Цех по производству асбестоцементных труб

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Введение

1. Анализ существующих технологий

2. Описание принятой технологической схемы производства

3. Расчёт грузопотоков

4. Выбор основного технологического оборудования

5. Расчёт энергетических ресурсов

6. Охрана труда на производстве

7. Охрана окружающей среды, методы утилизации и вторичного использования

Список использованных источников

асбестоцементный оборудование ресурс грузопоток цех



Введение

Асбестоцементные материалы образуют важную разновидность ИСК, применяемых в основном в кровле (шифер) и в виде труб. Их изготовление осуществляется на высокомеханизированных заводах, с переводом отдельных заводов на автоматическую систему управления технологическими процессами.

Для изготовления асбестоцементных изделий применяются три основных компонента: цемент и вода, формирующие вяжущую часть этих конгломератных материалов; асбест, который является активным заполняющим компонентом. Он успешно выполняет функции армирования цементного камня, который, в свою очередь, выполняет функции матрицы в этом ИСК. Состав и структура асбестоцемента обеспечивают изделиям в несколько раз большую прочность при растяжении и изгибе, чем их имеют цементный камень или цементный бетон. Имеются и другие положительные качественные характеристики у этого конгломератного материала. Так, например, обеспечена повышенная сопротивляемость ударным нагрузкам, окраска изделий может быть выбрана по желанию заказчика или проекта, стеновым панелям придана сравнительно малая масса, а с помощью теплозащитных вкладышей -- высокие теплофизические характеристики. К тому же этот материал обладает еще и высокой огнестойкостью. Именно поэтому, как отмечено, продукция асбестоцементной промышленности пользуется у строителей большим спросом.

Основные свойства асбестоцемента -- прочность и деформативность при воздействии статических и динамических (ударных) нагрузок. Для повышения сопротивляемости изделий воздействию атмосферных осадков, агрессивной внешней среды необходимо также обеспечить их достаточную плотность -- водонепроницаемость, минимально допустимое водопоглощенне и др. К стандартным характеристикам качества асбестоцемента относятся еще ударная вязкость. Ползучесть асбестоцемента по сравнению с бетонами значительно больше, что может объясняться большим количеством геля в вяжущей части. По этой же причине величина ползучести и интенсивность ее прироста со временем уменьшается, так как возрастает объем кристаллизационной структуры в цементном камне и уменьшается объем гелевой составляющей. Испытания показывают, что величина прогиба асбестоцементных плиток, находящихся под нагрузкой, равной 50% разрушающей, в 3 ... 3,5 раза больше величины прогиба, возникающего под влиянием кратковременного воздействия той же нагрузки. Малозаметное проявление ползучести наблюдается при нагрузках, равных 25 ... 35% от разрушающих. Однако расчет прочности асбестоцементных изделий и конструкций производится с учетом ползучести.

Модуль упругости асбестоцемента зависит от величины нагрузки. Если последняя не превышает 75... 85% разрушающей, то модуль упругости при растяжении (асбестоцемент в основном работает на растяжение) равен: 12000 МПа -- у непрессованного асбестоцемента со средней плотностью до 1,7 кг/м³, изготовленного на 5-м и 6-м сортах асбеста; 18000 МПа -- у прессованного асбестоцемента с объемной массой до 1,9 г/см³, изготовленного на 3-м и 4-м сортах асбеста. Модуль упругости увеличивается по мере повышения плотности и возраста асбестоцементных изделий, а также содержания асбеста.

Теплостойкость -- способность асбестоцемента выдерживать без потери прочности высокие температуры нагрева. Исследования показывают, что с началом дегидратации гидросиликатов кальция при температуре 300°С начинается понижение прочности асбестоцемента. При 400°С снижение прочности достигает уже заметной величины -- до 10 ... 15%. При дальнейшем повышении температуры создаются условия для дегидратации гидрата оксида кальция с новой потерей прочности асбестоцемента (до 45%). Поэтому предельной температурой допустимого нагрева обычного +500°С. Используют его в теплоизоляции; применяют для теплоизоляции печей и нагревательных приборов, обмуровки паровых котлов; температура рабочей среды до +500 °С; при нагреве свыше 700°С резко снижается механическая прочность; температура плавления +1500 °С. Асбестовый шнур (ГОСТ 1779-83) используется в тепловых агрегатах и теплопроводящих системах при температуре до 400°С. Рабочая среда: газ, пар, вода. Асбест сухой (ГОСТ 12871-93) применяется для теплоизоляции печей и нагревательных приборов, обмуровки паровых котлов, газовых турбин.

В промышленной теплоизоляции применяют асбопухшнур, асбестоизвестковые изделия, вулканит, ньювель, совелит, а так же сухие смеси на основе распушенного асбеста, затворяемые водой на месте производства работ и наносимые на изолируемые поверхности в виде мастик. Асбокартон (ГОСТ 2850-95) Содержание асбеста 98-99%. Размер листа 1000x800 мм. Толщина от 2 до 6 мм. Выдерживает температуру до 500°С. Гарантийный срок хранения - 10 лет со дня изготовления. Асбестовая ткань (ГОСТ 6102-94) используется для пошива жароизоляционной одежды, теплоизоляции печей и нагревательных приборов. Температура рабочей среды до 500°С. Ткань марки АТ-4 (ГОСТ 6102-78Е) соответствует требованиям "Правил пожарной безопасности в РФ ПБ-01-93" и относится к первичным средствам пожаротушения небольших очагов при воспламенении веществ, горение которых не может присходить без доступа воздуха.

Асбестоцементные изделия находят широкое применение при устройстве кровельных покрытий, трубопроводах и т. п. Промышленность выпускает волнистые листы, плоские листы непрессованные и прессованные, электроизоляционные доски, некоторые специальные изделия.

