Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Вибір та обґрунтування технології виробництва керамічних плиток для підлоги - файл 1.docx


Вибір та обґрунтування технології виробництва керамічних плиток для підлоги
скачать (1575.2 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx1576kb.20.11.2011 17:04скачать

содержание
Загрузка...

1.docx

  1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Диплом на тему: Вибір та обґрунтування технології виробництва керамічних плиток для підлоги продуктивністю 250 тис м²/рік


ЗМІСТ

стор.

ВСТУП 9

1.ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА 11

1.1. Вибір та обґрунтування місця будівництва заводу 11

1.2. Асортимент продукції, призначення та умови служби. Вимоги

стандартів 12

1.3. Характеристика сировинних матеріалів, вимоги стандартів 13

1.4. Розрахунок хімічного складу кераміки 16

2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 19

2.1. Вибір та обґрунтування способу виробництва і технологічної схеми 19

2.2 Технологічна схема виробництва 21

2.3. Опис технологічного процесу 23

2.3.1. Транспортування і зберігання сировинних матеріалів, що

потрапляють на склад 23

2.3.2. Попередня підготовка матеріалів 23

2.3.3. Приготування розчину електролітів і рідкого скла 24

2.3.4. Приготування шлікера 24

2.3.5. Приготування преспорошку 25

2.3.6. Пресування плиток 25

2.3.7. Сушіння плиток 26

2.3.8. Випал плиток 26

2.3.9. Сортування й упакування плиток 26

2.4. Матеріальний баланс виробництва 27

2.5. Підбір та розрахунок кількості основного технологічного обладнання 32

2.5.1. Розрахунок площі складських приміщень 32

2.5.2. Мостові грейферні крани 34

2.5.3. Бункери для зберігання матеріалів 35

2.5.4. Стругач 35

2.5.5. Кульові млини періодичної дії 37



2.5.6. Пропелерні мішалки 38

2.5.7. Баштові розпилюючи сушарки 40

2.5.8. Силос преспорошку 41

2.5.9. Гідравлічний прес 41

2.5.10. Потоково-конвеєрна лінія 43

2.5.11. Розрахунок складу готової продукції 44

2.6. Контроль виробництва та якості готової продукції 45

^ 3. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 51

3.1. Теоретичні основи процесу випалу плиток для підлоги 51

3.2. Опис конструкції і принципу роботи конвеєрної печі 54

3.3. Конструктивний розрахунок печі 55

3.4. Тепловий розрахунок печі 60

3.4.1. Розрахунок горіння палива 60

3.4.2. Розрахунок втрат теплоти крізь огородження 62

3.4.3. Розрахунок втрат теплоти через отвори у роликах 66

3.4.4. Тепловий баланс зони підігріву та випалу 68

3.4.4.1. Прибуток теплоти 68

3.4.4.2 Видаток теплоти 69

3.4.5. Тепловий баланс зони охолодження 72

3.4.5.1 Прибуток теплоти 72

3.4.5.2 Витрати теплоти 72

3.5. Аеродинамічний розрахунок 74

3.5.1. Розрахунок розмірів димоходу 75

3.5.2. Розрахунок втрат напору 75

^ 4. АВТОМАТИЗАЦІЯ УПРАВЛІННЯ ПРОЦЕСОМ ВИПАЛУ ПЛИТОК

ДЛЯ ПІДЛОГИ 80

4.1. Аналіз об'єкту керування 80

4.1.1. Короткий опис об'єкту керування 80

4.1.2. Аналіз технологічних величин 81

4.1.3. Задачі контролю та керування технологічним процесом 83



4.2. Розробка систем керування технологічним процесом 85

4.2.1. Призначення, цілі та функції системи керування 85

4.2.2. Вибір датчиків інформації 86

4.2.3. Вибір виконуючих пристроїв 88

4.2.4. Вибір допоміжної апаратури 89

4.2.5. Опис функціональної схеми керування 89

^ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ 92

5.1. Характеристика об'єкта, що проектується, та місця його проектування92

5.2. Характеристика негативних факторів проектованого об'єкта 93

5.3. Заходи зі створення безпечних та здорових умов праці, передбачених проектом 94

5.3.1. Вимоги до трубопроводів та комунікацій 95

5.3.2. Захист від шкідливої дії шуму, вібрації 95

5.3.3. Класифікація приміщень за ступенем електронебезпеки 95

5.3.4. Електробезпека. Заземлення електрообладнання 96

5.3.5. Боротьба зі статичною електрикою 98

5.3.6. Освітлення виробничих приміщень 99

5.3.7. Вентиляція 101

5.3.8. Безпека внутрішньозаводського і цехового транспорту 102

5.3.9. Опалення, водопостачання і каналізація 102

5.3.10. Засоби індивідуального захисту, спецодяг 103

5.4. Характеристика об'єкта, що проектується, за пожежо- і

вибухонебезпекою 103

5.5. Протипожежні заходи 104

5.6. Засоби гасіння пожеж 104

^ 6. ОРГАНІЗАЦІЙНО-ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА 105

6.1. Розрахунок виробничої потужності цеху 105

6.2. Розрахунок капітальних витрат і амортизаційних відрахувань 106

6.3. Розрахунок показників по праці і заробітній платні 107

6.4. Розрахунок собівартості продукції 118



6.5. Основні техніко-економічні показники 123

ВИСНОВКИ 126

ЛІТЕРАТУРА 127


ВСТУП
В радянському союзі Україна була одним із центрів виробництва керамічної плитки. Сумарно тут випускалося в рік приблизно 30 млн. м² керамічних плиток, у тому числі 11 млн. м² - для внутрішніх робіт, 10 млн. м² - для підлоги і 9 млн. м² - фасадної плитки (для облицювання зовнішніх стін). Головних виробників з виробництва плитки було три: Харьківський, Слов'янський і Львовський керамічні заводи (зараз входять у корпорацію „Укрбудматеріали”). На них вироблялося у загальній чисельності близько 10 млн. м² облицювальної плитки і 12 млн. м² плитки для підлоги (метлахської) на рік. До 60% виробленого вивозилося у Росію і інші союзні республики.

