, чем другие пористые заполнители.

Благодаря закрытым пустотам и спеченной внешней оболочке керамзит обладает низким водопоглощением, высокой морозостойкостью и низкой паропроницаемостью.

Небольшой объемный вес при наличии мелкоячеистой структуры тонких стенок определяет высокие теплозащитные свойства керамзита, а, следовательно, и высокую эффективность его использования в ограждающих конструкциях промышленных, жилых и общественных зданий.

Характеристики керамзита

Гравий и щебень производят следующих основных фракций:

По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготавливать песчано-гравийную смесь с наибольшей крупностью до 10 мм.

В гравии и щебне фракцией от 2,5 до 10 мм и смеси фракций от 5 до 20 мм содержание зерен крупностью от 5 до 10 мм должно быть от 25 до 50 % по массе.

Зерновой состав песка должен соответствовать указанному в табл. один.

Таблица 1

В песчано-щебеночной смеси крупностью до 10 мм содержание щебня фракции от 5 до 10 мм должно быть не более 50 % по объему.

В зависимости от насыпной плотности гравий, щебень и песок подразделяются на марки, приведенные в табл. 2. Таблица 2

Предельные значения марок по насыпной плотности для различных видов пористого гравия, щебня и песка должны соответствовать приведенным в табл. 3. При этом фактический класс насыпной плотности не должен превышать максимальное значение, а минимальные значения приведены в качестве справочных. Таблица 3

Примечание. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем изготовление конструкционных легких бетонов классов В20 и выше, производство керамзитового гравия и щебня марок 700 и 800.

В зависимости от прочности, определяемой испытанием в цилиндре, гравий и щебень подразделяют на марки по прочности, приведенные в табл. четыре.

Таблица 4

Примечание. Соотношение между маркой заполнителя по прочности и прочности на сжатие в цилиндре можно уточнить на основании испытаний в бетоне по ГОСТ 9758.

Марки по прочности гравия и щебня в зависимости от марок по насыпной плотности должны соответствовать требованиям табл. 5.

Таблица 5

Примечание. Для теплоизоляционных засыпок допускается изготовлять гравий и щебень маркой по прочности ниже указанной в таблице, но не ниже марки Р15.

В некоторых случаях существует тесная корреляция между водопоглощением и прочностью зерна. Чем больше водопоглощение, тем ниже прочность пористых заполнителей. Это свидетельствует о дефектности структуры материала. Например, для керамзитового гравия коэффициент корреляции равен 0,46. Эта зависимость проявляется более четко, чем связь между прочностью и объемной массой керамзита (коэффициент корреляции 0,29).

Гравий и щебень должны быть морозостойкими и обеспечивать требуемую марку легкого бетона по морозостойкости. Потеря массы после 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания не должна превышать 8%.

В гравии, щебне и песке, используемых в качестве заполнителей для железобетона, содержание водорастворимых соединений серы и сульфатов в пересчете на SO(3) не должно превышать 1% по массе.

Потеря массы при кипячении должна быть, %, не более:

5 - для керамзитового гравия и щебня;

4 - для шунгизитового щебня.

Содержание легкообожженных зерен должно быть, % по массе, не более:

5 - для аглопоритового гравия и щебня;

3 - для керамзитобетона, полученного в печах с кипящим слоем.

Гравий, щебень и песок, предназначенные для приготовления теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов, должны подвергаться периодическим испытаниям на теплопроводность.

В зависимости от технологии изготовления и свойств сырья показатель теплопроводности может быть разным, но в среднем он составляет 0,07 - 0,16 Вт/м Кл, где соответственно более низкое значение соответствует марке плотности М250. (Тут следует отметить, что марка М250 встречается редко и часто изготавливается на заказ. Обычная плотность материала М350 - М600, соответственно К 0,1-0,14).

Область применения керамзита

Рис. 1. Область применения керамзита.

1.2. Состав сырьевой смеси.

При оценке глинистого сырья, используемого для производства керамзита, удобно пользоваться классификацией в зависимости от технологических приемов его переработки. Соответственно сырье делится на 3 вида.

Рыхлое глинистое сырье характеризуется очень слабой связью между минеральными частицами, что позволяет ему при увлажнении моментально смачиваться. Для получения мелкозернистого уплотненного сырья для вспенивания в печи такое сырье перерабатывают пластическим способом.

Камневидное глинистое сырье характеризуется очень прочной связью между минеральными частицами, что препятствует его намоканию и размягчению при длительном увлажнении. Превратить его в мелкокусковое сырье можно только путем механического дробления.

Высокопластичное (вязкое) глинистое сырье характеризуется наличием гораздо более прочных связей между частицами, чем рыхлое сырье, и менее прочных, чем камневидные. Имеет восковую структуру и высокую плотность, может намокать и является результатом только очень длительного увлажнения; с трудом поддается пластической обработке и не дробится, а измельчается дробильными машинами. Для получения мелкокускового сырья такое сырье разрывают на зубчатых вальцах. Такой способ обработки называется прерывистым.