Асбестоцементные трубы применяют для устройства водопровода и канализации в населенных пунктах. Безнапорные трубы находят применение при проведении дренажных линий, при строительстве кабельных сетей и т. п. Внутренний диаметр труб (условный) составляет от 100 до 500 мм при длинах в 3000 и 4000 мм (что зависит от типа трубоформовочных машин). Постепенно увеличивается выпуск труб длиной 5 и 6 м, что снижает количество стыков, расход муфт и уплотнительных колец.

Освоено производство асбестоцементных труб с газонепроницаемыми покрытиями из полимерных материалов. Такие трубы обладают высокой водо-, бензо- и маслостойкостью и надежно заменяют стальные трубы.

В целях экономии асбеста, являющегося сравнительно дефицитным природным материалом, предпринимались попытки заменить часть его другими компонентами, сходными в той или иной мере с тонковолокнистой структурой асбеста.

В этом направлении проводились опыты по замене части асбеста стекловолокном. Но они показали, что необходимо иметь стекловолокно щелочестойким, так как обычное оказалось недолговечным и в эксплуатационный период асбестоцемент с добавлением нещелочестойкого стекловолокна быстро разрушался. В настоящее время изучена возможность использования для этих целей мергелевого и базальтового стекловолокна.

Предпринимались положительные попытки заменять часть асбеста органическими заполнителями, например целлюлозой, кострой (отход от переработки льна и конопли), что при условии их предварительной «минерализации», особенно обработкой раствором хлористого кальция, дает эффект снижения расхода асбеста без заметного снижения качества асбестоцемента, особенно при сухой технологии изготовления изделий. Для повышения химической стойкости стекловолокна в зарубежных предложениях рекомендуется вводить оксиды циркония, а также патентуются новые составы стекловолокна.

Волокнистые заменители асбеста. Из минеральных -- щелочестойкое стекловолокно диаметром 15--20 мк и длиной 5-30 мм; базальтовые волокна диаметром 2--20 мк и длиной 10--45 им. Из органических -- сульфатная небеленая целлюлоза, вторичная крафт-целлюлоза, бумажная макулатура, древесная шерсть, синтетические волокна (полипропиленовые, полиакрилнитрильные и др.). Замена волокнами части асбеста (до 5 %) приводит к некоторому росту ударной вязкости (на 5--15%) без существенного изменения статической прочности и плотности асбестоцемента. Дальнейшее увеличение количества волоков, вводимых взамен асбеста, как правило; снижает прочность и плотность асбестоцемента при его производстве на существующем оборудовании.

Номенклатура выпускаемой продукции

В данной курсовой работе разрабатывается цех по производству асбестоцементных труб (ГОСТ 1839 - 80), предназначаемые для устройства наружных трубопроводов безнапорной канализации, дренажных коллекторов мелиоративных систем и прокладки кабелей телефонной связи марки БHТ 400 ГОСТ 1839 - 80.

Форма труб должна соответствовать указанной на рис. 1, а размеры - указанным в табл. 1.

Рис.1. Форма и размеры труб асбестоцементных

Таблица 1. Размеры труб асбестоцементных, мм

Условный проход	Диаметр	Толщина стенки, S	Длина, L
	наружный D	внутренний d
100	118	100	9	2950;3950
150	161	141	10	2950;3950
200	211	189	11	3950
300	307	279	14	3950
400	402	368	17	3950

Условное обозначение асбестоцементных труб для безнапорных трубопроводов должно состоять из буквенного обозначения БНТ, условного прохода в миллиметрах и обозначения стандарта на данное изделие.

Пример условного обозначения трубы условным проходом 400 мм:

БHТ 400 ГОСТ 1839 - 80

Технические требования

Трубы и муфты должны выпускаться в соответствии с требованиями стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

Трубы и муфты должны быть прямыми цилиндрической формы.

Отклонение от прямолинейности труб не должно превышать:

12 мм - для труб длиной 2950 мм;

16 мм - для труб длиной 3950 мм.

Трубы и муфты не должны иметь трещин, обломов и расслоений.

На наружной поверхности труб и муфт допускаются отпечатки технического сукна и сдиры глубиной не более 2 мм, а на внутренней поверхности - отпечатки накатанной поверхности форматных скалок.

Трубы и муфты должны быть водонепроницаемы и при испытании их гидравлическим давлением на наружной поверхности не должны появляться признаки проникания воды. Величина испытательного гидравлического давления для труб и муфт должна быть не менее 0,4 МПа (4 кгс/см²), а для труб и муфт высшей категории качества - не менее 0,6 МПа (6 кгс/см²).

Образцы труб при испытании на раздавливание в водонасыщенном состоянии должны выдерживать нагрузки, указанные в табл. 2.

Таблица 2

Условный проход труб, мм	Минимальная нагрузка при испытании образцов труб на раздавливание, H (кгс)
100	4508 (460)
150	3920 (400)
200	3136 (320)
300	4116 (420)
400	4900 (500)

Образцы труб высшей категории качества при испытании на раздавливание в водонасыщенном состоянии должны выдерживать нагрузки, указанные в табл. 3.

Таблица 3

Условный проход труб, мм	Минимальная нагрузка при испытании образцов труб на раздавливание, H (кгс)
100	5253 (540)
150	4567 (470)
200	3646 (370)
300	4802 (490)
400	5253 (540)

Минимальная разрушающая нагрузка при испытании труб на изгиб в H (кгс) должна быть:

для труб условным проходом 100 мм - 1764 (180);

для труб условным проходом 150 мм - 3920 (400);

Для труб высшей категории качества:

условным проходом 100 мм - 2254 (230);

условным проходом 150 мм - 4704 (480).

Технология изготовления асбестоцементных труб по мокрому способу является универсальной по отношению к диаметру (условному проходу) выпускаемых изделий. Для выпуска труб иного размера следует изменить количество сырьевых материалов, которое будет отдозировано в заготовительном отделении, и заменить скалку.



1. Анализ существующих технологий

В зависимости от влажности примеряемых асбестоцементных смесей можно все, способы формования изделии разделить на несколько групп: 1) формование изделий из асбестоцементных суспензий малой концентрации (до 20%); 2) из высококонцентрированных (до 30--60%) асбестоцементных суспензий и 3) асбестоцементных паст; Способы формования, относящиеся к первым двум группам, принято называть мокрыми.

