Завод по производству шлакощелочного вяжущего производительностью 600 тыс. тон в год

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Воронежский Государственный

Архитектурно-Строительный университет

Кафедра технологии строительных изделий и конструкций

Пояснительная записка

К комплексному курсовому проекту по дисциплинам «Вяжущие вещества», «Процессы и аппараты», «Механическое оборудование»

на тему: «Завод по производству шлакощелочного вяжущего производительностью 600 тыс. тон в год»

Выполнил студент с-231Б гр.

Лисунов С.С.

Воронеж 2014г.

Содержание

Введение

1. Характеристика выпускаемой продукции

2. Характеристика района строительства

3. Характеристика сырьевых материалов

4. Обоснование общей технологии производства выпускаемой продукции и видов основного оборудования

5. Определение режима работы предприятия, укрупненный расчет производственной программы. Разработка функциональной, технологической схем производства вяжущего

6. Выбор и расчет технологического и транспортного оборудования

6.1 Выбор и расчет оборудования по линии подготовки трепела

6.2 Выбор и расчет оборудования по линии подготовки шлака

6.3 Выбор и расчет оборудования по линии Na₂C0₃

6.4 Выбор и расчет оборудования помольного отделения

7. Параметрический расчет аппарата

7.1 Выбор типа сушильного барабана

7.2 Формирование исходных данных для расчета

7.3 Расчет процесса горения топлива и параметров продуктов горения на входе в сушилку

7.4 Представление процесса сушки на 1-х диаграмме

7.5 Определение параметров сушильного барабана

7.5.1 Определение интенсивности процесса сушки и объема сушильного барабана

7.5.2 Определение геометрических размеров барабана и выбор серийной марки оборудования

7.6 Выбор и расчет вспомогательных устройств

7.6.1 Выбор и расчет циклонов и фильтров

7.6.2 Выбор и расчет дымососа

8. Разработка технологического регламента

9. Расчет материальных потоков, уточненный расчет производственной программы

10. Выбор типов и расчет емкости складов сырья и готовой продукции

11. Организация контроля производства и качества готовой продукции

12. Мероприятия по технике безопасности, охране труда и защите окружающей среды

13. Оценка эффективности решений, принятых в проекте

Список использованной литературы

Введение

В настоящее время существует огромное количество разнообразных вяжущих, но в строительстве применяются только часть из них. Их называют строительными вяжущими веществами и делят на две основные группы: органические и неорганические.

Строительными минеральными вяжущими веществами называют порошковые материалы, которые после смешивания с водой образуют массу, постепенно затвердевающую и переходящую в камневидное тело.

Целью данного проекта является разработка завода по производству шлакощелочного вяжущего, которое может применяться для изготовления неавтоклавных ячеистых бетонов, широко применяемых в современном строительстве. Основное сырье для производства этого вяжущего - шлак. Шлакощелочное вяжущее - одно из эффективных веществ по простоте технологии, затратам топлива, электроэнергии и труда, а также по показателям капиталовложений.

1. Характеристика выпускаемой продукции

Шлакощелочное вяжущее - бесклинкерное вяжущее вещество, основой для производства которых являются отходы металлургической и химической промышленности (шлаки металлургических производств и соединения щелочных металлов) и добавки. Свойства шлакощелочных вяжущих можно регулировать, изменяя вид щелочного компонента и его расход, а также вводя добавку.

Истинная плотность шлакощелочного цемента 2,5-2,7 г/смі и зависит в основном от вида шлака.

Водопотребность этого вяжущего на 25-30% ниже, чем у вяжущего на основе портландцемента при равной подвижности. Также характеризуется пониженным тепловыделением при твердении и высокой интенсивностью набора прочности, что даёт получить необходимую для распалубки прочность в течение 12-14 часов.

Прочность шлакощелочного вяжущего выше, чем у вяжущих на основе портландцемента и может достигать 120МПа. Так же они отличаются большей морозо- и коррозийной стойкостью. Все остальные характеристики соответствуют ГОСТам на цементы.

Прочность и скорость твердения шлакощелочного вяжущего возрастает при увеличении тонкости помола шлака и введения в качестве добавки трепла. При тепло-влажностной обработке (ТВО) бетоны на этом цементе через 5-6 часов приобретают прочность, достигаемую при твердении в нормальных условиях в течение 1 месяца.

Прочность щлакощелочного вяжущего при твердении в воздушно-сухой среде обычно ниже чем при твердении при ТВО. На прочность ШЩВ оказывает влияние, как тонкость помола шлака, так и растворошлаковое отношение и вид активизатора.

Основными продуктами гидратации шлакощелочных вяжущих, обуславливающими их высокие эксплуатационные характеристики (прочность, морозостойкость и т.д.) являются низкоосновные гидросиликаты кальция, щелочно- и щелочноземельные гидроалюмосиликаты типа цеолитов и слюд и т.д. При твердении на воздухе бетоны на этих цементах следует оберегать от преждевременного высыхания.

Сохранность стальной арматуры в бетоне на шлакощелочном цементе такая же, что и в бетонах на шлаковом портландцементе со значительным содержанием шлака (до 60-70%).

Морозостойкость шлакощелочного вяжущего вследствие его пониженной водопотребности выше, чем у портландцемента: она достигает обычно 500-700 циклов замораживания и оттаивания, поэтому шлакощелочное вяжущее можно применять для изготовления наружных стеновых и других ограждающих конструкций, а также тех частей гидротехнических сооружений, которые подвергаются частым периодическим воздействиям замораживания и оттаивания.

Шлакощелочной цемент используют в различных строительных бетонах (тяжёлых, ячеистых). Особенно целесообразно изготовлять из него разнообразные изделия (блоки) ячеистого бетона для жилищно-гражданского строительства на заводах с использованием ТВО, что повышает прочность изделия при небольшой средней плотности (500-700 кг/мі). Такой ячеистый бетон можно использовать и как конструкционный, и как теплоизоляционный материал. Важным преимуществом изделия из пенобетона - однослойность и монолитность, что делает их в процессе эксплуатации более стойкими к воздействию механических усилий, влаги, перепада температур, усадочных и расширяющих деформаций.

Внедрение технологии производства шлакощелочного вяжущего позволит рационально использовать минеральные, топливные и энергетические ресурсы; улучшить физико-механические и эксплуатационные свойства изделий.