Из минералов, образующих глинистую породу, мелкозернистый кварц и глинистые минералы при размягчении и частичном расплавлении образуют стекловидную фазу керамзита. Органические вещества и оксиды железа взаимодействуют с восстановлением последних до оксида железа. Последний, в свою очередь, реагируя со слюдами и гидрослюдами, вызывает образование расширяющихся газов. Остальные компоненты либо вообще не принимают участия в набухании (крупный кварц, рутил и др.), либо выступают в роли флюсов (оксиды кальция, магния, натрия и калия).

Минеральные частицы, слагающие глинистые породы, имеют размеры от 0,01 мкм до 1,5 - 2,5 мм.

Наиболее важным является суммарное содержание частиц с размером зерна менее 10 мкм, которое для хорошего набухания должно быть не менее 35%,

Основным критерием пригодности глинистого сырья для производства керамзита является способность набухать при термообработке в интервале 1050–1250°С и образовывать материал, имеющий ячеистую структуру с плотностью в куске в пределах 200–1350 кг/м3.

Статистическая обработка химических составов глин показывает, что среди хорошо вздутых разновидностей наиболее часто встречаются следующие соотношения между основными оксидами:

Такие глины характеризуются следующим химическим составом: А1203 от 10 до 24%; Fe203 от 3 до 10%; CaO+MgO не более 6-8%.

Большое влияние на набухание оказывает свободный кварц, содержащийся в глине в виде кварцевого песка.

Чрезмерное содержание оксида кальция имеет вредное технологическое значение, так как, способствуя быстрому плавлению сырых зерен в печи, способствует их слипанию друг с другом и прилипанию к футеровке еще до развития процесса набухания.

Для производства во вращающихся печах керамзита, предназначенного для использования в теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонах, рекомендуется использовать хорошо- и средненабухающие природные или облагороженные глинистые породы. Производство керамзита для конструкционных и высокопрочных легких бетонов можно с успехом организовать на основе слабо- и средневспучивающихся глинистых пород без применения рафинирующих добавок.

Важнейшие физико-механические свойства глинытвердые породы, предопределяющие способ их обработки - однородность, плотность и структуру породы.

При набухании однородных глинистых пород образование ячеистой структуры происходит равномерно. Такие породы являются наиболее ценными видами сырья, так как приготовление из них полуфабриката сводится только к грануляции и исключает операцию гомогенизации. Наиболее однородны глинистые породы морских, а в ряде случаев и озерных отложений.

Из-за неравномерного вещественного состава гетерогенное сырье либо вообще не набухает, либо набухает крайне неравномерно с образованием полостей, расплавов и других структурных дефектов. Особенно неоднородны многие полосчатые покровные глины и суглинки. В первых преобладают тончайшие слои песка или плюма, а вторые сложены структурными элементами различной конфигурации, между которыми отлагаются органические примеси, а также железистые и карбонатные слои. Такие породы могут равномерно вспучиваться только после разрушения естественной структуры и гомогенизации состава.

По степени уплотнения или упрочнения различают камневидные, плотные, пластичные и рыхлые глинистые породы.

каменныйглинистые породы отличаются повышенной плотностью и хрупкостью. Обычно их влажность не превышает 3-9%. Как правило, они совсем не размокают или плохо размокают в воде. К ним относятся глинистые сланцы, плотные разновидности аргиллитов, а также часто встречающиеся обезвоженные глинистые толщи, например волжская шоколадная, пластунская (сочинская), майкопская, кембрийская и др. Среди камневидного сырья встречаются как однородные, так и неоднородные горные породы. Такие глинистые породы отличаются разнообразным (слоистым, иногда кубическим) строением. В сухом состоянии при сжатии, ударе и раскалывании они разрушаются в основном на примерно равные куски. Керамзит получают из однородного сырья этого типа сухим способом.

пластичная глинаи суглинки являются наиболее распространенными. Они отличаются различной пластичностью, вязкостью, липкостью и влажностью в естественном состоянии, хорошо обрабатываются пластическим методом. При этом сырье однородного состава требует только грануляции, т. е. образования гранул, а неоднородное сырье требует разрушения природной структуры и гомогенизации. В воде эти глины размокают, но сравнительно медленно, образуя пластичное тесто.

рыхлые глиныа суглинки в естественном состоянии обладают высокой пористостью, малой связностью, хорошо растворяются в воде. Суглинки являются типичными представителями этой группы. При подходящем составе материала и достаточном набухании их можно использовать для производства керамзита пластическим или мокрым способами.

Состав глинистых пород

Физико-химические и важнейшие технологические свойства глинистого сырья в основном определяются его вещественным, минералогическим, гранулометрическим и химическим составами.

По вещественному составу легкоплавкие глинистые породы делятся на следующие группы. К супесям относятся мелкообломочные породы с содержанием частиц глинистых минералов 3-10%. Супеси занимают промежуточное положение между песками и суглинками. Они непластичны, обладают слабой вяжущей способностью, сминаются при определенной оптимальной влажности. Они непригодны для производства керамзитового гравия.