Зараз маштаби виробництва на цих заводах знизилися: Львів випускає близько 1 млн. м² плитки в рік, Харьків приблизно 6-6,5 млн. м², Слав'янський комбінат знаходиться у стадії реконстрування і виробництво плитки тут майже простоює. Є у країні і невеликі плиткові підприємства: АО „Інкерстром”

(м. Севастопіль), регіональне гозрахункове ПО „Луганскбудматеріали”, ОАО„Черкасбудматеріали” і інші.

Причин зниження загальноукраїнського випуску плитки декілька, і всі вони достатньо стандартні. Це зменшення об'ємів будівництва: у 1990 році було побудовано 17,4 млн. м² житла, у 1999 році - 5936,3 тис м². В 2000 році відбувся невеликий ріст будівництва - побудовано 6526,8 тис м². Зменшилося і промислове будівництво.

Крім цього, за десять минулих років змінилася мода: раніше стелі зовні облицювалися плиткою, а тепер - фарбують. Вважається, що це дешевше. Крім того, у Київі і в інших містах, практикується зведення будівель з зовнішніми стінами із лицьової цегли. Тому спрос на „зовнішну” плитку впав дуже сильно. Потреби у ній зводяться головним чином до ремонту раніше побудованих буді-



вель.

Зараз Україна споживає близько 7 млн. м² керамічної плитки на рік. Майже 30% внутрішньоукраїнського ринку покриває постачання із-за кордону. Плитку завозять з Італії, Іспанії, Турції, Словакії, Польші і ще ряду країн.

Місцеві виробники намагаються відвоювати втраченні позиції, змінюючи ассортимент. Якщо раніше облицювальна плитка для внутрішніх робіт випускалася тільки розміром 150×150 мм, то зараз українські виробники перейшли до випуску виробів розміром 150×200 мм, 200×250 мм, 250×300 мм. Та ж картина з плиткою для підлоги: від розмірів 150×150 мм, 200×200 мм перейшли до стандарту 300×300 мм.

Намагаються також змінювати устаткування. Харьківський плитковий завод придбав фотолабораторію для виготовлення малюнків на плитку. Взамін застарілих пресів з зусиллям до 250 т виробництва НДР завод встановив чотири нових вічизняних пресів, розроблених АО„Дніпропрес” зусиллям 500 т, а також монтуються два з зусиллям 1000 т. Но зміни, що відбіваються не призвели поки що до суттевого росту виробництва.

Основними видами товару на який буде попит стануть плитка облицювальна для внутрішніх робіт, а також безпорувата плитка для покриття підлоги (на неї в усьому світі тепер мода). В Іспанії 72% усієї плитки, що випускається складає плитка для підлоги.

В Україні ж виробництво такого „безпоруватого підлогового товару” знаходиться на початковому рівні: Слав'янський і Львівські заводи виробляють майже по 0,5 млн. м² в рік, Харьківський - стільки ж , Але за рахунок випуску ще однієї додаткової лінії планує вийти на більшій об'єм.

Поки ж основним козирем українських виробників є ціна. У київських продавців українська облицювальна плитка 200×250 мм може коштувати 17-22 грн за 1 м², російська і білоруська того ж розміру - приблизно 33 грн, іспанська 35-60 грн.



^ 1. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1. Вибір та обґрунтування місця будівництва заводу
В південній частині України, як і в інших областях України, спосте-рігається значне розширення будівництва, як житла, так і торгово-адміні-стративних будівель. Збільшенню темпів будівництва і його здешевлюванню може сприяти організація випуску місцевих керамічних матеріалів, у тому числі плитки для підлоги.

Планується звести завод з виробництва плитки для підлоги в місті Мико-лаєві. Вибір цього міста будівництва базується також й на прив'язаності до сировинної бази. Основними сировинними матеріалами для виробництва плиток планується використовувати вогнетривку глину, маріуполіт і червоний шлам відходи МГЗ. Глину планується завозити з містечка Пологи (Запорізька обл.), маріуполіт - з міста Маріуполя (Донецька обл.), червоний шлам - з міста Мико-лаєва. Сировину планується доставляти залізничним транспортом, як найбільш дешевим видом транспорту, а готову продукцію - автомобільним і залізничним транспортом.

Миколаїв - це місто з добре розвинутою системою комунікацій і електро-передач (Миколаївська ТЕЦ), що дає можливість користуватись пільговими тарифами на електроенергію.

Виробництво керамічних плиток - енергозатратнє, тому значною підставою для будівництва заводу у даній місцевості є наявність газопроводу. Виробництво планується здійснювати на природному газі, як найбільш дешевому паливі. Водопостачання і каналізаційна системи заводу будуть під'єднанні до місцевої системи водопостачання і каналізації.

Миколаїв - це місто з населенням у декілька сотень тисяч людей, будівництво заводу надасть населенню робочі місця і тим самим вирішить проблему безробіття у місті. Кадрами підприємство буде забезпечуватися за 

рахунок випускників Вузів, технікумів міст Миколаєва, Одеси та Херсону, робіт-

никами та допоміжним персоналом через систему ВТУ та бюро праце-влаштування. Для перевезення персоналу буде використовуватися міський транспорт.

Планується звести завод об'ємом випуску продукції 800 тис м²/рік.

Готову продукцію після закінчення будівних робіт можливо реалізову-вати як в Миколаївський області, так і в інших областях України, що дасть можливість не тільки окупити будівництво заводу, але й буде приносити прибуток.
1.2. Асортимент продукції, призначення та умови служби.

Вимоги стандартів
Керамічні плитки для підлоги повинні мати велику щільність, мати великий опір до стирання і достатньо високу механічну міцність. Завдяки цим властивостям керамічні плитки широко застосовують у приміщеннях з підви-щеною вологістю, а також у певних виробничих приміщенням, лабораторіях, підприємствах суспільного харчування.

Можливість надання плиткам різних кольорів дозволяє використовувати їх для декоративного оформлення архітектурних елементів приміщень. Внаслідок високої кислотостійкості такі керамічні плитки можливо застосовувати для настилу підлоги в хімічних цехах [1,2].

