Разработка технологической линии по производству арболитовых блоков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

На тему: «Разработка технологической линии по производству арболитовых блоков»



Содержание

Введение

1. Анализ существующих технологий производства изделия

1.1 Номенклатура и характеристика изделий

1.2 Сырьевые материалы

1.3 Выбор и обоснование технологического способа производства

1.3.1 Способ силового вибропроката

1.3.2 Способ вибропрессования

1.3.3 Способ вибрирования с пригрузом

1.3.4 Способ послойной укладки и уплотнения арболитовой смеси

1.4 Патентный поиск

2. Технологическая часть

2.1 Режим работы предприятия

2.2 Расчет производительности предприятия

2.3 Расчет потребности предприятия в сырьевых материалах

2.4 Материальный баланс на производство блоков из арболита

2.5 Выбор и расчет потребного количества технологического оборудования

2.6 Расчет складов сырьевых материалов и готовой продукции

2.7 Разработка технологии производства

3. Контроль производства и качества выпускаемой продукции

4. Охрана труда на предприятии

Заключение

Список литературы



Введение

Арболит - лёгкий бетон крупнопористой структуры, получаемый подбором состава смеси из органического целлюлозного заполнителя (растительного происхождения), минерального вяжущего, воды, химических добавок. Особенность арболита по сравнению с такими аналогичными материалами, как фибролит, деревобетон, ксилолит и др. состоит в том, что для его получения пригодна более широкая номенклатура органических целлюлозных заполнителей различной природы (древесная дроблёнка, костра льна, конопли, сечка тростника, стеблей хлопчатника, рисовой соломы и др.), т.е. отходы производства, запасы которых в нашей стране имеются в больших количествах.

В сельскохозяйственном строительстве изделия из арболита широко применяются в виде стеновых панелей и блоков. Накоплен определённый опыт применения арболита при строительстве промышленных зданий, сооружений и культурно-бытовых зданий. На основе арболита можно также получать плиты покрытия, перекрытия, плиты основания под линолеум и паркет, теплоизоляционные изделия, пространственные конструкции и др. Изделия из арболита хорошо зарекомендовали себя и широко применялись при возведении одноэтажных и высотных зданий за рубежом. Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о том, что по строительным, экономическим и эксплуатационным свойствам Арболит является весьма эффективным строительным материалом.

Производство и применение арболита позволяет снизить материалоёмкость, энергоёмкость, массу здания и удельные капитальные затраты на изготовление 1 м² стенового материала по сравнению с бетоном на пористых заполнителях. Одновременно решается и другая важная народнохозяйственная задача - защита окружающей среды от загрязнения отходами промышленности и сельскохозяйственного производства. Кроме того, применение арболита обеспечивает снижение расхода цемента. На изготовление 1 м² стены из арболита (приведённой толщины по теплозащите) требуется цемента на 30-35 кг меньше, чем при использовании керамзитобетона (хотя расход вяжущего на 1 м³ конструкций у арболита несколько больше), что обусловлено значительным уменьшением толщины стены из этого материала из-за его более высоких теплофизических свойств. Арболитовая стена, благодаря крупнопористой структуре материала, обеспечивает высокое термическое сопротивление, а это даёт возможность тратить меньше энергии на отопление. [5]

Все вышеперечисленные свойства делают арболит эффективным строительным материалом, производство и применение которого экономически весьма целесообразно, особенно в условиях жёсткой экономии тепловой энергии.



1. Анализ существующих технологий производства изделия

1.1 Номенклатура и характеристика изделий

В данном курсовом проекте рассмотрено производство арболитовых блоков размером 500х250х300мм.

Рисунок 4. Арболитовый блок

Таблица 1. Характеристика изделия.

Теплопроводность, Вт/(м°С)	0,12
Водопоглощение, %	40
Морозостойкость, цикл	75
Средняя плотность, кг/м3	600

Класс по прочности арболитовых блоков В2, марка М35. [1].

1.2 Сырьевые материалы

В качестве вяжущих материалов для изготовления арболитовой смеси следует применять портландцемент ЦЕМ I 42,5 ГОСТ 31108-2003 - для конструкционного арболита.[4]

Таблица 2. Характеристики цемента

Марка цемента	ЦЕМ I 42,5
ГОСТ	31108-2003
Технические характеристики
Прочность в возрасте 28 суток, Мпа (изгиб)	6,9 ± 0,4 5,4
Прочность в возрасте 28 суток, Мпа (сжатие)	44,0 ± 2 39,2
Прочность при сжатии после пропаривания, Мпа	30,0 ± 2 не менее 27,0
Прочность при сжатии в возрасте 3 суток, Мпа	24 ± 2
Тонкость помола, проход через сито 008, %	90,0 ± 3,0 не менее 85
Массовая доля SO3, %	2,4 ± 0,7 от 1,0 до 3,5
Ввод добавок, %	нет
Нормальная густота цементного теста, %	24,0 ± 1,0
Сроки схватывания, (час/мин) (начало)	2:30 ± 1:00 не ранее 45 минут
Сроки схватывания, (час/мин) (конец)	4:00 ± 1:20 не позднее 10часов
Химико-минералогический состав клинкера
MgO,%	1,44
Нерастворимый осадок	0,35
Cl	0,07 ± 0,02
SO3	0,30 ± 0,03
Потери при прокаливании	0,10 ± 0,02
R2O	0,75 ± 0,15
CaO свободный	0,09
С3S	60±2
C2S	18±2
C3A	5,5±2
C4AF	11,5 ± 0,3

Цемент доставляется авто транспортом из г.Вольск.