суглинки— тонкообломочные глинистые породы различного химического и минералогического состава и генетического происхождения с содержанием частиц глинистых минералов 10–30 %. По ряду основных свойств они занимают промежуточное положение между глинами и супесями. Суглинки обладают средней пластичностью и низкой вяжущей способностью. Малосуглинистые суглинки могут быть использованы для производства высокопрочного керамзитового гравия и плотных видов искусственных заполнителей типа керамлита и церамдора. При введении в суглинки железистых и органических материалов по современной технологии можно получить легкий керамзитовый гравий с насыпной плотностью до 400 кг/м3. Собственно глинами называют мелкообломочные породы различного гранулометрического и химико-минералогического состава и генетического происхождения. Глины, смешанные с водой, образуют пластичное тесто, которое при высыхании сохраняет заданную ему форму, а после обжига приобретает твердость камня. Глины содержат более 30 % частиц одного или различных глинистых минералов группы: каолинит, монтмориллонит, гидрослюда и др. По составу глины относятся к группе водных алюмосиликатов с преобладанием оксидов Al2O3-SiO2-H2O и содержание Fe2O3, FeO, TiO2, MgO, CaO, K2O, Na2O и др.

Химический составлегкоплавкие горные породы обусловлены их минералогическим составом, количеством и составом примесей и столь же разнообразны, как и минералогический состав.

В легкоплавких глинистых породах исследования показали, что состав основных компонентов, определяемый химическим анализом, колеблется в очень широких пределах: SiO2 — 48—80%; А1203 - 7-27%; Fe2O3 и FeO -0,5-13,5%; СаО 0,5-20%; MgO - 0,3 - 12%; К20 и Na20 - 0,5-7,5%.

Конечно, многие из них, если не большинство, не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к керамзитовому сырью, по многим причинам: из-за недостаточной набухаемости, либо ее отсутствия, засорения крупнозернистыми каменистыми или известковыми включениями, содержанием керамзитобетона. глина и ее вредность для производства использование извести и примесей серы и др.

1.3. Выбор и обоснование технологического способа производства.

Процесс изготовления керамзита в промышленных масштабах состоит из следующих основных операций: добыча глинистого сырья, его хранение и доставка к месту производства; обработка сырья и подготовка исходного полуфабриката - сырья, пригодного для обжига с вспучиванием; обжиг и охлаждение керамзита; сортировка и при необходимости доизмельчение заполнителя; хранение и реализация готовой продукции. Основным оборудованием предприятий по производству керамзита является оборудование для обжига. В настоящее время наиболее распространен способ обжига керамзитового гравия в одно- и двухбарабанных вращающихся печах; кроме того, осваивается промышленное производство керамзитового гравия и песка в печах кипящего слоя. Решающее значение при выборе способов изготовления полуфабриката имеют физические, в основном структурно-механические свойства глинистых пород: плотность, однородность, влажность, пластичность, структура и др. Природные разновидности глинистого сырья обладают самыми разными свойствами. Таким образом, глины различных месторождений в естественном состоянии могут быть разрыхлены и увлажнены; иметь плотную структуру и быть пластичным, а также увлажненным; быть окаменевшей, почти сухой породой, с грубой структурой, быть камневидной с мелкочешуйчатой ​​лепестковой сланцевой структурой со склонностью к распаду на мельчайшие частицы; быть переувлажненной и нестационарной и т. д. Таким образом, следует сделать вывод не только о возможности, но и о технико-экономической целесообразности изменения способов обработки глин в зависимости от свойств потребляемого сырья. В зависимости от технологических приемов обработки глинистых пород и приготовления гранулированного полуфабриката различают три основных способа производства керамзита: сухой, пластический и порошковый. Существует также метод скольжения.

Сухой способ. Технологическая схема производства керамзита сухим способом включает следующие стадии: добыча глинистой породы в карьере; дробление камневидного или высушенного глинистого сырья в крошку, сортировку крошки; стреляющие крохи с отечностью; охлаждение керамзита; сортировка керамзита и корректировка его зернового состава, хранение и выдача готовой продукции. Сухой способ подготовки сырья и изготовления полуфабриката целесообразен при использовании крупнозернистого камневидного глинистого сырья однородного состава, такого как сланцы и аргиллиты. Конечной целью переработки сырья сухим способом является получение путем дробления и просеивания фракционированной глинистой крошки с максимальным размером зерен до 20-30 мм в диаметре. Верхний предел влажности различных глинистых пород, при котором их измельчают в крошку без предварительной сушки или сушки, колеблется в широких пределах и зависит главным образом от степени дисперсности и минералогического состава сырья. Обычно тонкодисперсные высокопластичные высушенные породы хорошо измельчаются при влажности до 16 %, а среднепластичные - при влажности до 7 - 10 %.

В комплект механизмов и оборудования для приготовления полуфабрикатов сухим способом входят коробчатый питатель, дробилки первичного и вторичного дробления и сита для сортировки крошки на фракции.

