Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Номенклатура, общая характеристика

2. Выбор сырьевых материалов и их характеристика

3. Выбор и обоснование технологического способа производства

3.1 Сырье для производства керамзита

3.2 Формование керамзита

3.3 Сушка и обжиг

4. Режим работы предприятия

4.1 Расчет производительности предприятия

4.2 Подбор состава сырьевой смеси

4.3 Расчет потребности предприятия в сырьевых материалах

4.4 Выбор потребного количества технологического оборудования

4.5 Расчет складов сырьевых материалов

5. Охрана труда на предприятии

Заключение

Список используемой литературы



Введение

Вспучивание глин при быстром обжиге в определенных условиях является их важнейшим физико-химическим свойством. В результате вспучивания получается легкий поризованный материал с мелкоячеистой структурой, обладающей малой плотностью при значительной прочности и высокими теплозащитными свойствами.

В отличие от плотных, пористых и пустотелых керамических материалов и изделий, вырабатываемых из глин, вспученный при обжиге глинистых пород материал ячеистого строения называют керамзитом. Это название подчеркивает родство керамзита с керамикой и стеклом. Оно учитывает не переменные признаки (метод производства и область применения), а постоянно действующие факторы (природу исходного сырья, физико-химический процесс образования и свойства продукта).

Длительный опыт освоения керамзита показал, что методы его получения, а также области использования его технических свойств могут быть самыми разнообразными. С развитием науки и техники они непрерывно совершенствуются и расширяются. Так, если в период зарождения промышленности керамзита вспучивание глин происходило в горнах периодического действия и туннельных печах, а затем в одноцилиндрических вращающихся печах и на решетках с принудительным прососом воздуха, то в настоящее время предложены методы вспучивания: в двухбарабанных печах, в кипящем слое, в кольцевых, шахтных печах.

В то же время бесспорно, что, несмотря на разнообразие методов производства и оборудования для вспучивания глинистых пород, физико-химическая природа образования керамзита остается в такой же степени неизменной. Это и позволило отнести керамзит к классу материалов, имеющих ярко выраженные индивидуальные физико-химическую и техническую характеристики.

В последние десятилетия в производство керамзитового гравия наряду с классическими легкоплавкими глинистыми породами вовлекаются различные отходы углеобогащения, золы и шлаки тепловых электростанций, а также трепела, диатомиты и т. п. Производство искусственных пористых заполнителей на их основе осуществляется по технологии керамзита, свойства получаемых заполнителей оцениваются по общему стандарту. Так, ГОСТ 9759-83 распространяется на керамзитовый гравий и песок, а также на песок, получаемый дроблением керамзитового гравия и применяемых в качестве заполнителей при изготовлении теплоизоляционного и конструктивного (в том числе конструкционно-теплоизоляционного) легких бетонов.



1. Номенклатура, общая характеристика

Керамзит представляет собой легкий пористый материал ячеистого строения в виде гравия, реже в виде щебня, получаемый при обжиге легкоплавких глинистых пород, способных всучиваться при быстром нагревании их до температуры 1050-1300 С в течение 25-45 мин. Качество керамзитового гравия характеризуется размером его зерен, объемным весом и прочностью. В зависимости от размера зерен керамзитовый гравий делят на следующие фракции: 5-10, 10-20 и 20-40 мм, зерна менее 5 мм относят к керамзитовому песку. В зависимости от объемного насыпного веса (в кг/м³) гравий делят на марки от 150 до 800. Водопоглощение керамзитового гравия 8-20 %.

Керамзит применяют в качестве пористого заполнителя для легких бетонов, а также в качестве теплоизоляционного материала в виде засыпок.

Керамзит можно также применять в виде теплоизоляционной засыпки в случаях, когда допустимо ее оседание.

Так как керамзит в настоящее время изготовляют только путем обжига во вращающихся барабанных печах, он имеет более или менее окатанную форму. керамзит сырье производительность потребность

От других известных искусственных пористых заполнителей керамзит отличается главным образом своим ячеистым строением и наличием внешней спекшейся оболочки. Особенностью этого строения является наличие замкнутых пустот, которые являются ячейками с целыми и тонкими стенками. Ввиду этого керамзит отличается малым объемным весом при значительно более высокой прочности, чем другие пористые заполнители.

Благодаря замкнутости пустот и спекшейся наружной оболочке керамзит обладает небольшим водопоглощением, высокой морозостойкостью и низкой паропроницаемостью.

Малый объемный вес при наличии мелкоячеистого строения тонких стенок обусловливает высокие теплозащитные свойства керамзита, а следовательно, и высокую эффективность его применения в ограждающих конструкциях промышленных, жилых и общественных зданий.

Характеристики керамзита.

Гравий и щебень изготовляют следующих основных фракций:

· от 5 до 10;

· от 10 до 20;

· от 20 до 40 мм.

По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовление песчано-щебеночной смеси с наибольшей крупностью зерен до 10 мм.

В гравии и щебне фракции от 2,5 до 10 мм и смеси фракций от 5 до 20 мм содержание зерен размером от 5 до 10 мм должно быть от 25 до 50 % по массе.

Зерновой состав песка должен соответствовать указанному в таблице 1.

Таблица 1

Размер отверстий сит, мм	5	2,5…5	1,25…2,5	0,63…1,25	0,315…0,6	0,14…0,31	< 0,14
Содержание фракции, %	1,5	6	14	30,5	25	10	13

В песчано-щебеночной смеси крупностью зерен до 10 мм содержание щебня фракции от 5 до 10 мм должно быть не более 50 % по объему.

