Цех по производству сухих строительных смесей

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Введение

Все сухие строительные смеси, представленные на строительном рынке, можно разделить на две основные группы. К первой относятся не модифицированные строительные смеси -- это универсальная смесь М150, кладочная смесь М200, пескобетон М300, штукатурные составы марки М100. Сухие смеси данной группы предназначены для первых этапов строительных работ, таких как: заливка фундамента, возведение стен и межкомнатных перегородок, установка перекрытий. Вторая группа -- модифицированные сухие смеси, которые служат для черновых и чистовых отделочных работ, например: отделка потолка, устройство пола, отделка стен, облицовка фасадов. К строительным смесям данной группы относятся: штукатурка, шпатлевка, плиточный клей, наливные полы, гидроизоляция и т.п.

Современные строительные сухие смеси представляют собой набор ингредиентов, изготовленных в заводских условиях, расфасованных в упаковки и предназначенных для приготовления растворов -- таких как строительный клей, цементные смеси, шпатлевки, штукатурки, герметики, грунтовки. Сухие смеси необходимы для проведения бетонных, штукатурных, облицовочных, декоративных и малярных работ. 

Эффективные сухие смеси должны обладать следующими качествами:

-удобоукладываемость - это свойство определяет равномерность покрытия смеси обрабатываемой поверхности -- заполняемость всех имеющихся в ней неровностей и отсутствие элементов, которые могли бы нарушить эту самую равномерность;

-подвижность строительной смеси - от этого качества зависит удобство в работе сухих смесей. Проверяется подвижность с помощью специального конуса массой 300 г. Если после его погружения в строительную смесь осадка составит менее 6 см, то тогда она будет считаться жесткой. Если осадка составит от 6 до 10 см -- среднепластичная строительная смесь. Осадка более 10 см - пластичной смесь;

-способность удерживать влагу - чем выше эта способность, тем более высококачественной будет считаться строительная смесь. Низкие показатели означают, что при укладке или транспортировке смеси не будут подвергаться расслоению;

-адгезия - высокая адгезия обеспечивает хорошее сцепление строительной смеси с обрабатываемой поверхностью. Во многом этот параметр обеспечивает хорошие показатели других свойств строительных сухих смесей -- устойчивости к сопротивляемости усадочной деформации.

 -гигроскопичность - у хорошей сухой смеси этот показатель должен быть минимальным.

Свойства строительных смесей напрямую зависят от того, из какого сырья они изготовлены. Для понижения гигроскопичности используются замедлители, которые позволяют производить укладку на свежем воздухе, в том числе при жаркой погоде. Воздухововлекающие добавки, наоборот, позволяют работать со строительными смесями при низкой температуре и к тому же способствуют увеличению прочности вещества. От дисперсионных полимеров зависит удобство в работе сухих смесей, устойчивость к физическим нагрузкам и водонепроницаемость. Полимеры определяют степень склеивания смеси с поверхностью. Сухие смеси имеют следующие достоинства:

- легкость обращения -- с сухими смесями справятся как специалисты, так и простые обыватели, никогда ранее не проводившие ремонтные работы;

 - минимальные сроки на приготовление -- в большинстве случаев достаточно залить сухую смесь водой, а через определенный промежуток времени размешать полученный раствор;

- хорошая совместимость с другими материалами (например, с лаками и красками).

Сегодня на белорусском рынке сухих смесей можно выделить наиболее крупные компании, такие как ООО «Сармат», СООО «БаумитБел», ООО «Парад», ООО «Илмакс», ООО «БелКема», ООО «ЮниСтройКомплект», ПТ ООО «Тайфун».

2. Номенклатура изделий и требования предъявляемые к ним.

Составы должны соответствовать требованиям СТБ 1621-2006 «Составы клеевые полимерминеральные. Технические условия» и изготавливаться по технологической документации, утвержденной в установленном порядке.

Показатели качества составов должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.

Таблица 1

Наименование показателя	Значение показателя состава для наклеивания теплоизоляционных материалов и армирующей сетки
1 Влажность, %, не более	1,0
2 Водоудерживающая способность, %, не менее	97,0
3 Открытое время, мин	--
4 Коэффициент паропроницаемости, мг/(м·ч·Па), не менее	0,020
5 Водопоглощение при капиллярном подсосе, кг/м2, не более	1,5
6 Прочность сцепления клеевого состава с основанием, МПа, не менее	0,6
7 Прочность сцепления клеевого состава с теплоизоляционным материалом, МПа: - минераловатная плита - пенополистирол	Не менее предела прочности на отрыв слоев утеплителя Не менее предела прочности утеплителя при растяжении
8 Предел прочности клеевого соединения при равномерном отрыве, МПа, не менее	--
9 Предел прочности клеевого соединения при равномерном отрыве после теплового старения, МПа, не менее	--
10 Морозостойкость, циклы, не менее	75

Составы классифицируют по следующим признакам:

По назначению:

для наклеивания теплоизоляционных материалов и армирующей сетки (КС);

для укладки паркета (КП).

По количеству компонентов:

однокомпонентные (1);

двухкомпонентные (2).

Условное обозначение при заказе должно состоять из наименования состава, назначения, количества компонентов, условного наименования конкретного завода-изготовителя и обозначения настоящего стандарта.