Вторичное дробление камневидных глинистых пород осуществляется на зубчатых валковых дробилках. Дробилки данного типа должны обеспечивать: измельчение сырья в крошку с влагой, что позволяет разрушать горные породы без значительного замазывания дробилки и слеживания материала при последующей бункеровке; выход после дробления крошки с минимальным содержанием плоских и остроконечных зерен; получение зерен размером от 5 до 10-15 мм в диаметре с минимальным выходом мелочи и пыли; самоочищение зубов от налипания случайно упавших кусочков влажной глины; амортизация от попадания посторонних твердых тел.

Для сортировки крошки на фракции до 5 мм и 5-15 мм применяют вибросита и сита-бураты. При этом куски диаметром более 15 мм отделяются и возвращаются на повторное дробление. Для фракционирования глиняной крошки особенно пригодны сита-бораты — многогранные равномерно вращающиеся сита — отличающиеся достаточной надежностью. Это позволяет организовать сортировку непосредственно на верхних площадках бункеров.

Опыт показал, что мелкие фракции сырья целесообразно рассеять на тканых и проволочных ситах в силу их эластичности и самоочищаемости, а средние и крупные фракции на листовых ситах с круглыми отверстиями. Мельчайшая фракция глины влажностью 8-12% хорошо просеивается через ячейки размером 2х2 м, а при влажности 15-18% - через ячейки размером 4х4 мм. Фракция 2-10 мм хорошо просеивается на сите с отверстиями 10-12 мм, фракция 10-15 мм - 22-25 мм.

Фракционированная крошка служит исходным полуфабрикатом для производства керамзитового гравия различных фракций и керамзитового песка. Фракция крупностью до 5 мм используется в качестве полуфабриката для изготовления керамзитобетона и направляется в бункер мелочи, установленный перед печами. Если предварительные испытания установили слабое набухание мелочи, то эту фракцию отправляют на свалку. Фракция 5-15 мм – полуфабрикат для керамзитового гравия.

Если предварительные испытания показывают возможность совместного обжига с равномерным набуханием без слипания фракций крошки размером примерно от 5 до 15 мм, то ее сортируют на две фракции - до 5 и 5-15 мм.

Предварительные испытания выявили возможность обжига фракций, отличных от указанных.

Обжиг крошки и мелочи глинистого сырья крупностью примерно от 0,1 до 15 мм в диаметре предполагает получение керамзита, зерновой состав которого удовлетворял бы требованиям технических условий на керамзит, в том числе керамзитовый песок. В этом случае после обжига допускается только корректировка зернового состава путем дробления более крупных фракций заполнителя.

Для ритмичной работы предприятия и возможности работы отделения подготовки полуфабрикатов в одну смену при прерывистой рабочей неделе вместимость промежуточных бункеров перед печами должна обеспечивать не менее 1,5-суточной потребности вращающейся печи в полуфабрикат.

Подача полуфабрикатов во вращающиеся печи осуществляется из промежуточных бункеров с помощью наклонных элеваторов, ленточных питателей или дисковых питателей.

Тип используемого оборудования, а иногда и последовательность технологических операций могут варьироваться в зависимости от свойств перерабатываемого сырья.

пластиковый способ. В нашей стране преимущественно распространен пластический способ изготовления керамзита. Он позволяет использовать широко распространенное рыхлое глинистое сырье, корректирующие добавки и дает возможность получать керамзит с различным комплексом свойств. С учетом принципов, заложенных при построении классификационной схемы, возможно варьирование технологических параметров производства, дальнейшее совершенствование и развитие новых научных направлений. Технологическая схема производства керамзита пластическим способом включает следующие технологические операции: извлечение глинистой породы; пластическая обработка увлажненного глиняного сырья и подготовка полуфабриката, пригодного для обжига с набуханием; обжиг полуфабриката в керамзит; охлаждение керамзита; сортировка и корректировка зернового состава керамзита; складирование и выдача готовой продукции. Пластический способ подготовки сырья и приготовления полуфабриката применяют при использовании увлажненных пластичных и рыхлых глинистых пород как однородного, так и неоднородного состава. При пластическом способе производства керамзита в глиняную массу можно вводить добавки, повышающие склонность исходного сырья к набуханию, а при сухом способе, когда полуфабрикат получают непосредственно из природной породы, это исключено. Пластический способ подготовки сырья и приготовления полуфабриката применяют при использовании увлажненных пластичных и рыхлых глинистых пород как однородного, так и неоднородного состава. При пластическом способе производства керамзита в глиняную массу можно вводить добавки, повышающие склонность исходного сырья к набуханию, а при сухом способе, когда полуфабрикат получают непосредственно из природной породы, это исключено. Пластический способ подготовки сырья и приготовления полуфабриката применяют при использовании увлажненных пластичных и рыхлых глинистых пород как однородного, так и неоднородного состава. При пластическом способе производства керамзита в глиняную массу можно вводить добавки, повышающие склонность исходного сырья к набуханию, а при сухом способе, когда полуфабрикат получают непосредственно из природной породы, это исключено.

При переработке пластическим методом вспучивающиеся однородные глинистые породы гранулируются в полуфабрикат определенной формы диаметром 7–15 мм. Более тщательная обработка такого сырья не требуется, так как оно уже гомогенизировано самой природой, и в нем равномерно распределены химические и минералогические компоненты. Это обстоятельство значительно упрощает производство гранулированного материала из такого сырья.