Первый способ формования, с которого началось развитие асбестоцементной промышленности, был предложен в 1900 г. чехом Л. Гатчеком. Он использовал для производства изделий из асбестоцементной суспензии круглосеточную машину, применяющуюся для выпуска бумажного картона.

Наряду с машинами, работа которых основана на фильтрации асбестоцементной суспензии, используют новые типы автоматизированных формовочных машин для полусухих и сухих масс. К полусухой технологии относят способы формования асбестоцементных изделий, основанные на раскатке высококонцентрированной асбестоцементной суспензии на движущемся полотне. На сетке машины осуществляется обезвоживание суспензии, формование ленты, уплотнение и дополнительное обезвоживание. Отформованная лента уплотняется на прессе. При этом способе формования асбестоцементных изделий степень автоматизации достигает 98% при 100%-ной механизации на основных технологических линиях. Себестоимость продукции по сравнению с существующими методами снижается на 7 ... 10%.

В последние годы асбестоцементные изделия начали изготовлять способом экструзии. Он позволяет получать изделия сложной конфигурации при непрерывном технологическом процессе и высокой производительности формовочного оборудования. При экструзии пластичные материалы выдавливают из замкнутого объема через отверстия различной формы. Сырьевая шихта включает распушенный асбест, цемент и пластифицирующие добавки. Она может готовиться как по сухому, так и по мокрому способу, но на формирование должна подаваться с влажностью 20 ... 25%.

Формуют изделия под давлением 3 МПа с помощью экструдера -- ленточного пресса с винтовыми лопастями. Последние перемещают массу к решетке, за которой установлена вакуумотсасывающая камера. Головка пресса снабжена мундштуком, имеющим в сечении профиль изготовляемого изделия. Выдавленный из мундштука брус разрезается на требуемые по длине изделия. Преимущества способа экструзии -- высокая производительность, а также возможность использования низкосортного асбеста. Сопоставление различных способов формования свидетельствует, что на сегодняшний день еще не созданы формующие агрегаты, превосходящие круглосеточные машины, как по производительности, так и по качеству выпускаемой продукции в свежеформованном и затвердевшем состояниях. Поэтому основным типом формовочных машин являются пока круглосеточные машины.



2. Описание принятой технологической схемы производства

Со склада асбеста наклонные транспортёры подают его в дозаторы, которые после взвешивания заданной порции асбеста данной марки высыпают волокно на транспортер.

Отдозированные порции асбеста доставляется транспортером ко второму транспортеру, идущему вдоль расположенных в один ряд бегунов, на которых осуществляется первая стадия распушки, подвергая иголки асбеста сильному сжатию, совмещенному с изгибом, чтобы разрушить связи между фибриллами в иголках. Они имеют два чугунных катка массой 3000 кг каждый, оси которых связаны с вертикальным валом, вращающимся со скоростью 16 об/мин. Для перемешиваний асбеста в чаше бегунов на их вертикальном валу установлены скребки. Высоту расположения скребков и угол их наклона к направлению движения можно регулировать. Движение катков в чаше бегунов имеет сложный характер, они вращаются вокруг собственной оси и одновременно вокруг вертикального вала, подвергая асбест, находящийся в чаше не только сжатию, но и некоторому растиранию. На транспортёре, напротив загрузочного отверстия каждого из бегунов, имеется разгрузочный плужок. Установив плужок в рабочее положение, всё порции асбеста различных марок выгружают с транспортера в одни бегуны. После того как весь асбест с транспортёра выгружен на транспортер, из дозаторов высыпают новые порции асбеста, предназначенные для загрузки других бегунов. Рекомендуемая продолжительность обработки одной порции асбеста в зависимости от месторождения может изменяться от 12 до 25 мин. Затем в бегуны подается небольшое количество воды. Вода, проникая в микрощели между фибриллами асбеста, создает расклинивающее давление, облегчая процесс распушки. Эффективность распушки влажного асбеста в бегунах возрастает, если применять вместо водопроводной воды воду из рекуператоров, являющуюся раствором электролитов. Влажность обрабатываемого асбеста с помощью автоматических дозаторов воды поддерживается на уровне 32--37%. Меньшее количество воды снижает эффективность ее применения, а большее приводит к комкованию асбеста в чаше бегунов, а иногда к скольжению катков, что ухудшает процесс распушки. Во время загрузки асбеста бегуны не останавливаются, поэтому одновременно с загрузкой асбеста начинается и его обработка.

После обработки асбест поступает в гидропушитель, куда подается вода для получения асбестовой суспензии с содержанием 50 г асбеста на 1 л воды. В гидропушителе осуществляется вторая стадия распушки (разделение иголок на волокна). Гидропушитель имеет цилиндрический бак объемом 4,1 мі (рабочий объем 3,6 мі), в котором установлен вертикальный смеситель с пропеллером диаметром 500 мм, вращающимся со скоростью 480 об/мин. Гидропушитель работает следующим образом. После заполнения необходимым количеством воды из нижней части рекуператора бака в него подается из бегунов порция асбеста. В это время кран устанавливают в режим распушки, и насосная установка создает циркуляцию асбестовой суспензии, забирая ее из бака по трубопроводу и возвращая по трубопроводу, через насадку и узел распушки. Одновременно создается турбулентная циркуляция суспензии и в баке за счет работы пропеллера. Средняя продолжительность обработки одной порции асбеста в гидропушителе составляет 10--12 мин.

При достижении нужной степени распушки асбеста асбестоводную суспензию перекачивают насосом в турбосмеситель, имеющем цилиндрический корпус емкостью 4,1 мі (рабочая емкость 3,9 мі). В корпусе размещено перемешивающее устройство, состоящее из пропеллера диаметром 500 мм и диффузора. Электродвигатель мощностью 17 кВт сообщает пропеллеру через клиноременную передачу скорость вращения 580 об/мин. Работа турбосмесителя происходит так. В корпус аппарата при работающем перемешивающем устройстве подается из гидропушителя порция асбестовой суспензии. Затем через дозатор цемента засыпается порция вяжущего и добавка. После перемешивания асбестовой суспензии с цементом в течение нескольких минут готовая асбестоцементная суспензия сливается из турбосмесителя в ковшовый смеситель. Слив суспензии происходит через патрубок, перекрываемый затвором, соединенным с исполнительным механизмом. По окончании слива суспензии в смеситель подается некоторое количество воды для промывки аппарата. Затем вода сливается так же в ковшовый смеситель. Последовательность выполнения операций, связанных с работой турбосмесителя: заливка суспензии, засыпка цемента, перемешивание асбеста и цемента, слив суспензии и промывка корпуса -- может быть запрограммирована циклограммой и выполняться автоматически.

Приготовленную в смесителе асбестоцементную суспензию перекачивают в ковшовый смеситель, чтобы принимать порции суспензии столь значительного объема и непрерывно снабжать суспензией формовочную машину. Является одновременно накопителем суспензии и аппаратом-питателем, подающим суспензию в ванны машины. Вращающиеся лопасти препятствуют осаждению твердых частиц суспензии, а ковши поднимают ее и сливают в приемную коробку из которой суспензия поступает на трубоформовочные машины.

Схема четырехметровой круглосеточной трубоформовочной машины, на которой производятся трубы внутренним диаметром 181--456 мм и длиной 3950 мм, работает так.

Из асбестоцементной суспензии, поступающей в ванну и фильтруемой на сетчатом цилиндре, образуется слой асбестоцементных частиц, снимаемый под давлением отжимного вала на нижнее сукно. В ванне установлены мешалки, препятствующие осаждению частиц и выравнивающие концентрацию суспензии по глубине и длине ванны (могут быть 2 ванны).

Снятый с сетчатого цилиндра слой влажностью около 52% транспортируется сукном к вакуум-коробке, а эта тем к опорному валу и соприкасающейся с ним скалке. Скалка представляет собой толстостенную стальную трубку, одетую на ось. Она прижимается к опорному валу экипажем давления (регулируется в зависимости от диаметра трубы), состоящим из двух прессующих валов и нескольких гидроцилиндров.

Под воздействием давления, создаваемого экипажем, слои обезвоживаются, до влажности 23--25% и переходят с сукна на скалку. Скалка, подобно форматному барабану формовочной машины, принимает асбестоцементные слои, навиваемые один за другим, пока толщина асбестоцемента на ее поверхности не будет равна заданной толщине стенки трубы. Затем машина останавливается. С торцов скалки между ее поверхностью и слоем асбестоцемента вводится и вынимается помощником машиниста или специальным устройством стальной стержень с заостренным концом. В образующуюся при этом щель, между слоем асбестоцемента и скалкой, входит воздух. Машину пускают на малой скорости. При этом воздух, отжимаемый экипажем давления, движется между скалкой и слоем асбестоцемента, нарушая сцепление между ними. В результате происходит раскатка трубы с небольшим увеличением ее внутреннего диаметра. Эта операция называется развальцовкой. Она необходима для съема трубы со скалки.

По окончании развальцовки скалка вместе с трубой выводятся из рабочей зоны машины, на опорный вал устанавливается другая скалка, и формование продолжается. Для смены скалок и съема с них свежесформованных труб машина оборудована механизмами, имеющими две колонны, на которых смонтированы захваты, удерживающие специальным замком ось скалки со скалкой и трубой. По окончании формования и развальцовки трубы она вместе со скалкой с помощью поворотного и подъемного механизмов второй колонны укладывается на тележку. На место вынутой вводится скалка, освободившаяся от трубы, снятой на тележку. Так попеременно используются то одна, тo другая скалка, машина работает непрерывно с короткими, остановками для смены скалок.

Управление трубоформовочной машиной осуществляется дистанционно со специального пульта, связанного с устройствами питания машины суспензией, главным приводом, системой, регулирующей давление масла в цилиндрах экипажа давления и управляющей его подъемом, механизмами смены скалок.

Тепловлажностная обработка асбестоцементных труб состоит в том, что свежесформованные трубы после съема их с форматных скалок деформируются под действием собственной массы. Уложенные на плоскую поверхность трубы приобретают овальную форму, поэтому в процессе предварительного твердения должна, решаться дополнительная задача -- обеспечение цилиндрической формы труб. Совмещение предварительного твердения с операцией по приданию и сохранению цилиндрической формы труб производится на конвейере твердения. Труба укладывается на валики, большие ее длины. Оси валиков входят в отверстия, сделанные в звеньях цепей. При движении цепей в том же направлении, по плоским направляющим движутся и валики, вращаясь вокруг собственной оси по часовой стрелке. В это время лежащие на валиках трубы перемещаются вместе с валиками, вращаясь против часовой стрелки. Транспортер закрывается легкими щитами, образующими туннельную камеру, температура в которой 30-40°С поддерживается паровыми регистрами. Там же, на ходу конвейера, трубы могут увлажняться горячей водой с температурой 60°С из спринклерных трубок. Вода стекает в бассейн под конвейером, оттуда насосом снова подается для увлажнения.

Трубы диаметром более 140 мм с конвейера перемещаются в бассейны водного твердения, где находятся в воде с температурой 30-50°С в течение 2-3 суток. В процессе тепловлажностной обработки труб протекают те же теплофизические и физико-химические процессы, что и при обработке листов, но интенсивность их существенно снижена, поскольку температура на конвейере предварительного твердения ниже, чем в пропарочной камере, а выдержка в воде более длительна. Поэтому деструктивные процессы при твердении труб проявляются в меньшей степени.

Обрезка и обточка труб. Асбестоцементные трубы после формования имеют неровные, мало уплотненные концы. Наружный диаметр труб на 2-3 мм больше внутреннего диаметра муфт, с помощью которых трубы соединяются между собой в водопроводных линиях. Зазоры между муфтой, одеваемой на концы соединяемых труб, и трубами должны быть строго одинаковыми для сохранения герметичности стыка, допуски составляют +0,5 … 1,0 мм. Обеспечить столь точный диаметр трубы при формовании невозможно, поэтому все водопроводные трубы проходят механическую обработку, состоящую из обрезки концов на длину около 50 мм, а затем обточки концов снаружи на токарных станках до диаметра, предусмотренного стандартом. В безнапорных трубопроводах зазоры между муфтами и трубами заполняют цементным или асбестоцементным раствором. Высокая точность размеров зазора не требуется. Обрезку и обточку концов труб выполняют на специальных станках резцами из твердых сплавов.

Далее изделия дозревают в течение 7-14 дней на штабеле дозревания и затем поступают на склад.

3. Расчёт грузопотоков

В любой технологии изготовления строительных изделий неизбежны потери в сырьевых материалах, полуфабрикатов и готовых изделиях. Эти потери следует учитывать при расчёте грузопотоков и выборе технологического оборудования. Размеры технологических потерь определяю по нормативным данным.

В данной курсовой работе при производстве асбестоцементных труб использую компоненты асбест, цемент, добавка в процентном соотношении 15%, 83%, 2% соответственно. В технологическом цикле эти компоненты составляют лишь 35% от общего количества асбестоцементной суспензии. Остальные 65% занимает вода, добавляемая порциями в ходе производства. Состав является непостоянным по содержанию цемента и асбеста в пределах 2% из-за непостоянства свойств разных партий этих составляющих, что влечёт за собой изменение эксплуатационных свойств изделий (неодинаковой прочности их стенок на растяжение). Для определения оптимального состава смеси надо знать влияние количества асбеста каждой марки на технологические свойства сырьевой смеси и физико-механические свойства асбестоцемента. Рабочий состав подбирается путём корректировки в ходе изготовления труб.

Режим работы цеха

Расчётный годовой фонд времени работы технологического оборудования в часах, на основании которого рассчитывается производственная мощность предприятия в целом и отдельных линий установок, определяют по формуле

Вр=СрЧЧЧК, (1)

где Вр - расчётный годовой фонд времени работы оборудования, ч;

Ср - расчётное число рабочих суток в году;

Ч - число рабочих часов в сутки;

К - коэффициент среднегодового использования технологического оборудования.

Принимаю трехсмнный режим работы цеха с двумя выходными. Расчётное число рабочих суток в году составит 253. Число рабочих часов в сутки - 24. Коэффициент среднегодового использования технологического оборудования при трехсмнном режиме работы цеха равен 0,876.

Вр=253Ч24Ч0,876=5402ч.

Производительность цеха по производству асбестоцементных труб 500000 м.п./год.

Средняя плотность асбестоцемента равна 1750 кг/м³, изготавливаемые трубы БHТ 400 имеют массу 1 м п.г. =36,75кг = 0,03675т.

Исходя из данных предложенных выше, имеем годовую производительность 18375 т/г.

1. Поступает на склад 18375 т/год готовой продукции, однако при транспортировке туда теряется 0,5%,:

Пг. = 18375*(100/(100-0,5))=18467,34 т/год;

Псут.= Пг./253=18467,34/253=72,99 т/сут.;

Псм.= Псут./3=72,99/3=24,33 т/см.;

Пч.= Псм./8=24,33/8=3,04 т/ч.

2. На стадии дозревания, потери составят 1% материалов:

Пг. = 18467,34*(100/(100-1))=18653,88 т/год;

Псут.= 18653,88/253=73,73 т/сут.;

Псм.= 73,73/3=24,58 т/см.;

Пч.= 24,58/8=3,07 т/ч.

3. На стадии обрезки и обточки труб теряется 5% материалов:

Пг. = 18653,88*(100/(100-5))=19635,66 т/год;

Псут.= 19635,66/253=77,61 т/сут.;

Псм.= 77,61/3=25,87 т/см.;

Пч.= 25,87/8=3,23 т/ч.

4. На стадии твердения в водном бассейне теряется 1% материалов:

Пг. = 19635,66*(100/(100-1))=19834,00 т/год;

Псут.= 19834,00/253=78,40 т/сут.;

Псм.= 78,40/3=26,13 т/см.;

Пч.= 26,13/8=3,27 т/ч.



5. На стадии твердения, формования на роликовом конвейере теряется 3%:

Пг. = 19834,00*(100/(100-3))=20447,42 т/год;

Псут.= 20447,42/253=80,82 т/сут.;

Псм.= 80,82/3=26,94 т/см.;

Пч.= 26,94/8=3,37 т/ч.

6. На стадии формования труб теряется 5%:

Пг. = 20447,42 *(100/(100-5))=21523,60 т/год;

Псут.= 21523,60 /253=85,07 т/сут.;

Псм.= 85,07/3=28,36 т/см.;

Пч.= 28,36/8=3,54 т/ч.

7. На стадии перемешивания в ковшовом смесителе теряется 0,5% материалов:

Пг. = 21523,60*(100/(100-0,5))=21631,76 т/год;

Псут.= 21631,76 /253=85,50 т/сут.;

Псм.= 85,50/3=28,50 т/см.;

Пч.= 28,50/8=3,56 т/ч.

8. На стадии перемешивания в турбосмесителе теряется 0,5% материалов:

Пг. = 21631,76 *(100/(100-0,5))= 21740,46 т/год;

Псут.= 21740,46/253=85,93 т/сут.;

Псм.= 85,93/3=28,64 т/см.;

Пч.=28,64/8=3,58 т/ч.

9. На стадии дозирование компонентов теряется 1,9%:

Пг. = 21740,46*(100/(100-1,9))= 22161,53 т/год;

Псут.= 22161,53/253=87,59 т/сут.;

Псм.= 87,59/3=29,20 т/см.;

Пч.= 29,20/8=3,65 т/ч.

Асбест=22161,53*5,25=1163,48 т/год=4,60 т/сут.=1,53 т/см.=0,19 т/ч.

Цемент=22161,53*29,05=6437,92 т/год=25,45 т/сут.=8,48 т/см.=1,06 т/ч.

Добавка=22161,53*0,007=155,13 т/год=0,61 т/сут.=0,20 т/см.=0,03 т/ч.

Вода=22161,53*0,65=14405,00т/год=56,94 т/сут.=18,98 т/см.=2,37 т/ч.

10. На стадии распушки асбеста теряется 1,5% :

Пг. = (0,35*14405,00+1163,48)*(100/(100-1,5))=6299,72 т/год;

Псут.= 6299,72/253=24,90 т/сут.;

Псм.= 24,90/3=8,30 т/см.;

Пч.= 8,30/8=1,04 т/ч.

11. При хранении и транспортировании асбеста теряется 1%:

Пг. = 1163,48 *(100/(100-1))=1175,23 т/год;

Псут.= 1175,23/253=4,65 т/сут.;

Псм.= 4,65/3=1,55 т/см.;

Пч.= 1,55/8=0,19 т/ч.

12. При хранении и транспортировании цемента теряется 1%:

Пг. = 6437,92 *(100/(100-1))=6502,95 т/год;

Псут.= 6502,95/253=25,70 т/сут.;

Псм.= 25,70/3=8,57 т/см.;

Пч.= 8,57/8=1,07 т/ч.

13. При хранении и транспортировании добавки теряется 1%:

14.

Пг. = 155,13*(100/(100-1))=156,70 т/год;

Псут.= 156,70/253=0,62 т/сут.;

Псм.= 0,62/3=0,21 т/см.;

Пч.= 0,21/8=0,03 т/ч.

Таблица 4. Расчет потерь и грузопотоков

№	Наименование грузопотоков	Потери,%	В год, т	В сутки, т	В смену, т	В час, т
1	Поступает на склад готовой продукции		18375	72,63	24,21	3,03
2	Транспортирование на склад готовой продукции	0,5	18467,34	72,99	24,33	3,04
3	Дозревание 7…14дней	1	18653,88	73,73	24,58	3,07
4	Обрезка и обточка труб	5	19635,66	77,61	25,87	3,23
5	Твердение в водном бассейне	1	19834,00	78,40	26,13	3,27
6	Твердение, формование на роликовом конвейере	3	20447,42	80,82	26,94	3,37
7	Формование труб	5	21523,60	85,07	28,36	3,54
8	Перемешивание в ковшовом смесителе	0,5	21631,76	85,50	28,50	3,56
9	Перемешивание в турбосмесителе	0,5	21740,46	85,93	28,64	3,58
10	Распушка асбеста	1,5	6299,72	24,90	8,30	1,04
11	Дозирование компанентов	1,9	22161,53	87,59	29,20	3,65
	Асбест (5,25% )	0,45	1163,48	4,60	1,53	0,19
	Цемент (29,05% )	0,45	6437,92	25,45	8,48	1,06
	Добавка (0,7%)	0,5	155,13	0,61	0,20	0,03
	Вода (65%)	0,5	14405,00	56,94	18,98	2,37
12	Хранение и транспортирование асбеста	1	1175,23	4,65	1,55	0,19
13	Хранение и транспортирование цемента	1	6502,95	25,70	8,57	1,07
14	Хранение и транспортирование добавки	1	156,70	0,62	0,21	0,03

4. Выбор основного технологического оборудования

Производительности цеха 500000 м.п. в год труб безнапорных БHТ 400 ГОСТ 1839 - 80 будет обеспечена комплексом оборудования СМА-243.

Комплекс оборудования СМА-243 для производства труб длиной до 5 м с условным проходом 200--500 мм включает трубоформовочную машину СМА-244, конвейер предварительного твердения СМА-354 (комплектуются с 1988 г.) и комплект форматных скалок.

Основные технические данные комплекса СМА-243: установленная мощность 590 кВт; габариты, м: длина 160, ширина 16,3; высота 6,45; масса 800 т.

Также использую 2 бегуна СМА-269 и 2 прямоточных гидропушителя, 2 турбосмесителя, ковшовую мешалку СМ-889А, станок для обточки труб типа РТ.

Таблица 5. Техническая характеристика бегунов

Показатель	СМА-269
Производительность, кг/ч	850--950
Порционная загрузка, кг	До 150
Параметры катка: диаметр, мм ширина, мм масса гранитного, кг то же, чугунного, кг
	1400 400 -- 1800
Скорость вращения вертикального вала, мин-1	20
Установленная мощность, кВт	17,8
Габариты, мм: длина ширина высота
	4080 2990 3450
Масса с чугунными катками, кг	12500

Таблица 6. Техническая характеристика аппарата для гидравлической распушки асбеста

Показатель	Гидропушитель прямоточный
Производительность по асбесту, т/ч	0,7-0,8
Рабочая емкость, м8	3,6
Скорость вращения рабочего органа, мин-1	~900
Установленная мощность, кВт	30
Габариты, мм: длина ширина высота
	3200 1000 2040
Масса, кг	2500

Таблица 7. Техническая характеристика турбосмесителя

Показатель	Турбосмеситель
Производительность, т/ч	7-8
Емкость корпуса: полная, м3 рабочая, м3
	4,5 3,8
Скорость вращения перемешивающего устройства, мин-1	580
Установленная мощность, кВт	17
Габариты, мм: длина ширина высота
	2770 2500 3530
Масса, кг	2450
Длительность цикла приготовления асбестоцементной суспензии, мин	12-17

Таблица 8. Техническая характеристика ковшовой мешалки СМ-889А

Показатель	СМ-889А
Производительность, м3/ч	50
Полезная емкость, мі	7
Емкость ковша, л	10
Число ковшей, шт	16
Частота вращения колеса, мин-1	8
Установленная мощность, кВт	11
Габариты, мм: длина ширина высота
	3985 2700 3850
Масса, кг	6595



Таблица 9. Техническая характеристика трубоформовочной машины СМА-244

Показатель	СМА-244
Производительность, усл. м/ч	207
Длина формуемых труб, мм	5100
Условный проход формуемых труб, мм	200-500
Количество сетчатых цилиндров, шт.	2
Диаметр сетчатых цилиндров, мм	1000
Длина сетчатых цилиндров, мм	5125
Ширина нижнего сукна, мм	5500
Длина	21000
Ширина верхнего сукна, мм	5500
Длина	14000
Скорость сукна (диапазон регулирования), м/мин	20-60
Масса пресс-блока экипажа давления, кг	1222
Количество гидроцилиндров, шт.	7
Габариты, мм: Длина ширина высота
	26000 16200 6300
Масса, кг	269300

Таблица 10. Техническая характеристика роликового конвейера

Показатель	СМА-354
Размеры труб, мм: номинальная длина условный проход
	5000 200--500
Длина конвейера, м	85.7
Скорость линейного движения труб, м/мин	0,1--0,3
Диаметр роликов, мм	194
Шаг цепи конвейера, ми	70
Шаг роликов, мм	280--420

Таблица 11. Техническая характеристика станка типа РТ

Показатель	РТ-361
Условный проход обрабатываемых изделий, мм	150-500
Длина заготовки (номинальная), мм	5000-6000
Длина обточки труб, мм	200
Установленная мощность, кВт	5
Продолжительность обработки изделия наибольшего диаметра, с	42

5. Расчёт энергетических ресурсов

Расчёт потребности в электрической энергии сводим в таблицу.

Таблица 12. Потребность в электрической энергии

Наименование оборудования	Кол.	Мощность	кВт	К-т	Потребляемая мощность
		единицы	общая	загрузки	кВт*ч
Бегуны	2	17,8	35,6	0,84	29,90
Гидропушитель прямоточный	2	30	60	0,95	57
Турбосмеситель	1	17	17	0,70	11,9
Ковшовая мешала СМ-889А	1	11	11	0,26	2,86
Трубоформовочная машина СМА-244 и роликовый конвейер	1	590	590	0,89	525,1
Станок типа РТ	10	5	50	0,94	47
ИТОГО						673,76

Таблица 13. Потребность цеха в энергетических ресурсах

№	Наименование энергетических ресурсов	Ед. изм.	Расходы
			В год	В сутки	В смену	В час
1	электроэнергия	кВт	4091070,72	16170,24	5390,08	673,76

Э_уд= Э_ч/П_ч

Э_уд= 673,76/3,03=222,36(^кВт /_т)

6. Охрана труда на производстве

В результате увеличения мощности и количества промышленных предприятий, применения новых видов сырья и технологических процессов, концентрации промышленности увеличивается загрязнение окружающей среды, вредное воздействие, производственных выбросов на здоровье людей.

Предприятия асбестоцементной промышленности выделяют как «традиционные» выбросы, типичные для многих отраслей производства,-- золу от сжигания топлива в котельных, дымовые газы, так и специфические -- асбестовую пыль, воду с высоким содержанием щелочей, влажные асбестоцементные смеси, затвердевший асбестоцемент в виде боя листов и обрезков труб, макулатуру в виде использованных бумажных мешков. Проблема защиты природы и здоровья людей от вредного влияния перечисленных выше специфических выделений асбестоцементного производства, их улавливания и использования изучена в меньшей степени.

Наибольшую опасность для здоровья людей, занятых в асбестоцементном производстве, представляет асбестовая пыль, вызывающая особую форму заболевания легких - асбестоз.

Частицы асбестовой пыли имеют форму прямых или волнообразных волоконец, часто с расщепленными концами. Они ранят легочную ткань и задерживаются. Ткань вокруг «асбестовых телец» разрастается и грубеет. Это приводит к уменьшению жизненной.

Асбестовая пыль адсорбирует из воздуха бензапиреновые и другие соединения, содержащиеся в дымовых и выхлопных газах, отличающиеся высокой степенью вредности. Эти соединения вместе с пылью попадают в организм человека в концентрированном виде. В этом одна из причин перехода асбетоза в более тяжелые формы заболеваний легких и повышенной частоты заболеваний среди курящих. Полагают, что асбестовая пыль может распространяться по лимфатической системе, чем объясняются заболевания желудка, печени и других органов.

При непосредственном контакте асбеста с кожей образуются своеобразные «бородавки» вследствие внедрения волоконец асбеста в кожный покров.

Асбестовые микроволокна вследствие вытянутой спиралеобразной формы имеют повышенную способность к витанию в воздухе по сравнению с шаровидными частицами такой же массы. Особенно интенсивно распространяются частицы асбеста размером менее 5 мкм. Они могут заноситься в жилые районы населенных пунктов, в которых расположены заводы. Предельная концентрация пыли асбеста и пыли, смешанной с 10% асбеста,-- 2 мг/м^і.

Повышенная опасность асбестовой пыли требует принятия серьезных мер по снижению ее концентрации в воздухе как непосредственно в помещениях складов асбеста, так и на территории предприятий, куда пыль выносится ветром при разгрузке вагонов с асбестом, хранении мешков с асбестом в штабелях на открытых площадях, растаривании асбеста, захламленности складов и территории мешками из-под асбеста.

Совершенно необходимы пылеотсасывающие устройства в пунктах разгрузки и растаривания асбеста, с последующей очисткой отсасываемого воздуха на фильтрах совершенной конструкции, способных улавливать частицы, менее 0,5 мкм. Наиболее эффективна мокрая очистка воздуха, содержащего асбестовую пыль. Должны быть герметизированы и оборудованы аспирацией все устройства, транспортирующие сухой асбест из складов к технологическим аппаратам.

Склады асбеста и примыкающие к ним помещения необходимо регулярно и тщательно убирать с помощью промышленных пылесосов. Содержание асбестовой пыли в воздухе складов асбеста, заготовительных и фабрикационных отделений, а также на территории завода необходимо периодически контролировать и сравнивать с допустимой нормой, принимать дополнительные меры к уменьшению запыленности, если она превышает норму.

Рабочие в процессе разгрузки асбеста должны пользоваться индивидуальными защитными приспособлениями от вдыхания пыли. Все рабочие должны проходить не реже 1 раза в год специальные медицинские осмотры.

Из соединений, содержащихся в цементе и продуктах его гидратации, наибольшим воздействием на кожу человека обладают щелочные растворы хроматов и из вести. Цементы содержат ничтожные количества Сr+2 (0,01-- 0,02%), но он находится в соединениях, обладающих высокой растворимостью. Источником хрома в Воскресенском цементе является мергель, все пробы которого содержали Сr+2. Встречаются примеси хрома и в известняке. Соединения хрома попадают в технологическую воду, которая при использовании Воскресенского цемента через несколько часов после заполнения рекуперационной системы содержит около 2 мг/л Сr+2, а в дальнейшем его количество увеличивается до 14-25 мг/л. Наличие соединений Сr+2 в технологической воде вместе с ее высокой щёлочностью вызывает заболевания кожи рабочих. Для связывания растворимых соединений хрома в асбестоцементную суспензию после засыпки цемента вводят раствор железного купороса, дозирование которого должно, быть согласовано с содержанием соединений хрома в воде. Уменьшение щелочности технологической воды достигается введением соляной кислоты, связывающей известь в хлористые соединения кальция. Для защиты кожи от действия щелочей и соединений хрома следует применять специальные синтетические кремы и мыла.

7. Охрана окружающей среды, методы утилизации и вторичного использования

Вдыхание воздуха, загрязненного окисью хрома, вызывает тяжелые заболевания легких и желудка.

Статистика показывает, что женщины отличаются значительно большей уязвимостью в отношении профессиональных заболеваний в асбестоцементном производстве, чем мужчины. Защитить окружающую среду можно не только полной или частичной дезактивацией отходов производства, но и повторным их использованием, что даёт и ощутимый экономический и экологический эффект.

Очистку промышленных вод с последующим возвращением очищенной воды и извлеченного сырья в производственный процесс называют рекуперацией. Рекуперация воды, применяемой в производстве асбестоцементных изделий по мокрому способу, вызывается несколькими причинами.

Вместе с фильтратом, сбрасываемым сетчатыми цилиндрами формовочных машин, уносится около 10 г/л асбестоцемента, что составляет примерно 10% всего потребляемого сырья. Рекуперация обеспечивает возвращение этого количества асбестоцемента в производство.

Фильтрат, сбрасываемый сетчатыми цилиндрами, а также вода после ее использования для промывки, сукон по содержанию растворимых примесей относятся к вредным стокам, сброс которых в естественные водоемы запрещен. Рекуперация позволяет обойтись без сброса сточных вод и исключает загрязнение окружающей среды.

При производстве асбестоцементных изделий образуются отходы в виде влажных асбестоцементных смесей, отлагающихся в отстойниках, очищающих воду после промывки рекуператоров. Эти отходы являются высококачественным теплоизоляционным материалом.

Отходы затвердевшего асбестоцемента (сухие отходы) получаются в производстве листовых изделий в результате обрезки и боя листов, в том числе после испытаний их на прочность. В производстве асбестоцементных труб в отходы идут обрезки труб, а также стружка, получающаяся при обточке концов обрезанных труб. Масса этих отходов составляет около 3% от массы готовой продукции. Поскольку 1 км труб условного диаметра весит 21 т, то количество отходов составляет около 0,63 т на 1 км условных труб. При среднем годовом съеме 4-метровых труб с одной технологической линии 1200 км отходы составляют около 800 т в год. Учитывая, что обрезки труб имеют насыпной вес около 350 кг/мі, для размещения их в отвалах требуются большие площади.

Сухие отходы, возможно, подвергать двухстадийному измельчению, вначале на молотковых дробилках, а затем, после сушки на аппаратах тонкого помола или бегунах. Сушку и помол можно совместить в специальных агрегатах, применяемых для этих целей в других отраслях промышленности. При помоле приобретают активность не полностью гидратированные зерна цемента, поэтому в смесь требуется добавлять не более 15--17% цемента.

Измельченные и обработанные на бегунах сухие отходы являются хорошим наполнителем в бетонные смеси при изготовлении изделий из легких бетонов на заводах сборного железобетона.

Бумажные (четырехслойные) мешки из-под асбеста накапливаются на складах предприятий асбестоцементной промышленности. Количество их составляет в среднем 30 шт. на 1 т асбеста, вес одного мешка около 350 г. На заводе средней мощности количество этих отходов достигает нескольких сотен тонн, а по промышленности в целом -- более 10000 т.

Утилизация мешков требует установки на складах заводов небольших прессовых установок, приспособленных для уплотнения макулатуры в брикеты и обвязки их упаковочной проволокой или шпагатом. В виде брикетов макулатуру можно отправлять на толерубероидные заводы, для которых бумажные мешки из-под асбеста являются ценным сырьем.



Список использованных источников

1. Беркович Т.М. Основы технологии асбестоцемента, -- М.: Стройиздат, 1979.

2. Берней И.И., Колбасов В.М. Технология асбестоцементных изделий. Учеб. для вузов. -- М.: Стройиздат, 1985.

4. Воеводский В.А. Машины и оборудование для производства асбестоцементных изделий. Учеб. для вузов.-- М.: Машиностроение, 1973.

5. Гриэак Ю.С, Хигер М.С. Оборудование для производства асбестоцементных изделий. Отраслевой каталог. М., ЦНИИТЭ-строймаш, 1984.

6. ГОСТ 1839-80 “ТРУБЫ И МУФТЫ АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫЕ ДЛЯ БЕЗНАПОРНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ”

Размещено на Allbest.ru

...