Завод по производству сухих строительных смесей

Завод по производству сухих строительных смесей

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ВЫСШЕЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ

«ПРИДНЕПРОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ»

Пояснительная записка

к курсовому проекту

на тему

«Завод по производству сухих строительных смесей»

Выполнил

ст. гр. Еськов М. Н.

Приняла

к.т.н., доц. Шаповалова О. В.

Днепропетровск 2012г.

Введение

Сухие строительные смеси - это продукт качественного перемешивания сухих сырьевых компонентов: вяжущего, заполнителя, тонкодисперсного наполнителя и специальных добавок минерального и органического происхождения, которые упаковываются в специальную тару на предприятии и затворяются водой перед использованием. Их еще также называют сухими строительными смесями модифицированными при добавлении различных добавок. Эти смеси в своей широкой номенклатуре отвечают современным требованиям к обеспечению комфортности жилья.

В древности наиболее распространенным материалами для отделки были известковые строительные растворы, которые начали использовать около 8000 лет назад, гипсовые штукатурные растворы уже начали использовать около 6000 лет строители Вавилона. Способы получение таких растворов были разными, общим же для них было длительное гашение и максимальная гомогенизация строительных смесей путем длительного ручного перемешивания. Позже для интенсификации процесса гашения в процессе перемешивания стали использовать молочный продукты (казеин) и белок. Финикийцы, греки и римляне стали использовать вулканический пепел для улучшения свойств известковых растворов и добавляли мыло различного происхождения, смолы и белки. Естественно, что это уже были первые добавки органического происхождения. Начиная уже со второй половины 19 ст., в строительных растворах вместе с известью используют портландцемент, а приготовление растворов делают централизовано в специальных растворо- и бетоносмесительных узлах и заводах. Со второй половины 20 ст. качество строительных растворов улучшают за счет введения дисперсий поливинилацетата, т.е. органического вещества синтетической природы в отличии от природной органики в растворах древности.

-й век ознаменовался огромным увеличением строительства на ровне с новыми инженерными решениями в строительстве: дома-небоскребы, вантовые и многопрогонные мосты, стартовые площадки космодромов, конструкции метропол.

В свою очередь, увеличился акцент на отделочные работы, что обусловлено потребностями людей в более высоком комфорте помещения и архитектурном выражении сооружений, в т.ч. и при индивидуальной застройке с использованием кирпича, а также на специальные работы, к которым можно отнести устройство гидроизоляции и утепления, анкеровки оборудования и так далее. Для каждого вида отделочных работ необходим уже свой материал с заданными свойствами.

Это обеспечивается за счет специальных рецептурных решений, которые реализуются в условиях заводского производства сухой смеси.

Несмотря на то, что первый патент на изготовление и применение сухих строительных растворных смесей был опубликован в 1893 году в Европе, строительные растворные смеси применялись до 1950-х годов исключительно как строительные смеси, приготавливаемые на строительной площадке. для этих строительных растворных смесей минеральные вяжущие вещества (главным образом, цемент) и заполнители (кварцевый песок) транспортировались на рабочую площадку отдельно, а затем смешивались вручную в соответствующей пропорции. После затворения жидкий строительный раствор готов для применения. В течение 1950-х и 1960-х годов в Западной Европе и США, но особенно в Германии, в строительной промышленности наблюдался быстрорастущий спрос на новые строительные материалы и технологии. Это происходило по следующим причинам: нехватка квалифицированной рабочей силы, необходимость сокращения времени строительства наряду с сокращением расходов, увеличение затрат на рабочую силу, диверсификация строительных материалов, подходящих для особых случаев применения, появление новых материалов и повысившийся спрос на здания и сооружения более высокого качества.

Технология приготовления растворных смесей на строительной площадке как ранее, так и в настоящее время не способна адекватным образом соответствовать всем этим требованиям Как практическое следствие, в странах западного мира. начиная с 1960-х гг., на развитие современной химической промышленности в области строительных материалов и строительной промышленности существенное влияние оказали три основные тенденции, которые в настоящее время можно проследить по всему миру:

вытеснение строительных растворных смесей, приготавливаемых на рабочей площадке, предварительно приготовленными и расфасованными строительными растворными смесями.

механизация применения строительных растворных смесей, включая системы транспортировки смесей насыпью (например. бункеры), механические системы для автоматического затворения сухой строительной смеси, а также машинная укладка (нанесение растворной смеси методом набрызга) жидких строительных растворов.

модификация строительных растворных смесей с использованием полимерных вяжущих веществ (редисперсионных порошков) и специальных добавок (например, эфиров целлюлозы), а также присадок для улучшения качества продукции и для соответствия требованиям современной строительной промышленности.

Внедрение технологии приготовления сухих строительных смесей и использование бункерной транспортировки и машинной укладки строительных растворов сделали возможным то, что, начиная с 1960 по 1995 годы, объем штукатурных растворов всех видов, используемых в Германии, увеличился на 600%, в то время как количество работников, занятых в данном секторе экономики, уменьшилось на 25%, что означает увеличение производительности на 800%.

1. Общая часть

.1 Характеристика выпускаемой продукции

Сухая строительная смесь модифицированная - многокомпонентная система, приготавливаемая путем дозирования и тщательного перемешивания минеральных вяжущих или полимерных связующих или их смесей, заполнителей (наполнителей), добавок - модификаторов и других компонентов, которая упаковывается в специальную тару на предприятии изготовителе и смешивается с водой перед использованием.