2. Характеристики района строительства

В данном проекте исследуется завод по производству шлакощелочного вяжущего. Это завод должен находиться вблизи железной дороги или к нему должна проводиться отдельная линия для подвоза сырьевых материалов. Завод должен располагаться вблизи места добычи (производства) основного сырьевого материала шлака, поэтому его следует строить в липецкой области. Шлак доставляется с Новолипецкого металлургического завода, который находится в г. Липецке, что делает доставку шлака экономичней.

3. Характеристика сырьевых материалов

Основными материалами для шлакощелочного вяжущего вяжущего является шлак, щелочной активизатор Na2CO3 и в качестве кремнезёмистого компонента кремнезём аморфный (трепел).

Химический и минеральный состав шлаков в зависимости от состава пустой породы руды, топлива, вида выплавляемого металла и особенностей металлургического процесса, условий сжигания топлива и, наконец, условий охлаждения колеблется в широких пределах. Многие разновидности металлургических, особенно доменных, шлаков по химическому составу приближаются к портландцементу и глинозёмистому цементу.

Железные руды наряду с оксидами железа содержат то или иное количество примесей (кварцевый песок, глина, карбонаты кальция и магния, соединения фосфора и серы и др.), называемые в совокупности постой породой. Некоторые из них (соединения фосфора и серы) вредно отражаются на качестве чугуна. Неорганические примеси есть и в топливе, загружаемом в домну для плавления руды. Поэтому в процессе доменного производства необходимо не только восстановить из оксидов железо, но и освободить его от примесей, вносимых с рудой и топливом.

В процессе плавки карбонаты вступают в химическое взаимодействие с компонентами пустой породы и минеральной части топлива, причем образуются легкоплавкие силикаты и алюмосиликаты кальция и магния. При 1400--1500°С эти соединения плавятся и в виде шлакового расплава, скапливающегося вследствие меньшей плотности над слоем чугуна, выпускаются из доменной печи. При выплавке 1 т чугуна на коксе в среднем получается 0,5--0,7 т шлака.

Химический состав доменных шлаков зависит от состава руды, плавней, вида применяемого топлива и выплавляемого чугуна (табл. 1).

Таблица 1. Средний химический состав доменных шлаков

Завод	Содержание, %
	SiO2	ai2o3	FeO	МnО	СаО	MgO	SO3	M0	Mб
Липецкий	38,6	8,6	0,7	1,1	42	7,2	0,1\1,5	1,04	0,23

Как правило в состав доменных шлаков входят оксиды CaO, Si0₂, А1₂0₃, MgO, FeO и сернистые соединения CaS, MnS, FeS, а иногда ТiO₂ и соединения фосфора. В незначительных количествах встречаются в шлаках и другие оксиды, существенно не влияющие на их свойства. Преобладающими в доменных шлаках являются CaO, Si0₂, А1₂0₃ и отчасти MgO, суммарное содержание которых достигает 90--95 %.

По химическому составу доменные шлаки отличаются от портландцементного клинкера лишь соотношением некоторых компонентов. Шлаки содержат повышенное количество кремнезема, частично глинозема и меньше оксида кальция. Быстроохлажденные стекловидные доменные шлаки в зависимости от их химического состава способны в тонкоизмельченном состоянии взаимодействовать с водой и твердеть подобно портландцементу (при введении активизаторов).

В зависимости от коэффициента качества и химического состава шлаки разделяют на три сорта (табл.2).

Таблица 2. Характеристика шлаков.

Показатель	Нормы для сортов
	1-го	2-го	3-го
Коэффициент качества не менее	1,65	1,45	1,2
Содержание, %:
А12Оз не менее	8	7,5	Не нормируется
MgO не более	15	15	15
ТiO2	4	4	4
МnО	2	3	4

Доменный гранулированный шлак Новолипецкого мк, согласно ГОСТ 3476-74 он относится к третьему сорту (К_лип р 1,41), по основности -- к основным (M_Q 1,03), по количественному содержанию отдельных оксидов является известковым. Доменный гранулированный шлак в результате своего специфического строения обладает скрытыми возможностями по увеличению гидравлической активности, которые проявляются при определенной температуре сушки.

Причина увеличения гидравлической активности, заключается в процессах, происходящих со шлаковым стеклом в результате его термообработки. В доменных гранулированных шлаках не допускается наличие плотных кусков и посторонних примесей. Химический анализ шлаков проводят по ГОСТ 5382--73.

Влажность доменного гранулированного шлака 5-7%, тонкость помола должна соответствовать удельной поверхности не менее 3000 см²/г. [1]

Трепел - это природная активная минеральная добавка осадочного происхождения.

Таблица 3. Средний химический состав трепела, Содержание, в %

Si02	А1203	Fe203	СаО* MgO	Щелочи	П.П.П	S02	Активность мг,(по ГОСТ 6289-70)
83,1	8,2	2,7	2,5	--	2,2	--	371

Трепел представляет собой легкие пористые малопрочные породы светло-серого или желтовато-серого цвета, окрашенные иногда в темные тона органическими примесями. Эта порода часто перемешана с песком, глиной и карбонатными породами и т.п.

Средняя плотность трепла в кусках в зависимости от степени уплотнения и содержания указанных примесей обычно колеблется в пределах от 400 до 1000 кг/мі.

Истинная плотность трепла колеблется в пределах от 1,8 до 2,4 г/смі.

Природная влажность этих пород значительно колеблется в зависимости от времени года, погоды и глубины залегания. У чистых трепелов зимой и осенью влажность может достигать 30-40 и даже 50%, снижаясь потом до 15-25% (по массе сухого материала). Более плотные разновидности характеризуются меньшей влажностью. Искусственно высушенный трепел в силу своей гигроскопичности при хранении в воздушной среде

Постепенно увлажняется до 5-10% и более в зависимости от относительной влажности воздуха. Трепел при размешивании с водой распускается, давая трепельное молоко или тесто.

Трепелы состоят в основном из скоплений водного кремнезёма размером 2-5 мкм.[1]

Активность трепла обусловлена высоким содержанием в нём водного кремнезёма, частицы которого характеризуются большой дисперсностью. Активность возрастает с повышением тонкости помола трепла.

Предел прочности при сжатии трепла - 10-30 МПа; насыпная плотность - 1000 кг/мі.