В качестве органических заполнителей применяеться измельченная древесина из отходов лесозаготовок лиственных (береза, осина, бук, тополь) пород. Органический заполнитель доставляется авто транспортом из г. Базарный Карабулак.

Таблица 3. Фракционный состав органического заполнителя

Размеры отверстий контрольных сит, мм	Полные остатки на контрольных ситах, % по массе
20	До 5
10	От 20 до 40
5	» 40 » 75
2,5	» 90 » 100
Менее 2,5	До 10



Для улучшения свойств арболитовой смеси и арболита применяют химические добавки:

1. В качестве нейтрализатора древесных сахаров хлорид кальция ХК по ГОСТ 450-77.

Кальций хлористый ()представляет собой мелкий порошок или гранулы белого цвета, плотностью 2,51 т/м³.

Технические характеристики хлористого кальция представлены в таблице 4.

Таблица 4. Технические характеристики хлористого кальция

Наименование	Массовая доля,%
кальция хлористого двуводного( · )	мин. 98,0
нерасторимых в воде веществ	макс. 0,05
Сульфатов	макс. 0,05
железа (Fe)	макс. 0,0040
калия, натрия (K+Na)	макс. 0,2
магния (Mg)	макс. 0,05
тяжелых металлов (Pb)	макс. 0,0010

Образующие пленку на поверхности органических частиц. Стекло натриевое жидкое ЖС по ГОСТ 13078-81.

Натриевое жидкое стекло представляет собой натриевый силикат (), где п = 2,5...4 -- модуль стекла.

Физико-химические свойства жидкого стекла представлены в таблице 5.

Таблица 5. Физико-химические свойства жидкого стекла

Наименование показателя	Жидкое натриевое стекло (В соответствии с ГОСТ 13078-81)
Силикатный модуль	2,3 - 3,6
Плотность при 20 єC, г/см3	1,45 - 1,50
Массовая доля диоксида кремния ,%	22,7 - 36,7
Массовая доля оксида натрия/калия, %	7,9 - 13,8
Массовая доля нерастворимого в воде остатка не более, %	1,8

Ускоряющие твердение двухромовокислый аммоний по ГОСТ 3763-76

Двухромовокислый аммоний который представляет собой оранжево-красные кристаллы, растворимые в воде.

По химическим показателям двухромовокислый аммоний должен соответствовать нормам, указанным в таблице 6.

Таблица 6. Химические показатели двухромовокислого аммония

Наименование показателя	Норма
1. Массовая доля двухромовокислого аммония, %, не менее	99,0
2. Массовая доля нерастворимых в воде веществ, %, не более	0,005
3. Массовая доля хлоридов (Сl), %, не более	0,002
4. Массовая доля сульфатов (SO), %, не более	0,05
5. Массовая доля калия и натрия (K+Na), %, не более	0,2
6. Массовая доля алюминия (Аl), %, не более	0,005
7. Массовая доля железа (Fe), %, не более	0,005
8. Массовая доля кальция (Са), %, не более	0,01

Вода для приготовления арболита должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-79.

Содержание в воде органических поверхностно-активных веществ, сахаров или фенолов, каждого, не должно быть более 10 мг/л.

Вода не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, масел.

Содержание в воде не должно превышать: растворимых солей 2000 мг/л, ионов SO₄^-2 600 мг/л ионов Cl^-1 350 мг/л, взвешенных частиц 200 мг/л

Не допускается применять торфяную и болотную воду.

Окисляемость воды не должна быть более 15 мг/л.

Водородный показатель воды (pH) не должен быть менее 4 и более 12,5.

Вода не должна содержать также примесей в количествах, нарушающих сроки схватывания и твердения цементного теста и бетона, снижающих прочность и морозостойкость бетона. [5].

1.3 Выбор и обоснование технологического способа производства

Важнейший из технологических факторов, влияющий на физико-механические свойства арболита и экономические показатели его производства - способ формования и уплотнения. От него прежде всего зависит макроструктура и такие ее функции, как средняя плотность тепло- и звукопроводность, влагостойкость. В связи с различиями в формовании и уплотнении арболитовой смеси существуют несколько способов производства арболитовых блоков.

1.3.1 Способ силового вибропроката

Формование изделий осуществляется в стальных формах, передний и задний борта которых имеют высоту, соответствующую толщине изделия, а высоту боковых бортов принимают с учетом коэффициента уплотнения. После заполнения формы смесью укладчик арболита осуществляет предварительное уплотнение смеси катком, при этом форма вибрируется на вибростоле. Далее форму подают под вибровалок и происходит окончательное уплотнение изделия в процессе ее движения. Нижний фактурный слой (раствор, плитку) укладывают в форму перед укладкой арболитовой смеси, а верхний слой после окончательного уплотнения на отдельном посту.

Вибросиловой прокат позволяет получать изделия хорошего качества и любой длины, осуществлять любое армирование (плоскими сетками, объемными каркасами), устанавливать закладные детали. Недостатками следует считать то, что ширина изделий ограничивается размером гусеничной секции и вибровалка (1200 мм); несмотря на модернизацию, оборудование остается довольно сложным в изготовлении; коэффициент уплотнения по этому способу составляет 1,3--1,4, а это затрудняет получение арболита с высокой средней плотностью. Такой способ может быть рекомендован для цехов большой производительности, более 12 тыс. м3 в год, выпускающих изделия небольшой номенклатуры для жилых зданий.