Таким образом, технология переработки однородных глин сводится к их гранулированию на упрощенных механизмах типа перфорированных и прижимных валков. В этом случае куски материала могут быть поданы непосредственно во вращающуюся печь для обжига или предварительно высушены в отдельных сушилках. Однако следует учитывать, что однородное керамзитовое сырье встречается крайне редко. Переработка глинистых пород неоднородного состава пластическим методом направлена ​​на разрушение естественной структуры сырья, его гомогенизацию и получение полуфабриката с размером зерен примерно 7-15 мм в диаметре, пригодного для обжига с набухание во вращающихся печах.

Механизмы и оборудование для обработки и гранулирования сырья выбирают в зависимости от склонности к набуханию и физико-механических свойств сырья: влажности, плотности, вязкости, пластичности, однородности состава и др. Следует учитывать, что основная задача переработки разнородного глинистого сырья по пластическому методу - его тщательная гомогенизация с целью разрушения природной структуры, равномерное распределение по массе химических и минералогических компонентов, влаги, а также твердых и жидких добавок, применяемых для интенсификации процесса процессы формирования керамзита и улучшения его качества.

Исключительно большое влияние на качественные показатели заполнителя - его плотность, прочность, водопоглощение, морозостойкость и др. оказывает степень обработки глинистого сырья. Чем однороднее глинистая масса и равномерно распределяются компоненты, влага и добавки в ней тем интенсивнее протекают физико-химические процессы при обжиге, более равномерная пористость материала, мельче образующиеся поры, ниже плотность и выше прочность керамзита, меньше разброс качественных показателей готового изделия. Опыт показывает, что совершенствованием переработки глинистого сырья можно добиться снижения плотности керамзита, полученного из ряда разнородных по составу, особенно труднообрабатываемых, уплотненных, плохо пропитываемых глин, в 1,5 раза.

Переработка глиняного сырья – сложное мероприятие. Он начинается на карьере при добыче полезных ископаемых и заканчивается формированием сыпучего сырья.

Прототипом упрощенного специального оборудования для обработки и гранулирования глинистых пород пластическим способом являются обрабатывающие и формообразующие перфорированные вальцы - вальцы тонкого помола с расстоянием между вальцами до 1 мм - и глиномешалки.

В комплекс механизмов для обработки и подготовки сыпучих полуфабрикатов в основном входят: для неоднородного пластичного, сыпучего сырья - коробчатый питатель, вальцы грубого помола, глиносмеситель, брикетировочный пресс или перфорированные вальцы; для неоднородного вязкого пластичного сырья - коробчатый питатель, вальцы грубого помола, вальцы тонкого помола, глиносмеситель, брикетировочный пресс или перфорированные вальцы. Если глинистое сырье из-за неоднородности состава, высокой вязкости, плотности и плохой впитываемости требует более тщательной обработки, гомогенизации, то дополнительно применяют глиносмеситель или обрабатывающие перфорированные вальцы.

Порошковый способ. Пороховой метод используется в специальном ТЭО, так как требует повышенного расхода топлива. Этот способ может быть эффективен при переработке камневидных глинистых пород, использовании пород с высоким содержанием карбонатных включений, организации производства специальных видов заполнителей: жаростойких, кислото- и щелочеупорных. .

Процесс переработки глинистого сырья порошковым способом состоит из двух операций: грубого измельчения, которое в зависимости от прочности породы может осуществляться в щековых, зубчатых дробилках или в глиняных рыхлителях, и тонкого измельчения в молотковых дробилках. валовые или шаровые мельницы. Перед тонким помолом крошку сушат в сушильных агрегатах (сушильных барабанах, аэрожелобах и т.п.). При использовании молотковых мельниц типа ММТ, снабженных загрузкой, операцию сушки совмещают с тонким измельчением.

Порошок с размером частиц менее 1 мм дополнительно замачивают водой в глиносмесителях, специальных замачивающих шнеках. Практика показывает, что воду в порошок следует вводить порциями в несколько последовательно установленных агрегатов (две или три глиномешалки). Скользящий метод. Основная технологическая схема производства керамзита шликерным способом включает следующие производственные операции: извлечение глинистого сырья, приготовление глиняного шлама (пульпы) необходимой плотности; обжиг шлама с экспандированием в керамзит, охлаждение керамзита, сортировка и корректировка зернового состава заполнителя, хранение и выдача готового продукта. Шликерный метод целесообразно применять при использовании хорошо пропитанных и переувлажненных глин с высокой склонностью к набуханию. При слабой и средней отечности, сырье должно быть обогащено эффективными добавками. Из-за большого расхода топлива производство керамзита шликерным способом может быть организовано только после тщательного технико-экономического обоснования.

В данном курсовом проекте было принято решение, что керамзитовый гравий будет производиться пластичным способом, так как будет использоваться сыпучее гетерогенное глинистое сырье, широко распространенное в нашей стране.

2.Технологическая часть.

2.1. Режим работы предприятия.