В даному проекті планується організувати виробництво неглазурованої плитки для підлоги розміром 400×400×10 мм, яка має високий попит у будівництві і населення.

Керамічні плитки для підлоги відрізняються довговічністю і високими санітарно-гігієнічними якостями. І у зв'язку з цим до зовнішнього виду, форм і точності розмірів, а також фізико-керамічних властивостей плиток для підлоги пред'являють вимоги стандарту ДСТУ БВ.2.7-117-2002 [3]:



1 Не допустимі тріщини плиток.

2 Кольорові відтінки і плями видимі на відстані 1,7 м від плиток не допускаються.

3 Викривлення одного кута плитки по відношенню до інших допускається не більше 1,5 мм.

4 Розшарування плиток і пухирців на лицьовій поверхні не допускаються.

5 Черепок плиток у зламі повинний бути спечений.

6 Водопоглинення плиток не повинно перевищувати 3,5 %.

7 Плитки повинні бути дуже міцними на стирання й удар. На стирання допускається максимальна втрата 0,18 г/см² поверхні тертя.

Опір удару плитки повинні витримувати згідно стандарту ДСТУ БВ.2.7-117-2002 при товщині плитки 10 мм не менше 5 ударів при падінні кулі.

8 Кислотостійкість черепка плитки, що має водопоглинання менше 3,5 %, звичайно знаходиться у межах 97- 98 %.

9 Межа міцності при вигині не менше 25 МПа.

10 Морозостійкість неглазурованих плиток не менше 25 циклів.
1.3. Характеристика сировинних матеріалів, вимоги стандартів
У даному проекті планується використовувати наступні сировинні матеріали: глину положську (м. Пологи, Запорізька обл.), маріуполіт (м. Маріу-поль, Донецька обл.), червоний шлам відходи виробництва Миколаївського глиноземного заводу (м. Миколаїв). В якості реологічних додатків будуть використовуватися сода кальцинована і рідке скло.

Положська глина, марки ПЛГ-3а, має наступний хімічний склад (масові %): - 60,5; - 28,0; + - 0,8; CaO - 0,8; MgO - 0,74; - 0,4; - 2,0; втрати при прожарюванні 6,76%. У залежності від вмісту в прожарювальному стані глина відноситься до основних глин, 

а від вмісту + - до глин з вісьма середнім вмістом фарбуючи окислів. Відноситься до вогнетривких глин, бо має вогнетривкість 1730°C. В залежності від температури і ступеня спечення глина відноситься до групи високо- температурного спечення з температурою 1400°C. Глина середньодисперсна, бо має вміст фракції частиць < 0,1 мкм - 40% і середньопластична - число пластичності 23-25. Вологість складської глини не більше 24%, залишок на ситі №009 не більше 9% [4,5,6].

Маріуполіт має наступний хімічний склад (масові %): - 56,48; - 19,0; - 4,56; - 0,54; CaO - 1,68; MgO - 0,65; MnO - 0,16; - 9,87; - 3,56; втрати при прожарюванні 3,5%. Щільність становить ρ = 2,58 - 2,64 г/см³, температура плавлення 1200°C. Вологість маріуполіту не менше 6% [7].

Червоний шлам, відходи виробництва МГЗ, має наступний хімічний склад (масові %): - 8,37; - 13,38; - 58,27; - 3,53; CaO - 1,53; MgO - 0,55; SO3 - 0,15; - 2,35; - 0,33; втрати при прожа-рюванні 11,54%. Вологість червоного шламу не менше 2%.

Сода кальцинована, марки Б, має такий хімічний склад (масові %): - 59,0; втрати при прожарюванні - 41,0%.

Рідке скло, його хімічний склад (масові %): - 31,6; - 49,5; втрати при прожарюванні - 18,9%. Щільність становить ρ = 1,40 г/см³ і відно-шення / = 1,5 [5,6].

Глини - це природні водоалюмосилікати з різними домішками, що здатні при замішуванні з водою утворювати пластичне тісто, яке після випалу необоротно переходить у каменеподібний стан.

У хімічному складі глин присутні наступні основні оксиди: , , CaO, MgO, , , , .



Кремнезем знаходиться в глинах у зв'язаному і вільному стані: зв'я-зувальний кремнезем входить у склад глиноутворюючих мінералів, вільний представлений домішками кварцового піску. Загальний вміст кремнезему в глинах складає 60-65%.

Глинозем знаходиться в глинах у зв'язаному стані, бере участь в складі глиноутворюючих мінералів і слюдистих домішок. Він є найбільш тугоплавким оксидом: зі збільшенням його вмісту вогнетривкість глин збіль-

шується.

Вапняк CaO і магнезія MgO входять звичайно у склад карбонатів - каль-циту і доломіту, в невеликих кількостях вони присутні також у складі деяких глинистих мінералів. При відносно високих температурах випалу вапняк вступає в реакцію з глиноземом і кремнеземом і, утворюючи евтектичні розплави у вигляді алюмокальцієвих силікатних стекол, різко знижує темпе-ратуру оплавлення глини [5].

Окис заліза вміщується в глинах у складі домішок і оказує на них і на випалений черепок фарбуючи дію, а також є флюсом.

Двоокис титану присутній у домішках і вміст її не перевищує 1,5%. Двоокис титану надає випаленому черепку колір зеленуватих тонів.

Лугові окисли , входять у склад деяких глиноутворюючих мінералів, але у більшій частині випадків присутні в домішках у вигляді розчинних солей і в полевошпатних пісках. Вони послаблюють фарбуючи дію і і знижують температуру плавлення глини [5].

Для регулювання технологічних властивостей в склад маси вводять додаткові матеріали - опіснюючи і плавні, а для отримання кольорових плиток - барвники.

В якості плавня в масі буде використовуватися маріуполіт (нефелін) - забезпечує утворення рідкої фази і знижує температуру плавлення.



Червоний шлам - відходи переробки бокситів на глинозем. Його планується використовувати в якості барвника, він придає виробам червоно-коричневого кольору [7].