1.3.2 Способ вибропрессования

Изготовление арболитовых изделий осуществляется в стальных формах с фиксирующими крышками. Форма с уложенными фактурными слоями и арболитом, арматурой и закладными деталями накрывается фиксирующейся крышкой и подается на тележке в вибропрессовальную установку; под действием вибрации и сжатия гидродомкратов крышка утапливается в форму, уплотняет смесь и защелкивается. Изделие в форме с зафиксированной крышкой выдерживается в отапливаемом цехе до достижения распалубочной прочности. Этим способом могут быть получены изделия хорошего качества с любой требуемой средней плотностью. Недостатки его -- большой расход металла на формы и крышки, поскольку для сдерживания давления распрессовки упругой арболитовой смеси, находящейся в напряженно сжатом состоянии, требуется большая жесткость форм и крышек. Гидравлические домкраты при работе находятся под вибрацией, что снижает срок их службы. Такие недостатки препятствуют широкому внедрению этого способа.

1.3.3 Способ вибрирования с пригрузом

В основе этого способа лежит условие достижения максимально плотной упаковки частиц заполнителя арболитовой смеси в форме без создания напряженного состояния в отформованном изделии. Это достигается приложением небольшого внешнего усилия (0,01--0,02 МПа), обеспечивающего перемещение частиц в направлении силы гравитации. Под действием этих сил частицы заполнителя стремятся занять свободные места в объеме, а не сжиматься, т.е. происходит оптимальная упаковка заполнителя, что обеспечивает хорошее уплотнение смеси, а следовательно, наибольшее число контактов в уплотненной структуре. Изделия из арболита изготавливают в стальных формах или в стальных формах на поддонах. Поддоны позволяют снизить металлоемкость парка форм. В этом случае на каждый типоразмер достаточно иметь две формы и парк поддонов на принятую номенклатуру изделий. Кроме того, при этом можно получать изделия различной толщины (меняя толщину -- высоту поддонов)

Технологическая линия экономична, проста в изготовлении и обслуживании и позволяет получать качественные арболитовые изделия. Линия пригодна для изготовления изделий из арболита любого назначения. Этот способ наиболее близок к традиционным технологиям уплотнения бетона (вибрирование с пригрузом) и позволяет применять стандартные вибростолы, поэтому такое направление может считаться перспективным.

1.3.4 Способ послойной укладки и уплотнения арболитовой смеси

Изделие формуют на поддоне, который остается во время формования неподвижным. Формующий блок с тележкой уплотнения поднимается вверх на 1,5-2 см и в образовавшуюся форму из скользящей бортоснастки укладывается нижний фактурный слой и плоская сетка (при необходимости). Затем он поднимается еще на 5-7 см и укладывается в уровень с бортами слой арболитовой смеси. После этого блок опускается вниз на величину уплотнения смеси и осуществляется "укатка" за 2-4 прохода образовавшейся "горбушки". Процесс продолжается до набора требуемой толщины изделия. Последним укладывается верхний фактурный слой, который также укатывается. После завершения формования формующий блок (скользящая бортоснастка) опускается вниз, открывая изделие и поддон. Изделие на поддоне передается на конвейер термокамеры, а после термообработки направляется на склад для набора прочности.

Рассмотренная технология в принципе довольно проста, но пока еще имеет ряд недостатков: изделия можно армировать только плоскими сетками; верхняя сетка не фиксируется и, как показывает опыт, "всплывает"; сложна установка закладных деталей; затруднительно в процессе формования устройство пазов, что при монтаже панелей создает трудности при заделке вертикальных стыков. При незначительном нарушении технологического режима не исключено расслаивание изделия в процессе эксплуатации; затруднительно получение однородного по толщине и плотности фактурного слоя из цементно-песчаного раствора, так как приходится применять жесткие смеси; монтажные петли после формования необходимо освобождать от арболита. Кроме того, при переходе на выпуск изделий другой номенклатуры требуется довольно сложная и длительная переналадка формующего блока, да и процесс формования достаточно продолжителен, что ограничивает производительность установки. После модернизации и устранения этих недостатков такая линия может быть пригодна для выпуска арболитовых изделий небольшой высоты 200-250 мм. [8].

Ознакомление с наиболее перспективными технологическими линиями формования и уплотнения арболитовой смеси позволяет сделать следующие выводы:

Все рассмотренные способы дают возможность уплотнять арболитовую смесь при получении изделий требуемой величины при нормативном расходе сырьевых материалов и тем самым получать качественные изделия.

Лабораторные исследования и промышленный опыт доказывают, что для такого специфического вида бетона, как арболит, прочностные характеристики в большей мере находятся в зависимости не только от средней плотности и соотношения составляющих, но и от свойств заполнителя как физически и химически активного компонента материала. Получение более "инертного" в химическом и физическом отношении заполнителя (т.е. снижение содержания цементных "ядов", уменьшение подверженности влажностным деформациям) - главные направления повышения качества арболита.

В данном курсовом проекте был выбран способ сочетающий в себе другие два способа: вибрирования с пригрузом и вибросиловой прокат. Этот способ довольно экономичен, прост в эксплуатации и обслуживании, отличается высоким качеством и большими объемами получаемой продукции. Также способ был модернизирован таким технологическим решением, как формование больших массивов изделия с их последующим распилом, для увеличения производительности предприятия и номенклатуры выпускаемых изделий.

