Разработка качественно-количественной схемы щебёночного завода

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Брестский Государственный Технический Университет»

Кафедра технологии бетона и строительных материалов

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему:«Разработка качественно-количественной схемы щебёночного завода»

Выполнил

студент 4-го курса СФ

группы СТ-27

Кривеня И.В.

Проверил

Павлюкевич

Брест 2007



Реферат

Щебеночный завод.

Пояснительная записка Кривеня И.В..: группа СТ-27-Брест: 2007: 1 рис.,1 схема, 9 таблиц, 8 литературных источников.

Ключевые слова: горная порода, щебень, заполнитель, предел прочности, фракция, зерновой состав, грохочение, дробление.

В данной пояснительной записке описывается расчет производительности и оборудования щебеночного завода, номенклатура продукции, приведены характеристики сырья, нормы контроля качества готовой продукции. В конце пояснительной записки приведен список использованных источников.

К пояснительной записке прилагается чертеж на формате А3, где содержится план и разрез цеха, а также качественно-количественная схема.



Оглавление

Введение

1. Характеристика выпускаемой продукции и область ее применения в строительстве

2. Характеристика сырьевых материалов

3. Режим работы и фонд рабочего времени

4. Выбор и технико-экономическое обоснование способа и технологической схемы производства

5. Расчет производительности цеха и оборудования технологической линии, потребности сырья и полуфабрикатов

6. Контроль технологического процесса и качества готовой продукции

7. Технико-экономические показатели проектируемого предприятия

8. Охрана труда и окружающей среды

Список использованных источников



Введение

Заполнители занимают в бетоне до 80% объёма и составляют 30-50% стоимости бетонных и железобетонных конструкций, они оказывают значительное влияние на свойства бетонной смеси и бетона. В связи с большим объёмом и разнообразием выпускаемых бетонов требуется огромное количество различных заполнителей.

Заполнитель - природный или искусственный материал, определенного зернового состава, которые в рационально составленной смеси с вяжущим и водой образуют бетон. строительство качество сырье производительность

Жесткий скелет из высокопрочного заполнителя увеличивает прочность и модуль упругости бетона (т.е. уменьшает деформации конструкций под нагрузкой), уменьшает ползучесть ( т.е. пластические необратимые деформации бетона при длительном действии нагрузки).

Основными признаками стандартизованной классификации разнообразных заполнителей для бетона (ГОСТ 25137-82) являются: происхождение, крупность зерен, плотность, назначение.

Щебнем называется материал, полученный дроблением горных пород на куски размером 5 - 70 мм. Он как правило дороже гравия, тем не менее объем производства щебня превышает объем добычи гравия в несколько раз. Это объясняется отсутствием гравия во многих районах, а также тем, что щебень более качественный заполнитель для высокопрочных бетонов.

Сырьем для получения щебня служат в основном изверженные породы - габбро, базальт и карбонатные осадочные породы - известняк, доломит. Меньшее промышленное значение имеют метаморфические горные породы.

В курсовой работе разрабатывается технология производства эффективных видов заполнителей на основе производственного опыта и научно-исследовательских разработок в направлении снижения материалоёмкости и топливно-энергетических ресурсов.

Особое внимание уделяется разработке безотходных технологий, предусматривающих получение различных заполнителей из разнообразных отходов промышленности и попутно добываемых пород.



1. Характеристика выпускаемой продукции и область её применения в строительстве

Щебень должен производиться в виде следующих фракций, раздельно дозируемых при приготовлении бетона: 5 -10, 10 - 20, 20 - 40, 40 - 70 мм.

Допускается использование щебня фракций 3 - 10 мм, а для гидротехнического бетона 40 -80 и 80 -120 мм. Кроме того, допускается поставка щебня в виде смеси двух фракций. Зерновой состав фракций должен находиться в пределах области, показанной графиком зернового состава для щебня. В отдельных случаях предъявляются более жесткие требования. Так, для фракций щебня с наименьшим размером зерен 5(3) мм содержание более мелких примесей ограничивается 5%.

По форме зерен щебень подразделяется на три группы:

1) Обычный - в котором допускается содержание зерен пластинчатой и игловатой формы до 35% (по массе).

2) Улучшенный - не более 25%.

3) Кубовидный - не более 15%.

Для некоторых видов специального бетона например, бетона для напорных труб, должен применятся только кубовидный щебень (ГОСТ 10268-80).