Для регулювання шлікерних властивостей маси використовуються елект-роліти: рідке скло і сода кальцинована. Вони використовуються для зниження вологості і отримання оптимальної текучості шлікера [8].

1.4. Розрахунок хімічного складу кераміки
^ Шихтовий склад маси, %:

Глина положська - 70,0

Маріуполіт - 30,0

Понад 100%:

Червоний шлам - 3,0

Сода кальцинована - 0,18

Рідке скло - 1,0
Перерахунок маси на 100%, мас.%:

Глина положська

Маріуполіт

Червоний шлам

Сода кальцинована

Рідке скло



Хімічний склад матеріалів приведено у таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 - Хімічний склад матеріалів, мас.%

Мате-

ріал













CaO

MgO

MnO










в.п.п

Сума

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Глина

поло-

жська

ПЛГ-3а


60,5



28,0


0,5


0,3


0,8


0,74


-


0,4


2,0



-


6,76


100

Марі-упо-

літ

58,48

19,0

4,56

0,54

1,68

0,65

0,16

9,87

3,56

-

3,5

100

Черво-

ний

шлам

МГЗ


8,37


13,38



58,27


3,53


1,53


0,55


-


2,35


0,33


0,15


11,54


100

Сода

каль-

цино-вана



-



-



-



-



-



-



-


59,0



-



-


41,0


100

Рідке скло

31,6

-

-

-

-

-

-

49,5

-

-

18,9

100


Визначаємо кількість оксидів, що вводяться у масу з глиною, мас.%:

MgO

в.п.п

CaO

Далі таким же чином розраховуємо кількість оксидів, що вводяться у масу з іншими матеріалами, і отримані розрахунки заносимо у таблицю 1.2




Таблиця 1.2 - Розрахунок хімічного складу маси, %

Мате-

ріал

Склад

маси













CaO

MgO

MnO










в.п.п

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Глина поло-

жська

ПЛГ-3а


67,19


40,65


18,81


0,34


0,20


0,54


0,50


-


0,27


1,34


-


4,54

Марі-упо-

літ

28,80

16,27

5,47

1,31

0,16

0,48

0,19

0,05

2,84

1,03

-

1,00

Черво-

ний

шлам

МГЗ


2,88


0,24


0,39


1,67


0,10


0,04


0,02



-


0,07


0,01


0,01


0,33

Сода каль-

цино-вана


0,17


-


-


-


-


-


-


-


0,10


-


-


0,07

Рідке

скло

0,96

0,30

-

-

-

-

-

-

0,48

-

-

0,18

Усього

на непро-

жарю-вальну

речови-ну, %


100


57,46


24,67


3,32


0,46


1,06


0,71


0,05


3,76


2,38


0,01


6,12

Усього

на про-

жарю-вальну

речови-ну, %



100



61,20




26,27



3,54



0,49



1,13



0,76



0,06



4,01



2,53



0,01




-


Перерахунок маси на прожарювальну речовину робимо шляхом перемноження кожного оксиду, що міститься у масі на коефіцієнт:

К

Втрати при прожарюванні складають 6,12%.




^ 2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА
2.1. Вибір та обґрунтування способу виробництва і технологічної схеми
В технології кераміки вироби формують одним з трьох основних способів при певній специфіці підготовки матеріалів: пластичним формуванням, напівсухим пресуванням і литтям з глинистих водних суспензій (шлікерів) у гіпсові форми.

Вибір цього виробництва і підготовки маси визначається властивостями глинистої сировини, складністю шихти, формою і розмірами виробів і вимогами до якості матеріалу, що випалюється.

Відповідно з вже існуючими методами формування виробів існує три способи підготовки мас, при цьому вибір способу підготовки маси залежить не тільки від способу формування, але й від кількості компонентів у шихті.

Приготування керамічної маси, що призначена для пластичного формування виробів, полягає у переробці вихідних матеріалів в результаті якої отримується пластична керамічна маса, що має вологість 18-23 %.

До переваг пластичного способу виробництва відноситься можливість формування широкого асортименту керамічних виробів, в тому числі виробів крупних розмірів, складної форми і значної пустотності. Морозостійкість виробів, що виготовлені за пластичним способом вишче за морозостійкість виробів, що отримуються за напівсухим способом. Схема технологічного процесу перероблення вихідних сировинних матеріалів за пластичним способом простіше ніж за напівсухим. К недолікам пластичного методу виробництва можна віднести велику тривалість технологічного циклу, малу міцність виробів.

Приготування керамічної маси, що призначена для напівсухого пресування, полягає в сушінні і подрібненні глини, з отриманням однорідного за складом і вологості порошку з певним зерновим складом. При напівсухому пресуванні вологість маси складає 8-12 %.



Напівсухий спосіб підготовки маси застосовують головним чином при

надто щільній структурі глини, низької кар'єрної вологості її. Щільна структура глини перешкоджає її зволоженню і обробці.

Переробка сировинних матеріалів вказаними двома способами здійснюється коли керамічна маса вміщує не більше 2-3 компонента однакових або близьких за своїми фізико – хімічними властивостями.

Шлікерний спосіб підготовки маси характеризується різноманітністю технологічних процесів. Подрібнення компонентів можливо здійснювати сумісним і роздільним способами. При сумісному помелі опіснюючі, плавні і глинисті матеріали розмалюють по мокрому способу у кульових млинах. У результаті чого отримується рідка керамічна маса – шлікер з вологістю близько 45 %. Роздільний помел характеризується тим, що опіснюючі і плавні розмалю-ють у кульових млинах, а глину розпускають у мішалках, а потім обидві суспен-зії змішуються у певних пропорціях. Як перша, так і друга схема мають свої переваги і недоліки. При роздільному помелі сировинних матеріалів більш широко розповсюджений такий вид браку як "мушка" – темні точки на поверхні виробів, що виникають у результаті потрапляння залізничних включень в масу. Сумісний помел значно зменшує такий вид браку, але при сумісному помелі значно зменшується продуктивність млинів, збільшуються витрати електро-енергії у порівнянні з роздільним помелом [2].