1.4 Патентный поиск

Таблица 7. - Материалы патентных исследований

Номер авт. св., МПК, индекс, дата	Заявитель	Краткая сущность решения
Номер патента: 2091345 Класс(ы) патента: E04B1/38 Номер заявки:95100937/03, 22.10.2010 Дата подачи заявки:17.05.1995 Дата публикации:10.01.1998 Глубина патентного поиска 16 лет. Заявитель(и):Фаренбрух Геннадий Арвидтович	Автор(ы): Фаренбрух Геннадий Арвидтович	Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано как строительный и теплоизоляционный материал в гражданском строительстве для садовых домиков, коттеджей и прочее. Известна арболитовая смесь, содержащая в кг/м3 портландцемент 270-390, древесную дробленку 140-240, химическую добавку, дефекат, известьсодержащий отход сахарного производства 27-84 и воду. [1] Известное решение расширяет сырьевую базу производства арболита, способствует утилизации отходов производства и позволяет получать арболитовые блоки высокого качества. При этом известная смесь имеет следующие недостатки. При использовании в качестве заполнителя древесной дробленки для получения высококачественного арболитового блока на каждую часть массы дробленки требуется около двух частей портландцемента, являющегося дорогим строительным материалом по отношению к древесной дробленке, являющейся отходом деревоперерабатывающего производства. Вторым существенным недостатком является то, что в дефекате отходе сахарного производства, содержится сахар, являющийся цементным ядом, который по прошествии длительного времени может обнаружить свое разрушительное действие по отношению к портландцементу.
Номер патента: 2139838 Класс(ы) патента: C04B28/02, C04B28/02, C04B18:26, C04B111:20 Номер заявки:98102370/03 Дата подачи заявки:27.01.1998 Дата публикации:20.10.1999 Глубина патентного поиска 15 лет. Заявитель(и):Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра РАН (RU)	Автор(ы):Щербина Н.Ф.; Пустынный А.И.	Изобретение относится к области производства легкого бетона на основе портландцемента и древесного наполнителя и может быть использовано для изготовления конструкционного арболита, предназначенного для промышленного, сельскохозяйственного и гражданского строительства. Известна арболитовая смесь (см. авт. свид. СССР N 1682341, МПК5 C 04 B 18/24, 28/04. опубл. 1991 г.), включающая, мас.ч.: портландцемент - 260-290, древесную дробленку - 230-290, добавки - ускорители твердения в виде молотой высококальциевой (4-5%) золы-уноса ТЭЦ - 90-100, аммонийно-сульфатно-хлоридные комплексные окисленные соли в пересчете на сухое вещество - 10,0-25,0, воду - 200-250. Недостатком известной смеси является ее невысокая прочность, а также использование концентрированных серной и азотной кислот для подготовки аммонийно-сульфатно-хлоридных комплексных окисленных солей, что требует особых мер предосторожности и специального оборудования. Известна арболитовая смесь (см. авт. свид. СССР N 1708793, МПК5 C 04 B 28/04 опубл. 1992 г.), включающая вяжущее, состоящее из портландцемента и добавок в виде высококальциевой золы и гипсосодержащего отхода производства пентаэритрита, древесный заполнитель, жидкое стекло, хлористый кальций и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 21,4-21,8, древесный заполнитель - 16,0-18,8, жидкое стекло - 1,5-1,7, хлорид кальция - 0,5-0,9, зола - 21,4-21,8, гипсосодержащий отход производства пентаэритрита - 2,1-4,4 и вода - 29,2-33,8. Известная смесь имеет недостаточно высокую прочность в связи с тем, что образующиеся при твердении гидросульфоалюминаты вызывают растрескивание цементного камня, а также характеризуется повышенным расходом портландцемента и наличием дефицитного компонента - жидкого стекла. Настоящее изобретение направлено на решение задачи повышения прочности смеси на сжатие за счет улучшения условий гидратации вяжущего при одновременном снижении расхода портландцемента. Поставленная задача решается тем, что арболитовая смесь, включающая вяжущее, состоящее из портландцемента и добавки, древесный заполнитель, хлорид кальция и воду, согласно изобретению, содержит в качестве добавки вяжущего песок в количестве 11-24 мас. % и имеет удельную поверхность 4500 - 5000 см2/г, при этом компоненты смеси берут в соотношении, мас.%: портландцемент 30,7 - 35,0, песок 4,4 - 9,7, древесный заполнитель 31,8 - 34,0, хлорид кальция 4,2 - 5,7, вода 22,5 - 24,0.

2. Технологическая часть

2.1 Режим работы предприятия

Режим работы устанавливают в соответствии с трудовым законодательством РФ по нормам технологического проектирования предприятий. При назначении режимов нужно стремиться во всех случаях, когда это не обусловлено технологической необходимостью, избегать трехсменной организации труда, т. к. работа в ночной смене вызывает много трудностей.

В цехах и отделениях, не являющихся ведущими для проектируемого предприятия или имеющих сравнительно небольшую производительность, возможна односменная работа.

Для предприятий производства изделий из арболита принимают непрерывную рабочую неделю при двухсменной работе, расчетное количество рабочих суток в году принимаем равным 247. Продолжительность рабочей смены 8 часов.

Номинальный годовой фонд рабочего времени определяется по формуле:

Ф_н = Д_н Ч С_м Ч Т_см, час

где, Д_н - количество дней в году;

С_м - количество смен в сутки;

Т_см - продолжительность рабочей смены, час.

Годовой фонд чистого рабочего времени составляет:

Ф_ч = Ф_н Ч К_ти Ч К_см , час

где, Ф_н - номинальный годовой фонд рабочего времени, час;

К_ти - коэффициент использования рабочего времени;

К_см - коэффициент использования оборудования.