Прочность щебня характеризуется маркой, соответствующей пределу прочности исходной горной породы в насыщенном водой состоянии и определяемой по показателю дробимости щебня при сжатии (раздавливании) в цилиндре.

По ГОСТ 10268-80 предел прочности горной породы, используемой для производства щебня, должен быть выше заданного предела прочности бетона:

не менее чем в 1,5 раза - для бетона с пределом прочности ниже 30 МПа;

не менее чем в 2 раза - для бетона с пределом прочности 30 МПа и выше.

Щебень из изверженных горных пород, применяемый в качестве заполнителя для тяжелого бетона, должен иметь марку соответствующую пределу прочности породы не ниже 80 МПа, из метаморфических горных пород не ниже 60 МПа, из осадочных - не менее 30 МПа.

Для гидротехнического бетона зоны переменного уровня воды должен применятся щебень из пород предел прочности которых превышает предел прочности бетона не менее чем в 3 раза (для изверженных и метаморфических горных пород) или в 2,5 раза (для осадочных). Эти требования обеспечивают необходимую и достаточную для бетона прочность.

Содержание зерен слабых пород щебня допускается не более 10% (по массе), а для бетона ряда соответственно высокопрочных ответственных конструкций - не более 5%. Массовая доля отмучиваемых примесей в щебне из изверженных и метаморфических пород не должна превышать 1%, а в щебне из осадочных пород в ряде случаев ( в зависимости от марки бетона и вида конструкций) - 2 - 3%.

2. Характеристика сырьевых материалов

Качество нерудных строительных материалов предопределяется свойствами исходной горный породы и в первую очередь минералогическим составом , структурой и текстурой, физико-механическими и химическими свойствами, наличием вредных примесей.

От минералогического состава горной породы в значительной степени зависят ее физико-механические свойства. Из основных породообразующих материалов наиболее прочными и стойкими против механических воздействий является кварц.

Структура горных пород оказывает непосредственное влияние на физико-механические свойства заполнителя. Горные породы полнокристаллической, мелко- и микрозернистой структуры лучше сопротивляются при истирании, меньше подвержены процессам выветривания.

Текстура горных пород оказывает непосредственное влияние на физико-механические свойства горных пород.

Горные породы с массивной структурой обладают более высокими прочностными показателями, чем породы с гнейсовой, полосчатой, пористой структурой.

Плотность (г/смі) или идентичный показатель - объемная масса (т/мі) магматических или метаморфических пород в основном зависит от минералогического состава, а осадочных пород от пористости.

При прочих равных условиях те же породы, имеющие меньшую пористость и большую плотность, обладают лучшими физико-механическими свойствами. Меньшая плотность (большая пористость) породы влечет за собой увеличение влагоемкости, отрицательно сказывающейся на морозостойкости породы.

Влажность, водопроницаемость, водопоглащение и водонасыщение находятся в прямой зависимости от их пористости и как следствие, чем больше пористость, тем меньше морозостойкость.

Предел прочности на сжатие в сухом и водонасыщенном состоянии зависит от минералогического состава, структуры, текстуры и плотности породы, а также от степени ее выветривания.

Дробимость щебня при сжатии (раздавливании) характеризует прочностные свойства горной породы.

Химические свойства. Растворимость.

Наличие в заполнителях бетона гипса или другого легко растворимого материала может привести к увеличению пористости и водопроницаемости, способствующих изменению прочности или разрушению бетона.

Окисление, гидратация и карбонизация

Пирит и марказит окисляются и гидратируются с образование серной кислоты и гидроксидов железа. При этом увеличиваются объемы , что в конечном счете приводит к образованию пузырей и поверхностной коррозии бетона, особенно в теплых и влажных условиях. Непрерывное окисление и гидратация окисей тех- и двухвалентного железа глинистых бурых железняках вызывает расширение и образование трещин в бетоне.

Химическое воздействие заполнителя с щелочами может вызвать разрушение бетона, изготовленного из цемента с высоким содержанием щелочей, в результате образования силикагелей, которые в дальнейшем осмотически адсорбируют воду из цементного теста и развивают гидростатические давления, превышающие прочность бетона при растяжении.

Сырьем для получения щебня в основном служат изверженные породы - гранит, габбро, базальт и карбонатные - известняки и доломиты.

По заданию в проекте тип сырья I-1, это прочные изверженные горные породы (граниты , диориты , сиениты , базальты и др.)с пределом прочности на сжатие до 300 МПа ,чистые или незначительно загрязненные легкопромывистыми включениями.