У даному проекті передбачається використовувати метод напівсухого пресування керамічних плиток із підготовкою преспорошку шлікерним способом на БРС. Цей вибір базується на тому, що необхідно досягти точного дозування сировини і високу ступінь гомогенізації сировинної маси. Формуван-ня плиток методом напівсухого пресування забезпечує високу щільність череп-ку, точність форм і розмірів.

Помел сировинних матеріалів буде здійснюватися у кульовому млині. Вибір помольного агрегату (кульового млину) базується на тому, що хоча продуктивність кульових млинів менша, ніж у трубних млинах, але вони 

забез-печують високу ступінь подрібнення матеріалу, не металоємні, а тривалість помелу зменшується в 10-20 раз [1]. Так як кульові млини футеруються кераміч-ним матеріалом, а помольні тіла також керамічні, то забезпечується потрібна чистота маси. Подрібнення до високого ступеня дисперсності у кульових млинах мокрим способом протікає значно ефективніше, ніж сухим. Наявність води полегшує руйнування твердих часточок, за рахунок проникнення води у тріщи-ни та розклінювання часток [9].

Зневоднення шлікера і перетворення його у преспорошок здійснюється у баштових розпилювальних сушарках (БРС), що дозволяє отримувати прес-порошок стабільного гранулометричного складу, однорідними частинками, доб-рою сипучістю, з мінімальним вмістом тонких пиловидних фракцій і постійної вологості [8].

Застосування розпилювальних сушарок дає великі економічні і технічні ефекти, знижуються трудомісткість приготовлення преспорошку, витрати електроенергії. Вироби, які отримуються з преспорошку, що готуються у розпилювальній сушарці, мають більшу міцність на вигін, ніж готові вироби, що отримуються з фільтр-пресового порошку.

Сушіння і випал плиток буде здійснюватися на потоково-конвеєрній лінії, яка включає роликову сушарку і конвеєрну піч. Використання потоково-конвеєрної лінії забезпечує автоматизувати весь технологічний процес виробництва плиток від БРС до готових виробів.

Роликові печі є найбільш розповсюджені, вони пристосовані до швидкісного режиму випалу (від 30 до 80 хв). Швидкісний однорядний випал забезпечує рівномірний розподіл температури і високу якість плиток. Ці печі мають легку і просту конструкцію, можуть легко вбудовуватися у будь-яку виробничу потокову лінію [8,9].



2.2 Технологічна схема виробництва
Склад збереженя сировини
Глина положська Маріуполіт Червоний шлам

Грубе подрібнення Дозування Дозування
Дозування
Помел матеріалів Дозування розчину

електролітів

Злив шлікера
Збагачення шлікера

Проміжне збереження шлікера
Збагачення шлікера
Збереження шлікера
Отримання преспорошку
Збагачення преспорошку
Збереження преспорошку


Пресування плиток
Сушіння плиток
Випал плиток
Сортування і упакування плитки

Зберігання готової продукції

2.3. Опис технологічного процесу

2.3.1. Транспортування і зберігання сировинних матеріалів,

що потрапляють на склад
Сировина буде доставлятися на склад збереження сировини за допомогою залізничного та автомобільного транспорту.

Сировина і матеріали, що використовуються у виробництві зберігаються у критому складі, що захищає їх від пилу й атмосферних опадів. Сировина і матеріали, що розвантажені направляються у відсіки складу на площадки, призначені для збереження даного виду сировини.

Вхідний контроль сировини і матеріалів, здійснюється відповідно до роз-робленого переліку сировини і матеріалів, які підлягають вхідному контролю.

На складі сировини дотримується встановлений режим чистоти сировини. На складі підтримується запас основних видів сировини не менше, ніж на 1 місяць.



2.3.2. Попередня підготовка матеріалів
Вибірка глини зі складу і подача її у стругач для подрібнення виробляєть-

ся рівномірно по всій поверхні збереженого запасу. Величина кусків глини, що подаються в стругач до 300 мм. Величина кусків після подрібнення не повинна перевищувати 150 мм. Після подрібнення глина за допомогою вагового дозатора направляється до кульового млину.

Маріуполіт і червоний шлам з прийомних бункерів подаються у кюбеля де дозуються, а потім подаються до кульового млину.
2.3.3. Приготування розчину електролітів і рідкого скла
Розчин рідкого скла виготовляється у кульовому млині шляхом помелу натрієвої скло глиби з водою при щільності 1,40 г/см² по пікнометру і зливаєть-ся у басейн, що устатковано пропелерною мішалкою. Рідке скло змалюється до повного походження через контрольне сито №0063.

Приготування розчину електролітів здійснюють в напільних басейнах. Спочатку в басейн заливається вода, а потім при працюючих мішалках через мірну ємність вводиться рідке скло і додається сода кальцинована. Розчин перемішується протягом 15 хвилин.
2.3.4. Приготування шлікера
Приготування шлікера буде здійснюватися методом сувмісного помелу опіснюючих матеріалів і глинистих у кульових млинах мокрого помелу періодичної дії.

Помел матеріалів у кульовому млині здійснюється у дві стадії: на першій стадії здійснюється помел маріуполіту і червоного шламу, частково 

глини у кількості 5-7%, а також в кульовий млин заливається розчин електролітів; на другої стадії помелу додається залишена глина.

У результаті помелу отримується рідка керамічна маса - шлікер з вологістю 43%.

Готовий шлікер зливають у зливний басейн при безупинній роботі про-

пелерних мішалок. Після цього шлікер крізь вібросито подається у видатковий басейн де відстоюється протягом 24 годин „старіння”. При вистоюванні від-бувається поступове розрідження шлікера, зниження його загусання і руйнування структури, що супроводжується звільненням частини механічно захопленої води, що обумовлює більш повне розрідження шлікера, стабілізується його реологічні властивості.

Параметри готового шлікера:

  • текучість 8-10 с після 30 с вистоювання;

  • вологість - не більше 43%.