Коэффициент технического использования оборудования определяется с учетом времени простоя оборудования за год, К_см = 0,95.

Коэффициент использования рабочего времени вычисляют по формуле:

К_ти = (Т_см-Т_пз- Т_лп - Т_отд) / Т_см

где, Т_см - продолжительность рабочей смены, мин;

Т_пз- время на подготовительно-заключительные операции, мин;

Т_лп - время на личные потребности, мин;

Т_отд- время на отдых, мин.

Таблица 8. Режим работы предприятия

№	Наименование цехов, отделений, операций	Количество дней в году	Количество смен в сутки	Продолжительность рабочей смены, час	Номинальный годовой фонд рабочего времени, час	Коэффициент использования оборудования	Коэффициент использования рабочего времени	Годовой фонд рабочего времени, час
1	Склад сырья	365	2	8	8760	0,95	0,8	6658
2	Отделение подготовки сырья	247	2	8	2920	0,95	0,8	2219
3	Производственный цех	247	2	8	8760	0,95	0,8	6658
4	Отделение сушки	247	2	8	8760	0,95	0,8	6658
5	Склад готовой продукции	365	2	8	8760	0,95	0,8	6658
6	Ремонтно-механический цех	247	2	8	4160	0,95	0,75	2964

арболит блок вибропрокат номенклатура



2.2 Расчет производительности предприятия

П_год- Годовая производительность завода, м³/год;

П_факт- Годовая производительность завода с учетом потерь, м³/год;

П_сут - Суточная производительность заводы, м³/год;

П_смен- Производительность завода в смену, м³/год;

П_час- Часовая производительность завода, м³/год.

Таблица 9. Производительность предприятия, м³

Размер изделия, мм	Пгод. м3/год	Пфакт. м3/год	Псут. м3/сут	Псмен. м3/смену	Пчас. м3/час
500х250х300	12500	12625	51,1	25,5	3,19

П_год. = 12500 м³/год

П_год.^факт. = П_год.+ П_от. = 12500+1%=12625 м³ /год

П_сут. = П_год.^факт. / N = 12625/ 247= 51,1 м³/сут.

П_см. = П_{сут .}/ T = 51,1 /2 = 25,5 м³/смену

П_{час =} П_{см .}/ M = 25,5/8 = 3,19 м³/час

Таблица 10. Производительность предприятия, шт.

Размер изделия,мм	Пгод.шт./год	Псут.шт/сутки	Псменшт/смену	Пчас шт/час
500х250х300	325881,9	1319,4	659,7	82,46

2.3 Расчет потребности предприятия в сырьевых материалах

Подбор состава. Подбор и назначение состава арболита производятся заводской лабораторией любым проверенным на практике способом. Подобранный состав при принятых технологических режимах производства должен обеспечить получение арболита с заданными проектными показателями при минимальном расходе цемента. Назначенный состав арболита утверждается главным инженером и контролируется заводской лабораторией.

Наиболее распространенным и удобным способом подбора и назначения исходного состава арболитовой смеси является способ подбора по разработанным практическим таблицам.[7].

Таблица 11.Средний расход компонентов в кг на 1 м³ арболита

Компоненты	Марка арболита
	25
Портландцемент ЦЕМ I 42,5, кг.	330
Древесная дробленка (сухая), кг.	220
Хлористый кальций, кг.	8
Стекло натриевое жидкое, л.(кг.)	12(18)
Двухромовокислый аммоний, кг.	4
Вода, л.	360

Средняя плотность арболита в сухом состоянии:

р^арб=Ц+Д+ХД=330+220+24=574 кг/м³

где Ц-расход цемента;

Д_сух-расход древесной дробленки;

ХД-расход химических добавок.

Плотность уложенной арболитовой смеси:

р^арб=Ц+Д+В+ХД=330+220+360+24=934 кг/м³

Плотность готовых блоков в сухом состоянии 600 кг/м³.

Подбор состава мелкозернистого бетона для фактурного слоя. Цемент берем ЦЕМ I 42,5 ГОСТ 31108-2003. В качестве мелкого заполнителя используем кварцевый песок с модулем крупности М_к=2 и плотностью 2650кг/м³, насыпной плотностью 1400 кг/м³. ГОСТ 8736 -93.

1. Определяем цементно-водное отношение:

где, B - класс бетона по прочности, МПа;

V- коэффициент вариации, характеризующий однородность прочности бетона (0,135).

= =0,55

R_ц - активность цемента, 50 Мпа ;

А - коэффициент, позволяющий учитывать качество заполнителей:

А= 0,8 - заполнители среднего качества.

2. Соотношение между цементом и песком по графику [9] :

3. Рассчитывается расход цемента:

ВВ-объем вовлеченного в смесь воздуха-20 л;

P_ц- истинная плотность цемента-3.1 кг/м³;

P_п-истинная плотность песка-2,65 кг/м³;

n- отношение между цементом и песком.

4. Расход воды на л/м³:

л/м³

5. Расход песка:

П= nЦ= 2460=920 кг/м³

где n- отношение между цементом и песком.

Расход компонентов в кг. на приготовление 1 м3 бетона:

Вода - 253 л.

Цемент - 460 кг.

Песок - 920 кг.

2.4 Материальный баланс на производство блоков из арболита

Таблица 12. Материальный баланс технологических операций.