Сырье добывают экскаваторным способом разработки месторождений. Добыча камней осуществляется в карьерах. Разработке месторождений каменных пород предшествуют вскрышные работы, заключающиеся в удалении верхнего слоя и песчано-глинистых пород. В состав вскрышных работ может входить и удаление непригодного камня верхней зоны.

Основными классификационными характеристиками добытой для переработки горной массы является: прочность, однородность, абразивность, гранулометрия исходной массы, количество и вид загрязняющих включений, которые могут быть легко-, средне- и труднопромывными.



3. Режим работы и фонд рабочего времени

Режим работы щебеночного завода с экскаваторным способом разработки месторождения, как правило, круглогодичный с числом рабочих дней 260. Суточный режим работы предприятия принимается трехсменным.

Продолжительность смены 8 часов.

Годовой фонд рабочего времени при трехсменном режиме работы определяется за вычетом времени, необходимого для планово-предупредительных ремонтов и составляет по нормативам 6075 часов.

Расчетный годовой фонд времени работы технологического оборудования в часах (Тн), на основании которого рассчитывают производственную мощность предприятия, определяют исходя из годового фонда рабочего времени с учетом коэффициента недоиспользования времени (кн). Кн=0,85 для трехсменного режима работы.

Тн=Т* Кн=6075*0,85=5164 ч

4. Выбор и технико-экономическое обоснование способа и технологической схемы производства

Основная продукция щебеночных заводов - фракционированный щебень крупностью до 40(70) мм с содержанием мелких фракций (до 20 мм) не менее 50% от общей массы щебня, и кроме того, обогащенный песок из отсевов дробления.

Технологические схемы щебеночных заводов рассчитываются по качественной зависимости от трех типов горных пород, а также по принципу их построения, стадийности дробления, видам основной и побочной продукции.

Схема, наиболее подходящая для переработки сырья группы I-1 предусматривает:

1) трехстадийное дробление, с замкнутым циклом на последней стадии

2) предварительное грохочение исходного сырья для удаления легкой (мелкой) фракции, поверочное грохочение после третьей стадии дробления, работающей в замкнутом цикле

3) грохочение, промывку и обезвоживание щебня мелкой фракции от 5..10 и свыше 20..40 мм

4) промывку и классификацию песка из отсевов дробления

5) складирование готовой продукции

Возможность регулирования выхода готового продукта и его крупности обеспечивается операцией грохочения перед третьей стадией дробления и работой дробилки в замкнутом цикле.

5. Расчет производительности цеха и оборудования

Операция предварительного грохочения (операция 1).

Осуществляется в грохотах с эффективностью грохочения Е=70%. Поступает на грохочение исходная масса .

- фракция 150…500

- фракция 0…150

Первая стадия дробления (операция 2).

В щековой дробилке С-758 при номинальной ширине выходной щели 150мм дробится материал крупнее 150мм в количестве 39%.

Выход продукта =45.3%, его наибольшая крупность мм.

Вторая стадия дробления (операция 3).

В конусной дробилке ККД 500/75 при ширине выходной щели 75мм дробится материал крупнее 75мм в количестве 50,36 (21.29+29.07)%.

Выход продукта =100%, наибольшая крупность до мм.

Гранулометрический состав после вторичного дробления.

Третья стадия дробления (операция 5).

Поступает на дробление КСД-2200А с шириной разгрузочной щели 10мм после операции поверочного грохочения 4 материал крупностью +40мм.

Его количество без учета циркуляционной нагрузки при принятой эффективности грохочения Е=95%.

Циркуляционная нагрузка рассчитывается по формуле:

где - выход продукта, поступающего на дробление с предыдущей операции;

- относительное содержание готового продукта крупностью меньше в продукте дробления дробилки, работающей в замкнутом цикле;

- эффективность операции поверочного грохочения после данной операции дробления.

Операция поверочного грохочения (операция 4).

Принимаемая эффективность грохочения Е=95%.

Поступает на грохочение продукт:

;

Распределение дробленого материала 0…10мм по фракциям 5…10 и 0…5мм произведено в соответствии с приложением.

Материал поступает на второе (нижнее) сито с ячейкой 20х20мм в количестве 100%.

Выход продукта 7 (надрешетного) фр. 20…40:

;

Операция товарной сортировки (операция 6).