В зависимости от насыпной плотности гравий, щебень и песок подразделяют на марки, приведенные в таблице 2.

Таблица 2

Марка по насыпной плотности	Насыпная плотность, кг/м3
250	До 250 включ.
300	Св. 250 до 300 "
350	" 350 " 350 "
400	" 350 " 400 "
450	" 400 " 450 "
500	" 450 " 500 "
600	" 500 " 600 "
700	" 600 " 700 "
800	" 700 " 800 "
900	" 800 " 900 "
1000	" 900 " 1000 "
1100	" 1000 " 1100 "

Предельные значения марок по насыпной плотности для различных видов пористых гравия, щебня и песка должны соответствовать приведенным в таблице 3. При этом фактическая марка по насыпной плотности не должна превышать максимального значения, а минимальные значения приведены в качестве справочных.

Таблица 3

Наименование материала	Марки по насыпной плотности
	минимальная	максимальная
Гравий и щебень керамзитовый	250	600
Гравий шунгизитовый	400	700
Гравий аглопоритовый	500	900
Щебень аглопоритовый	400	900
Щебень шлакопемзовый	400	800
Песок керамзитовый и шунгизитовый	500	1000
Песок аглопоритовый	600	1100
Песок шлакопемзовый	700	1000

Примечание. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем для приготовления конструкционных легких бетонов классов В 20 и выше изготовление керамзитового гравия и щебня марок 700 и 800.

В зависимости от прочности, определяемой испытанием в цилиндре, гравий и щебень подразделяют на марки по прочности, приведенные в таблице 4.

Примечание. Соотношение между маркой заполнителя по прочности и прочностью при сдавливании в цилиндре допускается уточнять на основании испытания в бетоне по ГОСТ 9758.

Таблица 4

Марки по прочности	Прочность при сдавливании в цилиндре, МПа
	керамзитового и шунгизитового гравия	керамзитового щебня	аглопоритового	шлакопемзового щебня
			гравия	щебня
П 15	До 0,5	-	-	До 0,3	До 0,2
П 25	Св. 0,5 до 0,7	-	-	Св. 0,3 до 0,4	Св. 0,2 до 0,3
П 35	" 0,7 " 1,0	Св. 0,5 до 0,6	-	" 0,4 " 0,5	" 0,3 " 0,4
П 50	" 1,0 " 1,5	" 0,6 " 0,8	Св. 0,7 до 1,0	" 0,5 " 0,6	" 0,4 " 0,5
П 75	" 1,5 " 2,0	" 0,8 " 1,2	" 1,0 " 1,2	" 0,6 " 0,7	" 0,5 " 0,6
П 100	" 2,0 " 2,5	" 1,2 " 1,6	" 1,2 " 1,5	" 0,7 " 0,8	" 0,6 " 0,8
П 125	" 2,5 " 3,3	" 1,6 " 2,0	" 1,5 " 1,7	" 0,8 " 0,9	" 0,8 " 1,1
П 150	" 3,3 " 4,5	" 2,0 " 3,0	" 1,7 " 2,0	" 0,9 " 1,0	" 1,1 " 1,4
П 200	" 4,5 " 5,5	" 3,0 " 4,0	" 2,0 " 2,5	" 1,0 " 1,2	" 1,4 " 1,8
П 250	" 5,5 " 6,5	" 4,0 " 5,0	" 2,5 " 3,0	" 1,2 " 1,4	" 1,8 " 2,2
П 300	" 6,5 " 8,0	" 5,0 " 6,0	" 3,0 " 3,5	" 1,4 " 1,6	" 2,2 " 2,7
П 350	" 8,0 " 10,0	" 6,0 " 7,0	" 3,5	" 1,6	" 2,7
П 400	" 10,0	" 7,0 " 8,0	-	-	-

Марки по прочности гравия и щебня в зависимости от марок по насыпной плотности должны соответствовать требованиям таблице 5.

Марка по насыпной плотности	Марка по прочности, не менее
	керамзитового гравия и щебня	шунгизитового	аглопоритового	шлакопемзового щебня
		гравия	гравия	щебня
250	П 25	-	-	-	-
300	П 35	-	-	-	-
350	П 50	-	-	-	-
400	П 50	-	П 25	П 25	П 35
450	П 75	-	П 35	П 35	П 50
500	П 100	П 50	П 50	П 50	П 50
600	П 125	П 75	П 100	П 75	П 75
700	П 150	П 100	П 150	П 100	П 100
800	П 200	П 150	П 250	П 150	-
900	-	П 200	П 300	-	-

Примечание. Для теплоизоляционных засыпок допускается выпускать гравий и щебень с маркой по прочности ниже, чем указано в таблице, но не менее марки П 15. Таблица 5.

Между водопоглощением и прочностью зерен в ряде случаев существует тесная корреляционная связь. Чем больше водопоглощение, тем ниже прочность пористых заполнителей. В этом проявляется дефектность структуры материала. Например, для керамзитового гравия коэффициент корреляции составляет 0,46. Эта связь выявляется более отчетливо, чем связь прочности и объемной массы керамзита (коэффициент корреляции 0,29).

Гравий и щебень должны быть морозостойкими и обеспечивать требуемую марку легкого бетона по морозостойкости. Потеря массы после 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания не должна превышать 8 %.

В гравии, щебне и песке, применяемых в качестве заполнителей для армированных бетонов, содержание водорастворимых сернистых и сернокислых соединений в пересчете на SO(3) не должно превышать 1 % по массе.