Примеры условных обозначений

1 Состав клеевой полимерминеральный для наклеивания теплоизоляционных материалов и армирующей сетки (КС), однокомпонентный (1):

Состав клеевой полимерминеральный КС 1 СТБ 1621-2006.

2 Состав клеевой полимерминеральный для укладки паркета (КП), двухкомпонентный (2):

Состав клеевой полимерминеральный КП 2 СТБ 1621-2006.

3. Технологическая часть

Требования к сырью

Материалы, применяемые для изготовления составов, должны удовлетворять требованиям соответствующих ТНПА и быть разрешены к применению при производстве строительных работ органами государственного надзора.

3.1 Для изготовления полимерминеральных клеевых составов используется портландцемент соответствующий ГОСТ 31108-2016 «Цементы общестроительные. Технические условия».

3.1.1 Массовая доля в цементах активных минеральных добавок должна соответствовать значениям, указанным в таблице 2. Допускается замена части минеральных добавок во всех типах цемента добавками, ускоряющими твердение или повышающими прочность цемента и не ухудшающими его строительно-технические свойства (сульфоалюминатные и сульфоферритные продукты, обожженные алуниты и каолины). Суммарная массовая доля этих добавок не должна быть более 5% массы цемента.

Таблица 2

Обозначение цемента	Активные минеральные добавки, % по массе
	Всего	В том числе
		Доменные гранулированные и электротер-мофосфорные шлаки	Осадочного происхождения, кроме глиежа	Прочие актив- ные, включая глиеж
ПЦ-Д0	Не допускаются
ПЦ-Д5	До 5	До 5	До 5	До 5
ДЦ-Д20, ПЦ-Д20-Б	Св.5 до 20	До 20	До 10	До 20
ШПЦ, ШПЦ-Б	Св.20до 80	Св. 20 до 80	До 10	До 10

3.1. 2 Предел прочности цемента при изгибе и сжатии должен быть не менее значений, указанных в таблице 3

Таблица 3

Обозначение цемента	Гаранти- рованная марка	Предел прочности, МПа (кгс/см2)
		при изгибе в возрасте, сут	при сжатии в возрасте, сут
		3	28	3	28
ПЦ-Д0, ПЦ-Д5, ПЦ-Д20, ШПЦ	300	-	4,4 (45)	-	29,4 (300)
	400	-	5,4 (55)	-	39,2 (400)
	500	-	5,9 (60)	-	49,0 (500)
	550	-	6,1 (62)	-	53,9 (550)
	600	-	6,4 (65)	-	58,8 (600)
ПЦ-Д20-Б	400	3,9 (40)	5,4 (55)	24,5 (250)	39,2 (400)
	500	4,4 (45)	5,9 (60)	27,5 (280)	49,0 (500)
ШПЦ-Б	400	3,4 (35)	5,4 (55)	21,5 (220)	39,2 (400)

Изготовитель должен определять активность при пропаривании каждой партии цемента.

3.1.3 Цемент должен показывать равномерность изменения объема при испытании образцов кипячением в воде, а при содержании MgО в клинкере более 5% - в автоклаве.

3.1.4 Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 10 ч от начала затворения.

3.1.5 Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании пробы цемента сквозь сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613-86 проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы.

3.1.6 Массовая доля ангидрида серной кислоты (SO3) в цементе должна соответствовать требованиям табл. 4.

Таблица 4

Обозначение цемента	SO3, % по массе
	Не менее	Не более
ПЦ 400-Д0, ПЦ 500-Д0, ПЦ 300-Д5, ПЦ 400-Д5, ПЦ 500-Д5, ПЦ 300-Д20, ПЦ 400-Д20, ПЦ 500-Д20	1,0	3,5
ПЦ 550-Д0, ПЦ 600-Д0, ПЦ 550-Д5, ПЦ 600-Д5, ПЦ 550-Д20, ПЦ 600-Д20, ПЦ 400-Д20-Б, ПЦ 500-Д20-Б	1,5	4,0
ШПЦ 300, ШПЦ 400, ШПЦ 500, ШПЦ 400-Б	1,0	4,0

3.1.7 Допускается введение в цемент при его помоле специальных пластифицирующих или гидрофобизирующих поверхностно-активных добавок в количестве не более 0,3 % массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.

3.1.8 Упаковку, маркировку, транспортирование и хранение цемента производят по ГОСТ 30515 - 97.

3.1.9 Складирование и хранение цемента производится в специализированном прирельсовом складе силосного типа. Цемент поступает на склад в железнодорожных вагонах всех видов (крытых, бункерного типа, цементовозах с пневмовыгрузкой) и в саморазгружающихся автоцистернах с пневмовыгрузкой. Емкости для хранения цемента оснащаются аэрационными сводообрушающими устройствами.

3.1.10 Склад цемента должен быть герметичным и обеспечивать защиту цемента от атмосферной и грунтовой влаги.

3.1.11 Цемент хранят по видам и маркам раздельно в силосах. При длительном хранении цемента необходимо обязательно проверять его активность перед применением для приготовления бетонной смеси.

3.2 Добавки должны отвечать санитарно - и радиационно - гигиеническим требованиям. Нормативная документация на добавки подлежит согласованию с органами санитарного надзора Республики Беларусь.

Идентификация добавок проводится потребителем путем сравнения свойств поставленной добавки конкретной партии и эталона, который находится у изготовителя. Критерии и требования идентификации приведены в табл. 5

Таблица 5

Критерий идентификации	Требования
Внешний вид	Внешний вид должен соответствовать требованиям, указанным в нормативной документации на конкретный вид добавки.
Значения активных компонентов (R- спектры для органических добавок)	Инфракрасные спектры должны обнаруживать аналогичные характерные показатели, как у эталона.
Плотность г/см3	При плотности меньше 1,10 отклонение должно быть не более ±0,02, при плотности больше 1,10- не более ±0,03 г/см3.

3.3 В качестве мелкого заполнителя применяют песок для строительных работ по ГОСТ 8736-93. Допускается применение других заполнителей по нормативно-технической документации на конкретный вид.

3.3.1 Крупность мелкого заполнителя для приготовления клеевого состава должна быть не более 0,63 мм.

3.3.2 Песок не должен содержать посторонних засоряющих примесей.

3.3.3 Песок транспортируют в открытых железнодорожных вагонах и судах, а также автомобилях в соответствии с утвержденными в установленном порядке правилами перевозки грузов соответствующим видом транспорта и хранят на складе у изготовителя и потребителя в условиях, предохраняющих песок от загрязнения.

3.3.4 При отгрузке и хранении песка в зимнее время предприятию-изготовителю необходимо принять меры по предотвращению смерзаемости (перелопачивание, обработку специальными растворами и т.п.).

3.3.5 Природный песок при обработке раствором гидроксида натрия (колориметрическая проба на органические примеси по ГОСТ 8735) не должен придавать раствору окраску, соответствующую или темнее цвета эталона.

3.4 Мешки, используемые для пакетирования готовой продукции должны соответствовать ГОСТ 2226-88 «Мешки бумажные. Технические условия»

Суперпластификатор (Melment)

Химический состав: MELMENT -- сульфонированный порошковый продукт поликонденсации на основе меламина, полученный методом распылительной сушки. 

Технические данные: форма - белый порошок; насыпная плотность - 450-750г/л; потери при нагревании - макс. 4,0 мас.%; 20% раствор при 20 0С имеет рН = 9,0-11,4 

Суперпластификатор MELMENT оптимизирован для пластификации и уменьшения расхода воды для смесей на основе цемента и гипса. 

Дозировка:

0,2-1,5 мас.% на вес вяжущего. 

0,05-0,10 мас.% на вес вяжущего (при использовании в качестве диспергатора). 

Эфир целлюлозы (Месellose)

Сухая смесь на основе гипса

Растворимость в воде	легко растворяется в холодной воде, диспергируется в горячей
Водо- удержание	обладает свойством удерживать воду в растворе и противодействовать испарению, адсорбированию впитывающим основанием и т.д.
Неионо- генность	совместима с другими добавками в водном растворе и обеспечивает устойчивую комбинацию растворимости в воде
рH стойкость	устойчивы в диапазоне pH 3.0~12.0 (однако, кислота или щелочи влияют на растворимость ЭЦ)
Гелео- бразование	при повышении температуры водного раствора ЭЦ до определенного уровня раствор переходит в гелеообразное состояние, но при этом гель возвращается после охлаждения снова в свое исходное состояние раствора (обратимая коагуляция)
Загущение и адгезия	обеспечивает загущение раствора и улучшает его адгезионные свойства
Образование пленки	образует прозрачную, прочную, гибкую пленку, обладающую отличной стойкостью к маслам и смазкам
Стойкость к энзимам	обеспечивает отличную стабильность вязкости во время длительного хранения благодаря стойкости к воздействию грибков и бактерий

Редиспергируемый порошок Neolith

Производитель: FAR SPA (Италия)

Редиспергируемые полимерные порошки являются наиболее распространенными универсальными модификаторами и обязательными компонентами большинства сухих строительных смесей различного назначения.

Редиспергированные полимерные порошки (РПП) - это сухие порошки органических полимеров, которые при смешивании с водой образуют водные дисперсии. РПП в комбинации с вяжущими материалами, которые гидратируются, позволяют создавать готовые модифицированные сухие смеси стабильного качества, в которые остается только добавить воду. Основным свойством РПП является их способность к быстрому диспергированию в воде. Этот процесс происходит при смешивании сухой смеси, содержащей РПП, с водой. В результате процессов схватывания раствора и связывания воды, диспергированные частицы агломерируются и образуют фазу из полимерной пленки, что позволяет получить в конечном продукте необходимые общие и специальные свойства в зависимости от назначения и области применения композиций - сухих строительных смесей.

Применение редиспергуемых порошков позволяет значительно улучшить основные показатели систем на основе минеральных вяжущих (цемента, песка, гипса и т.д.):

Адгезию к основанию из различных материалов;

Эластичность (устойчивость к деформационным и динамическим нагрузкам);

Прочность на растяжение и изгиб;

Водостойкость, механическую прочность (для гипсовых материалов после взаимодействия с влагой);

Гидрофобизацию и снижение водопоглощения;

Стойкость к истиранию;

Растекание (для нивелиров);

Сохранение паропроницаемости;

Морозостойкость и долговечность (для фасадных систем)

Легкость нанесения и удобство использования;

Время обработки и способность к обработке.

Волокна целлюлозы

Волокна целлюлозы длинной от 20 до 2500 мкм применяются в производстве сухих строительных смесей в качестве армирующего компонента для достижения следующих целей: 

компенсация недостатков фракционного состава;

снижение усадки, которая возникает при затвердевании строительных растворов;

улучшение типсотропных свойств и фиксирующей способности (например, противодействие сползанию плитки в случае плиточного клея);

увеличение трещиностойкости (благодаря оптимизации фракционного состава и увеличению прочности на разрыв, релаксации напряжений в цементном и гипсовом камне, как при процессах кристаллообразования, так и при эксплуатации);

увеличение деформационной способности полимерцементного камня (необходимо при создании, например, штукатурок для систем скрепленной теплоизоляции, покрытий для «тёплых» полов);

увеличение морозостойкости;

увеличение ударной вязкости;

небольшое увеличение «открытого времени».

Плотность - около 1300 г/л; насыпная плотность - от 20 до 260 г/л; длина - от 20 до 2500 мкм; диаметр - около 25 мкм; влажность - 4-8%; рН - 4-10; растворимость - нерастворимы в воде, органике, слабых и разбавленных кислотах и щелочах; термостойкость - до 200 град. Цельсия; морозостойкость - вода, проникающая в капиллярную систему волокон целлюлозы, замерзает при -70 град. Цельсия. 



Технологическая схема

Расчет состава сырьевой смеси

В данной курсовой работе рассматривается рецептура состава клеевого полимерминерального для наклеивания теплоизоляционных материалов и армирующей сетки (КС), однокомпонентного.

Расход материалов в % на 100 % сухой смеси приведен в таблице 6:

строительный смесь теплоизоляционный



Таблица 6

Компоненты	Расход, %
Портландцемент М500	30
Известь гидратная	5
Кварцевый песок фр. 0,14 - 0,63	62,6
Суперпластификатор (Melment)	0,4
Эфир целлюлозы (Месellose)	0,25
Редиспергируемый порошок (Vinnapas или Neolith)	1,5
Волокна целлюлозы	0,2

Расход материалов на 1 т сухой смеси приведен в таблице 7:

Таблица 7

Компоненты	Расход, кг
Портландцемент М500	300
Известь гидратная	50
Кварцевый песок фр. 0,14 - 0,63	626
Суперпластификатор (Melment)	4
Эфир целлюлозы (Месellose)	2,5
Редиспергируемый порошок (Vinnapas или Neolith)	15
Волокна целлюлозы	2

Технология производства

В данном проекте принята вертикальная схема размещения оборудования смесительного отделения.

Принцип этой схемы заключается в расположении силосов сырьевых компонентов в верхней части башни над вытянутой сверху вниз цепочкой технологического оборудования.

Сырьевые материалы поднимаются один раз вверх при загрузке их в силос и далее, при прохождении всех технологических операций происходит движение материалов вниз.

Гравитационная подача является главным достоинством завода с вертикальной схемой размещения оборудования. Транспортирующих устройств между весами, смесителем и фасовочной машиной в этом случае не требуется. При горизонтальном размещении оборудования именно транспортирующие устройства создают проблемы при чередовании рецептур.

Краткий технологический процесс производства строительных смесей можно разделить на следующие части:

Приготовление песка для смеси

Доставка цемента

Приготовление необходимых добавок

Подача подготовленных ингредиентов в смеситель

Фасовка получаемых смесей в тару (мешки).

Песок доставляют железнодорожным транспортом в сыром виде и складируют на складе. Перед использованием его в производстве сухих смесей он сушится в специальных сушильных барабанах и далее разделяется на 3 фракции (отличающиеся крупностью зерен) с помощью вибросит. Чтобы в песок не попадали вредные примеси используются горелки сушильных барабанов на природном газе. При использовании мазутных горелок зачастую продукты неполного сгорания оседают на поверхности песчинок и в процессе приготовления водного раствора на поверхности образуется характерная масляная пленка. Общее качество таких растворов существенно снижаются. Влага, выделяющаяся из песка, удаляется с помощью аспирации (вентиляция).

Основными процессами технологической цепочки производства сухих строительных смесей, оказывающих существенное влияние на их эксплуатационные характеристики, является: подготовка сырьевых компонентов, их дозирование и смешивание, распределение малых химических добавок и премиксов в основной массе продукта.

Однородность материала, является основой требуемого качества современных строительных смесей. От того, насколько равномерно отдельные компоненты будут распределены в основном объеме смеси, напрямую зависят эксплуатационные характеристики получаемого продукта. Даже небольшое отклонение содержания малых добавок, вызванное плохим их распределением, может негативно сказаться как на физико-механических, так и на технико-эксплуатационных свойствах смеси. Именно по этим причинам смесительный узел по праву считается наиболее ответственным участком завода по производству сухих строительных смесей. Соответственно, выбор смесительного оборудования, является важнейшим шагом на пути получения высококачественного продукта.

Сегодня получение некоторых видов материалов строительного назначения не возможно без использования смесительного оборудования, способного обеспечить необходимый уровень однородности смеси. В составы сухих строительных смесей входит большой ассортимент компонентов, при этом целый ряд составляющих вводится в малом количестве (0,05-0,5%), однако их влияние на формирование свойств растворных смесей и растворов чрезвычайно велико. В то время, когда составы строительных смесей постоянно усложняются, соответственно повышаются и требования, предъявляемые к смесительному оборудованию. Зачастую то, что еще вчера обеспечивало требуемый уровень однородности смеси, сегодня является серьезным препятствием на пути получения конкурентоспособной продукции современного уровня качества. Смесительное оборудование, используемое на отечественных заводах по производству сухих строительных смесей, не в полной мере отвечает возрастающим требованиям к однородности получаемого продукта. Недостаточная техническая вооруженность предприятий, малоэффективные и громоздкие технологические схемы производства, часто не позволяют обеспечить современный уровень качества и, что особенно важно, стабильность заданных характеристик строительных смесей сложного состава. Признавая огромное значение наиболее важной технологической операции, а именно, смешиванию компонентов, необходимо отметить, что оборудование, предназначенное для производства смесей высокого уровня совмещения компонентов, на отечественных предприятиях используется достаточно редко.

В производстве сухих строительных смесей в настоящее время применяется разнообразное смесительное оборудование, в частности, принудительные смесители циклического действия и принудительные смесители непрерывного действия.

Процесс цикличного смешивания состоит из следующих фаз: загрузка материалов в емкость смесителя, непосредственно смешивания компонентов для достижения заданного уровня однородности получаемого продукта и, наконец, разгрузка смесителя. После разгрузки материала цикл повторяется.

Метод непрерывного смешивания компонентов сухих смесей основан на получении готового продукта в постоянном режиме, когда загрузка смесителя, смешивание компонентов и разгрузка получаемого продукта происходят в непрерывном режиме.

Режим работы цеха и производственная программа

Проектная мощность производства - 10 000 т/год.

Режим работы цеха: двухсменный режим работы с пятидневной рабочей неделей, длительность смены 8 часов.

- Годовой фонд рабочего времени определяем по формуле:

=262 количество рабочих дней в году.

=2 количество смен в сутки.

= 8ч - продолжительность смены.

=0,9- коэффициент использования оборудования по времени.

Т=262·2·8·0,9=3773ч

Расчет фонда рабочего времени оборудования показан в таблице 8.



Таблица 8

Наименование отделения	Рабочих суток в году	Рабочих смен в сутки	Длительность смены в часах	Коэффициент использования оборудования	Годовой фонд времени работы оборудования, час
Цех по производству сухих смесей	262	2	8	0,9	3773

Производственная программа цеха рассчитывается по условной номенклатуре исходя из годового фонда работы оборудования и дана в таблице 9.

Таблица 9

Наименование материала	Единица измерения	Выпуск
		В год	В сутки	В смену	В час
Сухой песок	тн.	6260	26,55	13,27	1,66
Сухая строительная смесь	тн.	10000	42,41	21,2	2,65

Данные производственной программы используются для расчета производительности отдельных участков, технологических линий и переделов. Расчет ведется по формуле:

и - соответствен

о производительность рассчитываемого и предыдущего передела или участка

б - брак, отходы и потери (1,5%)

Движение продукции по переделам с учетом брака и потерь в таблице 10.

Таблица 10

Наименование материала	Единица измерения	Выпуск
		В год	В сутки	В смену	В час
Сухой песок	тн.	6354	26,94	13,47	1,68
Приготовление сухой строительной смеси	тн.	10150	43,04	21,52	2,69

Подбор оборудования и тепловых установок

Подбор необходимого количества оборудования для выполнения производственной программы ведется по следующей формуле:

Пm требуемая часовая производительность по данному переделу

П - часовая производительность выбранной машины

КН 0,9-нормативный коэффициент использования оборудования

Подбор ленточного конвейера.

Ленточный конвейер предназначен для транспортирования песка к сушильному барабану.

Таблица 11

Наименование параметра	Значение
Производительность конвейера, М3/ч	12
Ширина ленты, м	0,8
Количество прокладок	4
Передаточное число привода	5
Длинна конвейера, м	25,3
Угол наклона конвейера, ?	16
Частота вращения приводного барабана, об/мин	190

Проектирование сушильного барабана.

1. Время нахождения материала в барабане (время сушки):

ф=120вс(wн-wк)/m0[200-(wн-wк)],

где в-- коэффициент заполнения барабана материалом, принимаем 0,14;

с--плотность песка при средней влажности.

Плотность песка при средней влажности находим по формуле:

с= сс?100/(100-wср),

где сс--плотность высушенного песка, кг/м3;

wср--средняя влажность:

wср = (wн+wк)/2=(3,5+0,4)/2 = 1,95

с=2400?100/(100-1,95)= 2447, 7 кг/м3

ф=120?0,14?2447,7(3,5-0,4)/25,28 ?[200-(3,5-0,4)]= 25,6 мин (1536,6сек)

Определим частоту вращения барабана

n=L/а?ф?tgб,

где L--длина барабана, м;

а--коэффициент, зависящий от типа теплообменного устройства и диаметра барабана (принимаем 1,2);

б--угол наклона барабана (2є).

n=6/1,2?1536,6?tg2=0,13 об/сек (7,8 об/мин)

Определяем мощность привода по формуле:

N=0,0013D3Lnзс,

где з -- коэффициент мощности барабана с определенным типом внутреннего теплообменного устройства при степени заполнения 0,14 (по справочнику 0,012):

N=0,0013?1,273?6?7,8?0,017?2447,7= 5,2 кВт

Размеры сушильного барабана:

Количество влаги, удаляемой при сушке песка:

где wн--начальная влажность материала;

wк--конечная влажность материала;

Pm--производительность по высушенному материалу.

n=13146?(3,5-0,4)/(100-3,5)= 422,3 кг/ч

Принимаем напряженность объема барабана по влаге равной m0=90кг/м3?ч, тогда необходимый внутренний объем барабана будет равен:

Vб=n/m0=422,3/90=4,69 м3

По данному объему подбираем барабан длиной L=6м и диаметром D=1,27м.

Проверим объем барабанного сушила, принимая объемный коэффициент теплоотдачи бV=200 Вт/м3?град

Vб=Кб?Q/бб??tср,

где Кб--коэффициент, учитывающий долю объема барабана, занятую теплообменным устройством;

бб--объемный коэффициент теплоотдачи;

?tср--средняя логарифмическая разность температур сушильного агента;

Q--количество теплоты, которое расходуется на испарение влаги и подогрев материала.

Предварительно определим расход тепла на нагрев материала по формуле

qm=Pmcm(tк-tн),

где сm--теплоемкость высушенного материала при конечной влажности;

tк и tн--соответственно конечная и начальная температура материала.

Теплоемкость высушенного материала при конечной влажности находим по формуле:

cm=(cc?(100-wк)/100)+4,2?wк/100,

где cc--теплоемкость сухого материала принимаем равным 0,796кДж/кг?град

Тогда

сm=(0,796?(100-0,4)/100)+4,2?0,4/100=0,8 кДж/кг?град

qm=13146?0,8096?(80-15)=691795 кДж/ч

Определим полезный расход тепла на сушку по формуле

Q=(2493+1,97tух-4,2tн)?0,278n+0,278qm,

где tух--температура отходящих газов;

Q=(2493+1,97?90-4,2?15)?0,278?422,3+0,278?691795,1=498414Вт

Находим среднюю логарифмическую разность температур:

?tн=785?C, ?tк=12?C, ?t=110?C.

Рассчитываем объем барабана:

Vб=498414,45/(200?110)=11,4 м3

Выбранные ранее размеры барабана L=6м, D=1,27м оставляем.

Производительность барабана.

Количество испаренной влаги в час:

Рвыс - производительность барабана по высушенному материалу, кг/x

Wн и Wк - начальная и конечная влажности материала, %

Производительность барабана по абсолютно сухому материалу:

Количество остаточной влаги:



Wост = Рвыс - Рсух, кг/ч

Wост = 13146 - 13093 = 53 кг/ч

Принимаем 2 сушильных барабана.

Подбор сортировочного устройства.

Необходимо для сортировки песка на фракции:

- 0,14 - 0,315;

- 0,315 - 0,63.

Выбран вибрационный грохот, который предназначен для рассева сыпучих материалов по крупности частиц в непрерывном режиме. Этот вид оборудования обеспечивает одновременную установку 2-3 сит. Конструкция грохота исключает выброс пылевых фракций. Для повышения эффективности рассева к грохоту должен быть подключен питатель для равномерной подачи просеиваемого материала. Конструктивно грохот представляет собой вибрационную систему в виде короба с вибровозбудителем, установленным на раму. Система динамически уравновешена, не требует специального фундамента. Короб имеет одну или две деки, каждая из которых содержит двойное сито в виде поддерживающего (из резонирующего ленточнострунного сита) и классифицирующего (металлическое из нержавеющей стали). Такая конструкция не требует большой металлоемкости и подводимой мощности привода.

Подбор весов.

Для объемного дозирования сыпучих материалов применяются винтовые дозаторы. Для добавок используются весы со способностью взвешивания 20 кг, объём весов составит 300 л. Для цемента принимаем производительность дозатора: 25 тн/ч, шаг 0,02 м, 20 об/мин.

Подбор скипового транспортёра для добавок

Необходим для транспортирования добавок к смесителю. Технические характеристики транспортёра следующие: диаметр 300 мм; скорость 0,75 м/с; производительность 100кг/ч

Подбор ленточного конвейера для транспортирования готовой смеси

Необходим для транспортирования готовой смеси к месту расфасовки. Выбираем конвейер со следующими техническими характеристиками:



Таблица 12

Наименование параметра	Значение
Производительность конвейера, тонн/ч	12
Ширина ленты, м	0,65
Количество прокладок	4
Передаточное число привода	5
Длинна конвейера, м	28,8
Угол наклона конвейера, ?	14
Мощность привода, кВт;	190

Подбор приёмного бункера для песка.

Приёмный бункер необходим для временного хранения песка. Основной технической характеристикой бункера является его объём. Исходя из того, что запас заполнителя в бункере составляет 10 часов определяем его объём:

Где: Р - расход песка, м3/ч;

З - запас песка, часов;

Расчет смесителя

Для приготовления сухой строительной смеси принимаем принудительный смеситель циклического действия.

Производительность смесителей циклического действия во всех случаях определяется емкостью смесительной чаши или барабана и временем, затрачиваемым на один замес:

П =

где Vб - вместимость смесительного барабана по загрузке, л

Rб - коэффициент выхода смеси, Rб = 1;

n - число замесов в час:

,

где - время цикла:

tц = t1 + t2 + t3,

где t1 - продолжительность загрузки смесительной чаши (при загрузке скиповым транспортером 17 сек);

t2 - продолжительность перемешивания: 160 сек;

t3 - продолжительность выгрузки порции готовой смеси ( с ненаклоняющемся барабаном 45 сек)

tц = 17+160+45 = 222 сек

П =

Принимаем 1 смеситель.

Подбор ковшового элеватора.

Для удовлетворения заданной производительности выбираем ковшовый элеватор производительностью 3 т/ч.

Подбор дозаторов.

Дозаторы выбираются в зависимости от вида дозируемого материала и производительности смесителя. Комплект дозаторов будет такой:

Для цемента - АД-400-2БЦ

Для песка - АД-800-БП,

Для добавок - АД-100Д.

Таблица 13

Индекс	Предел взвешивания, кг	Объем бункера, м3	Цикл дозирования, с	Погрешность дозирования, %	Масса, кг.
	Мин.	Макс.
АД-400-2БЦ АД-800-БП АД-100Д	80 200 20	400 800 100	0,75 0,78 0,125	45 30 45	1 2 2	1575 555 240

АД-400-2БЦ АД-800-БП АД-100Д

Фасовочная машина

Выбираем установку для фасовки в мешки от 3 - 50 кг.

Производительность - 7,5 т/час.



4. Технико-экономическая часть

Для определения выработки продукции на одного списочного рабочего рассчитывается состав персонала. Расчет ведется на уровне цеха или отделения, т.е. учитывается только цеховой персонал, производственные и вспомогательные рабочие. Численность вспомогательных рабочих обычно рабочих обычно составляет 20…40%, а цехового персонала - 8… 15% от численности производственных рабочих. Количество производственных рабочих подсчитывается по рабочим местам, при этом учитывается возможность совмещения операций, а также применения новаторских приемов и приспособлений.

Определение числа необходимых рабочих мест должно предусматривать создание условий для бесперебойной ритмичной работы оборудования и выпуска продукции надлежащего качества. Ведомость персонала составляется в виде таблицы.



№ п/п	Наименование профессий или работ	Количество персонала
		1 смена	2 смена	Всего
1	Производственные: Оператор ЭВМ Наладчик Машинист Итого	1 1 2 4	1 - 1 2	2 1 3 6
2	Вспомогательные: Слесарь Электрик Итого	1 1 2	1 1 2	2 2 4
3	Цеховой персонал: Начальник смены Мастер Лаборант Уборщица Итого	1 1 2 1 5	- 1 - 1 2	1 2 2 1 7
	Всего по цеху	11	6	17

Списочное число рабочих определяется по формуле:

Nсп = Nя · Кп

Где Nя - явочная численность рабочих;

Кп - коэффициент подсмены.

Кп = Nдн / 230

Где Nдн - количество рабочих дней в году для цеха;

230 - годовой фонд времени одного рабочего, дней.

Кп = 253 / 230 = 1,1

Nсп = 17 · 1,1 = 19

Съем продукции с 1м2 производственной площади характеризует уровень использования производственных площадей и вычисляется делением годовой производительности цеха на суммарную площадь всех этажей производственного здания.

С = 10 000 / 108 · 18 = 5,1 тн/м2

Выпуск продукции на одного рабочего в год:

Пг / Nсп · Nдн = 10 000 / 19 = 526 тн/чел.

5. Техника безопасности и охрана окружающей среды

Завод сухих строительных смесей относится к 3 - му классу вредности производства. Следовательно, предусматриваем ширину санитарно-защитной зоны 300 м. Предприятие располагается с подветренной стороны по отношению к жилым районам города. Процессы производства, транспортирования, погрузочно-разгрузочные работы и применение композиций следует осуществлять в соответствии с требованиями СНИП 3.04.01.; ГОСТ 12.3.002.; ГОСТ 12.3.009 и требованиями «Общих правил пожарной безопасности Республики Беларусь для промышленных предприятий».

Здание смесительного отделения изолированно от других помещений. Помещение отделения оборудовано общей приточно-вытяжной вентиляционной вентиляцией. Основным вредным фактором является запыленность воздуха у рабочих мест за счет большого количества работающих машин, механизмов а также тонкодисперсности составляющих сухой строительной смеси (цемент, известь и т.п.). Образующаяся пыль является силикато-содержащей. В соответствии с ГОСТ 121005-88 ПДК=6 мг/м.куб. В случае несоблюдения условий оговоренных в данном документе, т.е. ПДК в рабочей зоне превышает норму, у производственных рабочих развивается профзаболевание такое,как пневмокониоз,силикоз. Поэтому в смесительном отделении и производственных цехах установлена аспирационная (отсасывающая) система с подключением к ней всех пылящих агрегатов и устройств (щнеков, бункеров, дозаторов, смесителей и т.д.).

Для понижения запыленности в надбункерном отделении транспортировка цемента поизводится пневмотранспортом с полной герметизацией всей трассы. Все течки , шиберы и переключающие устройства по тракту подачи пылевыделяющих материалов полностью герметизированы. В перегрузочных узлах предусмотрены направляющие устройства, предотвращающие попадание материала в местах прохода людей.

Особое внимание уделено достижению надежной герметизации дозирующей аппаратуры. Гибкие соединения горловины весовых дозаторов с течками бункеров выполнены из плотного пыленепроницаемого материала и закреплены герметично в местах соединения зажимными кольцами.

В соответствии со статьей 226 Трудового Кодекса наниматель обязан раз в 5 лет проводить аттестацию рабочих мест по условиям труда.

Аттестация рабочих мест по условиям труда предполагает комплексную оценку всех вредных и опасных факторов производственной среды, присутствующих на конкретном рабочем месте.

Лабораторные исследования и инструментальные замеры санитарно-гигиенических факторов производственной среды на рабочих местах поизводятся промышленно-санитарными лабораториями.

Также осуществляется оценка психофизиологических факторов условий труда и фотохронометрические наблюдения для обоснавания времени занятости работающих в особых условиях труда .

Важнейшей целью аттестации является разработка мероприятий по улучшению условий труда .Указанные мероприятия вносятся в коллективные договора для последующего внедрения.

Персоналу, обслуживающему линию по производству сухих строительных смесей по результатам аттестации необходимо установить доплату за работу во вредных условиях т.к. можно прогнозировать ,что запыленность в рабочей зоне будет превышать допустимые нормы даже при соблюдении правил техники безопасности.

В целях безопасной эксплуатации оборудования предусмотрены проходы между оборудованием шириной 1,5м; проходы между стенами здания и оборудования 0,8м.

Так как цех оснащён оборудованием, питание которого осуществляется от электросети и имеет повышенную влажность, то его можно отнести к помещениям 3 группы опасности поражения электрическим током.

Основными мерами защиты работающих от поражения электрическим током являются:

- надёжная изоляция токоведущих частей оборудования ( сопротивление изоляции около 500 кОм, изоляция выполняется двойной с рабочим и защитным слоем).

- ограждение токоведущих частей и соблюдение безопасного расстояния до них.

- применение защитного заземления.

- использование автоматического отключения установок от сети.

- использование звуковой и световой сигнализации, предупреждающих подписей и плакатов.

- индивидуальные средства защиты.

Микроклимат производственных помещений, согласно ГОСТ 12.1005-88 ССТБ «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно технические требования» Выполняемые в формовочном цехе, относятся к категории 2б.

При изготовлении сухих строительных смесей необходимо соблюдать общие правила производства и приёмки работ в соответствие с требованиями СНиП III-4-80* «Техника безопасности в строительстве», правил техники безопасности и производственной санитарии в промышленности строительных материалов и производственных инструкций по безопасному ведению работ.

К работе допускаются лица не, моложе 18 лет, прошедшие инструктаж по технике безопасности на рабочем месте, получившие медицинское освидетельствование, обученные безопасным методам труда.

Все рабочие должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты:

Рукавицами, одеждой, распираторами, а вслучае работы с электроинструментом-диэлектическими перчатками и ковриками.

Перед началом работы необходимо:

1 привести в порядок спецодежду, надеть средства индивидуальной защиты: распираторы, противошумы, защитные очки;

2 Убедится в достаточной освещенности рабочих мест, проходов, оборудования, механизмов;

3 Проверить наличие и исправность: элекросилосой проводки к электродвигателям и пусковым приборам, заземляющих устройств; ограждении механических приводов и вращающихся частей, звуковой сигнализации, электроблокировочных устройств, упоров аварийных выключателей; вспомогательных приспособлений инструмента, тары.

Во время работы необходимо:

1 Включать механизмы, оборудование строго по технологической последовательности;

2 Отключать оборудование, механизмы от электросети в случаях чистки, смазки, уборки, наладки, временной остановки, перерывов подачи электроэнергии;

3 Не оставлять включенные механизмы без надзора.

Пуск производственного оборудования должен производится только рабочими обслуживающими это оборудование.

Запрещается пуск производственного оборудования после монтажа или ремонта без установки ограждений, звуковой или световой сигнализации, блокировок обеспечивающих безопасность обслуживания и без разрешения работника, ответственного за монтаж или ремонт.

Работа оборудования при отсутствии или неисправности сигнальных или блокировочных устройств запрещается.

После того, как установлены все машины и механизмы, смонтированы подводки электроэнергии, и оборудовано рабочее место до начала работ все механизмы должны быть испытаны. Также испытано должно быть оборудование после ремонта и не реже одного раза в 3 месяца при нормальной эксплуатации.

Рабочие основных профессий, которые по роду выполняемой работы связаны с эксплуатацией грузоподъёмных механизмов и машин, должны быть обучены смежной профессии по специальной программе.

Во время производства работ по погрузке-выгрузке, а также по перемещению грузов не допускается нахождение посторонних людей и передвижение транспортных средств в зоне возможного падения грузов. Нельзя стоять под поднимаемым грузом. Рабочие места, проходы, проезды, не должны быть загромождены и захламлены. Границы проходов, проездов или площадок для складирования должны быть обозначены на полу несмываемой краской. Ширина проходов должна соответствовать требованиям, «Правил техники безопасности и производственной санитарии в промышленности строительных материалов».



Список использованных источников

1. Методические указания к курсовому проекту по курсу «Технология стеновых, отделочных и изоляционных материалов». Учеб. Пособие / П.И. Юхневский. Мн.: БНТУ, 2011. - 19с. Минск.

2. СТБ 1621-2006 «Составы клеевые полимерминеральные. Технические условия»

3. ГОСТ 30515-97 «Цементы. Общие технические условия»

4. СТБ 1114-98 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия»

5. ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия»

Размещено на Allbest.ru

...