В нашем проекте мы используем нижнедевицкий трепел (Воронежская область) следующего химического состава: 83,1% кремнезёма, 10,9% глинозёма, 2,5% оксидов кальция и магния, п.п.п. 2,2%. Активность нижнедевицкого трепела (по качеству СаО, поглощённого 1 т из водного раствора извести в течение 30 суток) составляет 371 мг (ГОСТ6289).

Na2CO3 - сода кальцинированная техническая ГОСТ 5100-85, один из главных продуктов основной химической промышленности. Представляет собой порошок белого цвета. При хранении на воздухе гидратируется, поэтому соду упаковывают в мягкие специализированные контейнеры разового использования или в четырех-, пятислойные бумажные мешки.

4. Обоснование общей технологии производства продукции, видов основного оборудования

Производство шлакощелочного вяжущего состоит из следующих основных операций: доставки шлака, трепела и активизатора на склад сырья, дробления и сушки трепела, сушки шлака, складирования подготовленных материалов, дозирование материалов перед помолом, помол шлака и трепела с добавлением щелочного активизатора (Na2C03), складирование и отправку потребителю готового вяжущего. Трепел, щелочной компонент и шлак хранят в закрытых складах.

Шлак крупностью до 1 мм и влажностью 5% доставляют с Новолипецкого металлургического завода в полубункерный шатровый склад. Трепел и Na₂C0₃ закупаются в качестве добавки в необходимых количествах. Для складирования трепела крупностью до 300 мм и влажностью 20% применяется склад под навесом с разгрузкой мостовым краном с грейферным захватом. Na₂C0₃ в виде порошка доставляется в бумажных мешках и складируется на крытом складе.

С учетом экономической эффективности доставка трепала и Na₂C0₃ осуществляется железнодорожным транспортом.

Сушка шлака. При изготовлении шлакощелочного вяжущего шлаки сушат в сушильных барабанах. Питание сушильного барабана влажным шлаком производится равномерно, не допуская недогруза и перегруза барабана.

Дробление трепела. Так как трепел является сравнительно мягким и влажным материалом, то его дробление производят в самоочищающихся молотковых дробилках с подсушкой.

Совместный помол. Для тонкого помола отдозированных шлака и трепела применяется трубная мельница.

Хранение и отгрузка вяжущего. Вяжущее, выходящее из помольной установки, с помощью пневмотранспорта перемещается на хранение на склад готовой продукции. Хранят его в железобетонных силосах. Шлакощелочное вяжущее отправляется потребителям в насыпном виде в саморазгружающихся вагонах, в контейнерах и в автоцементовозах. Сравнительная простота технологии определяет высокую технико-экономическую эффективность данного вяжущего.

5. Определение режима работы предприятия, укрупненный расчет производственной программы

Под режимом работы понимается количество рабочих дней в году, продолжительность и число рабочих смен для подразделения предприятия. В данном курсовом проекте завод по производству шлакощелочного вяжущего имеет в своём составе периодически действующие агрегаты, следовательно, здесь предусматривается двухсменная работа с остановкой оборудования, проведения капитального ремонта, на выходные и праздники.

При двухсменном прерывном режиме работы годовой фонд времени предприятия рассчитывается по формуле:

Тф.пр= (365 - m)•2•8, [ч/год],

где m - число выходных и праздников в году, m= 113 дней в году.

Тф.пр. = (365 - 113)• 2•8 = 4032 ч/год.

Зная режим работы предприятия, выполняется расчёт производственной программы по выпуску вяжущего (таблица 4).

Для определения годового фонда времени работы технологического оборудования Т_ф._об. необходимо учесть время на текущий ремонт и плановые остановки оборудования.

Тф.об.=0,945•Т_ф.пр=0,945•4032=3810,24

Таблица 4. Производственная программа предприятия по выпуску вяжущего вещества.

Наименование выпускаемой продукции	Выпуск продукции, т
	в год	в сутки	в смену	в час
Шлакощелочное вяжущее	600000	2380,95	1190,48	148,81
Шлак (82%)	492000	1952,38	976,19	120,02
Трепел (10%)	60000	238,10	119,05	14,88
Na2C03 (8%)	48000	190,48	95,24	11,9

Расчет производственной программы по сырью (табл. 5) производится с использованием показателей, характеризующих потери массы исходного сырья по ходу технологического процесса.

Различают следующие виды потерь:

• Механические - связаны с транспортированием материалов (просыпи, безвозвратный пылеунос и др.). В проекте величину механических потерь ориентировочно принимаем равной 2%.

• Массообменные - связаны с удалением свободной влаги из исходного сырья.

• Химические - связаны с термическим разложением исходного сырья и удалением летучих газов или химически связанной воды.

Технологические - учитывают возможное отделение включений в сырье. Потери по шлаку:

Массообменные - 5%, механические - 2%.

? n= 5+2= 7%

где ? n - сумма потерь, % Потери по трепелу:

Массообменные - 20%, механические - 2% ? n =20+2-22%

По нормам технологического проектирования изделий для получения 1 тонны шлака требуется 1,07 т сырья, для получения 1т трепела - 1,22т сырья.

Таблица 5. Производственная программа предприятия по выпуску сырья

Вид сырьевого компонента	Расходы, т
	в год	в сутки	в смену	в час
Шлак	526440	2089,05	1044,52	130,57
Трепел	73200	304,76	152,34	19,05
Na2C03	48000	190,48	95,24	11,9



Рисунок 1. Функциональная схема производства шлакощелочного вяжущего.

Трепел Na₂C0₃

Рисунок 2. Технологическая схема производства шлакощелочного вяжущего.

6. Выбор и расчет технологического и транспортного оборудования

6.1 Выбор и расчет оборудования по линии подготовки трепела

Дробление является первым этапом измельчения, под которым понимается разделение твердого тела на части меньших размеров. Процесс дробления может осуществляться в одну, две и так далее стадий в зависимости от степени измельчения материала, для определения которой необходимо знать максимальную крупность куска исходного материала и конечного продукта.

Для дробления на первой стадии применяются дробилки: щековые, конусные, ударного действия, валковые, на последующих стадиях конусные среднего и мелкого дробления, ударного действия, валковые. Поскольку трепел является влажным материалом (w=20%), то для его дробления применяют роторную самоочищающуюся дробилку с подсушкой. По коэффициенту измельчения можно определить во сколько стадий будет протекать дробление трепела:

i

Для исходного материала (трепла) коэффициент измельчения рекомендованный практикой для одностадийного дробления с использованием молотковой дробилки составляет 8-10.