Потеря массы при кипячении должна быть, %, не более:

5 - для керамзитового гравия и щебня;

4 - для шунгизитового гравия.

Содержание слабообожженных зерен должно быть, % по массе, не более:

5 - для аглопоритовых гравия и щебня;

3 - для керамзитового песка, полученного в печах кипящего слоя.

Гравий, щебень и песок, предназначенные для приготовления теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов, должны подвергаться периодическим испытаниям на теплопроводность.

В зависимости от технологии изготовления и свойств сырья, показатель теплопроводности может быть разным, но в среднем он составляет 0,07-0,16 Вт/м ^oС, где соответственно меньшее значение соответствует марке по плотности М 250. (Здесь следует отметить что марка М 250 является редкой и изготавливается часто под заказ. Обычная плотность материала это М 350 - М 600 соответственно тогда К 0,1-0,14).

Область применения керамзита:

1. Теплоизоляция кровли скатного типа.

2. Теплоизоляция и звукоизоляция полов и перекрытий.

3. Теплоизоляция и создание уклона плоских крыш, газонов на террасах.

4. Производство сверхлёгкого бетона и лёгких керамзитобетонных блоков.

5. Теплоизоляция и уменьшение глубины закладки фундаментов.

6. Теплоизоляция грунта.

7. Теплоизоляция и дренаж в земляных насыпях дорог, прокладываемых в водонасыщенных грунтах.

8. Гидропоника, создание оптимального микроклимата для корневой системы растений.



2. Выбор сырьевых материалов и их характеристика

При оценке глинистого сырья, применяемого для производства керамзита, удобно пользоваться классификацией в зависимости от технологических приемов его переработки. Соответственно этому сырье разделяется на 3 вида.

Рыхлое глинистое сырье характеризуется очень слабой связью между минеральными частицами, допускающей немедленное намокание его при увлажнении. Для получения мелкокускового уплотненного сырца, подлежащего вспучиванию в печи, такое сырье обрабатывают пластическим способом.

Камневидное глинистое сырье характеризуется очень прочной связью между минеральными частицами, не допускающей его намокания и размягчения при длительном увлажнении. Превратить его в мелкокусковой сырец можно только способом механического дробления.

Высокопластичное (вязкое) глинистое сырье характеризуется наличием значительно более прочных связей между частицами, чем у рыхлого сырья, и менее прочных связей, чем у камневидного. Оно имеет воскоподобное строение и большую плотность, может намокать и результате только очень длительного увлажнения; с трудом поддается пластической обработке и не измельчается, а оминается дробильными машинами. Для получения мелкокускового сырца такое сырье разрывают на зубчатых вальцах. Этот способ обработки называют разрывным.

Из числа минералов, образующих глинистую породу, тонкозернистый кварц и глинистые минералы при размягчении и частичном расплавлении образуют стекловидную фазу керамзита. Органические вещества и окислы железа взаимодействуют с восстановлением последних в закись железа. Последняя, в свою очередь, реагируя со слюдами и гидрослюдами, вызывает образование вспучивающих газов. Остальные компоненты либо вовсе не принимают участия во вспучивании (крупный кварц, рутил и др.), либо действуют как плавни (окиси кальция, магния, натрия и калия).

Минеральные частички, составляющие глинистые породы, имеют размеры от 0,01мк до 1,5-2,5 мм.

Наиболее важное значение имеет суммарное содержание частичек с размерами зерен менее 10 мк, которых для хорошего вспучивания должно быть не менее 35 %.

Основной критерий пригодности глинистого сырья для производства керамзита-способность вспучиваться при термической обработке в пределах 1050-1250 °С и образовывать при этом материал, имеющий ячеистое строение с плотностью в куске в пределах 200-1350 кг/м³.

Статистическая обработка химических составов глин показывает, что среди хорошо вспучивающихся разновидностей чаще всего встречаются следующие соотношения между главными окислами в таблице 6.

Таблица 6

Химические модули	Численные величины модулей
А 1203 Si02	От 1:2 до 1:8
CaO+MgO Al203+SiO2	От 0,04 до 0,13
R2О Al203+Si02	От 0,02 до 0,06
Fe2О 3 Al203+Si02	От 0,04 до 0,12

Такие глины характеризуются следующим химическим составом: А 1₂0₃ от 10 до 24 %; Fe₂0₃ от 3 до 10 %; CaO+MgO не более 6-8 %.

Большое влияние на вспучиваемость оказывает свободный кварц, содержащийся в глине в виде кварцевого песка.

Излишнее содержание окиси кальция имеет вредное технологическое значение, так как, способствуя быстрому оплавлению зерен сырца в печи, содействует слипанию их друг с другом и прилипанию к футеровке еще до развития процесса вспучивания.

Для производства во вращающихся печах керамзита, предназначенного для использования в теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонах, рекомендуется использовать хорошо- и средневспучивающиеся природные или облагороженные глинистые породы. Изготовление же керамзита для конструктивных и высокопрочных легких бетонов может быть с успехом организовано на базе слабо- и средневспучивающихся глинистых пород без применения облагораживающих добавок.

Важнейшие физико-механические свойства глинистых пород, предопределяющие способ их переработки - однородность, плотность и структура породы.

При вспучивании однородных глинистых пород образование ячеистой структуры происходит равномерно. Такие породы - самые ценные виды сырья, так как приготовление полуфабриката из них сводится лишь к грануляции и исключает операцию гомогенизации. Наиболее однородны глинистые породы морских и в ряде случаев озерных отложений.

Из-за неравномерного вещественного состава неоднородное сырье или вовсе не вспучивается или вспучивается крайне неравномерно с образованием каверн, выплавов и других пороков структуры. Особенно большой неоднородностью отличаются многие ленточные, покровные глины и суглинки. В первых изобилуют тончайшие прослойки песка или шлюфа, а вторые сложены из структурных элементов различной конфигурации, между которыми отложены органические примеси, а также железистые и карбонатные наслоения. Подобные породы могут равномерно вспучиваться лишь после разрушения природной структуры и гомогенизации состава.

По степени уплотнения или отвердевания различают камнеподобные, плотные, пластичные и рыхлые глинистые породы.

Камнеподобные глинистые породы отличаются повышенной плотностью и хрупкостью. Обычно их влажность не превышает 3-9 %. Как правило, они вообще не размокают или плохо размокают в воде. К ним относят глинистые сланцы, плотные разновидности аргиллитов, а также часто встречающиеся обезвоженные толщи глин, например, приволжские шоколадные, пластунские (сочинские), майкопские, кембрийские и др. Среди камнеподобного сырья встречаются как однородные, так и неоднородные породы. Такие глинистые породы отличаются разнообразной (слоистой, иногда кубикообразной) структурой. В сухом состоянии, при сжатии, ударе и раскалывании они разрушаются преимущественно на примерно равные куски. Из однородного сырья этого типа изготовляют керамзит по сухому способу.

Пластичные глины и суглинки распространены наиболее широко. Они отличаются различными пластичностью, вязкостью, липкостью и влажностью в природном состоянии, хорошо перерабатываются пластическим способом. При этом однородное по составу сырье требует лишь грануляции, т. е. формования гранул, а неоднородное - разрушения природной структуры и гомогенизации. В воде эти глины, размокают, но сравнительно медленно, образуя пластичное тесто.

Рыхлые глины и суглинки имеют высокую пористость в природном состоянии, малую связность, хорошо распускаются в воде. Суглинки - типичные представители этой группы. При подходящем вещественном составе и достаточном вспучивании они могут быть использованы для производства керамзита пластическим или мокрым способом.

Состав глинистых пород. Физико-химические и важнейшие технологические свойства глинистого сырья в основном определяются его вещественным, минералогическим, гранулометрическим и химическим составами.

По вещественному составу легкоплавкие глинистые породы делят на следующие группы. К супесям относят мелкообломочные горные породы с содержанием частиц глинистых минералов 3-10 %. Супеси занимают промежуточное положение между песками и суглинками. Они непластичны, обладают слабой связующей способностью и при некоторой оптимальной влажности комкуются. Для производства керамзитового гравия они непригодны.

Суглинки - тонкообломочные глинистые породы различного химико-минералогического состава и генетического происхождения с содержанием частиц глинистых минералов 10-30 %. По ряду основных свойств они занимают промежуточное положение между глинами и супесями. Суглинки обладают средней пластичностью и слабой связующей способностью. Малозапесоченные суглинки могут быть использованы для производства высокопрочного керамзитового гравия и плотных видов искусственных заполнителей типа керамлита и керамдора. При добавке к суглинкам железистых и органических материалов по современной технологии можно получить легкий керамзитовый гравий с насыпной плотностью до 400 кг/м ³. Собственно глинами называют тонкообломочные горные породы различного гранулометрического и химико-минералогического состава и генетического происхождения. Затворенные водой глины образуют пластичное тесто, которое по высыхании сохраняет приданную ему форму, а после обжига приобретает твердость камня. Глины содержат свыше 30 % частиц одного или различных глинистых минералов группы: каолинита, монтмориллонита, гидрослюды и др. По составу глины относят к группе водных алюмосиликатов с преобладанием оксидов Al₂0₃-Si0₂-H₂0 и содержанием Fe₂0₃, FeO, Ti0₂, MgO, CaO, K₂0, Na₂0 и т. д.

Химический состав легкоплавких пород обусловлен их минералогическим составом, количеством и составом примесей и так же разнообразен, как и минералогический состав.

В легкоплавких глинистых породах, как показали исследования, состав основных составляющих, определяемых химическим анализом, варьируется в весьма широких пределах: Si0₂ 48-80 %; А 1₂0₃ 7-27 %; Fe₂0₃ и FeO 0,5-13,5 %; СаО 0,5-20 %; MgO 0,3-12 %; К ₂0 и Na₂0 0,5-7,5 %.

Разумеется, многие из них, если не большинство, не отвечают требованиям, предъявляемым к керамзитовому сырью, по многим причинам: из-за недостаточной вспучиваемости, или отсутствия ее, засоренности крупнозернистыми каменистыми или известковистыми включениями, содержания сверх допустимых пределов вредных для производства керамзита и его применения известковистых и сернистых примесей и т. д.



3. Выбор и обоснование технологического способа производства

Процесс изготовления керамзита в промышленном масштабе состоит из следующих основных операций: добычи глинистого сырья, его складирования и доставки к месту производства; переработки сырья и приготовления исходного полуфабриката - сырца, пригодного для обжига со вспучиванием; обжига и охлаждения керамзита; сортировки и при необходимости домола заполнителя; складирования и выдачи готового продукта.

Основное оборудование керамзитовых предприятий - оборудование для обжига. В настоящее время наиболее распространен метод обжига керамзитового гравия в одно и двухбарабанных вращающихся печах; кроме того, осваивается промышленное производство керамзитового гравия и песка в печах кипящего слоя.

Решающее значение при выборе способов изготовления полуфабриката имеют физические, главным образом структурно-механические свойства глинистых пород: плотность, однородность, влажность, пластичность, структура и т. д. Природные же разновидности глинистого сырья обладают самыми различными свойствами. Так, глины различных месторождений в естественном состоянии:

- могут быть разрыхлены и увлажнены; могут иметь плотное строение и быть пластичными и также увлажненными;

- могут представлять собой окаменевшую, почти сухую породу, с крупноструктурным строением,

- могут быть камнеподобными с мелкочешуйчатой лепестковой сланцеватой структурой со склонностью к распаду на мельчайшие частички; являться переувлажненными и зыбкими и т. д.

Таким образом, следует сделать вывод не только о возможности, но и технико-экономической целесообразности изменения приемов переработки глин в зависимости от свойств потребляемого сырья. В зависимости от технологических приемов переработки глинистых пород и приготовления гранулированного полуфабриката различают три основных способа производства керамзита: сухой, пластический и порошковый. Существует также шликерный способ.

Технологическая схема производства керамзита по сухому способу. Технологическая схема производства керамзита по сухому способу включает следующие переделы: добычу глинистой породы на карьере; дробление камнеподобного или подсушенного глинистого сырья на крошку, сортировку крошки; обжиг крошки со вспучиванием; охлаждение керамзита; сортировку керамзита и коректировку его зернового состава, складирование и выдачу готовой продукции.

Сухой способ подготовки сырья и изготовления полуфабриката целесообразен при использовании однородного по составу крупноструктурного камнеподобного глинистого сырья типа сланцев и аргиллитов. Конечная цель переработки сырья по сухому способу - приготовление фракционированной глинистой крошки с предельным размером зерен до 20-30 мм в поперечнике путем дробления и рассева.

Верхний предел влажности различных глинистых пород, при которой они дробятся на крошку без предварительной сушки или подвяливания, колеблется в широких пределах и зависит главным образом от степени дисперсности и минералогического состава сырья. Обычно мелкодисперсные высокопластичные подсушенные породы хорошо дробятся при влажности до 16 %, а породы средней пластичности - при влажности до 7-10 %.

В комплект механизмов и оборудования для приготовления полуфабриката по сухому способу входят ящичный подаватель, дробилки для первичного и вторичного дробления и сита для сортировки крошки по фракциям.

Вторичное дробление камнеподобных глинистых пород ведут на валковозубчатых дробилках. Дробилки указанного типа должны обеспечивать: дробление на крошку сырья с влажностью, позволяющей разрушать породы без сколько-нибудь значительного замазывания дробилки и слеживания материала при последующем бункеровании; выход после дробления крошки с минимальным содержанием плоских и остроконечных зерен; получение зерен размером от 5 до 10-15 мм в поперечнике с минимальным выходом мелочи и пыли; самоочищение зубьев от налипания случайно попадающих кусков влажной глины; амортизацию при попадании посторонних твердых тел.

Для сортировки крошки на фракции до 5 мм и 5-15 мм применяют вибросита и сита-бураты. При этом отделяются куски размером больше 15 мм в поперечнике, возвращаемые на повторное дробление. Для фракционирования глинистой крошки особенно целесообразны сита-бураты - многогранные равномерно вращающиеся грохоты - отличающиеся достаточной надежностью. Это позволяет организовать сортировку непосредственно на верхних площадках бункеров.

Опыт показал, что мелкие фракции сырья целесообразно рассеивать на тканых и плетеных проволочных ситах вследствие их упругости и самоочищения, а средние и крупные - на листовых ситах с круглыми отверстиями. Наиболее мелкая фракция глины с влажностью 8-12 % хорошо отсеивается через ячейки размером 2х 2 м, а при влажности 15-18 % - через ячейки размером 4х 4 мм. Фракция 2 (10 мм) хорошо отсеивается на сите с отверстиями 10-12 мм, фракция 10 (15 мм), 22 (25 мм).

Фракционированная крошка служит исходным полуфабрикатом для получения керамзитового гравия раз личных фракций и керамзитового песка. Фракция размером зерен до 5 мм используется в качестве полуфабриката для изготовления керамзитового песка и направляется в бункер для мелочи, установленный перед печами. Если предварительными испытаниями установлена слабая вспучиваемость мелочи, то эту фракцию направляют в отвал. Фракция 5 (15 мм) - полуфабрикат для керамзитового гравия.

Если предварительные испытания показывают возможность совместного обжига с равномерным вспучиванием без слипания фракций крошки с размером примерно от 5 до 15 мм, то ее сортируют на две фракции - до 5 и 5-15 мм.

Предварительными испытаниями выявляют целесообразность обжига других, помимо указанных, фракций.

Обжиг крошки и мелочи глинистого сырья размерами примерно от 0,1 до 15 мм в поперечнике предполагает получение керамзита, зерновой состав которого соответствовал бы требованиям технических условий на керамзит, включая и керамзитовый песок. При этом после обжига допускается лишь корректировка зернового состава путем дробления более крупных фракций заполнителя.

Для ритмичной работы предприятия и возможности работы отделения приготовления полуфабриката в одну смену при прерывной рабочей неделе емкость промежуточных бункеров перед печами должна обеспечивать минимум 1,5-суточную потребность вращающейся печи в полуфабрикате.

Питание вращающихся печей полуфабрикатом из промежуточных бункеров осуществляется при помощи наклонных элеваторов, ленточных дозаторов или тарельчатых питателей.

Тип применяемого оборудования, а иногда и последовательность технологических операций могут варьироваться в зависимости от свойств перерабатываемого сырья.

3.1 Сырье для производства керамзита

Сырьем для производства керамзита служат глинистые породы, относящиеся в основном к осадочным горным. Некоторые камнеподобные глинистые породы - глинистые сланцы, аргиллиты относятся к метаморфическим.

Глинистые породы отличаются сложностью минералогического состава и кроме глинистых минералов (каолинита, монтмориллонита, гидрослюды и др.) содержат кварц, полевые шпаты, карбонаты, железистые, органические примеси.

Для производства керамзита наиболее пригодны монтмориллонитовые и гидрослюдистые глины, содержащие не более 30 % кварца. Общее содержание кварца должно быть не более 70 %, глинозем - не менее 12 % (желательно около 20 %), органических примесей 1-2 %.

Пригодность того или иного глинистого сырья для производства керамзита устанавливают специальным исследованием его свойств. Важнейшее из требований к сырью - вспучивание при обжиге.

Второе требование к сырью (в значительной степени связанное с первым) - легкоплавкость. Температура обжига должна быть нe выше 1250 °C, и при этом переход значительной части наиболее легких глинистых частиц в расплав должен обеспечить достаточное размягчение и вязкость массы. Иначе образующиеся при обжиге глины газы, не удерживаемые массой, свободно выйдут, не вспучив материал.

Добавки, применяемые в производстве керамзита. Для повышения вспучиваемости сырья, применяют органические (мазут, пуролизная смола, кислая смола). Вводятся в шихту в виде растворов или эмульсий. Количество, по массе 1-6 %. Неорганические (раствор хлористого кальция, бентонитовые глины). Они относятся к жидким добавкам. Количество, по массе 1-20 %.

Твердые: органические в виде порошка для корректировки состава шихты (уголь, торф, опилки, лигнин) и неорганические в виде порошка для корректировки состава шихты (алунитовая порода, серные соли щелочных или щелочно-земельных металлов, железная руда, шлаки металлургического производства меди). Так же эти добавки вводятся в шихту. Количество, по массе 1-3 %.

Неорганические в виде порошка для нанесения на поверхность гранул (каолин, огнеупорная и тугоплавкая глины, огнеупорные золы ТЭС, кварцевые хвосты, цемент, шамотная пыль). Наносятся на гранулы после формовки перед обжигом. Количество по массе.1,5-3 %.

Для повышения прочности керамзитового гравия. Твердые: золы ТЭС, пирит, рутил, опоки, трепелы, тугоплавкие высокопрочные глины. Вводятся в шихту в виде порошка, эмульсий, шликера и наносятся на поверхность гранул перед обжигом. Количество, по массе 3-50 %.

Жидкие: диаммоний фосфат (раствор) Количество, по массе 1-3 %.

3.2 Формование керамзита

Формование производится на пресс-вальцах. Глиняная масса, подлежащая измельчению, подается в приемную воронку и затягивается между двумя валками, вращающимися навстречу друг другу. Поступившая на дырчатые вальцы глина растирается и частично продавливается через продолговатые отверстия, сделанные в обоих валках. Валки вращаются с различной скоростью - 30 и 20 об/мин. Имеющиеся в глине каменистые включения дробятся, так как давление пружин на подвижной валок составляет 12-17,5 т. Глиняная масса, затягиваемая и измельчаемая валками, продавливается через отверстия внутрь валков в виде отдельных полосок и далее отводится. Рабочий зазор между валками устанавливается равным 5 мм.

Качество сырцовых гранул во многом определяет качество готового керамзита. Поэтому целесообразна тщательная переработка глинистого сырья и формование плотных гранул одинакового размера. Размер гранул задается исходя из требуемой крупности керамзитового гравия и установленного для данного сырья коэффициента вспучивания.

3.3 Сушка и обжиг

Гранулы с влажностью примерно 20 % предварительно подсушиваются в сушильных барабанах. В керамзитовом производстве сушка гранул глины в сушилке производится противоточным движением сушильных газов. Наклон корпуса в сочетании с вращением вокруг оси обеспечивает перемещение материала в направлении разгрузочной камеры. Горячие топочные газы поступают в барабан и, соприкасаясь с материалом, нагревают его, испаряя содержащуюся в нем влагу. Передача тепла происходит двумя основными способами: от топочных газов через наружную поверхность лежащего в завале материала, от более нагретых деталей внутреннего устройства теплообменника.

При изменении влажности сырья или интенсивности подачи его в сушилку режим сушки может регулироваться количеством поступающих в сушилку газов и изменением их температуры. Температура подаваемого в сушилку топочного газа не более 600 °С. Температура дымовых газов на выходе из барабана не менее 100-150 °С, чтобы исключить возможность конденсации влаги в разгрузочной части барабана.

При подаче в печь подсушенных гранул ее производительность может быть повышена. После сушки гранулы поступают на виброгрохоты для классификации их на фракции. Крупные фракции поступают на обжиг, а мелкие сначала дозируются, а потом также поступают в печь. Керамзитовый гравий в большинстве случаев обжигают в однобарабанных вращающихся печах. Корпус печи выполнен в виде цилиндра из листового металла, который установлен на роликовых опорах под определенным углом к горизонту. Изнутри корпус печи футерован огнеупорными материалами. Во вращательное движение печь приводится при помощи электродвигателя и редуктора посредством пары шестерен, подвенцовой и венцовой, последняя из которых насажена на корпус печи.

Обжиг можно разделить на 3 стадии: 1- сушка и предварительный подогрев глинистого сырья до температур порядка 200-600° протекает в течение 15-30 мин; 2 - обжиг длится всего 2-5 мин, за это время материал нагревается до температуры вспучивания; 3 - кратковременный обжиг сырца (в течение 5-10 мин) при температуре его вспучивания. Печь имеет загрузочные и разгрузочные устройства. Она загружается сырцом через загрузочный лоток, который смонтирован на корпусе осадительной камеры вместе с механизмом очистки. Разгрузочная часть печи имеет специальную откатную головку, предназначенную для уплотнения выходного торца печи и для установки форсунки или горелки, а также приема готового материала. Для расширения температурного интервала вспучивания используют такой прием, как опудривание сырцовых глиняных гранул порошком огнеупорной глины, что позволяет повысить температуру обжига и при этом избежать оплавления гранул. Охлаждение обожженного керамзита осуществляется в холодильнике до температуры 60-80 °С, который соединяется с откатной головкой печи.

Перед поступлением на склад готовой продукции материал проходит через колосниковый грохот и виброгрохот. Надрешетный продукт в виде керамзитового гравия с помощью ковшового конвейера и далее по ленточному конвейеру направляется в цилиндрическую гравиесортировку CM-215C для разделения на фракции. Отсортированный керамзит через пересыпные устройства и систему ленточных конвейеров поступает в силоса готовой продукции общей емкостью 1500 м³. Подрешетный продукт поступает на валковые дробилки. Валки действуют по принципу раздавливания путем постоянного и непрерывного нажатия на материал. Валки состоят из рамы и двух цилиндрических валков одинакового диаметра, которые вращаются на параллельно расположенных горизонтальных осях во взаимно обратных направлениях, т. е. навстречу один другому.

Материал поступает сверху, захватывается валками, силой трения увлекается в щель между ними, постепенно измельчается и выбрасывается с другой стороны в виде зерен определенных размеров; степень измельчения определяется шириной щели между валками.

Готовый керамзитовый песок направляется на ковшовый конвейер и далее по технологической линии.

.



4. Режим работы предприятия

№ п/п	Наименование цехов, отделений, операций	Количество рабочих дней в году, Дн	Количество смен в сутки, См	Продолжительность рабочей смены, Тсм, час	Минимальный годовой фонд рабочего времени, Фн, час	Коэффи- циент технического использования оборудования, Кти	Коэффициент использования рабо-чего времени, Ксм	Годовой фонд рабо-чего времени, Фч, час
1 2 3 4 5	Сушка Формование Гравиесортировка Обжиг Транспортировка	252 252 252 365 365	1 1 1 3 3	8 8 8 8 8	2016 2016 2016 8760 8760	0,95 0,95 0,95 0,95 0,95	0,9 0,9 0,9 0,95 0,95	1723,68 1723,68 1723,68 7905,9 7073,7

Для операций дробления, помола, сушки принимаем работу по 5-ти дневной недели в 1 смену - 252 дней (365 календарных дней - 106 выходных, 7 праздничных). Для операций обжига и транспортировки принимаем режим работы по 7-ти дневной рабочей неделе в 3 смены - 365 дней. Принимаем 8-ми часовую смену.

Номинальный годовой фонд рабочего времени определяется по формуле:

Ф_н = Д_н ? С_м ? Т_см.

Годовой фонд чистого рабочего времени составляет:

Ф_ч = Ф_н ? К_ти ? К_см.

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

4.1 Расчет производительности предприятия

При расчете производительности следует учитывать возможный брак и другие производственные потери. Для заводов по производству вяжущих веществ средние величины возможных производственных потерь обычно принимаются 1-3 %.

Производительность цеха по готовой продукции определяется по формулам:

П_сут=П_год/С_р,

где П_год - заданная годовая производительность цеха

С_р - расчетное кол-во рабочих суток в году.

П_смен=П_год/С_р*n,

где n - число смен.

П_час=П_год/В_р,

где В_р - расчетный годовой фонд рабочего времени, в час.

Производительность по готовой продукции:

П _сут = 20000/365=54,79 т.

П _смен = 20000/365*3=18,26 т.

П_час = 20000/8322=2,40 т.

Расчет производительности для каждого технологического передела производится по формуле:

П_р = П_о /(1 - Б / 100),

где: П_р - производительность рассчитываемого передела;

П_о - производительность передела, следующего

(по технологическому потоку) за рассчитываемым;

Б - производственные отходы и потери от брака, %.

Таблица 8

№ п/п	Наименование передела	Величина производственных отходов и потерь, %	Производительность, т
			год	сутки	смену	час
1	Склад готовой продукции	1,5	20000	54,79	18,26	2,40
2	Гравиесортировка	1,5	20300	80,56	80,56	10,07
3	Обжиг гранул	1,5	20604	56,45	18,81	2,35
4	Сушка гранул	1,5	20911	82,98	82,98	10,37
5	Формование гранул	1,5	21224	84,22	84,22	10,52
6	Добыча сырья	1,5	21542	85,48	85,48	10,68
7	Склад готовой продукции	1,5	50000	136,9	45,6	5,7
8	Гравиесортировка	1,5	50750	201,4	201,4	25,2
9	Обжиг гранул	1,5	51510	141,1	47,03	5,8
10	Сушка гранул	1,5	52277	207,4	207,4	25,9
11	Формование гранул	1,5	53060	210,5	210,5	26,3
12	Добыча сырья	1,5	53855	213,7	213,7	26,7

4.2 Подбор состава сырьевой смеси

Сырьевыми материалами для производства керамзита является глина.

Химический состав глины, используемой для получения керамзита с плотностью 400 кг/м?.

SiO₂=52,8 %.

Al₂O₃=24,11 %.

Fe₂O₃=6,41 %.

CaO= 0,82 %.

прим.=1,54 %.

ППП=14,32 %.

4.3 Расчет потребности предприятия в сырьевых материалах

Таблица 9. Потребность в сырье на 1 т готовой продукции

Перечень технологических операций	Приход, кг	Потери, %	Выход, кг
Склад готовой продукции	1000	0	1000
Транспортировка на склад готовой продукции	1010	1	1000
Гравиесортировка	1020,1	1	1010
Транспортировка на гравиесортировку	1025,2	0,5	1020,1
Обжиг гранул	1045,7	2	1025,2
Транспортировка на обжиг	1050,9	0,5	1045,7
Сушка гранул	1061,4	1	1050,9
Транспортировка на сушку	1066,7	0,5	1061,4
Формование гранул	1077,4	1	1066,7
Транспортировка на формование	1082,8	0,5	1077,4
Транспортировка на склад	1088,2	0,5	1082,8
Добыча сырья	1088,2	0	1088,2

Таблица 10. Потребность предприятия в сырье

№ п/п	Наименование сырья	Расходы, т.
		В час	В смену	В сутки	В год
1	Глина	1,088	8,704	26,112	9530,9

4.4 Выбор потребного количества технологического оборудования

П_м - количество машин, подлежащих установке.

П_т - требуемая часовая производительность по данному технологическому переделу (принимается по табл. 2).

П_п - часовая производительность машин выбранного типоразмера.

К_вн - нормативный коэффициент использования оборудования по времени, принимается обычно равным 0,8 … 0,9 (для автоклавов может быть принят 1,0).

Обжиг (вращающаяся печь):

П_м = = 0,426/(0,42*0,9) ? 1.

Сушка:

П_м = = 0,444/(0,41*0,9) ? 1.

Формование:

П_м = = 0,438/(0,8*0,9) ? 2.

4.5 Расчет складов сырьевых материалов

V _{(складов сырья)} = (П_сут. * число дней запаса) / (?_нас. * К_{заполнения})

V_глина = 26,112*20/1,300*0,7 = 281,2 (м³).



5. Охрана труда на предприятии

При большой насыщенности предприятий строительной промышленности сложными механизмами и установками по добыче и переработке сырья, обжигу сырьевых смесей, перемещению, 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 трудящихся.

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 движущиеся части всех механизмов и двигателей, а также электроустановки, люки, площадки и т. п. Должны быть заземлены электродвигатели и электрическая аппаратура.

Большое внимание следует уделять обеспыливанию воздуха и отходящих газов печей и сушильных установок для создания нормальных санитарно-гигиенических условий труда. В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий концентрация в воздухе помещений цементной и остальных видов пыли не должна превышать 0,04 мг/м³. Содержание в воздухе СО не допускается более 0,03. Сероводорода - более 0,02 мг/м³. В воздухе, 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 строительных заводов надо обеспечивать системами искусственной и естественной вентиляции. Этому в большой мере способствует герметизация тех мест, где происходит пылевыделение, а также отсос воздуха из бункеров, течек, дробильно-помольных механизмов, элеваторов и т. п. В зависимости от мощности и величины различных механизмов и интенсивности пылевыделения рекомендуются следующие объемы воздуха (м ³/ч), отсасываемого от:

- шнековых и молотковых дробилок - 4000-8000.

- элеваторов - 1200-2700.

- бункеров - 500-1000.

- мест погрузки материалов - 300-3500.

- упаковочных машин - 5000.

Воздух, отбираемый из мельниц, очищают с помощью рукавных или электрофильтров. Перед ними при значительной концентрации пыли в аспирируемом воздухе необходимо устанавливать циклоны. Важно не допускать просасывание через 1 м ² ткани фильтров более 60-70 м³ воздуха в 1 ч. Для очистки воздуха, отсасываемого из камер сырьевых мельниц, обычно устанавливают циклон и электрофильтр, соединенные последовательно. Воздух из сепаратора мельниц и головок элеваторов для очистки пропускается через рукавный фильтр.

Отходящие газы печей необходимо очищать для предотвращения загрязнения окружающей среды. Для этого устанавливают электрофильтры. Если же отходящие газы содержат значительное количество пыли (более 25-30 г/м³), то их сначала пропускают через батарею циклонов.

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



Заключение

В данном курсовом проекте рассмотрено технология по производству керамзита по сухому способу. Было описано исходное сырье и добавки для керамзитового гравия. Были выполнены расчеты производительности предприятия, состава сырьевой смеси, складов сырьевых материалов и готовой продукции. Выполнена технологическая схема производства керамзитового гравия по сухому способу. Так же к курсовому проекту прилагается тех. карта.



Список используемой литературы

1. Глуховский В.Д., Рунова Р.Ф. и др. Основы технологии отделочных, тепло- и гидроизоляционных материалов, Киев, 1986.

2. Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий, Москва, "Высшая школа", 1989.

3. Горяйнов К.Э. Технология теплоизоляционных материалов и изделий, Москва, Стройиздат, 1982.

4. Майзель И.Л., Сандлер В.Г. Технология теплоизоляционных материалов, Москва, "Высшая школа", 1988.

5. Онацкий С. П. Производство керамзита, Москва, Стройиздат,1987.

6. Цителаури Г.И. Проектирование предприятий сборного железобетона, Москва, "Высшая школа", 1986.

Размещено на Allbest.ru

...