Наименование операций	Приход, м3	Потери, %	Расход, м3
Склад готовой продукции	1000	1	1010
Распил на блоки	1010	1	1020
ТВО	1020	2	1040
Виброуплотнение арболитовой смеси	1040	1	1050
Формовка	1050	2	1071
Приготовление фактурного слоя: ПЦ(т.) Песок(т.)	1071 460 920	1	1082 465 929
Приготовление арболитовой смеси: ПЦ(т.) ОЗ(т.) ХК(т.) ЖС(т.)	1082 330 220 8 18	1	1093 333,3 222,2 8,08 18,18
Транспортирование ПЦ со склада	333,3	1	336,63
Транспортирование ОЗ со склада	222,2	1	224,42
Транспортирование ХК со склада	8,08	1	8,16
Транспортирование ЖС со склада	18,18	1	18,36
Транспортирование ДА со склада	4	1	4,04
Транспортирование ПЦ на склад	336,63	1	340,2
Транспортирование ОЗ на склад	224,42	1	226,66
Транспортирование ХК на склад	8,16	1	8,24
Транспортирование ЖС на склад	18,36	1	18,52
Транспортирование ДА на склад	4,04	1	4,08

Зная расход сырьевых материалов на 1000м³ готовой продукции, была рассчитана потребность предприятия в год, сутки, смену и час.

Таблица 13. Потребность предприятия в сырьевых материалах.

№	Наименование сырья	Расход в
		Кг/год	Кг/сутки	Кг/смену	Кг/час
1.	ПЦ	5000070,4	20243,2	10121,6	1265,2
2.	ОЗ	2749011,2	11129,6	5564,8	713,65
3.	ХК	99985,6	404,8	202,4	25,9
4.	ЖС	224868,8	910,4	455,2	58,38
5.	ДА	49400	200	100	12,84
6.	Песок	1576848	6384	3192	399

2.5 Выбор и расчет потребного количества технологического оборудования

Расчет необходимого количества смесителей:

М = П_ч^п/(П_пК_п)

где М - количество машин, подлежащих установке;

П^п_ч - требуемая часовая производительность по данному технологическому переделу;

П_п - паспортная или расчетная часовая производительность машин выбранного типоразмера;

К_п - нормативный коэффициент использования оборудования во времени (принимается обычно равным 0.92)

1. Перемешивание арболитовой смеси:

В данной курсовой работе принимается к проектированию смеситель принудительного действия. В этих смесителях потоки смешиваемой массы создаются лопастями, движущимися внутри смесительной емкости. Смесительная емкость корытообразной формы (лотковые смесители).

Необходимое количество смесителей:

М = 3,19/(10*0,92)=0,4 - принимаем 1 смеситель

3,19-часовая производительность табл. 9.

2. Расчет виброплощадки:

М = 3/(12*0,92)=0,28 - принимаем 1 виброплощадку

П^п_ч- требуется 3 плиты в час (3х1,2х0,3 м.)

П_п- 12 плит в час (время виброуплотнения 3,5-4 мин.)

3. Получение дробленки

Для получения дробленки исползуется однороторный шредер.

М = 1,69/(1,9*0,92)=0,96 - принимаем 1 шредер

4. Расчет ленточного транспортера

Необходимо 4 транспортера с производительностью не менее 4 т/ч.

5. Расчет количества форм

1 форма на виброплощадке+1на формовке+ 20 на ТВО+4 на распиле+4 на чистке+5 запас= 35 форм

6. Расчет расходных бункеров

Требуемый геометрический объем определяется по формуле:

V=V_n/к

где к-поправочный коэффициент 0,85-0,9 (принимаем 0,9)

V_n- требуемая полезная емкость бункера, которая определяется по формуле:

V_n=(m р)*n

где m - потребность в сырье, т ч = 0,713 из табл. 13.

р-насыпная плотность, т/ м³

n-запас материала в бункерах 1-2 ч (принимаем 2)

Для ОЗ:

Vn - требуемая полезная емкость бункера:

Vn=( 0,713/0,12)* 2=11,9 м³

Требуемый геометрический объем определяется по формуле:

V=11,9/0,9=13,21 м³

Таблица 14. Ведомость основного оборудования

1	Виброплощадка СМЖ-200А	Мощность 8.8 кВт. Масса 5350 кг.	1
2	Конвейер-дозатор:	Размер:800х 10000 мм Точность дозирования 2%	1
	Электродвигатель	Мощность 7.5 кВт	1
3	Дозатор цемента ДЦ-200	Мощность 2.2 кВт Масса 135 кг.	1
4	Дозатор воды ДВ-150	Мощность 2.3 кВт Масса 145 кг.	1
5	Дозатор химических добавок:	Ёмкость - 40 л. Наибольший предел дозирования - 30 кг.	3
6	Смеситель СГ-750-С	Модель СМ-727А Емкость 1200 л Продолжительность перемешивания 45 с. Мощность электродвигателя 30 кВт	1
7	Компрессорная установка: Комплект пневмотруб и пневмораспределительных устройств	Производительность 1100 л/мин Мощность двигателя 5,5 кВт Базовый объем 500л Давление 8 кгc/см2:	1
8	Шредер однороторный	Модель ST6 Производительность - 1900 кг/ч.	1
9	Формы	Размерами 3х1,2х0,3 м.	60
10	Ленточный транспортер ТК -500- 5.0	Скорость движения ленты1,1 м/сек Ширина ленты 500 мм Угол подъема транспортера45° Номинальная мощность эл. двигателя3 кВт	4
11	Циклон СЦН-40-1200	Производительность - 5м3/ч.	1
12	Автопогрузчик	«BOBCAT»	2
13	Силос цемента СЦР-75	Вместительность 75 т Высота 9500 мм Ширина 4500 Диаметр 3470 Масса 3,5 т	2
14	Бункер для ОЗ	Объем 15 м3

2.6 Расчет складов сырьевых материалов и готовой продукции

1. Для хранения ОЗ принимаем закрытый полубункерный склад.

= 50,5х10х1,1= 555,5

Асут - производительность предприятия в сутки, /сут;

n - число суток нормированного запаса;

Кз - коэффициент запаса (принимаем 1,1).

Таким образом, принимаем склад размерами 14х12х4м.

2. Цемент хранится в силосе для цемента, объем силоса рассчитывается по формуле:

Геометрический объем силосного склада для цемента:

= = 141,8

А - производительность предприятия, т/сут.

- нормированное количество суток запаса сырья

Таким образом, для цемента потребуется 2 силоса диаметром 3470 мм и высотой 9500 мм с полезной емкостью 150 .

3. Склад для добавок:

ЖС и ДА доставляются на склад автотранспортом в пластиковых бочках, а ХК в виде порошка в мешках фасовкой по 30 кг. Необходимые размеры склада принимаем конструктивно: 4x4x2,5 м.

4. Склад готовой продукции:

К₁= 50,5х10х1,1х1,5= 833,25

Асут - производительность предприятия в сутки, /сут;

n - число суток нормированного запаса;

Кз - коэффициент запаса (принимаем 1,1)

К₁ - коэффициент, учитывающий проходы между штабелями

Учитывая, что готовые изделия хранятся штабелями высотой 2м., то размер закрытого склада принят: 18х16х3 м.

2.7 Разработка технологии производства

Рисунок 1. Технологическая схема производства арболитовых блоков



Сырьевые материалы на заводских складах хранятся в условиях, исключающих попадание в них посторонних примесей, а также предотвращающих смешение различных материалов.

Портландцемент хранится в закрытых силосах, исключающих возможность попадания влаги в материал.

Хлорид кальция и натриевое жидкое стекло хранят в сухом отапливаемом закрытом складе добавок в бумажных мешках и жестяных бочках соответсвенно.

Двухромовокислый аммоний, как опасный для персонала материал, хранят в специально оборудованных закрытых помещениях в металлических барабанах или бочках. В такие склады допускаются только работники, имеющие на это разрешение и использующие средства индивидуальной защиты.

Подготовленные сырьевые материалы после контроля на содержание в них основного вещества хранят в бункерах готовых материалов. Для правильного подбора состава смеси материалы отвешивают в соответствии с рецептурой и используют автоматические весы, устанавливаемые под каждым бункером готового материала.

При взвешивании на автоматических весах получают самые точные результаты. Установка для автоматического взвешивания состоит из весов, расположенных под каждым бункером, реле для управления их работой и приемной транспортерной ленты. К раме, укрепленной под бункером с помощью рычажной системы, подвешен ковш. Разгрузочное отверстие перекрывается качающимся затвором. При заполнении ковша определенным количеством материала затвор открывается, и материал высыпается на транспортерную ленту. Весы снабжены аварийной сигнализацией и счетчиком числа отвесов.

Добавки, вводимые в смесь в небольших количествах, отвешивают на более точных весах и после предварительного перемешивания высыпают в смеситель, основного сырья.

На производство древесные отходы и портландцемент поступают автотранспортом. Хлористый кальций, двухромовокислый аммоний и натриевое жидкое стекло доставляются исключительно автотранспортом с точки зрения экономии денежных средств. Портландцемент с помощью пневмотранспорта доставляется в цементный силос, а добавки отправляются на склад добавок.

В технологической схеме в качестве органического заполнителя используется древесный заполнитель лиственной породы. Древесные отходы разгружаются на открытую площадку, которая располагается в непосредственной близости с дробильным отделением. Ручным способом пиломатериалы загружаются на ленточный конвейер. Далее с помощью ленточного конвейера древесные отходы для получения технологической щепы поступают в однороторный шредер ST6,. Полученная древесная дробленка должна иметь игольчатую форму с коэффициентом формы (отношение наибольшего размера к наименьшему), равным 5-10, толщину 3-5 мм и максимальную длину до 25 мм.

Древесная дробленка (щепа) с помощью скипового подъемника поступает на закрытый склад хранения органического сырья. Непосредственно под складом ОЗ находится пневматический автоматический затвор, при открытии которого сырье поступает на конвейер, с помощью которого транспортируется в бункер запаса органического сырья, оснащенный пневмозатвором. Под бункером находится дозатор, через который отмеренное количество заполнителя поступает в смеситель. Туда же через весовые дозаторы поступают цемент и растворы химикатов и технической пены. Полный цикл перемешивания продолжается 5 мин.

Арболитовую смесь получают следующим образом. В смеситель, совместно вводят в течение 2 минут древесную дробленку, цемент и воду путем дождевания с помощью дозатора и системы перфорированных трубок-распылителей. В этом случае можно точно дозировать воду и добавки и равномерно распределить их, что позволяет улучшить физико-механические свойства арболита, а затем раствор геля, полученного предварительным смешиванием хлористого кальция, жидкого стекла и 1/3 воды затворения. Щепа с гелем и водой перемешивается в течение 3 мин.

Стальная форма имеет длину 3 м., ширину 1,2 м. и высоту 0,4 м. Она устанавливается на тележку, которая перемещается под бункер для укладки нижнего фактурного слоя из цементно-песчаного раствора толщиной 20 мм. Готовая смесь через течку-раздатчик поступает в форму, где укладывается и разравнивается, затем укладывается верхний фактурный слой. Перед уплотняющим блоком в форму гидравлическим приводом укладывается пуансон. Тележка с формой и пуансоном тросовым конвейером перемещается на виброплощадку под пригруз. С помощью пневмоцилиндров форма и пригруз опускаются. Кронштейны пригруза, по которым перемещается форма, выходят из зацепления с тележкой и форма с тележкой опускаются на виброплощадку. При дальнейшем опускании пригруз ложится на пуансон, передавая через него усилие на формуемое изделие. Включается виброплощадка и в течение 4 мин происходит уплотнение. При вибрации под действием пригруза пуансон опускается в форме (до упоров), уплотняя смесь и обеспечивая заданную толщину изделия. После уплотнения операции повторяются в обратном порядке - тележка выкатывается, снимается пуансон, и изделие на поддоне передается кран-балкой на рольганг камеры тепловой обработки.

Тепловая обработка осуществляется в туннельном сушиле при 40-50°С и относительной влажности воздуха 70-80% в течение 10-12 ч. Прочность его при этом составляет 75% марочной прочности, а влажность остается в пределах 12-20%. Сырец поступает в сушилку на вагонетках, которые перемещаются в туннелях по рельсовым путям с помощью канатных толкателей. Туннельное сушило работает по принципу противотока - в качестве сушильного агента используется подогретый воздух и подается в направлении, противоположном направлению, движения вагонеток.

После тепловой обработки форма с изделием отправляется на распил на отдельные блоки при помощи кран-балки. Распил осуществляется станком, оснащенным ленточными пилами. Благодаря такому технологическому процессу становится возможным производство изделий с широким спектром номенклатуры без потери в производительности, но из-за распила крошится 0,3% от всех изделий. После распила специальным механическим захватом блоки перемещаются на пост выдержки.

Для дальнейшего набора прочности и снижения влажности до регламентируемых величин требуется выдержка изделий на складе готовой продукции при 16-18°С не менее чем 3 суток. После этого изделия можно отправлять на склад с любым температурно-влажностным режимом (естественное хранение, исключающее увлажнение).

Каждая партия изделий из арболита, поставляемая потребителю, должна сопровождается документом, удостоверяющим качество, оформленным в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.3-81.

3. Контроль производства и качества выпускаемой продукции

Для получения изделий высокого качества и экономичности необходимо проводить постоянный контроль их производства и на его основе управлять технологическими процессами, внося в них необходимые коррективы и изменения, учитывающие колебания свойств исходных материалов и условий производства и гарантирующие получение заданных свойств изделий при минимальных материальных, энергетических и трудовых затратах.

Для организационного контроля технологического процесса на предприятии имеются: отдел технического контроля ОТК и заводская лаборатория, главная обязанность которых - предупредить выпуск некачественной продукции. Качество готовых изделий зависит от качества применяемого материала, при соблюдении технологии на всех стадиях производства, что регламентируется соответствующими стандартами и техническими условиями.

Контроль организуется на всех стадиях производства и осуществляется цеховым техническим персоналом, который отвечает за соблюдение технологических требований к изделиям. Отдел технического контроля предприятия (ОТК) контролирует качество и производит прием готовой продукции, проверяет соответствие технологии техническим условиям производства изделий.

В задачи производственного контроля входят: контроль качества поступивших на предприятие материалов и полуфабрикатов - входной контроль; контроль выполнения технологических процессов, осуществляемый во время выполнения определенных операций в соответствии с установленными режимами, инструкциями и технологическими картами - операционный контроль; контроль качества и комплектности продукции, соответствие ее стандартам и техническим условиям - приемочный контроль.

Входной контроль - это контроль материалов, поступающих на завод с предприятий-поставщиков.

Входной контроль устанавливает соответствие поступающих материалов требованиям ГОСТ и ТУ, а также паспортам и другим документам, подтверждающим их качество.

Входной контроль материалов по мере поступления и изменения сырья осуществляется заводской лабораторией, результаты испытаний заносятся в журналы соответствующей формы.

Пооперационный контроль - это контроль осуществляемый на стадии производства, он необходим для обеспечения ведения технологического процесса и выпуска арболитовых блоков на основе требований ГОСТ, своевременного выявления отклонений от заданных технологических параметров и оказания работающим практической помощи в устранении этих отклонений.

Приемочный контроль - это контроль готовой продукции, по результатам которого принимается решение о ее пригодности поставки к потребителю. Его результаты используются для выявления недостатков технологического процесса и внесение необходимых изменений. Он устанавливает соответствие качественных показателей требованиям ГОСТ и свойств изделия. Он предусматривает испытания и измерения готовых изделий и обобщение данных выходного и операционного контроля.

Контроль на предприятии должен осуществляться при помощи контрольных карт. В контрольной карте отражаются все операции контроля технологического процесса производства арболитовых блоков.

Входной контроль осуществляют заводская лаборатория и служба ОТК. Они устанавливают соответствие поступающих материалов требованиям ГОСТ и ТУ, а также паспортам и другим документам, подтверждающим их качество.

Контроль качества сырьевых материалов делится на приемочный, периодический и текущий.

Приемочный контроль имеет целью проверить, насколько качество поступающих на завод материалов отвечает ГОСТам или ТУ....