2.3.5. Приготування преспорошку
Зневоднення шлікера і перетворення його у преспорошок планується здійснювати у баштовій розпилюючій сушарці. Отриманий у розпилюючій сушарці преспорошок системою шнек-стрічковий транспортер-елеватор подається в силос для збереження. Прес-порошок вистоюється протягом 8 годин для зрівняння вологості. З силосу через віброгрохот системою стрічкових транс-портерів порошок подається в бункер преса.

Гранулометричний склад преспорошку:

Вміст зерен розміром до 1 мм:

залишок на ситі №1 (51 отв/см²) - не більше 1%

Вміст зерен розміром менше 0,25 мм:

прохід через сито №02 (980 отв/см²) - 17,0-22,0%

Вологість преспорошку на БРС - 7,0-9,0%



2.3.6. Пресування плиток
Пресування плиток на потоково-конвеєрних лініях здійснюється на гідравлічних пресах.

В процесі пресування необхідно забезпечити видалення з преспорошку повітря, що займає близько 40% пресувальної маси [2].

Для забезпечення отримання ущільненої структури плиток для підлоги пресування їх здійснюється у дві стадії в наступних межах питомого тиску:

  • первинне - 5,0-6,5 МПа (50-60 кг/см²);

  • вторинне - 25,0-28,0 МПа (250-280 кг/см²).

Лицьові і бічні поверхні штампів повинні бути рівними, гладкими, без вибоїв і подряпин, а рифлення нижнього штампа чіткими. Верхній і ніжній штампи повинні бути рівномірно підігрітими в межах температур 50-60°C для виключення налипання преспорошку.
2.3.7. Сушіння плиток

Відпресовані плитки у безупинному режимі по транспортерах будуть направлятися до завантажувального пристрою і після розподілу потоку заванта-жуються у роликове сушило.

Максимальна температура сушіння становить 250°C.

Тривалість сушіння 40 хвилин.

Вологість плиток після виходу із сушила - не більше 0,5%.

Сушило обладнане інжекційними газовими пальниками. Регулювання температурного режиму сушіння здійснюється за допомогою пальників шляхом зміни витрати газу, що подається на горіння. Тиск газу, що подається на горіння - 0,02-0,04 МПа (0,2-0,4 кгс/см²).




2.3.8. Випал плиток
Випал плиток буде здійснюватися у газовій роликовій конвеєрній печі. Плитки в піч повинні надходити безупинним потоком.

Регулювання температурного режиму здійснюється кількістю працюю-чих пальників, степенем відкриття кранів на газопроводі. Тиск газу, що подаєть-

ся на горіння 0,02-0,04 МПа (0,2-0,4 кгс/см²).
2.3.9. Сортування й упакування плиток
Плитки, що виходять з печі будуть сортируватися відповідно до вимог ДСТУ БВ.2.7-117-2002, упаковуватися в картонні коробки розміром 400×400 мм по 5 штук і укладаються на дерев'яні піддони чи в металеві ящикові піддони. Бій і брак плиток складають у кюбель і періодично вивозять з цеху. Прийняті ВТК плитки надходять на склад готової продукції, де складуються окремо по партіях.


2.4. Матеріальний баланс виробництва
Шихтовий склад маси, %:

Глина положська - 67,19

Маріуполіт - 28,80

Червоний шлам - 2,88

Сода кальцинована - 0,17

Рідке скло - 0,96



Вихідні дані для розрахунку матеріального балансу

Випуск продукції, тис.м² плиток за рік 800

Розмір плитки, мм 400×400×10

Маса 1м² плиток, кг 22,5

Технологічні нормативи виробництва наведені в табл.2.1.
Таблиця 2.1 - Технологічні нормативи виробництва

Найменуваня

мас.%

Втрати на складі

0,01

Втрати при сортуванні і транспортуванні

0,05

Брак на конвеєрній лінії

4,0

Втрати при прожарюванні маси (ВПП)

6,12

Вологість плиток після сушіння

0,5

Вологість преспорошку

7,0

Втрати при пресуванні

0,1

Втрати преспорошку при дозуванні, транспортуванні та

зберіганні

0,05

Втрати в БРС (безповоротні)

0,01

Вологість шлікера

43,0

Втрати шлікера при транспортуванні

0,01

Втрати шлікера при помелі і збагаченні

0,01

Вологість глини

20,0

Вологість маріуполіту

6,0

Вологість червоного шламу

2,0

Втрати сировини при транспортуванні і дозуванні

0,01

Втрати сировини на складі

0,01


Хід розрахунку

На склад готової продукції повинно надійти м² у рік або кг/рік т/рік

Ураховуючи втрати на складі: т

Втрати на складі складуть т

Ураховуючи втрати при сортуванні необхідно випустити продукції:

т



Втрати при сортуванні складуть т

Ураховуючи брак на конвеєрній лінії після випалу повинно вийти:

т

Кількість браку складе т

З урахуванням ВПП, залишкової вологи, яка видаляється при випалі і воло-

ги, що видаляється при сушінні, на конвеєрну лінію повинно надійти:

з урахуванням ВПП т

з урахуванням залишкової вологи т

з урахуванням вологи видаленої після сушіння плиток

т

Безповоротні втрати у вигляді:

ВПП т

залишкової вологи т

вологи при сушінні т

Необхідно відпресувати т/рік плиток

З урахуванням безповоротного браку плиток при пресуванні на пресс повин-

но надійти т/рік

Брак плиток при пресуванні т/рік

Ураховуючи втрати преспорошку при збагаченні і транспортуванні з башто-вої розпилюючої сушарки повинно вийти преспорошку:

т/рік

Втрати складуть т/рік



З урахуванням втрат у БРС: т/рік

Безповоротні втрати на БРС складають т/рік

Із баштової розпилюючої сушарки (БРС) преспорошок виходить з вологістю 7%, а шлікер надходить з вологістю 43%, тому необхідна кількість шлікера складе т/рік

Кількість води, що випаровується в БРС дорівнює

т/рік

Ураховуючи втрати шлікера при збагаченні, транспортуванні з кульових млинів повинно вийти шлікера: т/рік