На операции дробления, помола, сушки принимаем работу на 5-дневную неделю в 1 смену - 252 дня (365 календарных дней - 106 выходных, 7 праздничных дней). На огневые и транспортные работы принимаем 7-дневную рабочую неделю в 3 смены - 365 дней. Мы принимаем 8-часовые смены.

Таблица 2.

Номинальный годовой фонд рабочего времени определяется по формуле:

Фн = Дн  См  Цм.

Годовой фонд чистого рабочего времени составляет:

Фч = Фн  Кти  Ксм.

Коэффициент технического использования оборудования определяется с учетом простоя оборудования за год. Приблизительно Кти = 0,95.

2.2. Расчет производительности предприятия.

При расчете производительности следует учитывать возможные браки и другие производственные потери. Для связующих заводов средние значения возможных производственных потерь обычно принимают равными 1-3%.

Производительность цеха по готовой продукции определяется по формулам:

Псут=Пыр/Ср,

где Pyear – заданная годовая производительность цеха

Ср – расчетное количество рабочих дней в году.

Псмен = Пгод/Ср*н,

где n - количество смен.

Часы = Pyr/Tr,

где Вр – расчетный годовой фонд рабочего времени, в час.

Производительность готовой продукции:

Р сут = 20000/365=54,79 т

P смен = 20000/365*3=18,26 т

Час = 20000/8322 = 2,40 т

Расчет производительности по каждому технологическому этапу производится по формуле:

Пр = По/(1 - В/100),

где: P р- производительность расчетного перераспределения;

По - выполнение передела, следующее

(по технологическому потоку) для расчетного;

Б - производственные отходы и потери от брака, %.

Таблица 3

2.3. Подбор состава сырьевой смеси.

Сырьем для производства керамзита является глина.

Химический состав глины, используемой для производства керамзита плотностью 400 кг/м³

SiO2=52,8%

Al2O3=24,11%

Fe2O3=6,41%

СаО=0,82%

прибл.=1,54%

ППС=14,32%

2.4. Расчет потребности предприятия в сырье.

Таблица 4. Потребность в сырье на 1 тонну

готовое изделие.

Стол. 5. Потребность компании в сырье.

2.5. Подбор необходимого количества технологического оборудования.

Вечеразнак равно

где: Pm - количество машин, подлежащих установке;

пт- требуемая часовая производительность на данном технологическом этапе (принимается по табл. 2);

пп- часовая производительность машин выбранного типоразмера;

квн- нормативный коэффициент использования оборудования во времени, обычно принимают равным 0,8...0,9 (для автоклавов можно принять 1,0).

Обжиг (вращающаяся печь)

Вечера==0,426/(0,42*0,9)≈ 1

Сушка:

Вечера==0,444/(0,41*0,9) ≈ 1

Формирование:

Вечера==0,438/(0,8*0,9)≈ 2

2.6. Расчет складов сырья.

V (склады сырья) = (Псут. *Количество дней запаса) / (ρ насыщ. *Кнаполнение)

Vгли = 26,112 * 20 / 1,300 * 0,7 = 281,2 (м3)

2.7. Разработка технологии производства.

Технологическая схема производства керамзита пластическим способом приготовлениясырья на заводе, показанном на рис. 6. Глина, поступающая на завод из карьера, поступает в культиватор 1, где разбивается на куски размером не более 100 мм. Кусочки такого размера необходимы для того, чтобы создать равномерную подачу коробчатого питателя 2, стоящего за рыхлителем, размер ячеек приемной сетки которого составляет 100X100 мм.

Равномерно дозированный питателем материал направляется на ленточный конвейер 3, который передает его на камнеотводящие вальцы 4. Пройдя через вальцы, глина приобретает мелкозернистую структуру, подготовленную к дальнейшей переработке. С вальцов глина конвейером 5 направляется в смесители глины 6 и 7. Миксер глины 6 предназначен для первичного перемешивания увлажненного материала с одновременным его подогревом. Прогрев материала особенно необходим зимой, когда из карьера поступает глина вперемешку с кусочками льда и снега. В таких условиях качество перемешивания глины будет неудовлетворительным, если ее не нагревать. После нагрева, увлажнения и предварительного перемешивания глина поступает в глиносмеситель 7, где происходит ее более тщательное перемешивание.

Перемешанный и увлажненный материал поступает на перфорированные вальцы 8, предназначенные дляченные для лепки глиняные гранулы. Размер гранул, получаемых на вальцах, определяется размером ячеек, через которые продавливается глина при прохождении между барабанами.

После вальцов гранулы глины отправляются на сушку и частичную вальцовку. Гранулы получают в сушильном барабане 9, установленном за валками.

Сушка гранул в барабане основана на принципе противотока, при котором горячие газы с помощью дымососа 12 движутся против направления движения материала, движущегося в барабане, за счет вращения последнего и малый угол наклона его оси (2-6°). Двигаясь таким образом, газы, помимо нагрева, очищают материал от пыли и мелкой крошки, которую выносят из барабана по отводящим газопроводам в циклоны 11. В циклонах газ очищается и удаляется в атмосферу, а пыль и крошки собираются в бункерах, установленных под циклоном.