Таким образом, дробление будет происходить в одну стадию.

В состав узла дробления входят: бункер приёма исходного материала-1, пластинчатый питатель-2, дробилка-3, ленточный конвеер-4.

Выбор дробилки производится по двум основным параметрам - производительности (Q = 19,05 м³/ч) и наибольшего куска материала (Д_mах = 300 мм), поступающего на дробление.

Для дробления трепела была выбрана роторная дробилка марки СМЦ-209.

Таблица 6. Технические характеристики роторной дробилки СМЦ-209.

Наименование	Показатели
Размеры ротора, мм :
диаметр	1600
длина	1650
Наибольший размер загружаемого материала, мм	300
Размер материала после измельчения, мм	0-40
Влажность материала, %:
начальная	20
конечная	5
Частота вращения эксцентрикового вала, мин-1	500
Производительность, т/ч	100
Электродвигатель:
мощность, кВт	150
Масса без электродвигателя, т	55

Емкость и тип приемного бункера зависит от вида загрузочного устройства, крупности кусков материала и типа питателя. Он выполняется с наклонными боковыми и задней стенками. Угол наклона стенок 50ч60⁰. Выходное окно из бункера должно иметь высоту в 2,5-3 раза больше размеров кусков материала:

Н=2,5 •300=750мм.

Нормальная работа дробилок обеспечивается комплексом вспомогательного оборудования, которое должно подбираться в соответствии с типом и видом дробилки.

Пластинчатый питатель подбирается в зависимости от загрузочного отверстия дробилки и от производительности (Q = 19,05 м³/ч). Ширина нижнего отверстия должна быть не менее двух максимальных размеров кусков материала и составляет примерно 0,8 ширины ленты питателя, подобранного в зависимости от дробилки. Ширина нижнего отверстия бункера:

В =0,8• В_ленты = 0,8 • 800 = 640 мм.

Таблица 7. Техническая характеристика пластинчатого питателя СМ- 97Б.

Наименование	Показатели
Производительность, м3/ч при горизонтальном положении (в зависимости от скорости)	28; 35; 44; 6; 54
Ширина ленты, мм	800
Длина ленты, мм	6000-7000
Угол наклона ленты, град	0-25
Мощность электродвигателя, кВт	4,5
Частота вращения, мин-1	1440
Масса питателя, т	8,4
Габаритные размеры, мм
- длина	7120
- ширина	2700
- высота	1300

Необходимую вместимость приёмного бункера можно определить по формуле:

V6=k•Q, м3

где V₆- вместимость приёмного бункера, м³

k - коэффициент запаса (ч) k =3

Q - заданная производительность трепела

V₆ = 3•19,05=57,15 м³

После дробления материал крупностью 0-40 мм попадает на ленточный конвейер. Ширина ленты:

В=1000 •

ц₁- угол насыпки материала, зависящий от угла естественного откоса материала ц₁ =0,35• ц₀

ц₀=20

F - площадь поперечного сечения материала на ленте, м², определяется по зависимости:

где Q - расчетная производительность, м³/ч

V - скорость движения ленты, м/с, зависящая от вида транспортируемого материала и ширины ленты - 1,5 м/с.

С - коэффициент принимаемый в зависимости от угла наклона конвейера, величина которого зависит от вида транспортируемого материала Q=19,05 м³/ч; V=1,5м/с (по таблице 38/4/); С=1 (по таблице 39/4/).

В=1000 • =139,83мм

Должно соблюдаться соотношение:

B?3,3•dmax+200 мм,

где dmax - максимальный размер кусков транспортируемого материала, 40мм

В?3,3•40+200= 332 мм Стандартная ширина ленты равна 400мм.



Рисунок 6. Ленточный конвейер.

Диаметр головного хвостового барабана конвейера определяется в зависимости от количества прокладок в ленте:

приводной барабан:

Д_пр=(125-150)•i, мм

хвостовой барабан:

Дхв=(75-100)•i,мм

i - количество прокладок принимается по таблице 41/4/, i=3-5.

Dnp=150•5=750 мм; Dxв = 100•5=500 мм;

По расчетным значениям принимается стандартное значение диаметров барабана:

Dnp=1000 мм; Dxв=500 мм;

Длина барабанов:

Lв=B+(100ч150), мм

где В - стандартная ширина ленты - 500 мм.

Lв=500+125=625 мм

щ=0.25 - коэффициент сопротивления принимается по таблице 43/4/, в зависимости от длины ленты (подбирается по приложению «компоновочного решения дробильно-сортировочного узла» исходя из масштаба L=11м).

Gm=F • L • г

F=3,5•10-3 м2; L=11м; г=1000кг/м3

G_m =3,5•10^-3 • 11•1000=38,5кг,

Принимаем электродвигатель серии 4А: 4А 90 L293 и редуктор Ц2С.

Для транспортировки материала из дробильного узла применяются ковшовые элеваторы. Существуют быстроходные и тихоходные элеваторы, классификация которых обусловлена способом загрузки и разгрузки материалов. Выбор типа элеватора, а также наполнения и разгрузки зависит от механических свойств материалов. Для транспортирования абразивных и крупнокусковых материалов целесообразно применять элеваторы быстроходного типа с центробежной самотечной разгрузкой, следовательно, для транспортировки трепела применяются элеватор с глубоким типом ковша.

Ориентируясь на расчётное значение производительности (Q= 19,05м3 /ч) выбираем типоразмер элеватора для трепла ЭЛГ-200.

Таблица 8 - Типоразмеры и основные параметры элеватора.

	ЭЛГ-200
Способ разгрузки	Центробежные самоточные
Расположение ковшей	С расставленными ковшами
Тип ковшей	Глубокие с цилиндрическим днищем
Ширина ковша, мм	200
Емкость ковшей, л	2,0
Шаг ковшей, мм	300
Скорость движения м/с	1,0-1,6
Производительность, м3/ч	14-23
Ширина ленты, мм	200
Длина приводного барабана, мм	250

Мощность электродвигателя определяется по формуле:

где Q - производительность элеватора, т/ч

Н- высота подъема материала

R - коэффициент вредных сопротивлений

з- кпд привода

г- объемная плотность материала, т/м³

Принимаем электродвигатель закрытый обдуваемый: 0,55кВт 4А7166УЗ. Из элеватора материал подается в приемный бункер перед помолом.