Втрати шлікера при транспортуванні та зберіганні

т/рік

Ураховуючи втрати шлікера при помелі і збагаченні з кульових млинів повинно вийти шлікера т/рік

Втрати шлікера при помелі і збагаченні т/рік

Таким чином, до кульових млинів повинно надійти т/рік сировин-них матеріалів, електролітів та води, в тому числі:

води т/рік

абсолютно сухих матеріалів т/рік

із них: рідкого скла т/рік

соди кальцинованої т/рік

глини положської т/рік

маріуполіту т/рік

червонного шламу т/рік

Розрахунок по лінії маріуполіту

Кількість маріуполіту з природною вологістю 6%

т/рік



З маріуполітом внесеться волога т/рік

З урахуванням втрат при транспортуванні і дозуванні

т/рік

Втрати при транспортуванні і дозуванні складають т/рік

З урахуванням втрат маріуполіту на складі, на завод треба доставити:

т/рік

Втрати маріуполіту на складі т/рік
Розрахунок по лінії червонного шламу

Кількість червонного шламу з природною вологістю 2%

т/рік

З червоним шламом внесеться волога т/рік

З урахуванням втрат при транспортуванні і дозуванні

т/рік

Втрати при транспортуванні і дозуванні т/рік

З урахуванням втрат на складі, на завод треба доставити червонного шламу

т/рік

Втрати червонного шламу на складі т/рік
Розрахунок по лінії глини

Кількість глини з природною вологістю 20%

т/рік

З глиною внесеться вологи т/рік

З урахуванням втрат при транспортуванні і дозуванні

т/рік



Втрати глини при транспортуванні і дозуванні складають т/рік

З урахуванням втрат на складі т/рік

Втрати на складі складуть т/рік
Розрахунок кількості технологічної води

Необхідна кількість води т/рік, з глиною вновиться т/рік, з маріуполітом т/рік, з червоним шламом т/рік, то кількість технологічної води складе

т/рік

Результати розрахунків зведено в таблицю 2.2.
Таблиця 2.2 - Матеріальний баланс виробництва

Прибуток

Кількість

т/рік

Видаток

Кількість

т/рік

1

2

3

4

Глина положська

16145,20

Готова продукція

18000

Маріуполіт

6113,02

Втрати при сортуванні

9,01

Червоний шлам

588,23

Втрати на складі

1,8

Сода кальцинована

34,03

Брак конвеєрної лінії

750,45

Рідке скло

192,19

Втрати при ВПП

1223,04

Вода

12055,23

Залишкова волога

100,42







Волога при сушінні

1403,77

Втрати преспорошка:




при транспортуванні і при збага-

ченні

10,75

при пресуванні

2,15

Втрати на БРС

21,52

Волога в БРС

13593,42

Втрати шлікера:




при транспортуванні і при збері-

ганні

3,51

при помелі і загаченні

3,51

Втрати глини:




при транспортуванні і дозуванні

1,61




Продовження таблиці 2.2

1

2

3

4






на складі

1,61

Втрати маріуполіту:




при транспортуванні і дозуванні

0,61

на складі

0,61

Втрати червонного шламу:




при транспортуванні і дозуванні

0,06

на складі

0,06

Разом

35127,9

Разом

35127,9


Непогодженість
2.5. Підбір та розрахунок кількості основного технологічного

обладнання

2.5.1. Розрахунок площі складських приміщень
Таблиця 2.3 - Вихідні дані для розрахунку площі складу

Матеріал

Річна потреба

Р, т/рік

Насипна маса

γ, т/м³

Місце

зберігання

1 Глина положська

16145,20

1,8

відсік

2 Маріуполіт

6113,02

1,3

відсік

3 Червоний шлам

588,23

-

мішок

4 Рідке скло

192,19

-

бочка

5 Сода кальцинована

34,03

-

мішок


Площу, яку займають незачаровані матеріали на складі, визначаємо за формулою:

м² (2.1)

де річна потреба в матеріалі, т;

норма запасу матеріалу на складі, діб;

термін роботи основного агрегату за рік, діб;

висота насипки матеріалу, м;



насипна маса матеріалу, т/м³;
коефіцієнт заповнення (0,8÷0,9).

1) Глина м²

2) Маріуполіт м²

м²

Приймаємо м²

Для затарованих матеріалів розрахунок корисної площі, що займається окремо взятим матеріалом, проводиться за формулою:

м² (2.2)

де висота штабелю, м;

маса матеріалу в тарі, т;

розмір тари, м.

3) Червоний шлам м²

4) Рідке скло

м²

5) Сода кальцинована м²

м²

Приймаємо м²

Загальна площа для збереження всіх матеріалів складає:

м²

Загальна площа складу з урахуванням площі на проходи, проїзди (35-40%) складає:

м²

Розрахункова довжина площі складу буде дорівнювати:

м

Приймаємо м, тоді площа складу, м²:

м²
2.5.2. Мостові грейферні крани
Розвантаження і переміщення вантажів (сировинних матеріалів) прово-диться за допомогою мостових грейферних кранів.

Розраховуємо ефективний час роботи грейферних кранів:

(2.3)

де календарне число днів;

число вихідних і свят;

число днів зупинки устаткування на ремонт;

число змін у сутки;

тривалість змін у годинах;

% плануємих зовнішніх простоїв (час на перерви).

год

За годину необхідно розвантажити сировини на склад:

т/год

Таку ж кількість сировини необхідно завантажити в приймальні бункера. Продуктивність крана повинна складати т/год

Приймаємо 1 кран з такою характеристикою:

Вантажопідйомність, т 15

Висота підйому, м 16

Швидкість підйому, м/хв 8



Швидкість прямування , м/хв:

- крана 80

- візка 40

Прогін крана (L), м 16,5

Потужність приводів, кВт:

- пересування крана 7,5×2

- пересування візка 3,5

- підйому 22
2.5.3. Бункери для зберігання матеріалів
Для зберігання глини і маріуполіту перед подачею у масоприготувальне

відділення планується встановити бункера об'ємом 10 м³, в яких буде за без-печуватися запас сировини на 0,5 діб.