Добавка-модификатор - вещество, придающее определенный технологические свойства растворным смесям и физико-механические свойства растворам.

Смеси классифицируют по:

условиям применения (класс);

вяжущему (вид);

назначению (группа).

По условиям применения смеси подразделяются на такие классы:

для внешних и внутренних работ во влажных помещениях (относительная влажность свыше 60 %);

для внутренних работ в сухих помещениях (относительная влажность до 60% включительно).

По вяжущим смеси подразделяются на такие виды:

цементные (Ц);

гипсовые (Г);

известковые (И);

полимерные (П);

сложные (одновременное использование разных видов вяжущих или специально разработанных вяжущих).

По назначению смеси подразделяются на группы, приведенные в таблице 1.

Таблица 1 Назначение смесей

В качестве базовой продукции для детальной разработки технологии принята штукатурная смесь для внутренних отделочных работ на основе гипса марки ШТ4, и штукатурная смесь для наружных отделочных робот на основе цемента марки Ш1, соответствующие требованиям ДСТУ Б.В.2.7 - 126:2006 «Смеси сухие строительные модифицированные».

Гипсовые смеси предназначены для обустройства внутренних поверхностей помещений. В их состав входят: гипс, известь гидратная, перлитовый песок, кварцевый песок и добавки - целлюлозный загуститель и замедлитель схватывания.

Гипсовые штукатурки в готовом виде должны:

не разрушатся при периодическом кратковременном увлажнении;

обеспечивать возможность регулирования процесса схватывания в широком временном диапазоне ( 1-1.5 часа).

Таблица 2

Основные характеристики гипсовых смесей и растворов на их основе

Цементные смеси предназначены для выполнения отделочных работ наружных поверхностей зданий и сооружений, придания и улучшения декоративных свойств. В их состав входят: портландцемент, известь гидратная, кварцевый песок, добавка - порошок редиспергерируемый Vinnapas.

Фасадные штукатурки в готовом виде должны:

не разрушатся при периодическом длительном увлажнении;

обеспечивать возможность регулирования процесса схватывания в широком временном диапазоне ( 1-1.5 часа);

сохранять свои физико-механические характеристики при попеременном замораживании и оттаивании.

Таблица 3

Основные характеристики цементных смесей и растворов на их основе

Готовая смесь доставляется потребителю в клапанных мешка массой 10-50 кг. В процессе приготовления базового продукта должны быть учтены технологические особенности производства, правила упаковки, хранения, и транспортировки сырья и готовой продукции, а также рекомендации по приготовлению смесей.

Эти требования обеспечиваются за счет качественного перемешивания, рационально подобранной рецептуры и применения модифицированных добавок.

.2 Характеристика сырьевых материалов

Портландцемент. Для производства пенобетона применяем портландцемент марки М400, удовлетворяющий требованиям ДСТУ Б В.2.7 124-2004. «Цемент для строительных растворов. Технические условия». Цемент не должен содержать добавок трепела, глиежа, трассов, глинита, опоки, пеплов. По минералогическому составу, содержание трехкальциевый алюминат (С3А) не должно превышать 6% для изготовления крупноразмерных конструкций на цементном или смешанном вяжущем. Сроки схватывания не ранее 45 мин, конец не позже 10 часов. Насыпная плотность составляет 1300 кг /м³. Портландцемент должен соответствовать таким показателям:

− химический вещественный и минералогический состав: 3СаО* SiO₂(С₃S) - алит 45-60%...75%; 2 СаО * SiO₂(С2S) - белит 15…30%; 3СаО*Al₂O₃(С₃А) - 2…15%; 4СаО* Al₂O₃* Fe₂O₃(С₄АF) - целит 10…23%;

− предел прочности на сжатие и изгиб должен соответствовать требованиям действующего ДСТУ.

Кварцевый песок. Согласно ДСТУ Б В.2.7-32-2001 -«Пiсок кварцевий. Технiчнi умови.», песок должен содержать SiO₂ не менее 90%. Песок для ССС не должен иметь в своем составе глинистых органических примесей , а так же илистые, серные и слюдистые включения. В зависимости от назначения смеси песок должен быть разделен на различные фракции.

По происхождению пески бывают:

природные (горные, речные , морские);

искусственные (получены путем дробление горных пород).

В зависимости от зернового состава различают песок: повышенной крупности, крупный, средний, мелкий и очень мелкий песок. Зерновой состав песка определяют просеиванием его через сита с размером ячеек 5;2.5;1,25;0,63;0,315 и 0,14 мм. Зерновой состав материала выражается в процентах или частях содержаниях в этом материале зерен определенного размера фракции. Средняя плотность песка 2550- 2650 кг/м3.Насыпная плотность песка - величина не постоянная и зависит главным образом от влажности и степени уплотнения материала. Сухой песок характеризуется плотностью 1400-1800 кг/м3. Влажность песка для производства сухих смесей не должен превышать 0,5%.

Для производства ССС применяется речной песок из р. Днепр (Группа песка - Мелкий; Полный остаток на сите №063 - 11,3%; Мк - 1,56)и просяновский песок (Группа песка - Средний ; Полный остаток на сите №063- 60%;Мк- 2,2).

Таблица 4 Требования к кварцевому песку

Гипс строительный - это вяжущее воздушного твердения, состоящее из β-полуводного гипса. Истинная плотность составляет 2600 кг/м³, насыпная - 900 кг/м³. Сроки схватывания определяются по ДСТУ Б В.2.7-82-99, где начало схватывания должно наступать не ранее 4 мин, конец схватывания не ранее 6 минут, но не позже 30 минут после затворения водой. Теоретическая водопотребность составляет 18,6% от массы вяжущего, практически, для получения теста нормальной густоты 45-70% воды. Содержание примесей - 2-5%. Прочность строительного гипса определяют испытанием образцов-балочек размером 40*40*160 мм, приготавливаемых для теста нормальной густоты и определяется через 1,5 часа на изгиб, а их половинок - на сжатие.

Таблица 5 Требования к качеству строительного гипса

Гидратная известь (пушонка) - представляет собой высокодисперсный сухой порошок, получаемый гашением комовой или молотой негашеной извести. Гидратная известь должна соответствовать требованиям ДСТУ Б.В. 2.7-90-99 «Вапно гiдратне.Технiчнi умови», которые приведены в таблице 4. Степень дисперсности порошкообразной воздушной извести должна быть такой, чтобы при просеивании через сито с сетками № 02 и № 008 по ГОСТ 6613 проходило соответственно не менее 98,5 и 85 % массы просеиваемой пробы. Также известь должна выдерживать испытание на равномерность изменения объема, влажность гидратной извести не должна превышать 5 %, насыпная плотность - 500 кг/м³.

Таблица 6 Требования к качеству гидратной извести

Порошок Vinnapas 8031Н - это гидрофобный редиспергируемый в воде дисперсионный порошок сополимера винилацетата и этилена, действует как связующее, и как гидрофобизатор, не ухудшая паропроницаемость, улучшает адгезию, повышает прочность на изгиб, эластичность, абразивную устойчивость и пластичность растворов. Нормативный документ - DIN EN ISO 9001. Поставляется на предприятие в закрытой таре, Истинная плотность составляет 1000. кг/м³, насыпная - 780 кг/м³

Целлюлозный загуститель - это добавка марки BERMOCOLL ССА 312, используется как добавка в цементных и гипсовых штукатурках для улучшения удобоукладываемости, консистенции, поглощения воды. Увеличивает открытое время и уменьшает стекание штукатурки, она ииспользуется для сухого перемешивания с другими порошковыми материалами и не должна предварительно растворятся в воде. Доставляется автотранспортом в мешках. Истинная плотность составляет 1060 кг/м³, насыпная - 780 кг/м³.

Замедлитель схватывания - это добавка, которая замедляет схватывание на основе модифицированного крахмала и солей гидроксикарбоновых кислот, позволяет обеспечить увеличение сохранения подвижности растворной смеси, снизить количество воды.

Добавка соответствует требованиям ТУ 5745-051-58042865-2010., истинная плотность - 1130 кг/м³, насыпная - 850 кг/м³.

2. Технологическая часть

.1 Технико-экономическое обоснование

В настоящее время существует два основных способа производства сухихстроительных смесей - вертикальныйи каскадный (горизонтальный).

Принцип вертикальной схемы завода сухих строительных смесей заключается в размещении силосов сырьевых компонентов верхней части башни над вытянутой сверху вниз цепочкой технологического оборудования. Сырьевые материалы поднимаются вверх один раз при разгрузке их в силосы и далее, при прохождении всех технологических операций происходит движение материалов вниз. Гравитационная подача материалов является одним их главных достоинств предприятий с вертикальной схемой размещения оборудования. Благодаря этому нет необходимости использовать транспортирующие устройства между весами, смесителем и фасовочной машиной. Также, благодаря этому, удается снизить производственную площадь, необходимую для обустройства оборудования.

Недостатками вертикальной схемы производства являются необходимость строительства мощной опорной конструкции, которая несет нагрузку от заполненных силосов, увеличение стоимости строительно-монтажных работ, затрат на инфраструктуру - подъездные пути и коммуникации, склады, офисные и бытовые помещения, транспортную технику.

Каскадный или горизонтальный способ производства - это такой способ производства, в котором сырьевые материалы попадают в смеситель благодаря транспортирующим механизмам, где используются питатели, шнеки, элеваторы, пневмонасосы, транспортными конвейерами и т.д. Благодаря этому нет необходимости строительства дорогостоящих конструкций, что в свою очередь позволяет быстрее окупить завод.

Недостатками же являются:

увеличение производственной площади для размещения оборудования;

необходимость дополнитело использовать транспортные устройства, а также их синхронизацию во времени и пространстве;

при смене рецептур возникает сложности в виде остатка сырьевых компонентов в транспортных устройствах, что в свою очередь приводит к засорению готовой продукции.

Сравнив преимущества и недостатки изложенных выше способов производства, выбираем вертикальный способ производства сухих строительных смесей.

Выбор был основан на основании ниже перечисленных аспектов:

экономии производственных помещений;

отсутствие дополнительных транспортных устройств.

экономии электроэнергии вследствие отсутствия дополнительных транспортных устройств.

В данном курсовом проекте рассматривается смесители объемом V_см = 2 м³.

.2 Технология производства сухих строительных смесей

Принцип вертикальной схемы завода сухих смесей заключается в размещении силосов сырьевых компонентов в верхней части башни над вытянутой вниз цепочкой технологического оборудования. Сырьевые материалы поднимаются вверх один рах при загрузки в силосы и далее, при прохождении всех технологических операций происходит движение материалов вниз.

Производство сухих строительных смесей состоит из 3 основных частей: подготовка исходных материалов, приготовление смеси, отпуск готовой продукции.

Участок подготовки исходных материалов обеспечивает заполнение и поддерживание в необходимых объемах сырья (заполнители, вяжущие, добавки) в силосах. Силоса вяжущих и тонкодисперсных заполнителей заполняются с помощью пневмотранспорта. Для их доставки пригодны любые типы автоцистерн. Материал подается из автомобильных емкостей воздухом, нагнетаемым компрессором автоцистерны по желобам.

При использовании в составе смеси двух и более добавок возникает необходимость более качественного распределения добавок по объему смеси. В связи с этим можно использовать смеситель меньшего объема для их отдельно перемешивания. Отдозированные добавки загружаются в смеситель, перемешиваются и подаются в основной смеситель для дальнейшего перемешивания с остальными компонентами. Благодаря этому можно получить более качественную смесь с добавками, распределенными по всему объему, что в свою очередь введет к улучшению свойств готового материала. Заполнение бункеров добавок, поступающих в мешках, осуществляется вручную.

Все силоса оснащены люками, внутренними лестницами, шиберами, указателями уровня, а также узлами аэрации. Силоса, заполняемые пневмотранспортом, оборудованы фильтрами. Уловленная пыль возвращается обратно в силос, поэтому не возникает необходимости в ее утилизации.

С линии сушки песок подеется механическим транспортом, фильтры не требуются. Во избежания переполнения силосы оборудованы сигнализаторами верхнего уровня.Для основных материалов используются силоса емкостью 50,150, и 200 тонн, а для добавок - расходные бункера емкостью 2,5 м³.

Для песка и другого абразивного материала пневматическая подача не применяется. Участок подготовки кварцевого песка состоит из склада песка, устройства загрузки сушильного оборудования, самого сушильного оборудования, узла очистки выхлопных газов, рассеивающего устройства, транспортных средств и бункеров с разгрузочными устройствами. Самым энергоемким узлом установки, значительно влияющим на себестоимость продукции, является узел сушки песка.

Самосвалы с песком при поступлении на завод обязательно взвешиваются на напольных весах для избежания неточностей при весе. После взвешивания песок выгружается на промежуточный склад, где с помощью фронтального погрузчика подается в полубункер ленточного питателя. Ленточный питатель равномерно загружает приемный карман ковшевого элеватора, который подает песок в сушильный барабан. В зимний период при низких температурах песок может смерзнутся, образовав при этом камнеподобные глыбы. В этом случае сушильный агрегат может не высушить песок до нормативного значения влажности. Во избежание данной ситуации в холодный зимний период на полубункер устанавливают инфракрасные обогреватели по типу UFO.

Для сушки песка используется барабанная газовая сушилка, работающая на природном газе. Для нее характерна высокая производительность и относительно низкая себестоимость теплоносителя. Процесс сушки управляется термопарами, установленными в дверях кожуха, разгрузочном патрубке и патрубке отвода выхлопных газов. Отделение сушки оснащено системой очистки дымовых газов. В сушильном барабане песок высушивается до остаточной влажности 0.5 %, а затем самотеком через лоток попадает в холодильник сушильного барабана, в котором охлаждается до 20 С. Из холодильника сушильного барабана песок выгружается на ленточный конвейер. Ленточный конвейер подает материал на вибрационный инерционный грохот, где происходит отсев крупных фракций. После просеивания песок элеватором подается в башню завода, где равномерно распределяется в бункера силосного типа.

Для песка предусмотрено три бункера. Для предотвращения зависания песка стенки бункера выполнены вертикальными, снаружи стенок установлены вибраторы. Песок подается в дозатор по трубопроводам под действием собственной силы тяжести.

Вяжущие и тонкомолотые наполнители подаются из бункеров в дозатор пневматически. Управление подачей осуществляется дистанционно с пульта оператора или автоматически, согласно выбранной рецептуры. Для прерывания подачи в конце дозирования используются дисковые затворы с пневматическими приводами.

Основные компоненты дозируются по массе, для чего каждый дозатор оснащен электронными весами. Верхний предел взвешивания весов выбирается исходя из максимальной загрузки смесителя. Управление дозатором может быть как в автоматическом, так и в ручном режимах. Из силосов компоненты поступают в весовые дозаторы. Цикл дозирования каждого компонента включает три стадии: подача с высокой скоростью, с низкой скоростью, пауза для успокоения и проверки фактической массы. Дозаторы, как и все тракты подачи материалов, выполнены в закрытом исполнении и представляют собой герметический конусообразный сосуд.

Бункерные весы, а также как и все тракты подачи компонентов, выполнены в закрытом виде. Очистка воздуха, вытесняемого при заполнении бункерных весов осуществляется системой аспирации.

Добавки дозируют по массе. Система дозирования добавок аналогична системе дозирования основных компонентов и включает бункера для складирования добавок, дозирующие шиберы и бункерные весы.

Из бункерных весов взвешенные компоненты подаются в смеситель, при этом добавки перемешиваются отдельно в лабораторном смесителе, а заполнители и вяжущие в основном. После перемешивания добавки подаются в основной смеситель, где окончательно перемешиваются в главном смесителе вместе с остальными компонентами. Время перемешивания выбирается таким образом, что бы была однородность готового продукта. При недостаточном перемешивании ухудшается однородность растворов, что тянет за собой ухудшение физико-технических характеристик готовой продукции.

Основной лопастной смеситель представляет собой лопастной смеситель ,который предназначен для интенсивного перемешивания сухих сыпучих продуктов. В днище смесителя есть разгрузочный клапан. Через него готовая смесь поступает в накопительный бункер, откуда уже поступает в бункер фасовочной машины. Промежуточный бункер готовой продукции предназначен для того, чтобы в случае невозможности работы упаковосной машины не было простоя работы смесителя.

Смесь упаковывается в клапанные мешки емкостью 5-50 кг. В качестве основного варианта принята упаковка в мешках по 50кг. Фасовочная машина оснащена пневмокамерной системой подачи продукта в мешок и электронными весами. Она рассчитана на одного оператора, занятого насадкой пустых мешков на клапан. Наполненный мешки сбрасываются на приемный конвейер, который передает их на ленточный транспортер. По ленточному транспортеру мешки поступают на склад, где их опрокидывают на поддон. Сформированный поддоны обмывают стейч-пленкой. Это позволяет существенно снизить возможные потери при хранении, перегрузки и транспортировании продукции. Готовая продукция отгружается вручную на поддонах с помощью электрокаров.

2.3 Расчет производительности завода сухих строительных смесей

Согласно заданию курсового проекта, предприятие работает в 2 смены по 8 часов каждая 5 дней в неделю. Исходя из этого, принимаем Т_Г = 4126 часов (258 дней).

Таблица 7 Режим работы цеха и предприятий

Таблица 8 Состав формовочной смеси ШТ1

Вычислим производительность цеха по формуле:

П = П_уст*Т_Г*0,95*1,03

Где П_уст - паспортная производительность смесителя,

Т_Г - годовой фонд времени,

0,95 - коэффициент использования времени,

,03(0,03%) - учет возможных потерь.

П = 10 * 4126 * 0,95= 40373 м³/год.

Переведем полученную величину в тонны

П = 40373 *1,487 = 60034.56 т/год

Таблица 9 Производительность цеха

Таблица 10 Расчет потребности в сырье

Таблица 11 Состав формовочной смеси ШГ1

Вычислим производительность цеха по формуле:

П = П_уст*Т_Г*0,95*1,03

Где П_уст - паспортная производительность смесителя,

Т_Г - годовой фонд времени,

0,95 - коэффициент использования времени,

,03(0,03%) - учет возможных потерь.

П = 10 * 4126 * 0,95*1,03 = 40373 м³/год.

Переведем полученную величину в тонны:

П = 60559,4 * 1,381 = 55755т/год

Таблица 12 Производительность цеха

Таблица 13 Расчет потребности в сырье

Таблица 14 Общая потребность в сырьевых материалах

2.4 Конструктивный расчет теплотехнического оборудования

Определяем потери по массе:

влажного материала, который поступает на сушку:

₁= G₂ +W

где G₂ -продуктивность по высушенному песку;испаренная влага, откуда:

= G₂((ω₁-ω₂)/(100- ω₁))=9690((10-0,5)/(100-10))=10712,8 кг/час,

тогда:₁=9690+1022,8=10712,8 кг/час,

влаги, которая есть во влажном материале до сушки:

_вл.н.= G₁*ω₁ / 100=10*10712,8/100=1071,28 кг/час;

влаги, которая есть в материале после сушки:

_вл.к.= G₂*ω₂ / 100=0,5*9690/100=48,5кг/час;

испаренной влаги:

= W_вл.н.- W_вл.к.=1071,28-48,45=1023 кг/час

Материальный баланс за абсолютно сухим материалом, потеря по массе которого не изменяется в процессе сушки, составляет:_с= G₁(1- ω₁)= G₂(1- ω₂)=10712,8(1-0,1)=9690(1-0,005)=9641кг/час.

Принимаем объемное напряжение барабана по влаге m₀=60 кг/(м³*час),тогда объем барабана составит:

_бар=W/ m₀= 53,5м³

Принимаем отношение длины барабана к его диаметру L_бар/D_бар=6.5, которое определяет его диаметр:

_бар=S* L_бар=(πD²/4)* L_бар=0.785 D²_бар*6,5 D_бар=5,1 D³_бар

Откуда:_бар=³√( V_бар/5,1)= ³√( 53,5/5,1)=2,18 м,

Принимаем D_бар=2,2 м.

Уточняем объем барабана:_бар=5,1 D³_бар= 5,1*2.2³=54,3 м³

Определяем площадь сечения и длину барабана:

S= πD²_бар/4=3,14*2,2*2,2/4=3,8 м³;_бар= V_бар/S=5,4/3,8=14,3 м

Принимаем длину корпусу L_бар=14 м. Тогда соотношение L_бар/D_бар=6,36,что вполне допустимо.

Принимаем к установке сушилку размером 2,2*14 м; производительностью за высушенным материалом 9,69 т/час с удельным паросъемом 60 кг/(м³*час), системой внутренних устройств - лопастевой.

Определяем производительность барабана по сухому песку:

₂= W((100- ω₁)/(ω₁-ω₂)),

где ω₁=10% - начальная влажность песка;

ω₂=0,5% - конечная влажность песка

= m₀*V_бар,

где m₀ - объемное напряжение барабана по влаге .

Тогда₂=60*54,3*((100-10)/(10-0,5))=13200 кг/час.

Объемное напряжение барабана по влаге составит

= m₀*54,3*4

m₀ = 60 кг/(м³*час).

.5 Расчет силосов и складских помещений

Расчет силосов для хранения вяжущих веществ.

Склад для хранения цемента:

Ц = QCУТ*ТХР/КЗ = 16,64*5/0,9 = 92,44 т,

где QCУТ - суточный расхож вяжущего, т;

Т_ХР - запас вяжущего, сут (при доставке автотранспортом);

К_З - коэффициент заполнения емкости.

Принимаем 2 силоса по емкостью по 50 тонн каждый.

Склад для хранения извести:

Изв= QCУТ*ТХР/КЗ = 9,6*7/0,9 = 74,6 т,

где ТХР - запас вяжущего, сут (при доставке железнодорожным транспортом);

Принимаем 2 силоса по емкостью по 50 тонн каждый.

Склад для хранения гипсового вяжущего:

_Г = Q_CУТ*Т_ХР/К_З = 64*7/0,9 = 497,7 т,

Принимаем 4 силоса по емкостью по 200 тонн каждый.

Расчет складов для хранения химических добавок.

Расчет склада замедлителя схватывания:

Определяем суточную потребность в замедлителе схватывания:

(ЗАМ.СХВАТЫВ) = G∑СУТ* /mМ = 0,25/0,05 = 5 мешков,

где G∑СУТ - суточная потребность в тоннах;М - масса одного мешка.

Определяем количество мешков на поддоне:

М = m∑/ mМ = 1200/50 = 24,

где m∑ - суммарная масса мешков на поддоне, кг.

Определяем количество поддонов на складе:

П = N(ЗАМ.СХВАТЫВ)* ТХР / nМ = 5*30/24 = 6,257 шт,

где ТХР - запас добавок, сутки.

Определяем площадь склада

СКЛ = NП * SП * КИС / nЯ = 7*2,25*1?2|1 = 18,9  20 м2,

где КИС - коэффициент, учитывающий проезд напольного транспорта,П = 2,25 м2 - площадь поддона.

Принимаем размеры склада 4*5 м.

Расчет склада целлюлозного загустителя

Определяем суточную потребность в целлюлозном загустителе:

(ЦЕЛ.ЗАГУСТ.) = G∑СУТ* /mМ = 0,0848 / 0,05 = 1,7  2 мешка,

где G∑СУТ - суточная потребность в тоннах;М - масса одного мешка.

Определяем количество поддонов на складе:

где ТХР - запас добавок, сутки.

Определяем площадь склада

СКЛ = NП * SП * КИС / nЯ = 3*2,25*1,2 / 1 = 8,1  9 м2,

где КИС - коэффициент, учитывающий проезд напольного транспорта,П = 2,25 м2 - площадь поддона.

Принимаем размеры склада 3*3 м.

Расчет склада порошка-добавки Виннапас

Определяем суточную потребность в порошке:

(ВИННАПАС) = G∑СУТ* /mМ = 0,56 / 0,05 = 1,1  1 мешок,

где G∑СУТ - суточная потребность в тоннах;

Определяем количество поддонов на складе:

П = N(ВИННАПАС)* ТХР / nМ = 1*30/24 = 1,25  2 шт,

где ТХР - запас добавок, сутки.

Определяем площадь склада

СКЛ = NП * SП * КИС / nЯ = 2*2,25*1,2 | 1 = 3?75  4 м2.

Принимаем размеры склада 2*2 м.

Расчет склада перлитового песка.

Определяем суточную потребность в перлитовом песке:

(ПП.) = G∑СУТ* /mМ = 3,04 / 0,05 = 60,8  61 мешок,

где G∑СУТ - суточная потребность в тоннах;.

Определяем количество поддонов на складе:

П = N(ПП)* ТХР / nМ = 61*10/24 = 2,5  25 шт,

Определяем площадь склада

СКЛ = NП * SП * КИС / nЯ = 25*2,25*1,2 / 1 = 33,75  36 м2.

Принимаем размеры склада 6*6 м.

Расчет склада хранения заполнителей

Определяем объем склада песка:

ЗАП = QCУТ * ТХР*1,2*1,02 = 248*5*1,2*1,02 = 1517,76 м3,

где QCУТ - суточный расход песка, м3

ТХР - запас песка, суточный (при доставке песка автотранспортом);

,2 - коэффициент разрыхления материала;

,02 - коэффициент, учитывающий потери материала при транспортировке.

Определяем длину склада:

= VЗАП * tgα /h2 = 1517,76*1 / 25 = 60 м,

где h - высота склада;

tgα - угол естественного откоса материала при насыпи относительно поверхности.

Принимаем длину склада 60 м.

Тогда ширина склада будет равна:

В_С = V_ЗАП / (L_C * h) = 1517,76 / (60*5) = 5,1 м.

Вычислим площадь склада песка:

ПСКЛ = LC * ВС = 60*5 = 300 м2.

Расчет склада песка, находящегося в башне завода:

П = QCУТ * ТХР / 0,9 = 155,04 = 172,23 т.

Принимаем 1 силос емкостью в 200 тонн.

Расчет склада готовой продукции

Определяем суммарную массу мешков с готовой продукцией в сутки

∑M = (n50 * 50 + n25 * 25)*n ЧАСОВ = (290*50+580*25)*16 = 464720 кг = 464,72 т,

где n50 - фактическое количество мешков (m = 50), выпускаемых за 1 час;- фактическое количество мешков (m = 25), выпускаемых за 1 час;ЧАС - количество рабочих часов в сутки.

Определяем общее количество поддонов на складе:

П = n∑M * ТХР / m∑ = 464720*5|1200 = 1936,3  1937 шт,

где m∑ - суммарная масса мешков на поддоне, кг.

Определяем площадь склада:

СКЛ = NП * SП * КИС / nЯ = 1937*2,25*1,5/ 2 = 2357 м2.

Принимаем размеры склада готовой продукции 36*72 м.

Расчет основного технологического оборудования

Таблица 15 Техническая характеристика основного технологического оборудования

Продолжение таблицы 15 Техническая характеристика основного технологического оборудования

Штатная ведомость цеха

Таблица 16 Штатная ведомость цеха

Технико-экономические показатели производства

Таблица 17 Технико-экономические показатели производства

.6 Контроль производства и качества продукции

В процессе изготовления сухих строительных смесей на технологической линии предусмотрено проведение входного, операционного и приемочного контроля. Цель входного контроля - определить соответствие качества сырьевых материалов. Операционный контроль обеспечивает соблюдение заданных технологических режимов на узловых операциях. Приемочный контроль необходим для оценки качества готовой продукции.

Система контроля качества состоит из следующих этапов: - в начале выпуска определенного продукта контролируется каждый замес и при необходимости проводятся корректировка состава;

после стабилизации процесса контролируется каждый третий замес, каждая партия выпускаемой продукции принимается службой контроля качества по всем показателем в соответствии с нормативным документом;

выпущенный продукт регулярно проверяется на соответствие строительных свойств, после этого составляется акт о приведенных испытаниях;

Лабораторный контроль осуществляется на всех стадиях производства продукции, начиная от входного анализа исходного сырья и заканчивая проведением испытаний готовой продукции на соответствие нормативной документации.

Материалы, применяемые при изготовлении сухих смесей, должны отвечать требованиям нормативных документов, указанных в рецептурах и согласованных с органами Минздрава Украины.

Общие технические требования, предъявляемые к выпускаемой продукции таковы:

смесь должна отвечать к требованиям ДСТУ Б.В. 2.7-126:2006 приготавливаться за технологическим регламентам и рецептурой, которые утверждены производителем в определенном порядке;

материалы, которые входят в состав смеси, должны соответствовать требованиям нормативных документов, закрепленными в рецептуре и быть разрешенными к использованию Министерством охраны здоровья Украины;

влажность смесей за массой не должна превышать 0.5% ;

методы контролирования должны соответствовать ДСТУ Б.В. 2.7-126:2006;

цвет раствора, если это указано в заказе, должен соответствовать цвету эталона, утвержденному производителем;

правила приема должны соответствовать ДСТУ Б.В. 2.7-126:2006.

Таблица 18

Контроль производства и проверка качества продукции

Поставка сухих смесей производителю производится партиями. За партию принимают количество однородной по составу смеси, приготовленной по одной и той же рецептуре в течении смены и сопровождаемой одним документом о качестве, который содержит следующую информацию:

наименование, товарный знак, и адрес предприятия-изготовителя;

наименование продукции, ее условные обозначения ;

дату изготовления;

номер партии;

результат проведенных испытаний или подтверждения соответствия качества

продукции требованиям нормативной документации;

обозначение нормативного документа;

штамп ОТК предприятия-изготовителя.

3. Охрана труда и защита окружающей среды

При проектировании и организации производства предприятия по выпуску сухих строительных смесей учитывались основные положения, приведенные в ДБН - А.3.1-8-96

Склады заполнителей:

. Оборудование, транспортирующее пылящие материалы, должно быть оборудовано аспирационными системами.

. Открытые загрузочные проемы бункеров должны быть ограждены по периметру.

. Со стороны загрузки бункерами автотранспортом должен быть предусмотрен отбойный брус высотой не мнее 0,4 м.

. Ширина прохода для обслуживания конвейеров должна быть не менее 0,7 м.

. Ширина проходов для монтажа и ремонтов конвейеров должна быть не менее 0,7 м

. Высота проходов вдоль конвейеров должна быть не менее 1.8 м.

Смесительное отделение:

. Оборудование, транспортирующее пылящие материалы, должно быть оборудовано аспирационными системами.

. Управление всеми процессами должно быть дистанционным.

Склады готовой продукции и отходов производства

. Высота штабелирования изделий и материалов при хранении в горизонтальном положении должна быть не менее 2.5 м.

. Минимальная ширина проходов между штабелями должна быть не менее 1.0 м.

.Ширина проходов между рядами штабелей и габаритом транспортного средства должна быть не менее 1.5 м.

. Поперечные проходы, шириной не менее 1.0 м предусматривают не реже, чем через каждые 25 м, между штабелями принимают разрывы шириной 02.-0.4.

.Для складирования и отгрузки изделий в штабелях, высотой 1.6 м и более должны быть предусматриватся инвентарные лестницы, соответствуюшие требованиями ГОСТ 12.2.012.

Общие требования к электрооборудованию и автоматизации.

. Вся пусковая аппаратура и аппаратура защиты должна устанавливатся на открытых щитках, расположенных в закрытых, свободных от пыли и изолированных щитових помещениях, в которые подается чистый воздух из специальных венткамер. Допускается установка пусковый аппаратуры в производственных помещениях при условии выполнения требований соответствующих нормативних документов.

. Комплексные низковольтные устройства управления електроустановками должны соответствовать требованиями ГОСТ 22783.

. Внутри участков, механизмы должны быть связаны между собой зависимыми блоками в направлении, обратном технологическому процессу.

. Для повышения надежности работы ПТС на ленточных конвейерах должна предусматриватся установка реле скорости.

. Операторские помещения должны располагатся с учетом обеспечения максимально обзора работы технологического оборудования, удобства управления им, кратчайшие расстояния до оборудования и трасс электроповозок, а также соблюдения правил охраны труда. Опреаторские помещения должны быть оснащены двухстороненй громкоговорящей связью с обслуживающими участками..

. Проектом автоматизации устанавливается дистанционное управление технологическими процессами, а также рабочей и аварийной сигнализацией.

Санитарно-гигиенические требования к условиями труда на рабочих местах.

. Для снижения уровня шума на робочих местах при работе оборудования следует предусматривать мероприятия по ГОСТ 12.1.003 и СНиП П-12-77.

. Уровни общей вибрации на робочих местах при работе технологического оборудования, генерируещего вибрации, должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.012 и не должны превышать 87-101 дБ.

. Для устранения вредного воздействия вибрации на рабочих местах должны предусматриватся конструктивные и технологические операции, изложенные в документах.

. Уровни локальной вибраци, передаваемой на руки работающих от пневматических и электрических ручныхинструментов, должны соответсвовать нормативным документам.

Мероприятия по обеспыливанию и аспирации технологического и транспортного оборудования.

. Транспортирование порошкообразных материалов следует предусматривать в закрытых транспортных устройствах.

.В емкостях - бункерах, силосах предусматривать автоматические указатели верхнего и нижнего уровня с целью исключения ЧП.

3. При загрузке бункеров с помощью пневмотранспорта необходимо предусматривать циклоны - разгружатели с последующим подключением их к аспирационной системе.

. Циклоны-разгружатели необходимо снабжать затворами, исключающими выбывания воздуха в полость бункера.

. Пылеулавливающие и аспирационные системы следует блокировать с пусковыми устройствами технологического оборудования

. Все технологическое оборудование, работа которого сопровождается выделением пыли, должно оснащаться герметическим укрытиями, имеющими воронки для подключения к аспирационным и обеспыливающим установкам.

. Для предотвращения выбывания пили из укрытия необходимо предусматривать в нем разряжение не менее 2 Па.

. Для группы бункеров, загружаемых разными материалами с помощью ленточных конвейеров, следует предусматривать индивидуальную аспирацию, подключая каждый бункер к системе аспирации.

9. Перед выбросом в атмосферу аспирационный воздух должен юыть на 99% очищен.

Также, в качестве меры, ограничивающей содержание загрязняющих веществ в окружающей среде, принята предельно допустимая концентрация (ПДК). В практике нормирования и для санитарной оценки степени загрязнения воздушной и водной среды используется предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКрз, мг/м³). Это такая концентрация вещества в воздухе, которая не вызывает у работающих при ежедневном вдыхании по 8 ч в течение всего рабочего стажа заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования непосредственно в процессе работы или в отдаленной перспективе. Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих.

В приведенной таблице 6.1 указаны предельные значения ПДК в соответствии с действующим ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

Таблица 19 Предельные значения ПДК

строительный смесь сырьевой обеспыливание

Список использованной литературы

1. Рунова Р. Ф. Сухие строительные смеси модифицированные, Киев: Будивельник, 2004 - 225 с.

. Карапузов В.Н. Производство сухих строительный смесей,К:,2000 г., 134 с.

3. Корнеев В. И. Основные условия разработки рецептур сухих строительных смесей

. ДСТУ Б В.2.7-124-2004. «Цемент для строительных растворов. Технические условия»

. ДСТУ Б В.2.7-90-99 -«Вапно гідратне. Методи визначень»

. ДСТУ Б В.2.7-32-2001 -«Пiсок кварцевий. Технiчнi умови.»

. ДСТУ Б.В. 2.7-126:2006 «Сумiшi сухi модифiкованi» .

8. Рунова Р.Ф., Шейнич Л.О. Основы производства стеновых и отделочных материалов, Киев: КНУБА, 2002 - 312 с

10. Козлов В.В. Сухие строительные смеси, М.: АСВ - 29с.

. Волженский А.В., Буров Ю.С. Минеральные вяжушие вещества ,Москва, Стройиздат 1979 - 24с.