Применяется пирамидальный бункер.

Рис. 7

Угол наклона стенок бункера и течек к горизонту должен быть не менее 50°.

Емкость бункера определяется по формуле:

В_ч - количество материала выходящего из бункера; ф - время, на которое задается запас (2-Зч); к1=0.9 - коэффициент заполнения.

V=h₂•b²+h₁/3•(b²+a•b+a²), i³

где h₁ - высота пирамидальной части,

h₂ - высота призматической части,

а,а₁ - размеры выпускных отверстий,

b,b₁ - размеры призматической части бункера.

a = k•(dmax+80)-tgц

где k =2,4

ц=45, угол естественного откоса материала в покое (таблица 60/4/)

а = 2,4•(40 + 80)• tg45°=0,Зм

Углы наклона стенок и ребер бункера к горизонту:

для стенок:

б=ц+(5…10)

б=45+8=53°

для рёбер:

б₁=с+(5…10)

с - угол трения материала, определяемый из соотношения:f = tgp, где f- коэффициент трения f =0,84 (таблица 60 /4/)

б₁ =40,03 + 8 = 48,03° Высота пирамидальной части бункера:



Высота призматической части бункера:

, м

Для непрерывной подачи трепела в мельницу под бункером устанавливается тарельчатый питатель марки Д-160

Таблица 9 - Техническая характеристика тарельчатого питателя Д-160

Параметры	Д-160
Диаметр тарелки,м	1,6
Частота вращения тарелки, с-1	0,11
Производительность, i 3/ч	25,0
Мощность электродвигателя, кВт	2,8
Габаритные размеры, м:
Длина	2,24
Ширина	1,6
Высота	0,7
Масса,т	1,28

6.2 Выбор и расчет оборудования по линии подготовки шлака

На современных заводах строительных материалов для сушки сырья применяются сушильные барабаны, вихревые сушилки, сушилки с кипящим слоем, дробилки-сушилки. В данном курсовом проекте высушиваемым материалом является шлак. Для этого материала наиболее широко применяются прямоточные сушильные барабаны.



Рис. 8

Расчёт сушильного аппарата для сушки шлака приведён в пункте 6.4., где были установлены основные характеристики сушильного барабана. По этим значениям можно подобрать сушильный барабан заводской марки. В таблице 10 приведены технические характеристики сушильного барабана, выбранного для сушки шлака.

Таблица 10. Технические характеристики сушильного барабана.

Элементы характеристик	Размеры барабана, м 2,8 х 14
Высушиваемый материал	Шлак
Влажность, %: начальная - конечная	8 -2
Максимальная крупность кусков материала, мм	50
Частота вращения барабана, мин-1	2...6
Рабочий объем, i3	88
Номинальная нагрузка на опору, кН	630

Для транспортировки шлака из сушильного барабана применяется ковшовый элеватор. Ориентируясь на расчетное значение производительности (Q=145,178м /ч) выбираем типоразмер элеватора для шлака Э2ЦО-900

Таблица 11 - Типоразмеры и основные параметры элеватора

	Э2ЦО-900
Способ разгрузки	самоточные
Расположение ковшей	С сомкнутыми ковшами
Тип ковшей	Остроугольные с боковыми направляющими
Ширина ковша, мм	900
Емкость ковшей, л	130,0
Шаг ковшей, мм	630
Скорость движения м/с	0,32-0,5
Производительность, м? /ч	100-160
Шаг цепи, мм	500-630

Мощность электродвигателя определяется по формуле:

где Q - производительность элеватора, т/ч

Н- высота подъема материала

R - коэффициент вредных сопротивлений

- кпд привода

- объемная плотность материала, т/м³

Из элеватора материал подается в приемный бункер перед помолом. Применяется пирамидальный бункер. Угол наклона стенок бункера и течек к горизонту должен быть не менее 50°. Емкость бункера определяется по формуле:

В_ч - количество материала выходящего из бункера;

ф - время, на которое задается запас (2-Зч);

к₁=0.9 - коэффициент заполнения.

V=h₂•b²+h₁/3•(b²+a•b+a²), i³

где h₁ - высота пирамидальной части,

h₂ - высота призматической части,

a - размеры выпускных отверстий,

b - размеры призматической части бункера.

a=k • (d_max + 80) •tgц

где k=2,4

ц=45, угол естественного откоса материала в покое (таблица 60/4/)

а = 2,4 • (l + 80) • tg45° =0,2M

Углы наклона стенок и ребер бункера к горизонту:

для стенок:

б = ц + (5…10)

б = 45 + 8 = 53°

для ребер:

б₁ = с + (5…10)

с - угол трения материала, определяемый из соотношения: f = tgс, где f- коэффициент трения f =0,84 (таблица 60 /4/)

б₁=40,03 + 8 = 48,03°

Высота пирамидальной части бункера:

Высота призматической части бункера:



6.3 Выбор и расчет оборудования по линии Na2C03.

Емкость бункера для Na₂C0₃ определяется по формуле:

В_ч - количество материала выходящего из бункера;

ф - время, на которое задается запас (2-3ч);

к₁ =0.9 - коэффициент заполнения.

V = h2 •b2+h1 /3•(b2 +a•b + a),i3

где h₁ - высота пирамидальной части,

h₂ - высота призматической части,

a - размеры выпускных отверстий,

b - размеры призматической части бункера.

а = k • (dmax + 80) • tgц

где к=2,4

ц=45, угол естественного откоса материала в покое (таблица 60/4/)

a = 2,4 • 80 • tg45° =0,2м

Углы наклона стенок и ребер бункера к горизонту:

для стенок:

б = ц + (5…10)

б = 45 + 8 = 53°

для ребер:

б₁ = с + (5…10)

с - угол трения материала, определяемый из соотношения: f = tgс, где f -коэффициент трения f =0,84 (таблица 60 /4/)

б₁=40,03 + 8 = 48,03°

Высота пирамидальной части бункера:

Высота призматической части бункера:

Для непрерывной подачи Na₂C0₃ в мельницу под бункером устанавливается тарельчатый питатель марки ДЛ-12А.

Таблица 12 Техническая характеристика тарельчатого питателя ДЛ- 12А

Параметры	ДЛ-12А
Диаметр тарелки,м	1,3
Частота вращения тарелки, с-1	0,08
Производительность, м3 /ч	15,0
Мощность электродвигателя, кВт	1,7
Габаритные размеры, м:
Длина
Ширина
Высота	1,34
Масса, т	1,33

В связи с производственной рациональностью целесообразно транспортировать в мельницу соду, шлак и трепел наклонным ленточным конвейером.

В₁=1000 •

ц₁=0,35 •ц₀

ц₀=18

где Q- производительность, мі/ч : соды Q= 11,9 мі/ч, для трепла Q= 19,05 мі/ч, для шлака Q= 145,078 мі/ч

? производительностей компонентов Q' = 176,028 мі/ч

V = 1,6 м/с, C= 0,85

Должно соблюдаться соотношение:

B?3,3•dmax+200 мм,

где dmax - максимальный размер кусков транспортируемого материала, 40мм

В?3,3•40+200= 332 мм

В₁=1000 •

Принимаем В=500 мм - стандартная ширина ленты.

Диаметр головного хвостового барабана конвейера определяется в зависимости от количества прокладок в ленте:

приводной барабан:

Д_пр=(125-150)•i, мм

хвостовой барабан:

Дхв=(75-100)•i,мм

i - количество прокладок принимается по таблице 41/4/, i=3-5.

Dnp=150•5=750 мм; Dxв = 100•5=500 мм;

По расчетным значениям принимается стандартное значение диаметров барабана:

Dnp=1000 мм; Dxв=500 мм;

Длина барабанов:

Lв=B+(100ч150), мм

где В - стандартная ширина ленты - 500 мм.

Lв=500+125=625 мм

Мощность привода ленточного конвейера определяется по формуле:

где G_m - масса материала на ленте, кг

V= 1,5м/с - скорость движения ленты

б - угол наклона конвейера (б=20?)

К = 0,23 - коэффициент пропорциональности по таблице 42/4/

щ=0.25 - коэффициент сопротивления принимается по таблице 43/4/, в зависимости от длины ленты (подбирается по приложению «компоновочного решения дробильно-сортировочного узла» исходя из масштаба L=12м).

Gm=F • L • г

F=0,031 м2; L=12м; г=1450кг/м3

G_m =0,031 • 12•1450=55,82кг,

Принимаем электродвигатель серии 4А: 4А 90 L293 и редуктор Ц2С.

6.4 Выбор и расчет оборудования помольного отделения

В промышленности строительных материалов тонкому измельчению (помолу) подвергаются различные сырьевые материалы. В зависимости от свойств материала и требований к конечному продукту применяются мельницы разнообразных конструкций: барабанные, кольцевые, валковые, вибрационные, ударного действия (шахтные и корзинчатые), самоизмельчения и струйные.

Рис. 9

Наибольшее применение для помола строительных материалов имеют барабанные мельницы. В зависимости от соотношения длины и диаметра барабана они называются шаровыми (L/D < 3) и трубными (L/D >3). Эти мельницы могут быть периодического и непрерывного действия, работающие по открытому и замкнутому циклу.

Барабанные мельницы обычно работают в сочетании с дозирующим, транспортным, классифицирующим оборудованием, образуя единый технологический процесс.

Для выбора конкретного оборудования, входящего в состав измельчительной установки, необходимо составить технологическую схему цепи аппаратов, расположив всё оборудование в технологической последовательности. Выбор конкретной барабанной мельницы производится по данным таблицы, ориентируясь на расчётную производительность и с учетом необходимой тонкости помола. С учетом необходимой тонкости помола (остаток на сите 008 до 10%), мельница работает по отрытому циклу (на проход). В таблице 13 приведены технические характеристики для выбранная трубной многокамерной мельницы.

Таблица 13. Технические характеристики трубной многокамерной мельницы для тонкого помола вяжущего.

Элементы характеристики	2.6 х 13 (сухое измельчение)
Диаметр барабана, мм	2600
Длина барабана, мм	13000
Частота вращения барабана, мин?1	16
Количество камер	4
Ориентировочная производительность, т/ч (по шлаку)	26-120
Масса мелющих тел, т	70
Мощность электродвигателя, кВт	820
Масса мельницы (без двигателя и шаров), т	137

Производительность мельницы определяется по эмпирической формуле:

Q= 6,45 • V • (G/V)^0.8 • q • K • 1,15, т/ч

где V-рабочий объём мельницы, V = р • D • h/4 = 3,14 • 2,6² • 13/4 = 69м³; D - диаметр барабана в свету, D = 2600мм = 2.6м; G - масса мелющих тел, т;

L - длина барабана, м

ц=0.3 - коэффициент загрузки мелющих тел, г=4.5т/мі - объемная плотность мелющих тел,

q - удельная производительность мельницы в зависимости от вида размалываемого материала и вида помола, т/кВт-ч, принимается по таблице, q = 0.04;

К -- поправочный коэффициент на тонкость помола, К= 0,86.

Q= 6,45 • 69 • (93,13/69)^0.8 • 0,04 • 0,86 • 1,15=6,8 т/ч

Мощность привода шаровых мельниц определяется по формуле:

мин^-1

з- к.п.д. привода(з=0.9)

К мельнице подбираем электродвигатель серии 4А: 4А 90L293 и цилиндрический редуктор общего назначения Ц2С.

Из порошкообразное вяжещее транспортируется на склад готовой продукции пневмотранспортом. Пневматический транспорт применяется для транспортирования сыпучих материалов. Приведённая длинна трубопровода рассчитывается по зависимости:

L_пр = ? L_r + ? L_B + ? L_эк + ? L_эп , м,

где ? L_r - сумма длин горизонтальных участков, м

? L_B - сумма длин вертикальных участков, м

? L_эк - сумма длин эквивалентных количеству колен под углом 90?, м

? L_эп - сумма длин эквивалентных количеству переключателей.

Для одного двухходового переключателя ? L_эп = 8м.

L_пр = 87 + 28 + 4•8 + 8•8 = 211м.

Определение расходов воздуха Gв производится по расчётной производительности установки и весовой концентрации аэросмеси.

Gв = Q / (3,6 • с_в • м) , мі/с.

Q - расчётная производительность установки, т/ч (Q = 78,74 т/ч)

с_в - плотность воздуха при нормальном атмосферном давлении, с_в = 1,2 кг/мі.