Эффективность грохочения Е=95%.

Надрешетный продукт верхнего сита с ячейкой 10х10мм фр.10…20мм:

Надрешетный продукт нижнего сита фр.5…10мм:

Подрешетный продукт нижнего сита фр.0…5мм:

.

Заданная производительность по щебню 600000м³ в год.

Производительность по исходной горной массе в год:

или

Часовая производительность:

или

ВЫБОР И РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ

Выбор и расчет основного технологического оборудования производят в соответствии с технологической схемой по наибольшей часовой нагрузке на технологической операции (q_оп). Эту нагрузку устанавливают по данным -качественно-количественной схемы (q_N) с учетом коэффициента неравномерности подачи материала К_н.

где К_н = 1.05…1.15 - коэффициент в зависимости от мощности предприятия.

Количество единиц принимаемого к установке оборудования или коэффициент его загрузки определяется отношением ,

где Q - расчетная производительность выбранного оборудования т/ч или м³.

Производительность дробильного оборудования определяют расчетом на основании паспортных данных с учетом характеристик дробимого материала.

Расчетная производительность дробилок (т/ч):

где Q_п - паспортная производительность дробилки, м³/ч; - насыпная плотность дробимого материала, т/м³; К_др -поправочный коэффициент на дробимость материала, К_др=0,8; К_ф - коэффициент формы, К_ф=1; К_кр - поправочный коэффициент на крупность материала, К_кр=1; К_вл - поправочный коэффициент на влажность материала, содержащего комкующую мелочь, К_вл=1.

Производительность грохотов (т/ч) определяется по формуле:



где С - коэффициент использования поверхности сита, С=1 и 0,85

q - удельная объемная производительность 1м² сита с квадратными отверстиями, м³/(м²ч); определяемая по формуле:

q_Г - производительность грохота, м³/ч;

F - рабочая площадь сита выбранного грохота, м²;

- средняя насыпная плотность, т/м³;

k, l, m, n, o, p - поправочные коэффициенты:

k и l - учитывают процентное соотношение в питании зерен размером соответственно меньше и больше половины размера отверстия сита;

m - коэффициент, зависящий от эффективности грохочения Е;

n = 1 для дробленого материала;

o = 1 для сухого материала;

p = 1,25 - 1,4 при грохочении с орошением на ситах с размером отверстий менее 25мм, в других случаях при сухом и мокром грохочении p = 1.

При известной производительности операции грохочения, приведенной в качественно-количественной схеме, расчетом определяем необходимую площадь сита (м²):

Предварительное грохочение:

или

Принимаем инерционный колосниковый грохот С-724.

Количество грохотов: = 1 грохот

.

Первичное дробление:

Принимаем щековую дробилку С-758.

Количество дробилок: = 2 дробилки.

Вторичное дробление:

Принимаем конусную дробилку ККД 500/75 .

Количество дробилок: =1 дробилка.

Поверочное грохочение:

Принимаем инерционный колосниковый грохот С-724.

Количество грохотов: = 1 грохот

.

Третичное дробление:

Принимаем конусную дробилку КСД-2200А.

Количество грохотов: = 1 дробилка.

Товарное грохочение:

Принимаем вибрационный гирационный грохот СМ-652А.

Количество грохотов: = 1 грохот

.

РАСЧЕТ СКЛАДОВ ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ

Для завода с круглогодовым режимом работы и отгрузки вместимость складов V_скл (м3) определяется исходя из производительности завода и допустимой неравномерности подачи транспортера под загрузку готовой продукции:

где Q_n - годовая производительность завода по выпуску щебня, м³;

n - продолжительность хранения, n = 6 сут;

k - поправочный коэффициент, К = 1.4.

; ; .

Общий объем склада .

1. Щебень фр.20…40 мм:

; ;

.

Принимаем Н = 10м, в = 40°.

; ;

.

2. Щебень фр.10…20 мм:

; ;

.

Принимаем Н = 5м, в = 25°.

; ;

.

3. Щебень фр.5…10 мм:

; ;

.

Принимаем Н = 5м, в = 25°.

; ;

.

4. Песок фр. 0…5 мм:

; ;

.

Принимаем Н = 5м, в = 25°.

; ;

.



6. Контроль технологического процесса и качества готовой продукции

Контроль качества добываемой в карьере породы должен осуществляться не более одного раза в сутки. В лабораторных условиях в соответствии с существующими методами определения минералогического и химического состава, средней и насыпной плотности и прочности породы.

Контроль механического процесса в настоящее время осуществляется в автоматическом режиме. Он включает в себя систему автоматической сигнализации, с помощью которой ведется наблюдение и регулирование хода технологического процесса, автоматическую защиту, обеспечивающую прекращение технологической операции и отключение машины или агрегата при возникновении аварийной ситуации, автоматическую блокировку, которая обеспечивает выполнение технологических операций и работу оборудования в точно заданной последовательности и предотвращение аварийных ситуаций.

В контроль качества готовой продукции включается определение зернового состава, содержания пылевидных, глинистых частиц отмучивания, определение содержания игольчатых и пластинчатых зерен.

На современных заводах установлена автоматическая система контроля качества заполнителя по содержанию отчуждаемых частиц.

На складах необходимо принимать меры против смерзания заполнетеля которое зависит от определенной величины их влажности. Заполнитель должен сохранять сыпучее состояние, позволяющее без осложнений производить погрузочно-разгрузочные работы.

В общем виде технологический контроль включает:

1) входной контроль качества сырьевых материалов, их соответствие государственным стандартам, техническим условиям и другим критериям в соответствии с технологическим регламентом данного производства

2) операционный контроль технологического процесса на всех его переделах, цель которого соблюдение установленных режимов и параметров, своевременное выявление отклонений и мер для их оперативного регулирования технологического процесса

3) приемный контроль готовой продукции на предмет ее соответствия государственным стандартам по установленным показателям качества.

7. Технико-экономические показатели проектируемого предприятия

Основные технико-экономические показатели сведены в таблице 7.1

Таблица 7.1

Номер п/п	Наименование, марка и характеристика оборудования	Кол.	Мощность электродвигателя,кВт	Масса еденицы,т	Примечание
			Еденицы	Общая
1	Грохот колосниковый С-724	1	10	10	3,222	-
2	Дробилка щековая С-758	2	75	150	20,6	Выксунский машиностроительный завод
3	Дробилка конусная ККД 500/75	1	125	125	-	-
4	Грохот С-724	1	10	10	3,222	-
5	Дробилка конусная КСД -2200А	1	250	250	-	-
6	Грохот СМ-652А	1	10	10	5,93	-
7	Классификатор спиральный Q=60 т/ч, w=26 об/мин	1	10	10	6,5	-

Мощность на мі готовой продукции:

565/(600000/3*8*365)=8,25 кВт/мі



8. Охрана труда и окружающей среды

Щебеночные заводы оснащены оборудованием, которое выделяет большое количество пыли и шума, вредных для здоровья людей. Дробильно-сортировочные заводы обычно расположены на нескольких ярусах, поэтому предъявляются особые требования к ограждению линий площадок и лестниц.

Автоматизация механических процессов позволяет предельно сократить затраты труда, исключить участие рабочих в технологическом процессе, оставить за ними только функции контроля за работой оборудования.

При производстве щебня образуется большое количество отходов (отсевов дробления). Если эти отходы не утилизировать, то они наносят большой вред окружающей среде. Поэтому главной проблемой по охране природы является разработка безотходных технологий. Отходы дробления карбонатных пород могут использоваться в строительстве, для производства известняковой муки.

Первичные отходы дробления содержат до 25% слабых включений и до 35% глинистых. Традиционные методы их обогащения устарели, требуются новые методы, с интенсивным воздействием на частицы, например, высоконапорными струями воды.



Список использованных источников

1. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий и цехов по производству керамзитового гравия и песка (ОНТП 11-68 Минстройматериалов СССР - М.1986).

2. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий нерудных строительных материалов (ОНТП 18-85 Минстройматериалов СССР - М.1987).

3. Нормы технологического проектирования предприятий промышленности нерудных строительных материалов .- Л. 1977)

4. Справочник по добыче и переработке нерудных строительных материалов (Под ред. В.Я. Важулевича. - Л. 1975)

5. Исскуственные пористые заполнители и бетоны на их основе. Справочное пособие. (Под ред. Ю.П. Горлова - М. 1987)

6. ГОСТ 8267-93 Межгосударственный стандарт «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия».

7. Олиин В.С Переработка нерудных строительных материалов, М. 1988

8. В.Н Плосконосов Методические указания к выполнению курсовой работы на тему: «Заполнители бетона».- Брест. 2003

Размещено на Allbest.ru

...