Сушеный и нагреваемый гранулированныйСырье из сушильного барабана поступает на пластинчатый конвейер 10, который перемещает его на вертикальный ковшовый элеватор 13, а последний передает на челночный конвейер 14. Челночный конвейер расположен над расходными бункерами. В бункерах постоянно создается запас высушенной и гранулированной глины. Разгрузочные люки бункеров оборудованы тарельчатыми питателями 15, которые служат для равномерной подачи гранул в печь 16.

В рассматриваемой технологической схеме предусмотрена вращающаяся печь, работающая по принципу противотока. В камере сгорания которой расположены горелка и дутьевые устройства, он установлен в месте разгрузки горелки.женский керамзит. Воздух для горения подается в топку вентилятором 17. Для охлаждения керамзита под каждой топкой установлены холодильники 18 с вентиляторами 19. В холодильниках керамзит охлаждается с 800-900 до 60-80°С. Дальнейшее охлаждение происходит при транспортировке на склад, которая осуществляется пневмотранспортной системой.

Давление воздуха в трубопроводах пневмотранспортной системы создается вентиляторами 20. В сортировочном отделении трубопроводы пневмотранспорта заканчиваются циклоном 21, где происходит отделение керамзита и выпуск воздуха в атмосферу. Отсепарированный и охлажденный в системе пневмотранспорта керамзит поступает на гравийную сортировку 22, которая разделяет его на фракции крупностью до 5, 5–10, 10–20 и 20–40 мм. Отсепарированный керамзит системой направляющих лотков подается на ленточные конвейеры 23, которые распределяют его по силосным банкам 24 готовой продукции. Керамзит загружают из силосных банок в автотранспорт или железнодорожные вагоны.

Рис. 2.Технологическая схема производства керамзитобетона пластическим способом.

3. Контроль производства и качества продукции.

Зерновой состав керамзитового гравия, щебня и песка, прочность, насыпная плотность, влажность, морозостойкость, потеря массы гравия и щебня при кипячении, прокаливании, силикатном разложении, содержание водорастворимых соединений серы и серной кислоты, количество легкообожженных зерен в песке, гравии и щебне, теплопроводность гравия и щебня определяют по ГОСТ 9758, удельную активность естественных радионуклидов определяют гамма-спектрометрическим методом по ГОСТ 30108.

1. Гравий, щебень и песок должны быть приняты техническим контролем завода-изготовителя.

2. Гравий, щебень и песок принимаются партиями.

Партией считается количество гравия и щебня одной фракции и одной марки по насыпной массе и прочности, одновременно отгружаемое одному потребителю в одном поезде, но не более 300 куб. Партией считается количество песка одной группы и сорта по насыпной плотности, одновременно отгружаемое одному потребителю, но не более 300 м3.

При автомобильной отгрузке партия – это количество материала, которое одновременно отгружается одному потребителю в течение суток.

3. Соответствие качества гравия, щебня и песка требованиям стандарта устанавливается по данным входного, эксплуатационного и приемочного контроля. Результаты входного, производственного и приемочного контроля должны быть зафиксированы в соответствующих журналах лаборатории, ОТК или других документах.

Порядок проведения, объем и содержание входного и эксплуатационного контроля устанавливаются в соответствующей технологической документации.

Приемочный контроль проводят в соответствии с требованиями настоящего стандарта путем проведения периодических и приемо-сдаточных испытаний.

4. Периодические испытания готовой продукции проводятся:

А) один раз в две недели для определения:

Б) один раз в квартал для определения:

в) один раз в полгода для определения:

Г) один раз в год, а также при каждой смене сырья определять:

5. Приемочные испытания гравия, щебня и песка каждой партии проводятся для определения:

6. Для испытаний из материального потока при загрузке транспортных средств или из конуса (для шлаковой пемзы) отбирают не менее пяти точечных проб из партии, из которых изготавливают одну сборную пробу.

При соблюдении правил раздельного хранения гравия, щебня и песка по сортам допускается проводить приемочный контроль качества заполнителей в процессе производства и проводить выборочный отбор проб на производственных линиях в соответствии с пунктами 2.2 и 2.3. ГОСТ 9758.

Комбинированная проба используется для определения всех показателей качества гравия, щебня или песка. Объемная плотность материала также определяется в каждой дополнительной пробе.

Объем проб и порядок их отбора принимают по ГОСТ 9758.

7. Результаты периодических испытаний считаются удовлетворительными, если значения показателей качества объединенной пробы соответствуют требованиям пунктов 1.3.5-1.3.13.

При неудовлетворительных результатах производство гравия, щебня и песка следует прекратить до принятия мер, обеспечивающих соблюдение установленных требований.

8. Партия гравия, щебня и песка считается принятой по результатам приемочных и периодических испытаний, если значения показателей качества объединенной пробы соответствуют требованиям пунктов 1.2.1-1.3.4. , а значения насыпной плотности каждого точечного образца, кроме того, не превышают максимальное значение, установленное для данной марки, более чем на 5 %.

9. Потребитель вправе проводить контрольную проверку соответствия гравия, щебня и песка требованиям настоящего стандарта с применением процедуры отбора проб в соответствии с пунктом 2.5 ГОСТ 9758.

10. Количество поставляемого гравия, щебня и песка определяется по объему или массе.

Объем поставляемого гравия, щебня и песка определяют путем измерения его в вагоне или в автомобиле, полученный объем умножают на коэффициент уплотнения при транспортировке, который устанавливается по согласованию между изготовителем и потребителем, но не более чем 1,15.

11. Количество подаваемого гравия, щебня и песка из единиц веса в единицы объема пересчитывается по значению насыпной плотности, определяемому в состоянии фактической влажности.

12. Каждая партия гравия, щебня и песка сопровождается документом о качестве, в котором указываются:

13. По требованию потребителя документ сообщает о качестве гравия и щебня, используемых в качестве заполнителей для приготовления бетонных и теплоизоляционных засыпок, теплопроводности.

4. Охрана труда на предприятии.

При высокой насыщенности предприятий стройиндустрии сложными механизмами и установками по добыче и переработке сырья, сжиганию сырьевых смесей, перемещению, хранению и отгрузке огромных масс материалов, наличию большого количества электродвигателей Особое внимание следует уделить созданию благоприятных и безопасных условий труда при проектировании установок и их эксплуатации. рабочие.

Рабочие, поступающие на предприятия, должны быть допущены к работе только после обучения безопасным методам труда и инструктажа по технике безопасности. Ежеквартально необходимо проводить дополнительный инструктаж и ежегодно переподготовку по технике безопасности непосредственно на рабочем месте.

На действующих предприятиях необходимо защищать подвижные части всех механизмов и двигателей, а также электроустановки, люки, платформы и т. д. Электродвигатели и электрооборудование должны быть заземлены.

Большое внимание следует уделять обеспыливанию воздуха и дымовых газов печей и сушилок с целью создания нормальных санитарно-гигиенических условий труда. В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий концентрация цементной и других видов пыли в воздухе помещений не должна превышать 0,04 мг/м3. Содержание СО в воздухе не допускается более 0,03, сероводорода - более 0,02 мг/м3. В выбрасываемом в атмосферу воздухе концентрация пыли не должна превышать 0,06 г/м3. При нормальной работе пылеочистных установок запыленность выбрасываемого воздуха составляет 0,04–0,06 г/м3.

Для создания нормальных условий труда все помещения строительных предприятий должны быть обеспечены системами искусственной и естественной вентиляции. Этому во многом способствует герметизация тех мест, где происходит пылевыделение, а также подсос воздуха из бункеров, лотков, дробильно-измельчительных механизмов, элеваторов и т. п. В зависимости от мощности и размеров различных механизмов и интенсивности запыления выбросов, рекомендуются следующие объемы воздуха (м3/ч), всасываемые из:

шнековые и молотковые дробилки ....... 4000—8000

элеваторы........... ………………….. 1200—2700

бункеры.................................................................. .500-1000

точек погрузки материала............... 300—3500

упаковочные машины................................... 5000

Воздух, поступающий с мельниц, очищается с помощью рукавных или электрофильтров. Перед ними при значительной концентрации пыли в аспирируемом воздухе необходимо устанавливать циклоны. Важно не допустить, чтобы через 1 м 2 фильтровальной ткани в час всасывалось более 60-70 м3 воздуха. Для очистки воздуха, отсасываемого из камер сырьевых мельниц, обычно устанавливают циклон и электрофильтр, соединенные последовательно. Воздух из сепаратора мельниц и головок элеваторов на очистку пропускают через рукавный фильтр.

Выхлопные газы печи необходимо очищать, чтобы предотвратить загрязнение окружающей среды. Для этого устанавливаются электрические фильтры. Если выхлопные газы содержат значительное количество пыли (более 25-30 г/м3), их сначала пропускают через батарею циклонов.

Шум, возникающий при работе многих механизмов на заводах, часто характеризуется высокой интенсивностью, превышение допустимой нормы (90 дБ). Особенно неблагоприятны в этом отношении условия труда персонала в помещениях молотковых мельниц, сырьевых и цементных мельниц, компрессорных, где уровень звукового давления достигает 95-105 дБ, а иногда и более. К мерам по снижению шума на рабочих местах относятся применение демпфирующих прокладок между внутренней стенкой барабанов мельницы и бронированными футеровочными плитами, замена стальных плит в сырьевых шаровых мельницах на резиновые. При этом звуковое давление снижается на 5-12 дБ. Хороший эффект дает также покрытие мельниц и дробилок шумоизолирующими кожухами, футеровка источников шума звукопоглощающими материалами (снижение на 10-12 дБ).

Вывод.

В данном курсовом проекте рассматривается технология производства керамзитобетона пластическим методом. В ходе курсового проектирования выполнен цех подготовки сырья с размещением оборудования для производства керамзита, произведены расчеты производительности предприятия, состава сырьевой смеси, складов сырья, контроля качества и готовой продукции. товары.

Список использованной литературы.