м - массовая концентрация смеси (м = 40).

Gв = 78,74 / (3,6 • 1,2 • 40) = 0,456 мі/с.

Рабочая скорость потока: V_р = 20 м/с (табличное значение)

Определяем внутренний диаметр трубопровода:

D_вн = 1000 • = 1000 •

По таблице принимаем стальную бесшовную трубу с наружным диаметром 194 мм и толщиной 5 мм. По таблице подбираем пневмовинтовой насос, ориентируясь на производительность и дальность транспортировки материала.

Таблица 14. Характеристика пневмовинтового насоса.

Производительность, т/ч	110
Приведенная дальность подачи, м по вертикали, м	230 30
Рабочее давление в смесительной камере, кПа	2
Диаметр транспортируемого цементопровода, мм	250
Расход сжатого воздуха, м3/мин	38
Установленная мощность привода, кВт	110
Масса, кг	2900

Для хранения готовой продукции предусматриваются силосы-цилиндры с днищем, оборудованным разрыхляющими устройствами, выбор которых осуществляется в зависимости от суточной производительности завода. Вместимость силосного склада:

V =

А - суточная производительность завода (А=2380,95т)

С_н - число суток нормативного запаса (С_н=3 суток)

с = 1,2 - плотность вяжущего вещества.

V =

Исходя из полученной вместимости склада, подбираются 2 прирельсовых склада 409-29-66, техническая характеристика приведена в таблице 15.

Таблица 15. Техническая характеристика 409-29-66.

Параметры	409-29-66
Число силосов	6
Вместимость склада, т	4000
Годовой грузооборот, тыс.т.	300
Установленная мощность, кВт	482
Наибольший расход сжатого воздуха, м3/ч	3400
Число обслуживающих	6

Принимаем диаметр силоса 8м.

Высота:



Количество силосов - 12 штук.

шлак вяжущее топливо сушильный

7. Параметрический расчёт аппарата

Параметрический расчёт предусматривает определение физических и геометрических параметров, обеспечивающих заданные производительность аппарата и качество получаемого продукта при минимальных затратах сырья и энергии. К физическим параметрам можно отнести температуру, влажность и давление в аппарате, скорости перемещения рабочих органов, скорости газовых и жидкостных потоков, концентрации веществ и т.д. К геометрическим параметрам относят геометрические размеры аппарата в целом и отдельных его частей. Итогом параметрического расчёта аппарата являются также количество исходных материалов, поступающих в аппарат, и мощность привода.

7.1 Выбор типа сушильного аппарата

В данном курсовом проекте подбираемся сушильный аппарат для сушки шлака. Для этого материала технически и экономически целесообразным является конвективный способ сушки. Для этой цели применяются барабанные сушилки, работающие на дымовых газах по принципу прямотока.

7.2 Формирование исходных данных для расчёта

Исходные данные для расчёта аппарата представлены в таблице 16.

Таблица 16. Исходные данные для расчёта аппарата. Высушиваемый материал - шлак.

Наименование	Обозн., ед. изм.	Численное значение	Источники информации
1. Производительность по высушенному материалу	П, кг/ч	122000	В соответствии с технологическим регламентом
2. Плотность в зерне	с, кг/мі	900	Приложение 1 /2/
3. Размеры кусков	dк, мм	0,1	Приложение 1 /2/
4. Влажность начальная	щн, %	5	Приложение 1 /2/
5. Влажность конечная	щк, %	1	Приложение 1 /2/
6. Температура теплоносителя:			Приложение 1 /2/
на входе	t1, °С	800
на выходе	t2, °С	90
7. Топливо - природный газ; месторождение Западная Украина Угерское
8. Состав газа (в процентах по объёму)	СО2	1,42	Приложение 2 /2/
	СН4	98,1
	С2Н6	0,14
	С3Н8	0,03
	С5 + b	0,01
	N2	1,3
9. Теплота сгорания	Qнр, кДж/мі	35133	Приложение 2 /2/

7.3 Расчёт процесса горения топлива и параметров продуктов горения на входе в сушилку

В большинстве сушильных аппаратов в качестве сушильного агента используется смесь атмосферного воздуха и дымовых газов, получаемая сжиганием топлива в собственном топочном устройстве. Такую смесь в технической и справочной литературе называют продуктами сгорания топлива.

Сначала, исходя из состава природного газа и стехиометрических соотношений реакций горения каждой горючей составляющей газа, рассчитывается количество продуктов горения (СО₂ и Н₂О) и количество кислорода (О2), требуемого для горения. Этот расчёт представлен в таблице.

Определение действительной температуры горения газа при б = 1,0:

Таблица 17. Расчёт горения природного газа (выполнен на 100 мі газа).

Исходные данные для расчёта	Уд. расход кислорода, мі/мі	Расход кислорода, мі, на 100 мі газа	Состав и количество продуктов горения, мі, при нормальных условиях	Расход воздуха, мі
Состав газа (по объёму), %	Реакция горения			СО2	Н2О	О2	N2	Всего
Состав продуктов горения при б = 1,0
СН4 - 98,1	СН4 + 2О2 > СО2 + 2Н2О	2	196,2	98,1	196,2	--	--	294,3	--
С2Н6 - 0,14	С2Н6 +3,5О2 > 2СО2 + 3Н2О	3,5	0,49	0,...

Страница:

•  1 
•  2 

дипломная работа "Завод по производству шлакощелочного вяжущего производительностью 600 тыс. тон в год" скачать

Подобные документы

• Техногенные побочные продукты промышленности как сырьё для производства стройматериалов

  История развития вопроса о применении шлаков. Грануляция доменных шлаков. Получение и применение шлакопортландцемента. Применение шлаков при производстве других строительных материалов. Шлаки от сжигания углей, черной и цветной металлургии, пемза.
  
  реферат [25,7 K], добавлен 03.01.2010
  

• Производство негашёной комовой извести

  Анализ существующих технологий производства вяжущего. Сырьевые материалы, используемые для производства негашеной извести. Выбор и обоснование технологии производства. Расчет складов сырьевых материалов и готовой продукции. Контроль качества продукции.
  
  контрольная работа [42,1 K], добавлен 07.05.2014
  

• Комплексное использование металлургических шлаков в дорожном строительстве

  Шлаки и их использование в строительной отрасли. Шлаки черной металлургии: доменные и сталелитейные. Структура шлаков по видам производства. Типичный химический состав доменного шлака. Возрождения технологии использования горячих восстановительных газов.
  