Кількість бункерів розраховуємо за формулою:

(2.4)

де річна потреба в матеріалі, т;

нормативний запас, діб;

кількість діб роботи лінії;

об'єм бункеру, м³;

насипна маса матеріалу, т/ м³;

коефіцієнт заповнення (0,8÷0,9).

Кількість бункерів для зберігання глини становить:

Кількість бункерів для зберігання маріуполіту складає:



Приймаємо 2 бункери об'ємом по 10 м³ для зберігання глини і 1 бункер об'ємом 10 м³ для маріуполіту.
2.5.4. Стругач
Для подрібнення глини в проекті буде використовуватися стругач.

Необхідний фонд робочого часу:

год

Кількість глини, що потрібна для подрібнення складає т/год

Годинна потреба глини становить:

т/год м³/год

Технічна характеристика стругача [10]:

Діаметр ріжучого диску, мм 1500

Кутова швидкість, об/хв 30

Загальна кількість ножів 36

Ширина ножа, мм 70

Нижній діаметр і висота завантажуємої

воронки, мм 1400×600

Продуктивність, м³/год 7

Потужність, кВт 10,3

Габаритні розміри м 3,3×1,8×1,3

Маса, кг 7160
Приймаємо до установки 1 стругач.




  1. диск; 2-ножі; 3-сь; 4-підп'ятник; 5-ребра; 6-башмаки; 7- усічений конус; 8-

тарілка; 9- зшкрібач; 10,11-шестерні

Рисунок 2.1 - Глинорізка з горизонтальним ріжучим диском
2.5.5. Кульові млини періодичної дії
Для мокрого помелу сировинних матеріалів при приготуванні шлікера планується застосовувати кульові млини періодичної дії.

год

До кульових млинів повинно надійти т/рік сировинних матеріалів, електролітів та води.

Необхідна годинна продуктивність млина:

т/год чи т/добу (т/добу)

Необхідна кількість млинів складає:

1 – барабан; 2 – електродвигун; 3 – муфта; 4 – редуктор; 5 – зубчаста передача; 6 – люк; 7 – пробка

Рисунок 2.2 - Кульовий млин періодичної дії
Приймаємо 14 кульових млинів (один резервний) з такою характеристик-кою [10]:

Внутрішній діаметр барабана, м 2,175

Робоча довжина барабана, м 2,21

Об'єм робочого простору барабана, л 8200

Частота обертання, об/хв 14

Маса корисного завантаження, кг 4100

Маса куль, кг 4100

Потужність двигуна, кВт 14

Габаритні розміри, м:

- довжина 5,3

- ширина 2,6

- висота 2,6




2.5.6. Пропелерні мішалки
Пропелерні мішалки застосовують для зберігання компонентів керамічної маси в рідкому стані.

Для агрегатів безперервної дії ефективний час роботи:

(2.5)

де К - календарний час роботи;

Р - час на ремонти.

год

Необхідна годинна продуктивність:

т/год м³/год м³/год)

З урахуванням необхідного запасу (старіння 16 год і запасна зміна 8 год) і коефіцієнту заповнення 0,85÷0,9:

- об'єм шлікеру м³

- об'єм басейну м³

Приймаємо 9 пропелерних мішалок об'ємом по 10 м³ для старіння шлікеру і 2 витратних. Усього 11 пропелерних мішалок об'ємом по 10 м³ з такою характеристикою СМ - 244 [10]:

Резервуар:

  • глибина, м 2,5

  • діаметр, м 3,75


1 – трьохлопастний гвинт; 2 – вертикальний вал; 3 – масляна вана; 4 – конічні шестерні; 5 – електродвигун; 6 – резервуар; 7 – балки

Рисунок 2.3 - Пропелерна мішалка
Приймаємо 9 пропелерних мішалок об'ємом по 10 м³ для старіння шлікеру і 2 витратних. Усього 11 пропелерних мішалок об'ємом по 10 м³ з такою характеристикою СМ - 244 [10]:

Резервуар:

  • глибина, м 2,5

  • діаметр, м 3,75

  • ємкість, м³ 10,0

Гвинт:

  • діаметр, мм 750

  • число лопастей 3

  • кутова швидкість, об/хв 200

Потужність електродвигуна, кВт 4,5

Маса змішувача без резервуару, кг 1250



2.5.7. Баштові розпилюючи сушарки
Для приготування преспорошку застосовують баштові розпилюючи сушарки (БРС). БРС використовують для обезводнювання керамічних суспензій, що розпиляються різними способами в спеціальних вертикальних баштах.

год

Необхідна годинна продуктивність:

т/год кг/год
1 – колони; 2 – конусне дно; 3 - витяжний зонт; 4 – корпус; 5 – форсунка; 6 – канали; 7 – вихідний отвір; 8 – засув; 9 – транспортер; 10 – циклон; 11 – вентилятор

Рисунок 2.4 - Баштова розпилююча сушарка

Приймаємо 2 БРС Мінського комбінату будівельних матеріалів з такою характеристикою [10]:

Внутрішній діаметр сушильної камери, м 9



Висота загальна, м 16,6

Висота конуса, м 8,6

Об'єм сушарки ,м³ 690

Вологість суспензії, % 43

Вологість порошку, % 7

Пилоунос у циклон, % 0,01

Температура порошку на виході ,°C до 84

Продуктивність, кг/год 3500

Кількість форсунок 2

Діаметр сопла, мм 7

Тиск розпилення ,МПа 2,0-2,5

Вага металу ,т 66

Потужність, що споживає , кВт · год до 30
2.5.8. Силос преспорошку
У силосі преспорошок повинен зберігатися протягом 8 годин для зрівнювання вологості преспорошку (W = 7%), його об'єм повинен забезпечу-вати роботу однієї зміни, тобто 8 годин.

Розраховуємо необхідну ємність силосу:

т

Насипна маса преспорошку т/м³

Об'єм силосу повинен бути з урахуванням коефіцієнту заповнення (0,85):

м³

Приймаємо 3 силоси об'ємом по 12 м³.
2.5.9. Гідравлічний прес
  1   2   3   4



Скачать файл (1575.2 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru