Цех по производству аглопоритового гравия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Аглопоритом называют искусственный пористый материал, получаемый путем термической обработки силикатных материалов методом агломерации. Под агломерацией понимают спекание в конгломерат сыпучего топливосодержащего материала посредством его слоевого обжига с интенсивным просасыванием или продуванием воздуха через слой зажженного материала. сырье полуфабрикат технологический контроль

К недостаткам современной технологии производства следует отнести несовершенство зернового состава получаемого аглопоритового гравия, малое количество или полное отсутствие мелких гранул (5-10 мм), их требуется не менее 40% общего объема, а также отсутствие возможности получения пористого песка, содержание которого составляет около 30% по объему от общего количества заполнителей. Обеспечение полного ассортимента фракций заполнителя (0-5; 5-10 и 10-20 мм) является основным условием эффективности их использования. Необходимо увеличить количество получаемого дробленого аглопоритового песка. В ряде случаев целесообразно использовать золу взамен части пористого песка. Оптимальным является введение 30-40% золы от объема песка.

Сырьевая смесь (шихта) должна обладать необходимом газопроницаемостью и содержать достаточное количество топлива для обеспечения процесса спекания, И зависимости от размера зерен аглопоритовый щебень в соответствии с ГОСТ 11991-66 подразделяется на фракции 5-10, 10-20 и 20-40 мм.

В курсовой работе рассматривается завод по производству аглопоритового гравия производительностью 300 000 м³ в городе Омск.

Для аглопорита главной областью применения являются конструкционные легкие бетоны. Аглопоритобетон с пределом прочности 20-30, а в отдельных случаях и до 50 МПа, идет на изготовление предварительно напряженных железобетонных конструкций перекрытий и покрытий, большепролетных балок и ферм, мостовых пролетных строений и т. д. Замена в этих конструкциях тяжелого бетона легким аглопоритобетоном значительно повышает их эффективность. [2]

1. Технологическая часть

1.1 Номенклатура выпускаемой продукции

На проектируемом заводе будет производиться аглопоритовый гравий (ГОСТ11991-96).

Гравий - это окатанные зерна крупностью от 5 - 70 мм. Основным породообразующим материалом для гравия является гранит, диабаз, песчаник, известняк, гнис. Недостатком является его плохое сцепление с цементным камнем, а достоинством пониженный расход воды в бетоне за счет окатанности зерен.

Аглопоритовый щебень - зерна неправильной формы с открытыми порами на их поверхности представляет собой пористую стекловидную массу, в состав которой входят кристаллы исходного сырья и новообразованные тонкоигольчатые кристаллы муллита, включения магнетита, значительное количество кварца, часто с оплавленными поверхностями, а также новообразования типа анортита. Поры в основном круглые, иногда удлиненные или неправильной формы, что связано с особенностями их образования: вследствие удаления свободной и химически связанной воды, выгорания горючей части, частичного вспучивания расплава, контактного спекания и образования межзерновой пустотности и прососа воздуха сквозь размягченную массу. Размер открытых пор не превышает 2 мм, а закрытых - до 0,5 мм[9].

Потери по массе не должны превышать (в %): при прокаливании--3, при определении стойкости щебня против силикатного распада --8, против железистого распада --5, при испытании на стойкость в растворе сернистого натрия--5, при испытании на морозостойкость после 15 теплосмен -- 10. Отпускная влажность не должна превышать 5%.

Требуемые пределы прочности аглопоритового гравия, определяемые при сдавливании в цилиндре, значительно меньше, чем для керамзитового гравия. Однако нельзя считать аглопорит менее прочным заполнителем, чем керамзит, поскольку дело здесь не только в прочности, но и в форме зерен. Как уже указывалось выше, при испытании в цилиндре получаются не абсолютные, а относительные, значительно заниженные показатели прочности, причем степень занижения зависит от формы зерен испытуемого заполнителя. При равной прочности зерен для сдавливания рыхло насыпанного остроугольного аглопоритового гравия в стальном цилиндре требуется меньшая нагрузка, чем для керамзитового гравия. Как установлено С. М. Ицковичем, действительная прочность аглопорита в бетоне примерно в 25-30 раз превышает показатели прочности при стандартном испытании в цилиндре, что и учитывается в ГОСТ 9757 - 83 при установлении марки аглопоритового гравия по прочности исходя из результатов его стандартного испытания.

Прочность керамического материала, заполняющего межпоровое пространство аглопорита и керамзита (оплавленной массы, состоящей из стекловидной фазы с кристаллическими включениями), примерно одинакова. Поэтому при равной плотности зерен прочность аглопорита и керамзита в бетоне близка. Например, при плотности зерен 1,2 г/см³ предел прочности составляет около 20 МПа, при плотности 1,4 г/см³ - около 30 МПа, при 1,6 г/см³ - около 40 МПа и т. д.

В отличие от керамзитового гравия, аглопоритовый характеризуется большей долей открытых пор (15-20%), заполняемых в бетоне водой и цементным тестом. Это приводит к некоторому повышению расхода цемента, но одновременно способствует упрочнению заполнителя и сцеплению его с цементным камнем, что благоприятно сказывается на возможности получения высокопрочного аглопоритобетона.

1.2 Выбор, обоснование и описание схемы технологического процесса

Процесс получения аглопоритового гравия заключается в спекании шихты на агломерационных решетках в условии высоких температур в течение короткого времени.

Одной из особенностей технологии производства аглопорита является выбор способа подготовки шихты и в связи с этим оборудования в зависимости от того, к какой группе принадлежит используемое сырье - первой, второй или третьей. Дальнейшие этапы производства следующие: дробление и рассев исходного сырья и добавок, дозирование составляющих шихты преимущественно ленточными питателями, приготовление однородной и надлежащего зернового состава шихты, укладка ее на колосники машины и спекание с последующим охлаждением, дробление, фракционирование и хранение аглопорита.

Исходное сырье крупностью 5 мм смешивается с водой, а при необходимости с измельченным топливом и другими добавками. Шихта надлежащего состава загружается на колосниковую решетку агломерационной машины. Рекомендуется производить двухслойную загрузку шихты с меньшим содержанием топлива в нижнем слое.

Поверхностный слой шихты зажигают при помощи специального горна при одновременном включении эксгаустера для просасывания газов, которые в результате горения топлива нагреваются до температуры 900- 1200^оС. При этом в рассматриваемом слое происходят следующие основные явления: быстрое испарение влаги, подогрев шихты, сгорание топлива с повышением температуры шихты до 1200 - 1600^оС, спекание и поризация исходного сырья, охлаждение спекшегося продукта. Таким образом, каждый дифференциальный слой шихты претерпевает следующие температурные воздействия: нагрев до 1400 - 1600^оС в течение 3- 4 мин; охлаждение до 600 - 800^о в течении 2-3 мин.

Начавшийся процесс горения топлива в поверхностном слое шихты распространяется вглубь его. Образующиеся при этом газообразные продукты горения и спекающийся аглопорит, имея высокую температуру, нагревают просасываемый воздух и нижележащие слои шихты, подготовляя, таким образом, содержащееся в них топливо к возгоранию, в результате чего процесс горения топлива переходит от одного дифференциального слоя к другому, заканчиваясь у колосниковой решетки.

В сечении спекаемого слоя шихты различают четыре условные технологические зоны, перемещающиеся сверху вниз: зону охлаждения, зону горения топлива (спекания и вспучивания шихты), зону подогрева шихты и зону испарения влаги.

Принцип производства аглопоритового гравия заимствован из металлургической промышленности, где сырцовые окатыши из тонкодисперсных руд и концентратов подвергают термообработке на решетках агломерационных машин.

Особенности технологии производства аглопоритового гравия из золы ТЭС с использованием оборудования, освоенного отечественной машиностроительной промышленностью, заключаются в следующем.

Сухая зола из силосного склада ТЭС пневмотранспортом или золовозами подается в отделение приема золы. В случае использования зольной пульпы в отделении приема золы предусмотрена установка для ее обезвоживания вакуум-фильтрами.

Из расходного бункера отделения сырья, с помощью непрерывно действующего автоматического дозатора типа СБ-71 зола поступает в винтовой шнековый, а затем двухвальный шнековый смеситель PL-250. Дозатор СБ-71 регулирует расход золы от 5 до 20 т/ч. В смесителях шихта перемешивается и частично увлажняется водой.

При недостаточной гранулируемости золы, ограниченном или повышенном содержании в ней остатков угля, а также при низкой прочности сырцовых зольных гранул в зольную шихту вводят добавки; 5-30% глинистой породы (в виде шликера), до 5% молотого угля, а также 0,5-5% водного раствора сульфитно-дрожжевой бражки. Из смесителя шихта по ленточному конвейеру поступает на тарельчатый гранулятор завода «Строммашина» (диаметр тарели 4200 мм), где с помощью форсунок дополнительно увлажняется до оптимального значения и окомковывается в гранулы диаметром 5-20 мм (в зависимости от поддающихся регулировке скорости вращения, угла наклона и шихтовой нагрузки гранулятора).

Сырцовые зольные гранулы обычно характеризуются следующими показателями свойств: объемная насыпная масса фракции 10-20 мм - 700-1000 кг/м³; разрушающая нагрузка (при раздавливании) - не менее 5 Н/гра- нулу; число ударов с высоты 300 мм - не менее 4; предельная высота сбрасывания - не менее 500 мм; термостойкость - не менее 500°С. Разрушающая нагрузка при раздавливании отдельных сухих гранул не менее 3 Н/гранулу.

С гранулятора сырцовые гранулы поступают на ленточный конвейер, подающий их к загрузочному узлу непрерывно действующей агломерационной машины. Последовательно работающие радиальный распределитель (ленточный конвейер) и роликовый укладчик с углом наклона 5° равномерно распределяют сырцовые гранулы по ширине и высоте обжиговых тележек агломерационной машины.

Роликовый укладчик состоит из отдельных вращающихся вокруг своей оси роликов диаметром 100-110 мм и длиной, равной рабочей ширине палеты агломерационной машины; зазор между роликами 3-4 мм. Высота укладываемого слоя сырцовых зольных гранул 250 - 300 мм.

Термическая обработка сырцовых зольных гранул осуществляется на ленточной конвейерной агломерационной обжиговой машине непрерывного действия (типа СМС-117), состоящей из ряда обжиговых тележек. Агломерационная обжиговая машина оборудована горном, разделенным на технологические зоны, в которых последовательно происходят сушка и подогрев, зажигание и обжиг верхнего слоя уложенных гранул. В дальнейшем обжиг, как правило, протекает вследствие горения остатков угля, находящегося в золе. В зонах горна, разделенных кирпичными перегородками, смонтированы форсунки для сжигания жидкого или газообразного топлива. Для горения топлива шихты сквозь слой уложенных гранул просасывают воздух. С этой целью обжиговая машина оборудована комплексом тягодутьевых средств и газовоздушных трактов для транспортирования теплоносителя (отходящие газы из зоны обжига) и воздуха.

По окончании процесса термической обработки на колосниках машины образуются хорошо обожженные, не спекшиеся между собой гранулы. С разгрузочного конца машины они поступают на грохот для рассева на фракции до 5, 5-10 и 10-20 мм. При нарушениях режима термической обработки может образоваться спекшийся брус гранул, для разрушения которого между разгрузочным концом обжиговой машины и грохотом, предусмотрены раскалывающее устройство и одновалковая роторная дробилка (типа СМ-962). Образование спекшегося бруса не нарушает технологического режима, а полученный после дробления щебнеподобный материал может быть использован в качестве заполнителя. С 1 м² обжиговой машины получают в 1 ч около 0,8 м³ аглопоритового гравия.

1.4 Характеристика сырьевых материалов

Сырьем для производства аглопоритового гравия служат текущие выходы золы-уноса ТЭС, улавливаемые сухим способом (циклонами или электрофильтрами) и транспортируемые в промежуточные емкости - запасники пневмотранспортом или золовозами. Целесообразно также использовать зольную пульпу (отделенную от кусковых шлаков).

Зола, рекомендуемая для производства аглопоритового гравия, должна удовлетворять следующим требованиям: объемная насыпная масса золы 700-900 кг/м⁸; плотность 2,2-2,4 г/см³; удельная поверхность золы не менее 2000 см²/г; валовый химический состав (%): Si0₂ 55±10; А1₂0₃ 25±10; Fe₂O₃ 10±8; CaO+MgO до 12; K₂0+Na₂0 до 5; S0₃ до 1.

Содержание остатков угля в золе в зависимости от степени ее плавкости не должно превышать для легкоплавких зол (с температурой размягчения до 1200° С) 10%, зол средней плавкости (с температурой размягчения от 1200 до 1400°С) - 12% и тугоплавких (с температурой размягчения более 1400° С) - 15%. Рекомендуется использовать в первую очередь золы средней плавкости и тугоплавкие, характеризуемые интервалом размягчения не менее 50° С.

Технологические свойства золы (гранулируемость, прочность и температуростойкость сырцовых зольных гранул, а также оптимальная температура обжига гранул) могут быть улучшены введением добавок глинистых пород, раствора сульфитно-дрожжевой бражки и подобных материалов.

Однако глинистыми породами сырьевая база производства аглопорита не исчерпывается. Очень широко в качестве сырья могут быть использованы различные отходы промышленности, особенно топливосодержащие. На основе технологических исследований было организовано производство аглопорита из топливных шлаков, зол, отходов добычи сланцев и угля. Использование таких отходов выгодно и перспективно. Топлива, содержащегося в них, как правило, достаточно для ведения процесса агломерации. Важно только усреднить сырье по содержанию топлива и затем, если его не хватает, добавить при подготовке шихты, а если содержится больше, чем требуется для процесса агломерации (что более вероятно), добавить к топливосодержащим отходам глинистое сырье.

По данным ВНИИСтрома и Института горючих ископаемых, первоочередным резервом для расширения сырьевой базы производства аглопорита являются отходы углеобогащения, общий выход которых составляет по стране около 80 млн. т в год. Угля в них содержится в среднем до 20%. За счет использования этого топлива себестоимость аглопорита можно снизить примерно на 30%[1].

В состав шихты входит: 85 - 90% золы и 10 - 15% глинистой породы. Глинистая порода вводится в золу в виде водной суспензии - шликера. Она обеспечивает связность шихты, обеспечивает грануляцию и повышает прочность сырцовых гранул (чтобы они не разрушились при транспортировке и укладке до спекания).

Апатит - минерал класса фосфатов, бледно-зеленоватого, голубого, желто-зеленого или розового цвета со стеклянным блеском, химический состав - содержание (в %): СаО: 53-56; Р₂O₅ - 41; F- до 3,8; Cl - до 6,8; часто отмечаются примеси марганца, железа, стронция, алюминия, тория, редких земель, карбонатной группы - СО₂ и др.

Топливные шлаки и золы являются лучшим сырьем для производства искусственного пористого заполнителя - аглопорита. Это обусловлено, во-первых, способностью золошлакового сырья так же, как глинистых пород и других алюмосиликатных материалов, спекаться на решетках агломерационных машин, во - вторых, содержанием в нем остатка топлива, достаточных для процесса агломерации. При использовании обычной технологии аглопорит получают в виде щебня из песка. Из зол ТЭС можно получать и аглопоритовый гравий, имеющий высокие технико-экономические показатели.

Выбор основного технологического оборудования

При расчете оборудования определяется число машин для каждой технологической операции необходимых для выполнения производственной программы завода. При выборе оборудования учитываем качественную характеристику сырья и требования, предъявляемые к конечному продукту после переработки сырья на данной установке. Расчет оборудования производится от основной установки (агломерационная машина) до подачи сырья и до выхода готовой продукции.

1 Автоматический весовой дозатор СБ-71. Весовые автоматические дозаторы предназначены для эксплуатации технологических линиях металлургической, горно-обогатительной, и горнорудной, цементной, химической, угольной, пищевой отраслей промышленности и сельского хозяйства как в крытых помещениях, так и под открытым небом.

2. Двухвальный шнековый смеситель PL-250.

3 Роторная дробилка PF. Роторная дробилка предназначены для дробления мягких, малоабразивных материалов. Использование роторных дробилок для дробления прочных пород малоэффективно из-за высокого расхода быстроизнашивающихся дробящих элементов. Настоящая дробилка разбивает материалы с помощью ударной силы. При работе под действием двигателя ротор вращается с большой скоростью. Материалы ударяются о листовые молоточки на роторе и дробится, потом обратно падают на броневую плиту с целью вторичного дробления, наконец, выпускаются из отверстия выпуска.

4 Грохот инерционный PСS- 50VS - это машина, предназначенная для механической сортировки сыпучих материалов на фракции. Их в основном используют для рассеивания таких материалов как уголь, руда, щебень, песок, гравий и других нерудных материалов. При этом грохот инерционный широко используют и для обезвоживания пород, обогащённых углем или промытых руд. Грохот применяют как отдельный вид технологического оборудования, так и в дробильно-сортировочном комплексе с дробилками, конвейером, питателем и других сортировочных комплексах.

5 Ленточная агломерационная машина СМС-117. Она относится к машинам с толкающим приводом. Машина может быть использована для работы на исходном сырье любого вида и при всех диапазонах (50, 100 и 200 тыс м³/год) производительности, принятых в типовых решениях заводов по производству аглопорита.

Ленточная агломерационная машина СМС-117 комплектуется из загрузочной секции с горном, секции доводки процесса спекания, концевой секции, также из промежуточных секций, количество которых характеризуется надобной площадью спекания. Промежуточная секция при длине 6 м имеет площадь спекания 9 м². При привязке машины к определенному типу сырья и к данной продуктивности исчисляется нужная площадь спекания и длина машины.

Основой агломерационной машины служит станина , состоящая из горновой, промежуточной и концевой секций. Любая из секций станины являет собой коробчатую ферму, сваренную из швеллерного проката. Все секции сопряжены болтами.

Горновая секция создана для установки зажигательного горна, который собирается и прикрепляется на ней на особых швеллерах, опирающихся на вертикальные устойчивы. Устойчивы образуют остов секции и сразу служат для крепления направляющих верхних и нижних палет и установки изнутри секции безвоздушных камер с пылеотделительными приспособлениями.

На промежуточных секциях усилены подобные же детали, как и на горновой. Они играют роль компенсаторов. Промежуточных секций бывает очень, мало две. Концевая секция не достаточно чем отличается от промежуточной. Исключение составляет длина верхних и нижних направляющих для палет, которые не завершаются на краю секции, как на промежуточных секциях, а длятся в сторону разгрузочной секции привода.

6 Тарельчатый гранулятор К8-220/04

Предназначен для гранулирования золы ТЭС, поступающей из промежуточного бункера с помощью питателя через течку на чашу гранулятора. Зола окомковывается при увлажнении водой или другой жидкостью (сульфитно-дрожжевой бражкой, шликером и т. п.), поступающей из перфорированной трубы. Гранулятор состоит из тарели, механизма наклона и привода.

2.2.5. Контроль качества и производства готовой продукции

При разработке мероприятий по организации технического контроля процесса приводим основные положения по организации контроля качества готовой продукции. В ведомость технического контроля качества производства сводятся данные по методике контроля, его периодичности и контролирующего органа.

Охрана труда и мероприятия по пожарной безопасности на мероприятии

На рабочем месте должны быть предусмотрены меры защиты от возможного воздействия опасных и вредных факторов производства. Уровни этих факторов не должны превышать предельных значений, оговоренных правовыми, техническими и санитарно-техническими нормами. Эти нормативные документы обязывают к созданию на рабочем месте условий труда, при которых влияние опасных и вредных факторов на работающих либо устранено совсем, либо находится в допустимых пределах.

При большой насыщенности предприятий сложными механизмами и установками по перера ботке сырья, обжигу сырьевых смесей и измельчению материала, пе ремещению, складированию и отгрузке огромных масс материалов, наличию большого количества электродвигателей особое внимание при проектировании заводов и их эксплуатации должно уделяться созданию благоприятных и безопасных условий для работы трудя щихся. Охрану труда следует осуществлять в полном соответствии с «Правилами по технике безопасности и производственной санита рии на предприятиях».

Поступающие на предприятия рабочие должны допускаться к работе только после обучения их безопасным приемам работы и инструктажа по технике безопасности. Ежеквартально необходимо проводить дополнительный инструктаж и ежегодно повторное обучение по технике безопасности непосредственно на рабочем месте.

На действующих предприятиях необходимо оградить движущие ся части всех механизмов и двигателей, а также электроустановки, приямки, люки, площадки. Должны быть заземлены электро двигатели и электрическая аппаратура.

Обслуживание дробилок, мельниц, печей, силосов, транспорти рующий и погрузочно-разгрузочных механизмов должно осуществ ляться в соответствии с правилами безопасной работы у каждой установки.

Большое внимание следует уделять обеспыливанию воздуха и отходящих газов печей и сушильных установок для создания нор мальных санитарно-гигиенических условий труда. В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий концентрация в воздухе пыли не должна превышать 0,04 мг/м³. Содержание в воздухе СО не допускается более 0,03, сероводорода более 0,02 мг/м³. В воз духе, выбрасываемом в атмосферу, концентрация пыли не должна быть более 0,06 г/м3. При нормальной эксплуатации пылеочистных систем содержание пыли в выбрасываемом воздухе составляет 0,04-0,06 г/м³.

Для создания нормальных условий труда все помещения заводов надо обеспечивать системами искусственной и естест венной вентиляции. Этому в большой мере способствует герметизация тех мест, где происходит пылевыделение, а также отсос воздуха из бункеров, печек, дробильно-помольных механизмов, элеваторов и т.п. В зависимости от мощности и величины различных механизмов и интенсивности пылевыделения рекомендуются следующие объемы воздуха (м³/ч), отсасываемого от: дробилок (4000-8000), элеваторов (1200-2700), бункеров (500-1000), мест погрузки материалов ( 300- 3500), упаковочных машин(5000).

Шум, возникающий при работе многих механизмов на заводах, характеризуется зачастую высокой интенсивностью, превышающей допустимую норму (90 дБ). Особенно неблагоприят ны в этом отношении условия работы персонала в помещениях молотковых дробилок, сырьевых мельниц, компрессоров, где уровень звукового давления достигает 95--105 дБ, а иногда и более. К числу мероприятий по снижению шума у рабочих мест от носят применение демпфирующих прокладок между внутренней стенкой мельничных барабанов и бронефутеровочными плитами, за мену в сырьевых шаровых мельницах стальных плит резиновыми. При этом звуковое давление снижается на 5-12 дБ. Укрытие мель ниц и дробилок шумоизолирующими кожухами, облицовка источни ков шума звукопоглощающими материалами также дает хороший эффект (снижение на 10--12 дБ).

Проектирование защиты окружающей среды от шумовых воздействий включает следующее: выявление источников шума, выбор расчетных точек и определение в них предполагаемых уровней шума, определение требований по снижению звукового давления, выбор и разработка необ ходимых мероприятий по снижению шума до требуемых уровней в соответствии со СНиП П-12-77.

Мероприятия по охране окружающей среды одновременно с обеспечением чистоты и охраны здоровья людей и животных должны быть выполнены с минимальными затратами.

Список использованной литературы

1. Л.Д.Чумаков Технология заполнителей бетона, с.10

2. «Производство искусственных пористых заполнителей», М.П. Элинзон, Москва Стройиздат 1974 г.

3. Бурлаков Г.С. «Основы технологии керамики искусственных заполнителей»

4. Горчаков Г. И. «Строительные материалы»; Москва, Высшая школа, 1982г

5. Горбовец М. Н «Строительные машины» (справочник). Том 2. Оборудование для производства строительных материалов. Москва: Машиностроение. 1991г

6. Кошляк Л. Л, Калиновский В.В «Производство изделий строительной керамики; Москва, Высшая школа, 1979г

7. Морозов И. И «Технология строительной керамики» Высшая школа, 1980г

8. СНиП РК 1.03-05-2001 Охрана труда и техника безопасности. Алма-Аты ,2006-84с.

9. ГОСТ 11991-83 «Аглопоритовый гравий»

Размещено на Allbest.ru