  курсовая работа [1,9 M], добавлен 14.10.2011
  

• Производство известково-зольного вяжущего цемента

  Описание производства известково-зольного цемента. Режим работы цеха, расчет грузопотоков. Подбор основного технологического и транспортного оборудования. Контроль сырья и производства продукции. Сырье для производства известково-зольного цемента.
  
  курсовая работа [53,8 K], добавлен 04.04.2015
  

• Цех по производству газобетонных блоков производительностью 60 тыс м3/год

  Теория процесса газообразования при получении газобетона. Проектирование технологической линии по производству газобетонных блоков. Свойства и применение ячеистого бетона. Характеристика сырья и выпускаемой продукции. Расчет количества газобетономешалок.
  
  курсовая работа [700,1 K], добавлен 22.12.2014
  

• Строительные растворы

  Строительный раствор - затвердевшая смесь, состоящая из вяжущего вещества, мелкого заполнителя (песка) и воды. Классификация строительных растворов по назначению и по составу. Специальные виды растворов и сырьевые материалы, технология их производства.
  
  курсовая работа [153,8 K], добавлен 13.02.2012
  

• Производство сульфатостойкого портландцемента

  Проект цеха по производству сульфатостойкого портландцемента. Определение производительности завода. Расчет сырья; химический состав трехкомпонентной смеси. Стадии технологического процесса. Расчет энергоресурсов, подбор оборудования; контроль качества.
  
  курсовая работа [183,9 K], добавлен 04.04.2015
  

• Состав строительных материалов

  Характеристика отделочных материалов на основе минерального вяжущего, критерии оценки их качества и выбора для конкретного вида работ. Микроструктура и состав гипсовых вяжущих, влияние на свойства материалов. Пути повышения качества стеновых материалов.
  
  контрольная работа [39,9 K], добавлен 17.05.2009
  

• Формовочный цех завода КПД с разработкой технологии производства внутренних стеновых панелей

  Проектирование формовочного цеха по выпуску внутренних стеновых панелей. Требования к качеству бетонных поверхностей. Характеристика арматурной стали, вяжущего вещества. Технологические расчеты производственной линии. Расчет потребности в энергоресурсах.
  
  курсовая работа [253,3 K], добавлен 05.12.2015
  

• Автоматизация системы производства газобетона

  Анализ газопенной технологии получения теплоизоляционного ячеистого бетона на основе известково-кремнеземистого вяжущего. Использование термодатчиков для контроля среды в системах автоматизации технологических процессов аэрирования и газообразования.
  
  курсовая работа [2,2 M], добавлен 10.07.2014
  

• Производство вспененного битума

  Достоинства использования битумов в пенном состоянии. Физико-химические составляющие вспененного вяжущего. Технология приготовления асфальтобетонных смесей, предусматривающая воздействие электромагнитных полей на битум в процессе их вспенивания водой.
  
  реферат [345,9 K], добавлен 30.05.2015
  

• Завод по производству сухих строительных смесей

  Характеристика сырьевых материалов. Технология производства сухих строительных смесей. Расчет силосов, складских помещений. Контроль производства и качества продукции. Мероприятия по обеспыливанию и аспирации технологического и транспортного оборудования.
  
  курсовая работа [67,0 K], добавлен 28.04.2013
  

• Проектування і розрахунок асфальтобетонного заводу

  Розрахунок річної потужності асфальтобетонного заводу, необхідної кількості матеріалів та основного обладнання. Тепловий розрахунок бітумосховища, підбір змішувального обладнання, розрахунок параметрів сушильного барабану та транспортного обладнання.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 17.07.2011
  

• Технологическая линия по производству цветных портландцементов

  Вещественный, химический и минералогический состав портландцемента. Существующие технологические схемы производства продукта. Составление материального баланса основной технологической установки. Расчет производственной программы технологической линии.
  
  курсовая работа [170,7 K], добавлен 14.01.2014
  

• Дробление известняка

  Технология дробления и измельчения твердых материалов. Описание двухстадийной схемы дробления известняка. Молотковые и щековые дробилки. Расчет минимального суммарного расхода электроэнергии. Параметры молотковой дробилки при оптимальных условиях.
  
  курсовая работа [650,4 K], добавлен 09.01.2013
  

• Проектировка цеха по производству керамических плиток для полов с производительностью 2 000 м3/г по ГОСТ 6787-80

  Характеристики керамических плиток. Технологическая схема производства изделия. Требования к сырью. Контроль качества, правильности формы, внешнего вида готовой продукции. Определение ее прочности, износостойкости, термостойкости, морозостойкости.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 12.01.2015
  

• Завод по производству многопустотных плит перекрытий по безопалубочной экструзионной технологии мощностью 20 тыс. м3/год в г. Актобе

  Технико-экономическое обоснование района строительства завода железобетонных изделий. Описание финской технологической линии по производству многопустотных плит перекрытий. Расчет данных проектируемого завода. Изучение конкурентоспособности продукции.
  
  дипломная работа [4,7 M], добавлен 01.05.2014
  

• Проектирование технологической линии по производству железобетонных многопустотных плит перекрытий

  Разработка технологической линии по производству плит пустотного настила по агрегатно-поточной технологии, производительностью 50000 м3 в год. Выбор сырья, основных материалов и полуфабрикатов для производства изделий. Контроль качества продукции.
  
  курсовая работа [406,5 K], добавлен 13.03.2016
  

• Магнезиальные вяжущие вещества

  История магнезиальных цементов, искусство их изготовления и применения. Физико-механические свойства вяжущего вещества. Применение магнолита как строительного материала. Промышленная добыча бишофита. Теоретические основы обжига магнезита и доломита.
  
  реферат [352,8 K], добавлен 03.06.2015
  

• Легкие и специальные бетоны

  Бетон - искусственный каменный материал, полученный в результате твердения рационально подобранной смеси вяжущего, заполнителя и воды. Описание напряжённых лёгких бетонов и определение их основных характеристик. Возможности эффективного применения смесей.
  
  курсовая работа [29,5 K], добавлен 18.12.2010
  

Другие документы, подобные "Завод по производству шлакощелочного вяжущего производительностью 600 тыс. тон в год"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам