Text
                    инии для
И, ИЗДЕЛИИ
I о кТЕХНОЛОГИНЕСКИЕ
КОМПЛЕКСЫ ц ———
в.с. Богданов,уАУдтБорщЕвекии^тецилеин
*ВтГг*С.Т^ХКОВдЮ.М.^Ф'А1ДИн1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Московский государственный строительный университет Белгородский государственный технологический университет ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И ЛИНИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ Издание второе, переработанное и дополненное Под общей редакцией профессора А.С. Ильина Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям «Механическое оборудование и технологические комплексы предприятий строительных материалов, изделий и конструкций» и «Механизация и автоматизация производства» Издательство Ассоциации строительных вузов Москва — Белгород 2003
УДК 666.7 + 666.182 + 725.4 (07) ББК 35.41 я.7 Т38 Авторы: В.С. БОГДАНОВ, А.А. БОРЩЕВСКИЙ, А.С.ИЛЬИН В.Г. СТРУКОВ, Ю.М. ФАДИН Рецензенты: кафедра механического оборудования Московской академии коммунального хозяйства и строительства (заведующий кафедрой проф., канд. техн, наук З.Г. Гиберов); д-р техн, наук, проф. М.А. Вердиян (АО «НИИ Цемент») Технологические комплексы и линии для производства строительных Т 38 материалов и изделий: Учеб, пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. /В.С. Богданов, А.А. Борщевский, А.С. Ильин и др.; Под общ. ред. А.С. Ильина. - М: Изд-во АСВ; Белгород: Изд-во БелГТУ. - 199 с.: 71 ил. ISBN 5-93093-054-6 Изложены теоретические основы выбора основного и вспомогательного оборудования технологических линий и комплексов для производства строительных материалов и изделий. Приведены технологические схемы и схемы цепей оборудования. Изложены основные принципы компоновки оборудования, основы контроля и автоматического регулирования. Дано технико-экономическое обоснование технологических линий и комплексов. Может быть использовано инженерно-техническими работниками промышленности строительных материалов и аспирантами. ISBN 5-93093-054-6 УДК 666.7 + 666.182 + 725.4 (07) ББК 35.41 я.7 © Издательство БелГТАСМ, 2000 © Издательство АСВ, 2000 © Издательство БелГТУ, 2003, с изменениями © Издательство АСВ, 2003, с изменениями
Предисловие Учебное пособие написано в соответствии с программой дисциплины “Технологические комплексы и линии для производства строительных материалов и изделий” и учебным планом специальности 171600 ‘Механическое оборудование и технологические комплексы предприятий строительных материалов, изделий и конструкций” и 'Механизация и автоматизация строительства” специализации “Механизация и автоматизация производства строительных материалов и изделий” с учетом современных требований промышленности к подготовке инженеров-механиков и инженеров-строигелей-элекгромехаников. При подготовке специалистов для промышленности строительных материалов указанная дисциплина играет важную роль в связи с ростом требований к уровню комплексной механизации и автоматизации и перспективой разработки и внедрения комплексов машин и оборудования, взаимосвязанных между собой в единую технологическую линию или технологический комплекс. В учебном пособии впервые рассмотрены теоретические основы выбора основного и вспомогательного оборудования для производства строительных материалов и изделий соответствующей производительности. Большое внимание уделено расчету потребностей материалов и соответствующих машин, коэффициенту их загрузки, компоновочным решениям, основам контроля и автоматического регулирования, а также технико-экономическому обоснованию технологических комплексов и линий. При выборе основного и„ вспомогательного оборудования предпочтение отдано современным и эффективным серийно выпускаемым машинам и комплексам. В учебном пособии приводится материал, необходимый и достаточный для практических и лабораторных занятий, курсового и дипломного проектирования. Главы: 1,2,5,10 написаны А.С.Ильиным; Главы: 3,4 - А. А. Борщевским; Главы: 6,7 - В.С.Богдановым; Главы: 8,9 - В.Г. Струковым; Глава 11 - Ю.М. Фадиным. Авторы учебного пособия выражают глубокую благодарность рецензентам - сотрудникам кафедры механического оборудования. Московской академии коммунального хозяйства и строительства, и доктору технических наук, профессору М.А. Вердияну АО “НИИЦемент” за ценные замечания, предложения и полезные советы. Авторы
4 Введение Значительный рост объемов строительно-монтажных работ требует дальнейшего опережающего развития и совершенствования предприятий строительной индустрии и промышленности строительных материалов. В связи с этим предъявляются новые повышенные требования к технологическим линиям, комплексам, агрегатам, установкам и заводам по производству всех видов строительных материалов, изделий и конструкций и к подготовке квалифицированных инженерно-технических специалистов (инженеров-механиков; инженеров-строителей-электромеханников). Вопросы, связанные с расчетом, проектированием, созданием, испытанием, обслуживанием и эксплуатацией технологических линий и комплексов изучаются студентами вузов в дисциплине “Технологические комплексы и линии для производства строительных материалов и изделий.” Целью дисциплины являются ознакомление, изучение и выработка практических навыков в подборе основного и вспомогательного оборудования и компоновочном решении механизированных комплексов и автоматизированных линий и производственных систем в целом с учетом особенности производства и применения основных видов строительных материалов и изделий важнейших отраслей промышленности строительных материалов. В задачи дисциплины входят: обоснование, разработка технического задания, выбор технологической схемы, выбор и расчет количества основного и вспомогательного оборудования, разработка схемы цепей оборудования в условных обозначениях, составление и расчет ведомости оборудования, планировка и компоновка цеха, отделения, линии, комплекса, завода и т.п., выбор и обоснование зданий и сооружений (конструкций), разработка мероприятий по обеспечению требований охраны труда и окружающей среды(безопаснс и жизнидеятельности) и по технико- экономической оценке производства. Связь с другими учебными дисциплинами можно выразить в виде “черного ящика” и показать на примере агрегата среднего дробления:
5 ЦиЕШДиедипжш ГСЭ Цикл дисциплин ОПД Рис Л Схема передвижного агрегата, среднего дробления: I-бункер; 2-питатель пластичный; 3- дробилка щековая; 4- шкаф электрооборудования; 5-конвейер; 6- рама; 7 - устройство прицепное; 8,9 - тележка передняя и задняя; 10 -опора. Только знание таких учебных дисциплин как "Основы технологии строительных материалов”, "Процессы и аппараты”, "Проектирование машин”, "Механическое оборудование ”, "Машины для технологического транспортирования”, "Детали машин”, "Металлические конструкции”, и др.
6 позволит успешно справиться с расчетом, проектированием и экономическим обоснованием передвижного агрегата среднего дробления. Состав дисцшлшш; изображен на рис.2 и включает: лекции, лабораторные, курсовой проект, контрольные работы, зачет и экзамен. Ржо2 Состав джциплтаы Основные разделы даецтлшж введение, основные термины и определения, структура производственной системы, технологические комплексы, линии и установки для производства: нерудных строительных материалов; бетонных, растворных и других строительных смесей; бетонных и железобетонных конструкций и изделий; керамических и силикатных стеновых строительных материалов; изделий из цементно-песчаных, асбестоцементных и других смесей; вяжущих материалов; отделочных, теплоизоляционных, акустических и других изделий.
7 Глава 1 Структура производственной системы Lio Основные термины и определении Комплекс - два и более специализированные изделия, не соединенные на предприятии - изготовителе сборочными операциями, но предназначенные для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. Технологический комплекс ~ комплекс, сочетающий технологическое оборудование и автоматы, объединенные поточно- гранспортной и складской системой и системой контроля и управления. Автоматическая линт - система машин. Комплекс основного и вспомогательного оборудования, автоматически выАд^^дощих в определенной технологической последовательности и с заданным ритмом весь процесс изготовления или переработки продукта производства или части его. Производственная система (ПС или ГИС) — это совокупность основного технологического и -вспомогательного оборудования, работающего в автоматическом режиме и с единой системой управления в условиях многономенклатурного производства. Агрегат - механическое соединение нескольких машин или устройств, работающих в комплексе. Завой -промышленное предприятие с механизированными и автоматизированными процессами производства, изготавливающее изделия. Комбинат - крупный завод полного производственного цикла в своем составе развитое многостороннее производство. 12 Структура производственной системы Современная производственная система (ПС или ГПС) является сложной системой из множества элементов'и подсистем, объединенных в производственно-технологическую и организационно - техническую структуры. Производственная структура включает: технологические модули, участки, линии, цехи, отделения и т.п., их взаимосвязь и характеризуется производительностью, коэффициентом сменности, коэффициентом использования оборудования по времени, технико-экономическими показателями (ТЭП) и т.п. Технологическая структура включает: номенклатуру изделий, технологические операции, их последовательность, затраты времени на операции, степень гибкости и т.п.
8 Оргтшацшнная структура определяет задачи отдельных подразделений ПС, функции обслуживания персонала, форму и содержание технической документации. Компоновочные структуры характеризуют расположение основного и вспомогательного оборудования, .их состав и количество, транспортные связи, складские и погрузочно-разгрузочные связи и т.п. Информацтто-упршляющт структура определяет состав и распределение функциональных задач, технические средства , средства программного обеспечения, системы управления и т.п. Для решения различных технологических задач ПС может комплектоваться различным оборудованием, которое может быть сконцентрировано как на одной производственной территории, так и в различных местах. Схемы расположения оборудования В зависимости от расположения оборудования перемещение материального потока может быть как по жесткому, так и по «гибкому или комбинированному маршрутам. Применяются следующие схемы расположения оборудования: параллельная(а), линейная однорядная (б), линейная многорядная (в), звездообразная (г), круговая (д), роторная (е), и др. (рис. 1.1) Рис. 1ЛС Схемы расположения оборудования
9 Используя и комбинируя расположения оборудования можно компоновочного (планировочного технологического предназначения. различные схемы разработать типовые схемы решения) ПС различного 1 Л. Моделирование структуры ПС Выбор структуры ПС заключается в обеспечении максимальной производительности, заданного качества изделий и надежности при ограниченных затратах на основное и вспомогательное оборудование и систему функционирования. С этой целью используют иммитационное моделирование на макетах и на ЭВМ. Основой моделирования на ЭВМ является многократное воспроизведение отдельных ситуаций производственного процесса. При оценке результатов моделирования на ЭВМ необходимо учитывать, что оно должно носить технико- жономический характер, т.е. учитывать суммарные затраты и полезный эффект. 1о5о Основное и вспомогательное оборудование Технологические возможности и гибкость всей ПС и отдельных её структурных единиц в первую очередь определяются техническими арактеристиками оборудования. В промышленности строительных материалов принято различать основное и вспомогательное оборудование. Основное - связано с обработкой сырья и производством полуфабриката и готовой продукции. Среди основного оборудования выделяется головное, которое определяет ритм или производительность ПС (камера ТВО, обжиговая .печь, автоклав, головная дробилка, и т.д.). Вспомогательное оборудование обеспечивает связь основного оборудования, складов сырья, полуфабрикатов, готовой продукции и т.п. Особая роль здесь принадлежит оборудованию поточно-транспортной системы (ПТС). Основное и вспомогательное оборудование ПС должно обладать высоким уровнем гибкости, механизации и автоматизации и надежности. Мощность (годовая производительность) технологической линии по головной машине определяется по формулам: 2^ = k.Qr.ZM ТгодКбр, или Qsod = Vr.Ko6.Zr ДрКбр, где к- коэффициент приведения паспортной производительности головной машины к эксплуатационной, К= 0,94-0,96; Qr - паспортная часовая производительность головной машины; Zm - количество головных
10 машин в технологической линии; Тгод - годовой фонд времени работ оборудования; К^- коэффициент брака. Тгсд, Кбр принимаются для каждо отрасли промышленности строительных материалов отдельно; 14 вместимость головной машины: Коб - коэффициент оборачиваемости сутки; Др - количество суток в году. Количество установленного оборудования (машин) 7- _ 0р_ 06 kQr Расчетное количество оборудования Zo6 округляют до целой числа Zo6 с таким расчетом, чтобы коэффициент эксплуатационно! загрузки не превышал нормативного значения 0,95. К3 = — < 0,95 7 ^об ( решение хехмлогмеетшх ймплежж В связи с большим разнообразием технологических схем производства строительных материалов и изделий имеется значительное количество компоновочных решений. Компоновочные решения должны обеспечивать компактность размещения и удобство эксплуатации оборудования, минимальные объемы строительства инженерных сооружений и транспортных коммуникаций, соблюдение требований техники безопасности и промышленной санитарии, охрану окружающей среды и получение высоких технико-экономических показателей. В компоновочных решениях по возможности следует стремиться к использованию "самотёка” материала, чтобы сократить число транспортирующих машин. Компонуя оборудование в производственном здании, целесообразно брать за основы линейный принцип расположения размещать в одном отделении (корпусе). При двух и более одинаковых технологических линиях (участках) необходимо стремиться к такой компоновке, чтобы при выходе из строя одной из них, была возможность перераспределения нагрузки между ними. Компоновка оборудования осуществляется по плоскостной и комбинированной схемам. Используются производственные здания и сооружения павильонного типа. Ширина пролёта 12,18,24 и 48м, высота здания 18м и более, длина зданий кратна 6м. Технологическое оборудование располагается на самостоятельных опорах, не связанных с несущими конструкциями зданий. На рис. 1.2 показано компоновочное решение кирпичного завода полусухого прессования.
11 &£•. PiiBcLZ, ймтоновочное решение мшршачного завода пфонзвадительносты® 5 миллионов штте условного штапга в год: 1 - Бункер с питателем; 2,4,7,9,13,15,17,20 - конвейер ленточный; 3 вальца камневыделительные; 5 - барабан щепильный; 6 - газопровод; 8 - дезинтегратор; 10 - электромагнит; И -бункер; 12 - питатель, дозатор; 14 дезинтегратор; 16 - элеватор ковшовый; 18 - мешалка-питатель; 19 - пресс полусухого прессования; 21 - печь обжиговая; 22 - кран мостовой с захватом; 23 - строительные конструкции. Компоновка оборудования заводов и комбинатов строительных материалов и изделий осуществляется, как правило в производственных маниях и сооружениях и иногда на открытых площадках. Особое место занимает компоновка оборудования в инвентарных (сборно-разборных) и мобильных (передвижных) технологических комплексах. 1о7в Рмомичностб выпуска продукции Анализ работы предприятий строительных материалов и изделий показывает, что выпуск продукции колеблется относительно среднего значения За определённый период времени. (рис. 1.3.)
12 Выпуск продукции ввиду случайного характера функционирования ПС является переменной случайной величиной и характеризуется коэффициентом вариации и ритмичности выпуска продукции. Вопросы даш етнтроля и самопроверок 1. Что такое комплекс, технологический комплекс, агрегат, автоматическая линия, производственная система, завод, комбинат? 2. Назовите основные элементы структуры ПС. 3. Назовите основные схемы расположения оборудования. 4. Для чего используется моделирование структуры ПС и какова оценка результатов моделирования? 5. Назовите основное и вспомогательное оборудование ПС. 6. Напишите и расшифруйте формулу мощности (годовой производительности) технологической линии предприятий строительных материалов. Сшшж литературы: 1. В.Я. Валюжинич и др. Основы технологического проектирования 'предприятий нерудных строительных материалов. _Л.: Стройиздат, 1971
13 2. Гибкие автоматизированные производства в отраслях промышленности /Макаров И.М.? Белянин П.Н. и др./ - М.: Высш. шк., 1986 3. Гибкое автоматизированное производство -/Под ред. С. А. Майорова. 1 В. Орловекого и др. /- Л.: Машиностроение, 1986. 4. Комплексы малой производительности для производства керамического кирпича полусухого прессования./ Ильин А.С., Лукьянов II.А., Малиновский Г.Н. и др.// Каталог - справочник. М.: Объдинение ’ Машмир”, 1992. 5. Разумов К. А. Проектирование обогатительных фабрик -М.: Недра. 1970
14 Глава 2о Тоншюгачеоше Есомплеиы9 линией усташв™ и । заводы для производства нерудных строззтельных материалов . 2ЛО Классификация» Основные определения и термине логая Нерудные строительные материалы, полученные путем дробленш сортировки и обогащения различных горных каменных пород, регламента руются соответствующими требованиями, изложенными в Государственны, стандартах: щебень из естественного камня для строительных работ; щебен для строительных работ из попутно добываемых пород и отходов горне обогатительных предприятий; щебень из гравия для строительных работ камень бутовый; песок для строительных работ. В зависимости от крупности щебень подразделяется на четыре ос новные фракции: 5-10 мм, 10-20 мм; 20-40 мм и 40-70 мм. По согласованна с потребителем допускается выпуск щебня и других фракций. Песок дробленный ~ это продукт, получаемый дроблением горны: пород до крупности 5 мм с последующим обогащением и фракционировани- ем. Исходным сырьем для производства нерудных строительных материале: являются природные каменные материалы изверженного, осадочного и ме- таморфического происхождения и гравийно-валунные материалы. Гравийно валунные материалы крупностью от 5 до 70 мм называются гравием, а круп- нее 70 мм - валунами. Дробильно-сортировочные заводы и установки относятся к про- мышленности нерудных строительных материалов и строятся как предпри- ятия районного значения и как ведомственные предприятия. Они бывают стационарные (заводы), сборно-разборные (линии) а передвижные (установки, агрегаты, комплексы). В качестве типовых приня- ты дробшъно-сортировочные заводы производительностью 400, 600, 1200 з 2400 тыс.м3/год. Они сооружаются, как правило, в стационарных и отапли- ваемых зданиях. Сборно-разборные автоматизированные дробильно-сортировочные линии (САДИ) предназначены для получения щебня в районах с ограничен- ными запасами сырья и ввода в эксплуатацию в ограниченное время. Передвижные и тражнортирующие дробильно-сортировочные установки (ПДСУ, ТДС-У) состоят, как правило, из отдельных агрегатов, смонтированных на тележках (колесных, гусеничных и т.п.). Агрегаты предназначены для выполнения определенной техноло-
15 i пчсской операции и имеют как самостоятельное значение, так и вспомогательное т.е. могут входить в состав ПДСУ или ТДСУ. В зависимости от вида перерабатываемых горных пород дробильно- соргировочные заводы, линии, установки и агрегаты делятся: - на заводы и установки, перерабатывающие на щебень извержен-» н ыс, осадочные и метаморфические горные породы; - на гранитно-сортафовочные заводы и установки, перерабатываю» щпе на гравий, щебень и песок валунно-гранитно-песчаные месторождения: - на заводы по производству песка и разрабатывающие песчаные месторождения экскаваторным или гидромеханизированным способами. В настоящее время в эксплуатации находятся несколько тысяч раз- шчных заводов и установок по производству нерудных строительных мате- риалов. В таблице 2.1. приведены некоторые дробильно-сортировочные за- воды, линии и установки Таблица 2.L Дробильно-сортировочные з»оды9 лшш и установи Мощность (годовая производительность) завода, тыс.м3/год Количество предпри- ятий Процент выпуска, про- дукции от общего объ- ема производства, % 100...200 184 12,8 210...400 204 27,1 401..600 71 16,0 601...800 31 9,8 801... 1000 19 7,9 1001... 1200 13 6,7 более 1201 26 19,7 Всего 548. 100 2Яо Режим работы дробиадыто-сортировочных заводов Режим работы заводов, как правило, связан с режимом работы карь- ера. Применяются круглогодичный и сезонный режим работы; трехсменный либо двухсменный. Для предприятий, работающих сезонно, годовой
16 фонд рабочего времени зависит от климатических условий района, где эксплуатируется предприятие. В таблице 2.2. приведены средние данные по режимам работы .заво- дов и установок. Время работы оборудования в течение года (годовой фонд рабочего времени) можно определить по формуле: ^год“[Дк ~ (Дв ДЭР^см’^см’^в? Ч/ГОД где Дк - количество календарных дней в году; Дв, Дп - соответственно количество выходных и праздничных дней в год}7; zCM - количество рабочих смен в сутки; 1см - продолжительность рабочей смены, ч; кв - коэффициент использования оборудования по времени, ^=0,85-0.95 Таблица 2.2. Режв-вм работы! заводов и установок' Режим рабо- ты завода Расчетное время Коэф» фициент ИСПОЛЬ“ зования обору- дования Годо- вой фонд време- ни, ч/год дней в году смен в сутки часов в сутки часов в ГОД}' Кв 1 год । Круглогодичный а Двухсменный 305 2 14 4270 0,90 3843 | Трехсменный 305 3 21 6405 0,85 5444 1 Двухсменный 255 2 16 4080 о;9о 3672 Трехсменный 255 3 24 6120 о,85 5202 Сезонный Двухсменный 190 2 14 2660 0,95 2530 | Трехсменный 190 3 21 3990 0,90 3590 |
17 При установлении годового фонда рабочего времени дробильно- < ортировочного завода при трехсменном режиме его работы рекомендуется одну смену в неделю выделить для технического обслуживания, ремонта, испытания и наладки оборудования. ХЗв ТехншюойчесЕше схемы Весь комплекс переработки горного сырья на дробильно- сортировочных заводах, состоящий из ряда последовательных технологиче- ских операций, образует схему переработки или обогащения. Схема, содер- жащая данные о количестве и качестве перерабатываемой горной породы, называется качественно-количественной или просто технологической схе- мой завода. Технологические схемы определяются характеристикой исходного горного сырья, номенклатурой готовой продукции и оборудования и техни- ческими требованиями, и должны быть “гибкими’ и предусматривать: вы- пуск щебня мелких фракций 5 (3) - 10 (15) мм и 10 - 20 (25) мм в количестве ’0-70 % от общего объема производства; щебня крупных, фракций 20 (25) - 10 мм и 40 - 70 мм - 50-30 %; переход от выпуска одной продукции к дру- гой без уменьшения производительности по головной дробилки. IIИ ришты следующие технологические схемы: 1. Для переработки изверженных и метаморфических абразивных гор- ных пород типа гранитов, базальтов, песчаников и т.п. с прочностью на сжа- гис более 100 МПа и незначительно загрязненных легкопромывистыми включениями, а также осадочных пород типа известняков и доломитов и т.п. с прочностью на сжатие 60-150 МПа загрязненных легко- и средаепромыви- - гыми включениями. 2. Для переработки однородных прочных малоабразивных осадочных пород типа известняков и доломитов с пределом прочности на сжатие 30-60, 60-80 и 80-150 МПа, незначительно загрязнены легко- и сриднепромыви- (дыми включениями. 3. Для переработки неоднородных малоабразивных осадочных пород с прочностью на сжатие от 10 до 150 МПа, содержащих слабые разности и
18 загрязнены средне- и труднопромывистыми включениями. 4. Для переработки гравийно-песчаных месторождений с раздельным и совместным выпускОхМ гравия и щебня. 5. Для переработки песчаных месторождений. 6. Для производства дробленного песка, и др. Технологические схемы включают следующие технологические опера- ции: прием и питание, дробление, грохочение, обогащение, складирование, отгрузку потребителю и утилизацию отходов производства. Дробление обеспечивает получение щебня заданной крупности при минимальном вы- ходе отходов крупностью 0 ~ 3(5) мм. Предварительное грохочение приме- няется с целью увеличения пропускной способности дробилок. Контрольное грохочение предусматривается для возврата на додрабливание избыточного по крупности материала. Сортировка применяется для разделения дроблен- ного материала на узкие класса крупности (готовые фракции) щебня. Z4 Условные обозначения технологических операций Приняты следующие условные обозначения основных технологиче- ских операций в технологических схемах, (рис 2.1.) Дробление, измельчение Грануляция, помол
19 I 'рохочсние, сортировка, классификация, оосиюживание и т.п. Промывка на грохотах Направление материального потока Готовая продукция (щебень фракций) Тис. 2» 1 Условшы© обоотатоам тетшюгачесэшх операций
20 Горное сырье Исходная горная масса Рж« 2<2. Примятые тешологачежж схемы: I, II, III - дробление крупное, среднее, мелкое; IV, V ~ предварительное, кон- трольное грохочение; VI - сортировка На рис. 2.2. показаны примерные технологические схемы, состав- ленные в условных обозначениях технологических операций. Схема - б от- личается от схемы - а наличием предварительного грохочения перед пер- винным дроблением для отделения материала 0-150 м, поступающего сразу на вторичное дробление. Третичное дробление предусмотрено на схемах в замкнутом режиме с грохочением для додрабливания материала, превы- шающего заданную крупность.
21 2о5о Основы расчета технатогичежих схем Расчет технологических схем производится на. основании исходных шнных: производительности по готовой или исходной продукции; характе- Рин-гики крупности исходной горной массы’ и продуктов дробления в дро- пилках различных типов; эффективности грохочения (обогащения) на от- дельных операциях и т.п. При расчете операции рекомендуется обозначить римскими цифрами, а продукты - арабскими. Целью расчета является как предварительное грубое определение, так и уточнение нагрузок на оборудо- вание. Расчет схем производится по стадиям дробления с относящейся к ним операции грохочения. Например, на схеме (рис. 2.2.-б) первая стадия дроб- пенни состоит из операции предварительного грохочения для выделения ма- к-риала менее 150 мм и операции крупного дробления. Естественно, что ка- да я технологическая операция должна балансироваться по выходам (массе) «и 1,сльных продуктов. Например, z=zi+z2; z2=z3 z=Zi +z3; z2 =z-Zi гх=т-^-Е,у ‘ v / "выход продукции на предварительное грохочение, / = 100% ; - пи.ход нижнего класса после грохочения, %; - выход верхнего класса по- • ««- грохочения; £(-d) - содержание класса -4;т.е. - 150 мм в исходной массе и юлях единицы; принимаются по характеристике крупности исходной гор- ной массы; d - граничная крупность разделения материала на грохоте (раз- мер отверстия сита), мм; Ejv - эффективность операции грохочения в долях • нншцы; определяется расчетом по данным ситового анализа или принима-
22 ется из учебной справочной литературы для соответствующег грохота: вибрационного инерционного и эксцентрикою ~ 80-90%; колоски нового - 70-80%; Для нашего случая: EjV == 75%; рч50=0.18 (по графику у1=100’0Д8в0,75=13,5%; у2= 100-13,5=86.5% По исходным значениям выходов (у) и количеству исходного про дукта (Q) далее можно определить количество последующих продуктов (Qi по формуле, например: Q1=Q-Y2, где Q - производительность по исходной горной массе (нагрузка на дробилку крупного дробления); у2 - выход продукта +150 мм после предва- рительного грохочения, в долях единицы. Соотношение количества исходной горной массы и количества го- товой продукции определяется выражением: /л , Qzom ° Ргот _ Qsom . Qucx ~----------- И™ Qvcx ~ > Рисх ° У гот У гощ где угот - выход готовой продукции в долях единицы; угот=1“уотх; уота - выход отходов в долях единицы , определяется из справочной литературы; рисх, угот - плотность насыпная соответственно исходной массы и готовой продукции, определяется из справочной литературы. Для учебных целей можно принять УоТХ^РгОТ? Т.е. Ргот/Рисх5^! • Расчет качественно-колличественной (технологической) схемы лучше производить по операциям вместе с выбором оборудования. 2А Выбор оборудовали ’ в Выбор оборудования производится в соответствии с принятой тех- нологической схемой завода и техническими характеристиками оборудова- ния. Выбор дробилок Часовая расчетная производительность операции крупного дробле- ния определяется по формуле:
23 О _%АА <час гр ? ГОД iг Q14Vl - годовая заданная (расчетная) производительность завода по гор- ному сырью; ку ° коэффициент, учитывающий подачу сырья на операцию лроблсния. Значение коэффициента принимаются по данным расчета техно- иогпческой схемы, например к/=у2=0?865; кн ~ коэффициент неравномерно» ст подачи горной породы на операцию крупного дробления, кн = 1,1-1,15; 1,, ,Л годовой фонд рабочего времени. Часовая производительность дробилок обычно принимается по пас- порту завода-изготовителя, либо по каталогу или справочнику и реже из \ чсбной литературы. Эта производительность, как правило, дается для пород Сродней прочности с насыпной плотностью 1600 кг/м3 и при условии, что размер наибольших кусков в питании равен 0,8-4),9 ширины загрузочного о i перстня дробилки при дроблении пород с другими свойствами определит- 4 н по формуле: Q Ф ~ Q п ° к д р ° к р * к К р 1 к ф , । де Q. - паспортная часовая производительность дробилки; кдр, кр, к^, кф - но >ффициенты, учитывающие соответственно, дробимость, плотность на- сыпную, крупность и форму горной породы. Значения коэффициентов при- нимается из справочной литературы. При упрощенных расчетах или в учебных целях часто принимают 0 Ф ~ Q п , т.е, пренебрегают поправочными коэффициентами. Выбор дробилок осуществляется по следующим параметрам: проч- ность и абразивность горной породы; наибольшей крупности загружаемого материала; производительности; ширине разгрузочной щели и другим, на- пример технико-экономическим показателям. Предпочтение следует отда- ii.ii ь дробилке с меньшими значениями разгрузочной щели. Количество дробилок 2Эдр-9ч/<2ф
24 Расчетное количество дробилок 2’др округляется до целого числ (ZSP). Коэффициент загрузки дробилки к - °- -z'"- Qo-z, z„’ где 7дР - фактическое после округления число дробилок. Коэффициент загрузки выбранной дробилки кзаг не должен превы- шать нормативное значение, т.е. 0,95. После выбора марки, количества и ширины разгрузочной щели дро- билки определяется характеристика крупности продуктов дробления по со- ответствующим кривым. Для этого следует рассчитать относительную круп- ность продукта, т.е. d/b и по ним определить выход фракций (0-5 мм; 540 мм; 10-20 мм; 20-40 мм и 40-70 мм). Для выбора дробилок последующих стадий определяется макси- мальная крупность материала, поступающего на дробление, и производи- тельность. Q i ~ Q i - 1 ’ У в ы х ? где бы - величина разгрузочной щели предшествующей дробилки; kok- зна- чение коэффициента относительной крупности, kok=di/b при 5%-ом выходе крупных кусков; Qm - производительность предшедствующих операций увых - выход продукта в долях единицы от предшествующей операции. Количество дробилок и коэффициент их загрузки для последующи? стадий определяется по приведенным выше формулам. Фактическая частная степень дробления в i-ой дробилке определяется п< формуле Ь-Д^/Дх Дробилки, работающие в так называемом ’’замкнутом” цикле с гро хотом, необходимо проверить на пропускную способность по производи тельности.
25 <>..‘”M = Q4 + Q*Y3aM < Q* , к у шм - выход продукта в долях единицы при операции додрабливания. Hip* /делястся при расчете технологической схемы с "замкьутам” циклом. fenfiop грохотов При выборе грохотов обращают внимание на следующее: вид гро- учения (предварительное, поверочное или контрольное, окончательное- <|рп1ровка, перечистка, с промывкой и т.п.); максимальную крупность ма- < риала; режим и характер работы грохота, (тяжелый, средний, легкий, и и ); возможное число сит в грохоте; другие факторы. Грохоты вибрационные инерционные и гирационные (эксцешрико- и.н ) выбираются по величине просеивающей поверхности, которая опреде- ин 1ся по эмпирической формуле: F -______2______ ~а А-ц-Ц-к/ । к <) - производительность по продукту питания, м3/ч; А - коэффициент, ' hi । ывающий тип грохота и характеристику продукта. Определяется по таб- ун н А=0,4 - для наклонных грохотов и дробимого продукта.; А=0,65 - для । орпзонтальных грохотов и дробимого продукта; А=0,8 - с промывкой на ।рокотах; q-удельная производительность 1 м2 сита, м3/ч. Определяется по |.|О,'1нцс или графику; ki - коэффициент, учитывающий процентное содер- жите фракций нижнего класса в продукте питания. Определяется по табли- и* или графику; к2 - коэффициент, учшъшающий процентное содержание в питием классе фракций, размер которых менее половины отверстия сита. и к-дсляется по таблице или графику. Количество грохотов. Zrp-F a/F п? к* Гн - полезная площадь сит грохота по паспорту, м2. Коэффициент загрузки грохота определяется по аналогии с дробил- I'llMlI. При выборе грохотов следует иметь ввиду, что грохоты имеют от- винченное количество ярусов сит. Поэтому при разделении материала ПН1ЖП0 выполнятся условие, что количество фракций равно:
26 ^фр~^с где Zc ° количество сит в грохоте. Грохоты для предварительного и поверочного грохочения выбира- ются по производительности и максимальной крупности материала. Выбор обогатительного оборудование Выбор оборудования для промывки, классификации, обогащения, грануляции, обезвоживания и др. производится по производительности с учетом эффективности процесса. Выбор бункеров, питателей, конвейеров, автосамосвалов и грузо- подъемного оборудования •'Выбор указанного оборудования производится по методике, изло- женной в соответствующей дисциплине. Следует помнить, что правильный выбор основного и вспо- могательного оборудования и места его установки в технологической линии значительно влияют на технико-экономические показатели завода или уста- новки. Х7С Условные обозначения оборудован™ на схемах После расчета и графического изображения технологической схемы и выбора оборудования, как правило составляется схема цепей оборудования в условных обозначениях (рис 2.5.). Знание условных обозначений оборудо- вания позволяет свободно разбираться в схемах любых дробильно- сортировочных линий, комплексов и заводов (рис. 2.3.). ХЯ Ведомости оборудовании Ведомости оборудования составляются на основании расчета и тех- нологических схем, как правило, по следующим машинам: основным техно- логическим (автосамосвалам, питателям, .дробилкам, грохотам, обогатитель- ному оборудованию и т.п.); по транспортирующим и грузоподъемным ма- шинам; по электротехническому оборудованию; по теплотехническому обо- рудованию и т.п.; по нестандартно му оборудованию (бункера, погрузочным и перегрузочным узлам,'узлам установки машин и т.п.). Ведомости оформ-
27 шогся в виде таблиц с указанием технических характеристик. Для •к оных целей допускается одна смешанная таблица с указанием: наимено- иння, марки, количества, массы, установленной мощности, цены, прейску- лпа цен и примечания (см табл. 23.). Данные ведомости можно использо- л 11. при расчете технико-экономических показателей. Таблица 23. Ведомость основного оборудования дробвалыло-сортеровотаого завода или лвдта N*’ 2 а . и н. is S В у s t «& S 1 И д-4 “ Масса, т Установ- ленная мощность Цена, тыс. руб. прейску- рант Примеча- ние Ед. Общ. Ед. Общ. Ед. Общ. I. Питатели, дробилки, грохоты, мойки, классификато- ры, краны, тали, кошки, лебедки, конвейеры 2. Нестандартное оборудование (бункеры, узлы пере- грузки и погрузки, узлы установки машин и т.п.) Принимаются в процентах от основного оборудова- ния (10-30 %), т.е. (0,U0,3)£n.l Всего
Рис.» 2o3s Условные обозначений машин и оборудование на схемах: 1 - железнодорожный транспорт; 2 - автомобильный транспорт; 3 - бункер; 4 - питатель; 5 - электро- вибра .ионный питатель; 6 ~ дробилка щековая; 7 - дробилка конусная; 8 - дробилка роторная; 9 - дробилка молотковая; 10 - мельница трубная; 11 - грохот вибрапионный; 12 - грохот с промывкой; 13 - грохот барабанный; 14 - классификатор спиральный; 15 - классификатор реечный; 16 ~ классифика- тор многокамерный; 17 - классификатор гидравлический; 18 - устройство разделительное (течка); 19 - конвейер ленточный; 20 - бункер погрузочный; 21 - штабель с питателем и конвейером; 22 - экска- ватор для погрузки готовой продукции; 23 - т$дь или ffpnyfl 34 __
Рис. 2.3., (Продолжение) 25 - дробилка валковая; 26 - центрифуга для обезвоживания; 27 - машина осадочная; 28 - насос; 29 - эрлифт; 30 - штабель с затвором; 31 ~ штабелеукладчик; 32 - конвейер-штабелер; 33 - бункер раз- делительный с заслонками; 34 - конвейер ленточный; 35 - конвейер винтовой; 36 - элеватор; 37 - дробилка двухроторная; 38 - гидроциклон; 39 - сепаратор воздушный; 40 агрегат передвижной; 41 - сгуститель; 42 - грохот валковый N) чо
30 2 А Тотологачетеаяа схема и схема жней оборудование дробшжнсмсортаровонтого завода (пример) Рис 2А Технологаческм схема завода: I - предварительное грохочение, СМ-699; II - первая стадия дробления, С 886 щель 130 мм; Ш - контрольное грохочение, СМ-572; IV ~ вторая стадл> дробления, КСД-1750 щель 40 мм; V - контрольное грохочение, СМ-652А. VI - третья стадия дробления КМД-2200-400 щель 10 мм; VII ~ грохочение (сортировка), ГУП-П-К; VIII - сортировка с сезонной промывкой, ГУП-П-К
31 । «с /Л Сима цепей оборудование завода: бункер приемный; 2 - питатель пластинчатый; 3 - грохот колосниковый М <»*)(); 4 - дробилка щековая 0886; 5 - конвейеры; 6 - грохот СМ-572; 7 - юоплка конусная КС Д-4750; 8 - конвейеры; 9 - устройство разделитель» и*. 10 - грохот СМ-652А; 11 - дробилка конусная КМ Д-2200-400; 12 - кон- йсры: 13, 14 - грохот ГУП-П-К; 15 - питатель лотковый; 16 - затвор сек» »|шый; 17 - конвейеры подштабельные; 18 - бункер погрузочный; 19 - таль '•< лирическая; 20 » кран мостовой электрический Q=15/3 т.? L=15,5 м; 21 - :>шка ручная с талью червячной 0=1 т. 2Л0о Компоновочные режим Дроб1адьно<ортаровочных заводов В соответствии с технологическими операциями и с учетом блоки» тки отдельных узлов завод может включать следующие производственные >рпуса и сооружения: корпус первичного дробления; корпус в составе от» 1сний -’вторичного и третичного дробления, промывки и сортировки i'-бня и классификации песка; склады готовой продукции и погрузочные ям. Оборудование корпуса первичного дробления компонуются, как Давило, в одноэтажном здании с мостовым электрическим краном (рис..
32 2.6.), Оборудование вторичного и третичного дробления компонуется одном корпусе с мостовым краном. Для обеспечения равномерной загруз! дробилок третьей стадии предусматривается установка промежуточных бу, керов с питателями. В корпусе промывки и сортировки грохоты ра полагаются каскадно с минимальным перепадом материала. Рис. 2.6. Схемы компоновки оборудования завода: а - по отдельным корпусам; б - корпуса первичного дробления передвижнь и транспортах у^адр$)к
33 ’'••г. 17. Иередаижжж агрегат дроблешш исортировки: । • ц нкср; 2 - питатель; 3 - дробилка; 4 - грохот; 5 - рама; 6 - устройство ч,«н*н’||иос; 7 - опора; 8 » тележка
34 Рейс* 2Ж Передвижной загрузочный бункер с питателем: 1 - рама; 2 - тележка; 3 - питатель пластинчатый; 4 - полотно рабочее; 5 - бункер; 6 - ролик опорный; 7 - привод питателя; 8 - кожух; 9 -опора Технологическое оборудование монтируется на одной или несколь- ких рамах, приспособленных для транспортирования автотягачами или пе- ревозимых в большегрузных автомобилях. Сборка на одной реле называется агрегатом. Отдельные узлы агрегата могут ' допускать час- тичную разборку для транспортирования. В состав ПДСУ входят: бункер- питатель, агрегат крупного дробления, среднего и мелкого дробления, агре- гаты сортировки, ленточные'конвейеры и агрегат управления (см. рис. 2.6., 2.7.). При эксплуатации агрегаты устанавливаются на заранее подготовлен- ные опоры. Сборно-разборных ЛИНИН Сборно-рйзборные линии комплектуются из отдельных агрегатов при помощи металлоконструкций. Для управления линией предусматривает- ся система Рис ХЯ Схема жжшоножи сборно-разборной линии:
35 I nipcmr крупного дробления СМД» 136; 2 - агрегат среднего дробления МД-137; 3 - агрегат мелкого дробления СМД-138; 4 - промежуточный oViiKcp-сктад СМД-142; 5 - агрегат сортировки СМД-139; 6 - конвейер- ш 1лослер-укладчик СМД-145; 7 - агрегат промывки СМД-140; 8 - бункер- «м ч (‘МД-143; 9,10 - конвейеры ленточные СМД-144; 11 - бункер с пла- • »инчатым питателем СМД-141,- 2» 11 Элементы контроле и штоматазадш Комплексная автоматизация технологических процессов на заводе н. почаст: централизованное автоматизированное управление (ЦАУ) поточ- им ।ранспортными системами (ПТС); автоматизацию узлов и механизмов; .ниомагический контроль технологических процессов; диспетчерский кон- «роль и др. ЦАУ обеспечивает три режима управления: автоматизированный (< пульта), местный и местный сблокированный. Местный сблокированный предназначен для использования в периуд наладки системы автоматики. < чемами предусматривается световая контрольная и аварийная сигнализа- ции 2о12с Охрана труда ss техшжа безомасноста При проектировании и эксплуатации заводов и линий следует руко- т> мтвоваться нормами и правилами по безопасным приемам работы ”СН Ж-79/74". Высоты перепадов материала должны быть минимальными (< 3 м). Для уменьшения пылевьвделения оборудования должно быть снабжено укрытиями и гидрообеспылевателями. Все движущиеся части механизмов юлжны иметь ограждения, исключающие доступ к ним во время работы. Перед пуском завода или комплекса в эксплуатацию администраци- • й должна быть разработана и утверждена в установленном порядке "Инст- ру кция по технике безопасности и охране труда”. 2ЛХ пов^азэтелЕз Количество рабочих
36 Ориентировочно общее количество промышление производственного персонала определяется по формуле ^p~~Qrofl / Wн? чел., где Wh - нормативная годовая выработка одного рабочего, мЗ/го; Wh=40(W5000. Количество основных и вспомогательных рабочих Z'(") = 0,5-Zp Основные показатели Работу заводов и установок отражают следующие показатели: объеа продукции; номенклатура продукции; выработка на одного рабочего (работ ника); фонд зарплаты; прибыль; рентабельность; объем капитальных вложе ний; себестоимость единицы продукции; энергоемкость; металлоемкость задания по новой технике; платежи в бюджет и др. Используется следующая группировка расходов по статьям калькуляции: сырье и основные материа лы; вспомогательные материалы; топливо; электроэнергия; зарплата; отчие ление на социальное страхование; расходы на освоение производства новых видов продукции; расходы по содержанию и эксплуатации оборудования цеховые расхода; общезаводские расходы и др. Себестоимость продувдю: У 3 С = руб/м3 О '<год где ^3 ° сумма затрат в денежном выражении, руб; ргод - годовая произ- водительность завода. м3/год Уделыйый расход металла: туд-Моб/9ч, т°ч/м\
37 • ,v Моб - общая масса установленного оборудования, । мп-хи пя производительность завода, м7ч. Удельный расход элжтрадтергиш 3ya = No6/Qil5 кВт'Ч/м3, I ij Noo общая мощность установленного оборудования, кВт II 1 м3 ’Ход з Ч =-77~’ 4ejV4/M Мгод Вопросы для контроля и самопроверки: г ] I Каете горные породы вы знаете? ь Назовите основные физико-механические свойства горных пород. I Что такое щебень, гравий, камень, песок? Назовите их основные ха- |Ык герметики. Что называется дроблением, грохочением? Какие вады дробления Н»л знаете? Что называется схемой дробления, стацией дробления? Частная и «нипая степени дробления. о Что такое циркуляционная нагрузка? Как она определяется? Как определяется крупность исходной горной массы и продукта. 1|Х)б ления? К, Какие дробильночюртировочные заводы, линии и установки Вы шасте? () Каете основные технологические схемы заводов Вы знаете? 1(>, Опишите условные обозначения технологических операций на схе- оах. II. В чем заключается расчет технологической схемы?
38 12. В чем состоит методика выбора дробилок, грохотов, обогати тельного и вспомогательного оборудования? 13. Опишите условные обозначения оборудования на схемах. 14. Опишите основные компоновочные решения заводов, линий, агр гатов и установок. 15. Назовите основные технико-экономические показатели производен ва нерудных, строительных материалов. Сишж лшгературы: 1. Борщевский А.А., Ильин А.С. Механическое оборудование для пр( изводства строительных материалов и изделий.: Учебник для вузов. М.: Высш, шк., 1987. 2. Дробильно-сортировочное оборудование. Часть I и II. Катало! справочник / Косарев А.И., Силенок Д.С, Зарудаев А.И. и др. - М.: Оби единение "Машмир", 1992. 3. Справочник по добыче и переработке нерудных строительных мак риалов. Подред. инж. В.Я. Валюжинича. - Л.: Стройиздат, 1975. 4. Строительные материалы: Справочник / А. С. Болдырев, П.П. Золе тов, А.Н. Люсов и др.: Под ред. А.С. Болдырева, П.П. Золотова - М Стройиздат, ,1989. 5. Чулок В.Р., Гуревич В.Г. Дробильщик. - Л.: Стройиздат, 1980. 6. Дудко А.А., Клушаяцев Б.В. Передвижные дробильно сортировочные установки. -М.: Транспорт, 1975. 7. Шарипов Л.Х. Технологические схемы и оборудование дробильно сортировочных предприятий: выбор, расчет. Учебн. пособие. - Изд. Во ронежского университета, Воронеж, 1996.
39 Глам 3 лшш дда я'дромзводетаа бстмшых ня ржшрм смесей ЭХ Общие сведажх Классификадш Строительные смеси: керамш/еские, силикатные, огнеупорные, ас- •• । к»-цементные, бетонные, растворные и другие широко применяются в - । ршпельстве и при производстве строительных изделий. Из этих смесей hi и г сгшостоятельное значение имеют бетонные и растворные смеси, как ж ирная продукция. Производство бетонных и растворных строительных смесей в зави- и мог ин от условий приготовления и потребления организуется на заводах । - пирного бетона и раствора, в строительных отделениях или цехах заводов и । омбннатах железобетонных изделий и конструкций, на инвентарных (» *»ор по-разборных) и на передвижных установках. Независимо от назначения и мощности (производительности) в со» < «лit пиний входят: приемные и складские устройства для хранения сырье» •ыч компонентов смеси (щебня, песка, добавок, упаковочных средств и т.п.); и \о иные бункеры для образования определенного запаса материала; ipancnopTHoe оборудование; погрузочно-разгрузочное оборудование; обору» «нчиию для дозирования компонентов; смесительное оборудование; обес- П1. i икающее оборудование; оборудование для выдачи готовой смеси; упако- очное оборудование (для сухих смесей); грузоподъемное и монтажное обо- р\ (овшше; энерго-паросиловое оборудование; оборудование для контроля и правления; строительные сооружения и т.п. Инвентарные и передвижные .„установки могут включать только ы< lb из перечисленных устройств и сооружений. Бетонно-растворные заводы и установки классифицируются по сле- тощим основным признакам: шншешю - центральные (растворные), приобъектные, пред- приятий сборного железобетона, частные и др.; по характеру работы - циклического и непрерывного дейст- вия; по мощности (производительности) - малой (до 100 тыс. м3/год), средней (до 300 тыс. мЗ/год), большой (более 300 тыс. мЗ/год); по компоновке оборудовании в вертикальной плоскости - с од- ноступенчатой высотной компоновкой, с двухступенчатой пар- терной компоновкой; по компоновке жстепных машин в смесительном отделе- нии - линейное однорядное и многорядное, гнездовое, одаосек- ционное и многосекционное;
40 w стжш механизации и автоматизации -I , местным управлением (механизированные), дистанционны! (частично автоматизированные), полностью автоматизирован ным управлением (заводы-автоматы); по способу перебазирования - стационарные, инвентарнь! ' (сборно-разборные) и передвижные; = стационарные заводы подлежат эксплуатации длительное время (более 1(1 ' ти лет); » инвентарные установки изготавливаются в виде отдельных сбора | разборных блоков или сборно-разборных элементов; - передвижные установки монтируются либо на колесном или гусеничном I ходу, либо на полозьях. Бетонно-растворные линии должны обеспечить бесперебойное пре! изводство смеси с ее качественными показателями как по составу, так и п! марочности или классу. Процесс производства бетонных и растворных смесей нагляди! представляется на технологических схемах и схемах цепей оборудования. ЗЛо Технологачесме линта в схемы оборудовали Технология производства строительных смесей предусматривает! транспортирование сырьевых материалов (щебня, гравия, песка, цемент»1 добавок, извести, красителя и т.п.), складирование, промежуточное храпе! ние, дозирование, смешивание, выгрузку смеси из смесителей, пакетирова! ние в случае необходиадррти, и отпрдвка потребителю. Для разработки тех- нологических схем используются обозначения технологических операций! разработанные ранее, а для обозначения оборудования - рекомендации, при! веденные на рис. 3.1. На рис. 3.2., 3.3., 3.4. и 3.5. приведены обобщенные схемы производства бетонов и растворов на современных заводах и установи ках. Смеситель гравитаци- онный Смеситель роторный Смеситель двух- вальный
41 Растворосмеситель < ЛН ( июль турбу- ИС1ПНЫЙ Смеситель турбу- лентный 1«»ы । ор весовой Питатель Дозатор цемента Бункер Конвейер винтовой Фильтр Воронка I. м । кер выдачи Конвейер ленточный Обрушитель смеси сводов Циклон Рис. 3.1. Схемы условных обозначений оборудования
42 цемент а, добавок Рис. 3.2. Технологическая схема производства бетонных и рас- творных строите льных смесей При производстве сухих смесей в технологической схеме преду сматривается; "01-02” - сушка и классификация крупных и мелких заполни телей; ”05” - сухое смешивание; "06-07" - выдача в автобетоносмесител или тарно-упаковочную машину (мешки или пакеты массой 20-40 кг) Вариант 1 - Подача цемента элевато- ром Вариант 2 - Смесители роторные циклического действия
43 Вариант 3 - Растворосмесители лопастные Риг. 3.3. Схема цепей оборудования односекционной бетоносмеситель- нш| установки циклического действия: I - отделение для выдачи готовой смеси; II - смесительное отделе - нт Hl - дозаторное отделение; IV - бункерное отделение; V - надбункер- ног отделение; 1 - наклонный ленточный конвейер; 2 - воронка поворотная; 1 । рузоподъемное устройство; 4 - рукавный фильтр; 5 - винтовой конвей- • I» 6 - циклон; 7 - указатель уровня материала; 8 - бункер; 9 - сводообреза- н и.; 10 - бак для воды и жидких добавок; 11 - дозатор циклического дейст- вии 12- сборная воронка; 13 - смеситель; 14 - бункер выдачи готовой сме- u 15 ~ обрушитель песка вибрационного типа; 16 - воронка загрузочная; 17 «к-натор ковшовый.
Рис. 3.4. Схема цепей оборудования инвентарной бетоносмесительной установки циклического действия: 1,2 - бункер заполнителей; 3 — лоток; 4,13 - конвейер ленточный; 5 - силос цемента; 6 — конвейер винто- вой; 7 - бетоносмеситель; 8 - бак для воды; 9 - теплогенератор; 10, И, 12-дозатор; 14,17,18-клапан; 15 - питатель, дозатор; 16 - указатель уровня; 19 - погрузчик;
45 1.5. Схема цепей оборудования бетоносмесительной установки не- • г* рывиого действия ступенчатой компоновки: с клад щебня, песка; 2 - погрузочное устройство; 3 - указатель уровня t н риала; 4 - бункер (силос) цемента; 5 - бак для воды и жидких добавок; 6 пил гор; 7 - смеситель; 8 - конвейер для сухих смесей; 9 - воронка загру- • in in. К) - автобетоносмеситель; 11-12 - конвейер; 13 - питатель; 14 - бун- р I > - обрушитель песка вибрационного типа; грузоподъемное устройст- 3.3. Расположение смесителей
46 Рис. 3.6. Схемы расположения смесителей: а - линейное однорядное; б - линейное двухрядное; в - секционное; 1 - moi тажный проем; 2 - роторный смеситель; 3 - гравитационный смеситель; 4 растворосмеситель. Величина проходов и расстояние между машинами должны быть i менее 0,8 м. Размеры смесительного отделения должны быть кратными ’Ч или "3". Площадь смесительного отделения можно определить по формуле: F с о * F с м ‘ Z с м F Д > м ~ где FCM - площадь смесителя, м2; ZCM - количество смесителей в смесител ном отделении; FA - конструктивная прибавка площади с учетом проходе зазоров и т.п., м2 На двух и более секционных установках для распределения запо, нителей по бункерам используется реверсивные передаточные конвейеры с сбрасывающим устройством. Для монтажа оборудования предусматриваете грузоподъемное устройство (кран-балки, тали и т.п.) 3.4. Компоновочные решения. Технические характеристики В настоящее время компоновочные решения бетонно-растворны заводов и установок выполняются на основе их унифицированного ряд который позволяет собирать из типовых элементов несколько вариант^ стационарных и инвентарных заводов и установок (рис. 3.7.). В табл. 3. приведены технические характеристики нескольких заводов и установок.
47 Таблица 3.L I счппческие характеристики бетонных заводов и установок 1 i.iименование завода, установки Тип смесителя Тип и количество дозаторов Производитель- ность, м3/ч (тыс. мЗ/год) Площадь, м2 Высота, м 1 Циклический одно- ' К1 тонный с двумя »мсснтелями вмести- мостью 500 или 750 л-. 11пклический 2-х сек- СБ-35; СБ-91 1ДБ 20(70) 25(92) 72 26,6 21,1 ционный с 4-мя сме- ’ июлями вместимо- i и.ц) 1200 или 1500 л. Ус 1 ановка ступенча- СБ-93; СБ-10В 2 ДБ СБ-71 А 96(320) 159 25,2 ।. । я непрерывного IC i 1СТВИЯ СБ-75 СБ-110 1890 8
48 Рис. 3.7. Инвентарная бетоносмесительная установка циклической действия 1 - модуль крупных и мелких заполнителей; 2 - транспортная галерея; - дозаторно-смесительный модуль; 5 - строительные конструкции; 6 операторно-хозяйственный модуль.
49 i \ с га попки для приготовления сухих строительных смесей При ремонтных работах, а также при возведении небольших соору- Hiiii in пользуют сухие строительные смеси с последующим приготовле- м * р н । воров и бетонов с крупностью заполнителей не более 20 мм. hoik амосвал; 2 - бункер; 3 - питатель; 4 - сушильный барабан; 5 - газо- • • •1 । си юагрегата; 6 - элеватор; 7 - питатель; 8 - грохот; 9 - бункер сухих HMtHHK-iiiOB; 10 - питатель; 11-13 - конвейеры; 12 - воронка; 14 - бункер н нн ) цемента; 15 - бункер добавок; 16 - дозатор (питатель); 17 - смеси- н 18 бункер выдачи; 19 - скиповый подъемник; 20 - воронка; 21 - бун- р । hi затаривания; 22 - тарно-упаковочная машина; 23 - вентилятор; 24 - р \ юно поемное устройство. 3.6. Потребность сырьевых материалов Удельный расход сырьевых компонентов на 1 м3 бетонной или рас- । ••ирной смеси принимается по нормам СН 220-62 или рассчитывается исхо- । • in (оотношения компонентов. Часовую, сменную, суточную и годовую потребность материалов •пр< ^ляют по формуле:
50 Qi=qrQt где qi - удельный расход i-то компонента (материала) на 1 мл смеси; Qi расчетная или заданная производительность линии (установки) в рассчить ваемую единицу времени t (час, смену и т.д. ). По результатам расчета составляется таблица 3.2. Таблица 3J Расход основных материалов на производство смеси Матери- ал Единица измерения Расход материала в час в смену в сутки в год Щебень м3 22 169 338 65,700 Песок м3 13,27 101,9 203,8 39,600 Цемент т 12,8 98,43 196,86 38,250 Добавки кг 51 394 787 153,000 Вода м3 6.18 47,48 94,96 18,450 3.7. Выбор оборудования Производительности Производительность (мощность) завода или установки циклическо го действия определяется по формуле: Q г о д - V с м •Кв*7см'Пц’Кн*ТГОд,м /год где VCM - вместимость смесителя по загрузке, м3; Кв - -коэффициент выхода готовой смеси: Квб=0,67-0,7; Квр=0,8-0,9; ZCM - количество смесителей; пц - . количество циклонов (замесов) в час: пцр=40-50 (для роторных смесителей) и 18-28 (для гравитационных смесителей); Кн - коэффициент неравцомерносп выдачи готовой смеси: 10=0,8-0,9; Тгод - годовой фонд времени работь предприятия, ч/год. Из формулы годовой производительности (мощности) при заданны! значениях параметров можно определить количество соответствующих сме сителей: 2 С М Q Г О Д / V с м *Кв‘Пц’Кн’ТГОд Коэффициент эксплуатации смесителя не должны превышать 0,95. Производительность (мощность) установок непрерывного действш при Кн=1 рассчитывается по формуле:
51 Q г и д К q * Q п • Z с м ’ Т г о д ? м~ /год. I- I ко м[и|)нциент снижения паспортной производительности смесителя: । Q„ паспортная производительность смесителя, м3/ч; ZCM - коли- ....мс< in елей; Тгод - годовой фонд рабочего времени установки, ч/год. количество смесителей соответственно определяется из выражения: Z С м ~ Q г о д /К(2*Рп*Тгод, 1и.1чения параметров, входящих в формулы, можно принять из hi । • in и। и ли справочной литературы в зависимости от вида (класса) смеси. (' иссителей Выбор смесителей осуществляется по вместимости (литражу) в со- - к itiini с видом (классом) смеси, характером и принципом работы уста- । «и и Например, пластичная смесь - роторные смесители; керамзитобетон »q нт иные смесители и т.д. /р тторов Выбор дозаторов производится по вместимости (литражу) смесите- I и Например, для смесителей вместимостью 1200 л(1,2 м3) выбираются hi и in дозаторов ДБ или АВ ДБ-1200. Для установок непрерывного дей- • nitii и) i.i юры и питатели выбираются по производительности. Таблица 3.3. <и iKHnioe и вспомогательное оборудование бетоносмесителыюго узла производительностью 150 тыс. м3 в год 1 fyo и II Наименование Марка, техническая характери- стиеака Кол- во Масса, кг Мощность, кВт Еди- ницы б- щая Еда- ницы Об- щая 1 2 3 4 5 6 7 8 1 1 бетоносмеситель СБ-10В 2 3850 7600 13 26 1 Дозатор цемента АВДЦ-1200 1 520 520 1 Дозатор инертных АВ ДИ-1200 2 310 620 1 Дозатор жидкости АВ ДЖ-1200 1 241 241 л 1 Конвейер ленточный В=400мм, Ь=37м 1 1600 1600 5,5 5,5
52 Таблица 3.3. (продолжение) 2 ' 3 -+ э 6 7 8 6 Конвейер винтовой сР=400мм, 1 1160 1160 4,5 4,5 L=3m 7 Циклон d= 1400 мм 1 607 607 8 Фильтр рукавный Ф13-К-30 1 119 119 0,6 0,6 9 Вентилятор Ц4-70 1 42 42 1 1 10 Вентилятор ВД-2 1 60 60 1 1 11 Бункер цемента 2 4200 8400 12 Бункер песка 2 5200 10400 13 Бункер щебня 4 4400 17600 14 Обрушитель песка С-433 2 65 65 0,6 1,2 15 Воронка поворотная ОСпов 60 1 360 360 16 Таль электрическая ТЭ-3, Q=3t 2 1000 2000 8,7 17,4 17 Бак для воды V=1 м3 1 758 18 Бак для добавок V=1 м3 1 758 758 19 Бункер раздаточный С-433 А 2 410 820 . 0,6 1,2 20 Воронка в 2 10 20 бетоносмеситель 21 Воронка сборная 1 800 800 22 Патрубок к АВ ДИ- 2 155 310 1200 23 Патрубок к АВДЦ- 1 200 200 1200 24 Патрубок к фильтру 1 11 11 25 Воздуховод к фильт- 1 169 169 РУ 26 Воздуховод к венти- 1 184 184 лятору 27 Воздуховод от вен- 1 157 157 тилятора 28 Трубопровод от 2 100 200 баков воды и добавок 29 Клапан воды и доба- 2 69,5 139 вок 30 Рама под фильтр 1 247 247 31 Рама под циклон 1 320 320 32 Рама под вентилятор 2 22 44
53 Нункеров Нместнмосгь бункеров сырьевых материалов рассчитывается с уче- • порм.в । iiiihoi'O времени запаса. УбЧз’-Рч, м3 । I нормативное время запаса i-ro материала; t,4 =2-3 ч(для цемента); I ' ч ( 1чя заполнителей); Q4 - часовая производительность завода или HHIUIHUI м'/ч. Конвейеров, воронок, грузоподъемных средств, обеспыливающего оборудования и т.п. 11роизводится по методических материалах, изложенных в соответ- н н»1цц\ учебных дисциплинах. Недомости оборудования Ведомости оборудования составляются по аналогии с расмотрен- *...чине, например, для дробильно-сортировочных заводов и установок, мп । 1.3. приведено основное и вспомогательное оборудование бетоно- н 11 и.ног о узла с вертикальной компоновкой. 3.8. Элементы контроля и автоматизации На современных бетонно-растворных заводах и установках приме- • । несколько систем и подсистем автоматического управления "СУБЗ- I А Бетон", "Униблок", "Кактус", ЧЗУЗИ" и т.п. Применяемые системы к не гемы обеспечивают._ автоматизацию технологических процессов «н топления более 20-ти рецептур бетонных смесей. 3.9. Технико-экономические показатели Основными технико-экономическими показателями при производ- k бетонных и растворных смесей являются (по состоянию на 01 |091г.): себестоимость приготовления 1м3, руб/м3 - 0,1-0,3 себестоимость производства 1м3, руб/м3 - 10-20 трудоемкость производства 1 м3, чел-ч/м3 - 0,1-0,25 Удельный расход: электроэнергии, кВт-ч/мЗ - 1,2-1,5 сжатого воздуха, мЗ/мЗ - 0,6-1,7
54 пара, кг/мЗ - 9-19 Количество, основных рабочих, чел/смену: для механизированных заводов - 4-6 для автоматизированных заводов - 2-3 для заводов-автоматов -1-2 Технико-экономические показатели рассчитываются по принт (единой) методике. Вопросы для контроля и самопроверки: 1. Назовите основные классификационные признаки бетон) растворных заводов и установок. 2. Составьте технологическую линию для производства бетонных, р творных и сухих смесей. 3. Изобразите схемы расположения смесителей в смесительных от лениях заводов и установок. 4. Объясните методику выбора основного и вспомогательного обо дования. 5. Как осуществляется компоновка оборудования на современных тонно-растворных заводах? 6. Напишите и расшифруйте формулы годовой производительно< бетонно-растворных заводов и установок. 7. Назовите основные технико-экономические показатели произвол ва бетонных и растворных смесей. 8. Объясните методику определения расхода основных сырьевых 1 териалов смеси.
55 C11 псок литературы: Нории iv кип Л.Л., Ильин А.С. Механическое оборудование для про- » »« hi । < i рои icjibiibix материалов и изделий.: Учебник для вузов. - М.: н ж п!к 19X7 и млн В. А , Клушанцев Б.В., Мартынов. Механическое оборудова- । нр« inpiDjTHH строительных материалов, изделий и конструкций »нни । \р<) М.: Машиностроение, 1975 < ipoiitc 1Ы1ыс машины./Справочник. В 2-х т.г. Под ред. В.А. Баума- । н I» \ 0.тира. т2. Оборудование для производства строительных ма- ! н । in» н и 1делий. -М.: Машиностроение, 1977. iti’iciioK Г.Г. Автоматизированные и механизированные бетонные • ti । м Высш, шк., 1969 i мри h-н К.М. Производство бетонной смеси и раствора. - М.: • « hi пн 1970 I hi i н-p M.C. и др. Справочник по средствам и приборам автомати- «н нр< (приятии строительной индустрии. - Л.: Стройиздат, 1971
56 Глава 4 Технологические линии для производства бетонных и железобетонных изделий 4.1. Общие сведения. Классификация В промышленном и гражданском строительстве около 90% сборне железобетона составляют типовые унифицированные бетонные и железой тонные изделия и конструкции, отвечающие основным требованиям за] декой технологичности. На рис. 4.1. показаны схемы основных типов же. зобетонных изделий. Рис. 4.1. Схемы основных типов железобетонных изделий: а - панелей наружных стен; б - панели внутренних стен; в - панели пер крытий; г - труб
I 57 В основном железобетонные изделия выполняются ' |I I ШИГИНЫМИ, плоскостными и блочными. К линейным ОТНОСЯТСЯ КО- I Шим ршхшн. балки и т.п.; к плоскостным - плиты покрытий и перекрытий, . •.« in наружных и внутренних стен, дорожные плиты и т.п.; к блочным - м • ппныс изделия фундаментов и подвалов и т.п. Изготавливают также и. 'щ кцни пространственного типа: санитарные кабины, кольца колодцев I । п Наиболее массовым видом изделия являются панели стен и пере- I»' и и порожные плиты, колонны и балки, блоки и камни, трубы, что свя- । hi 4 дальнейшим развитием сборного железобетона, промышленного и г ।. । нк. кого строительства. 11роизводство железобетонных изделий и конструкций осуществляв Гн за конвейерных, полуконвейерных, роторно-конвейерных поточно- и । пи пых хсасетно-конвейерных и стендовых технологических линиях. Цф|н пенис технологических линий характеризуется следующими показа- • ♦ «и (1абл. 4.1.) Таблица 4.1. Основные показатели технологических линий 1 но югическая пиния Производи- тельность тыс. м3 в год Доля от об- щего объема производства, % Трудо- емкость чел*ч/м3 Метал- лоем- кость, кг/м3 мпм мерная 20-65 12-15 10-11 17-32 шо-агрегатная 5-20 55-58 12-12,5 22-32 11 Н к ШЛЯ, ’ • ♦* ню стендовая 3-20 30 17-18 25-27 11рсобладание поточно-агрегатных технологических линий объясни- • и\ гибкостью и универсальностью, что позволяет наиболее эффектно » н ш пять изделия большой номенклатуры при относительно малых пар- ии * * гевдовое производство используется для выпуска тяжелых и длинно- «г1.|\ изделий, например, мостовых конструкций) -£2о Технологические схемы» Условные обозначение Разработано и внедрено значительное количество технологических I производства железобетонных изделий и конструкций. Для примера - могрим технологическую схему в обобщенном виде (рис. 4.2.). При со-
58 ставлении схемы использованы прежние технологических операций и материальных потоков. обозначег Рис* 42» Технологически схема производства железобетонных мзделв в обобщенном виде Для выполнения схем технологических линий необходимо зна условных обозначений оборудования и технологических комплексов, рис. 4.3. приведены схемы основного оборудования, наиболее часто bci чающиеся в технологических чертежах заводов и комбинатов сборного лезобетона. Форма, поддон Бетоноукладчик Телем бетоновозна
59 но| н lit n< и падка Машина Тележка Захват (траверса) формовочная самоходная автоматическая Нж .|1«нцнт Установка для Пост Пакетировщик электронагрева технологический форм, поддонов I |г1нрцфуга 1«> пиковая Стенд для снятия Автоматический бандажей захват для труб Захват д ля форм
60 йс 4оЗо Схемы оборудование в условных обозначением О, Технологические линии и комплексы оборудований 4,11 Конвейерная линия длн изготовления панелей наружи стен Конвейерное производство является усовершенствованием пото агрегатного способа. При нем формы перемещаются от одного поста к j тому специальным транспортным способом в принудительном ритме. I процесс делится на ряд технологических операций, одна или несколько которых выполняется на определенном.посту. Конвейерные линии классифицируются: по характеру работа - периодического и непрерывного действия; по способу транспортиров^ - с формами, передвигающимися по рельсам или роликам, с формами; ой зуемыми непрерывной стальной лентой или составлением из ряда элеме> и бортовой оснастки; по расположению тепловых агрегатов - параллш конвейеру в вертикальных или горизонтальных плоскостях, а также в ст: конвейера. Наибольшее распространение получили конвейерные линии риодического действия с формами, передвигающимися по рельсам. Pai калькой областью использования конвейерных линий считается произвол во изделий одного вида и типа в значительном количестве. Число поста линии составляет 8-18. Ритм формования - 8-30 мин. Скорость перемещу форм колеблется от 10 до 60 м/ч. На рис. 4.4. показана схема конвейер линии для изготовления панелей наружных стен (ТУ 22-105-067-88). Конвейерная линия состоит из двух параллельных ветвей, coq ненных между собой передаточными тележками. Комплекс оборудован формами-вагонетками располагается в пролете размером 24x144 м с под1 новыми путями, высотой 8,15 м. В пролете смонтированы два моего) крана, грузоподъемностью 16т. Технологические посты подготовки фо формования и отделки панелей располагаются на полу. Камеры термичес
61 ри<н>н и оы1н) щепы подземными, туннельного типа, одноярусными. . вместимостью но десять форм-вагонеток предназначены для *п 1-1 п и ни <рмн ческой выдержки, а. третья вместимостью пять форм - - III h П’ИИЯ. I In in h i v №1 производится извлечение формы из камеры и установ- ки пн ши I. Па посту №2 - открывание замков, бортов. На посту №3 - • 1!|Н1.ч1ооОразоватслен, установка столярных изделий. На посту №4 кан- и пни ц « кем изделия. На посту №5 - чистка и смазка форм. На посту №6 - I tiriii фирм на переоснастку. На посту №7,8 - установка проемообразова- • i 11|>1.п1иния бортов, закрывания замков, укладка арматуры. На посту V t iiii -iici ос тонной смеси, уплотнение бетонной смеси. На посту 10, И - • «• 151спл1псля. На посту №12 - передача форм на вторую ветвь конвей- I hi in h i у №13 - укладка арматуры, вязка. На посту №14 - укладка рас- |Ш (щ ркппй слой). На посту №14 - укладка раствора (верхний слой). На ♦ I'» выдержка изделий. На посту №16 заглаживание верхней по- • »в 11я посту №17 - передача форм с изделиями в камеру термовлаж- Hinil обработки. На посту №18 - передача из камер термовлажностной ...... и и камеру охлаждения, а из нее ~ на пост №1. Все формы от поста • и-1* iciiiniOTCM на один шаг по направлению к посту №11 формования РЮ’И приколом СМЖ-790. С поста №12 на пост №J2- и с поста №18 да I Ми I 1 формы передаются передаточной тележкой СМЖ-444^02. и щбл. 4.2. приведен комплекс оборудован» конвейерной линии | и т.н.и 1СНИЯ панелей наружных стен. Состав комплекса оборудован» I и ию uni гься и обновляться в зависимости ОТ заказа-наряда и требова- ф hi нщшую продукцию.
Рж* 4о4о Схема конвейерной линии для изготовления панелей наружных стен: 1 - передаточная тележка; 2 - рельсы подъемные; 3, 21 - виброплощадка; 4 - бетоноукладчик; 5 -- поддон; 6 - фиксатор; 7, 20 ~ насосная установка; 8 - машина отделочная; 9, 14 - подъемник; 10 - затвор камеры; 11 - кран
63 Таблица 4.2. *н огифудшишмя исовивейерной линии для изготовления панелей наружных стен 1 1 « || ПОППИНС < М|Ц 1'>11.11 III>1 Марка, индекс Кол- во Масса, т Мощность, кВт ед. общ. ед. общ. нниЦП 1.1ДЧИК СМЖ-787 2 20 40 25,0 50 u ПИЩ СМЖ-789 1 21 21 20,55 20,55 i1 itilli СМЖ-789-01 1 19 19 20,55 20,55 1 i • i i oiinciicpa СМЖ-790 2 1,8 3,6 5,7 11,4 H'lpM СМЖ-788 2 0,18 0.36 him t uiruopa СМЖ-791 4 0,29 1,16 2,2 8,8 i* ’ | I 1 111) СМЖ-793 2 3,5 7,0 5,0 10,0 H МИ ||МП.'Н1ИЯ и • j H!‘ IIIHII портов । ♦ » it по ц.смиые СМЖ-806 •2 1,7 3,4 • •• hi СМЖ-805 66 5,27 347,82 *! ||< ||b СМЖ-439 А 1 8,0 8,0 22.0 22,0 niiiHiii СМЖ-461 1 6,8 6,8 17,55 17,55 1 HI.HI 11 i СМЖ-444-02 2 11,0 22,0 18,09 36,18 I llirlll.HI HIMIII 1 СМЖ-ЗООЗВ 3 0,5 1,5 7,5 22,5 H HI «III О11Ы1ЫЙ СМЖ-23 Б 1 2,8 2,8 1,88 1,88 HUN |4 ll СМЖ-257 Б 2 0,7 1,4 («мн «ицадка СМЖ-773 2 9,0 18,0 50,0 100,0 "•m <амоход- СМЖ-151 А 1 3,0 3,0 6,7 6,7 H ПН ЮНОЙ Гр. 16т. 2 37 74 27,0 54,0 «ниппп ДЛЯ СМЖ-18 Б 1 2,05 2,05 28,0 28,0 ►••• l ПОПЮШЯ Ь н•ионной • * i 11
64 Техническая характеристика конвейерной линии Изготавливаемые изделия.............однослойные или трехслойн панели Размеры изделий, м...................наружных стен 6,6x3,1x0,66 : Производительность, тыс. з^/год.....................до 40 Количество рабочих постов......,....................18 Время (ритм формования).............................27 Масса установленного оборудования, т................583 в том числе форм.............................348 ’ Мощность установленного оборудования, кВт.................................320 Занимаемая плошадь, м2...........................3000 Количество рабочих в смену, чел....................32 Производительность конвейерной линии периодического дейс: определяется ритмом формования, характеристикой изделия и продо] тельностью работы: СЬод^бО-¥п“7и"7л°Тг/1ф, м3/год где Vn - объем изделия, м3 (определяется расчетном или принимаете справочной литературы); Zu, 7Л - количество формуемых изделий и лин производственном корпусе; Тг - расчетный годовой фонд времени pat линии; Тг - (определяется расчетом или принимается из справочной лит туры); 1ф - время (ритм) формования, мин (принимается из справочной л ратуры). Количество форм, для конвейера периодического действия: Z ф — l,O5(Zn + ZT-4-Zy) где 1,05 - коэффициент запаса, учитывающий ремонт форм; Zn ~ число (j на технологических постах; ZT ~ то же, в тепловых агрегатах; Zy ~ то ж передаточных тележках, Zy=:2”4 г.г-2,5ЧсЧт/1ф, где tc - количество рабочих часов в сутки, ч; 1Т - среднее время пребыв! формы в тепловых агрегатах, ч; tT=7-18 (определяется по графикам из с вочной литературы).
65 I Z v М ' L м » L / hi)-линч i по рабочих смен в сутки; tCM - продолжительность рабо- III i и ili.i ‘I M,k 4 а формы: 1Пфл( 1,2-1 ,6)ши, hi масса изделия (определяется расчетом или из справочной литерату- 11р<>и июдительность конвейерных линий непрерывного действия: Q год л Тг, м"'/год ► h ширина формовочной ленты конвейера, м; йл - высота изделия, м; кп . »фф||циспт, учитывающий потери производительности на бортоснастку, н । о,и s VK - скорость перемещения.формовочной ленты конвейера, м/ч, ! М» ui количество линий в производственном корпусе; Тг - расчет- н * « mnoii фонд времени работы конвейерной линии, ч. ’ Пи । у конвейерная линия для изготовления многопустотных пане- лей перекрытий 1с'11сзобетонные многопустотные панели перекрытий изготавлива- .♦ и.» г конвейерным или поточно-агрегатным способами производства. **«* » < каи характеристика, состав комплекса, компоновка оборудования, и • ••*».» экономические показатели зависят от производительности, номенк- | ры и । ic 1ий, объема нестандартизованного оборудования и т.п. На рис. 4.5. показана схема полуконвейерной (поточно-агрегатной) «и-и । in изготовления многопустотных панелей перекрытий. Напели на линии изготавливаются следующим образом. Поддон с • нн м и t камеры термовлажностной обработки автоматическим захватом । ш и. ।икается на пост распалубки, где производится обрезка арматуры, Г» н гк шя и установка его на посты контроля и ремонта. Затем произво- । ’пн । ка и смазка поддона, укладка арматуры и закладных деталей и ш • incline его при помощи автоматического захвата и мостового крана в • ।чинны самоходного портала. Оттуда поддон самоходным порталом hiн шея на пост формования. Далее на поддон устанавливается бортовая оснастка, заводятся пус- •|Hi кшагели и укладывается бетонная смесь. После окончания укладки . и ик почается виброплощадка. Затем укладывается вибропригрузочный
66 щит, включаются вибровозбудители, и извлекаются пустотообразовате снимается виброгруз и бортоснастка. Поддон с изделием-полуфабрикач снимается и переносится в камеру термовлажностной обработки. На п формовки подается следующий поддон и цикл повторятся. Изделие после контроля, ремонта, выдержки и маркировки уклд вается на самоходную тележку для последующей вывозки на склад готот продукции. Техническая характеристика полуконвейерной (поточно-агрегатно* линии для изготовления многопустотных панелей перекрытий Изделие.............................................панели перекрыл многопустотные Размеры, м..............................................5,98x1,19x0,: 5,98x1,49x0, 6,28x1,49x0, 6,28x1,49x0, Производительность, тыс. м3/год......................1.42 Время (ритм) формования, мин............................12. Мощность установленного оборудования, кВт...............282 то же трансформаторов, кВт.............192 Масса установленного оборудования, т....................540 в том числе поддонов, т...................365 Производительная площадь, м2............................2592 Количество рабочих в смену, чел.........................12 В табл. 4.3. приведен состав комплекса оборудования технологической 1 НИИ
67 И * \ (Чема полу конь кооной линии для изготовления многопустот- м «ои 1слей перекрытий: г юноу кладчик; 2 - формовочная машина; 3, 8 - склад арматуры и за- •н|\ деталей; 4 - виброплощадка; 5 - бортоснастка; 6 - щит вибро- •н щ ннный; 7 - самоходный портал; 9 - поддон; 10 - установка для удли- ни । < гсржней; 11 - привод конвейера; 12 - кран мостовой; 13 - камера К » I I пакетировщик; 15 - пост ремонта и контроля; 16 - пост выдержки нт 17- тележка-прицеп; 18 - самоходная тележка.
68 Таблица 4.: Комплекс оборудования полуконвейерной линии для изготовления мно гопустотных панелей перекрытий производительностью 150 тыс. м3 в год № п.п. Наименование Марка, тех- ническая хар-ка Кол- во Масса, кг Мощ- ность, кВт Еда- ницы Об- щая Еда- ницы Об щая 1 Поддон СМЖ-548 А 128 2,85 364,8 2 Бортоснастка СМЖ-600 А 2 1,97 2,94 3 Портал самоходный СМЖ-228Б 2 8,5 17,0 10,0 20,( 4 Машина формовоч- СМЖ-227Б 2 8,3 16,6 15,2 30,1 ная 5 Щит вибро- пригрузочный СМЖ-228Б 2 и. 2,6 4,4 8,8 6 Бетоноукладчик СМЖ-69 Б 2 4,6 9,2 7.2 14,4 7 Виброплощадка СМЖ-187 Б 2 5,75 11,5 60,0 120, 8 Машина для высад- СМЖ-128Б 1 2,75 2,75 70,0 70,( ки анкеров кВ-А kBJ 9 Установка для уд- линения арматур- ных стержней элек- тронагревом СМЖ-129В 2 0,82 1,64 10 Захват автоматиче- СМЖ-226 1 0,89 0,89 ский А-1 11 Траверса смж- 2546/8 1 0,68 .0,68 12 Пакетировщик СМЖ-293 А-6 20 1,3 26,0 13 Конвейер ролико- вый СМЖ-594 А 1 3,55 3,55 14 Тележка самоходная СМЖ-151 А 1 3,0 3,0 15 Т е лежка-прицеп СМЖ-154 Б 1 1,7 1,7 6,7 6.7 16 Установка для при- готовления эмуль- сионной смазки СМЖ-18 А 1 2,35 2,35 28,0 28,( 17 Кран мостовой Гр. 16т. 2 37 74 27 54 Полуконвейерные (поточно-агрегатные) технологические лини отличаются от конвейерных тем, что рабочие операции, как правило, пос и довательно выполняются на технологических постах. Часть из них мож<
69 »11n 1111 и । * u одновременно, например, операции распалубки, 111! < порки и смазки форм и формование изделий. 11ронзвод1пслыюсть линии определяется по формуле конвейерных ИНШП Количество поддонов(форм): I р5 • — tc-‘ton ‘Zy = 1,05 • 2,5 24 Ц Ц I о • коэффициент запаса, учитывающий ремонт поддонов (форм); tc - •чч. < ию рабочих часов в сутки, ч; ton - среднее время одного оборота । юп,| (формы); Zy - количество формовочных установок (линий) в пронз- им ином корпусе; 1Ф - продолжительность (ритм) формования изделия, •»ч (инределястся расчетом или принимается из справочной литературы). 11рсмя оборота поддона (формы): t =t ix оп ок 60 60 ’ »• । среднее время оборота тепловой камеры, ч (определяется из сира- in «й ппсратуры), ~ 15-22; 1’ф - продолжительность операций, не вхо- • мм| и |.|. мин, 1ф=9-15. Ко )ффициент оборачиваемости поддонов (форм): К о — 2 4 /1 о п Масса поддона (формы): ш „« (0,8 - 1,2 ) ши? •и масса изделия । • » к местные и кассетно-конвейерные технологические линии Кассетные технологические линии используются при изготовлении » ini । и hiiv гренних стек, перегородок и т.п.
70 Формование изделий осуществляется в многоместнь кассетах периодического и непрерывного действия. Уплотнение смеси пр изводится с помощью наружных и глубинных вибровозбудителей. Терм влажностная обработка - за счет циркуляции пара внутри тепловых отсек( кассеты. В табл. 4.4. приведен комплекс оборудования кассетно-конвейерш технологической линии. Таблица 4. Комплекс оборудования кассетно-конвейерной линии Наименование оборудования Для изделий размером 7,2x3x0,16 Для изделий размером 6,6x3,6x0,16 Марка, индекс Коли- чество Марка, индекс Кол1 чести Установка формовочная СМЖ-776 3 СМЖ-776-01 3 Бетоноукладчик СМЖ-777 1 СМЖ-777 1 Устройство распалубочное СМЖ-778 1 СМЖ-778-01 1 Машина для чистки формовочной установки СМЖ-779 6 СМЖ-779-01 6 Форма-вагонетка СМЖ-780 СМЖ-780-01 СМЖ-780-02 35 СМЖ-780-03 СМЖ-780-04 35 Тележка передаточная СМЖ-781 2 СМЖ-781 2 Устройство подключения пара СМЖ-782 1 СМЖ-782 1 На рис. 4.6. показана схема компоновки оборудования линии в пр изводственном здании размером 18x84 и 18x108 м.
6x18-108 м Рис. 4.6. Схема кассетно-конвейерной автоматизированной линии: 1 - бетоносмеситель; 2 - машина для чистки; 3 - формовочная установка; 4, 9 ~ форма-вагонетка; 5, 10 ~ пере- даточная тележка; 6 - устройство подключения пара; 7 - кран мостовой электрический; 11 - самоходная тележ- ка
72 Техническая характеристика кассетно-конвейерной технологическое линии Изделие панели внутрен- них стен и пере- городок панели перекрытий Размер изделий 7,2x3x0,16 6,6x3,6x0,16 Производительность: тыс.м3/год до 50 до 55 м3/ч 12 13.2 Количество рабочих в смену7, чел... 6 6 Производительная площадь, м2 1512 1512 (18x84) (18x84) На рис. 4.6. показана схема компоновки оборудования линии в пр изводственном здании размером 18x84 (18x108) м. Технологическая линия для изготовления панелей внутренних ст состоит из трех основных постов: укладки бетона, линии подготовки фо) (распалубки, чистки, смазки, установки арматуры и закладных деталей, п догрева форм) и туннельных камер тепловой обработки. Передача форм посты осуществляется передаточной тележкой с толкателем. Производительность кассетных линий: Q г о д - Д р • v и • z и • к 0 к • z л , где Др - количество рабочих суток в году, сутки; Уи - объем изделия, mj; Zh количество одновременно формуемых изделий в кассете; КоК - коэффицие) оборачиваемости кассеты в сутки, Кок^1-2 Коэффициент оборачиваемости кассеты: KOK = 24/tOK — 24/(tp + tC6 + ty4-tTO + tnp) ? где toR - продолжительность оборота кассеты и извлечения изделий; tc6 -1 же, чистки и смазки кассеты, установки арматуры и закладных деталс сборки кассеты; 1у - то же, укладки и уплотнения смеси; tTO - то же, выдер> ки и термовлажностной обработки; tnp - то же, неучтенных операций. Масса кассеты: m k = (1,2 - 2,0) m и • Z п где ши - масса изделия
73 i i i.uiniui жопомнчеекая оценка технологических линий 11 пик» жономнчсскис показатели технологической линии для , । in i iu к инк1 юнпых изделий, позволяют оценить ее технический и пн iiiHiHiiii.iu уровня, величину трудовых и энергетических затрат, тех-- . »н н iiii» ii!io( и. )(|)фскгивность выпуска продукции и т.п. Г.н *н । (ц конных технико-экономических показателей рекомендует- .1 «мн linn I. ни с шпон методике для промышленности строительных мате- н. »• 11 н iiii'i /скоп характеристики линии следует указать: изделие и его । ||и,| проц нюдигсльиоегь, режим работы, время (ритм) формования, ♦ «в» нт нонпчссгво рабочих, установленную мощность, массу уста- е hHHio донания, в том числе, форм (поддонов), производительную • н < ♦ оггюнмость продукцию трудоемкость единицы продукции, »н к in одною рабочего, удельные расходы пара, электроэнергии и ’ ’ ’ ♦ н I И г ♦ • • 1 н I I1111ыс технико-экономические показатели рекомендуется я 11нп 11 । показа гелями действующих линий и сделать соответствующие I I И I 4 ♦ I Вопросы для контроля и самопроверки: * lliHiniiic основные технологические линии для производства бе- • щ “м и желе юбетонных изделий. I |ч производства каких изделий используются основные техноло- ♦ 1'1 I Hi пиши? । н н поражаются технологические операции и материальные пото- ♦ м h i o s но логических линиях? I 11 р 11 ж' । н । с схемы машин и оборудования в условных обозначениях. ....... конвейерную линию для производства панелей наружных ♦ н • 111 к iи111 с комплекс основного оборудования конвейерной линии для ♦» -111.1111 n iiiiM панелей наружных стен. • >iitiiiHiio погонно-агрегатную (полуконвейерную) технологическую ‘Minin» । di производства многопустотных пенелей перекрытий. 11цю1инс комплекс основного оборудования поточно-агрегатной Нм* и 1м»||нсйсрной) линии для изготовления многопустотных панелей ♦ ♦• |Н • pi.ll НН ‘ I п осуществляется компоновочное решение оборудования техно- »м1 нч« . г их линий для производства железобетонных изделий? in и lUiiiiiic основные показатели технологических линий для произ- - ♦ ♦ in i железобетонных изделий.
74 11. Объясните методику расчета и выбора оборудования технологи ских линий для производства железобетонных изделий. Список литературы: 1. Борщевский А.А., Ильин А.С. Механическое оборудование для пре водства строительных материалов и изделий.: Учебник для вузов. Высш, шк., 1987 2. Проектирование формовочных установок (линий) для произволе железобетонных изделий и конструкций: Методические указания / А Ильин. Б.П. Морозов, А.А. Морозов, А.А. Борщевский. - М.: Издан ство ”МИСИ”, 1985 3. Машины и оборудование для производства сборного железобеп Отраслевой каталог / Волков Л. А. и др. -М.: ЦНИИТЭстройма.ш. 198} 4. Справочник по производству сборных железобетонных изделий. /1 ред. К.В. Михайлова, А.А. Фоломеева. -М.: Стройиздат, 1982 5. СниП 309.01-85. Производство сборных железобетонных конструк и изделий. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985 6. Строительные материалы: Справочник / А.С. Болдырев и др.:// Г ред. А.С. Болдырева, П.П. Золотова. -М.: СтройиздатЮ 1989 7. Цителаури Г.И. Проектирование технологии сборного железобетон М.: Высш, шк., 1987 8. Строительные машины: Справочник в 2-х т.т. / Под ред. В. А. Баум; -М.: Машиностроение, 1976
75 I i.uiii > I cviio. ioi пческие комплексы и линии для ирон щодства керамических стеновых материалов и из» делпй SJ. Общие сведения. Классификация и свойства I » p.iMiriecKiic стеновые материалы и изделия, получаемые путем » । » ipH.i oiформованного из глинистых и кремнезернистых пород, лёс- н H|iHMi.ini ц иных отходов с минеральными и органическими добавками ... хи . ки.'т епфпцпруют по следующим основным признакам: . обу формования - на изделия пластического формования, жест- »ч • •лнтншя (из глиняной массы влажностью 12-14%) и полусухого г •> |цнч (in нрссс-иорошка); / - н< рам в соответствии с ГОСТом 530-80- на обыкновенный (оди- •рн л р । mi ром 250.x 120x65 мм, утолщенный кирпич размером 250x120x88 Мн н п 1П.Ш кирпич размером 288x138x63 мм, камень модульный разме- • » I 1Н\М8 мм, камень размером 250x120x138 мм, камень укрупнен- • н р « ром 250x250x138 мм и др. По наличию или отсутствию полостей ..... нипц ц у толщенный кирпич подразделяется на полнотелый и пус- । IMIH1 п кирпич модульные с пустотами вертикальными и горизон- | ц hi (мн I iipiiiri и камни с горизонтальными пустотами выпускают по со- n HiiHHin шказчнком; р» .hh и плотности (кг/м3) - на особо легкие (до 600), легкие (601- । мп иные (1301-1600) и тяжелые (1601-2200); । и. «и нрц ( жа। пи (кг/м3) - на марки 300, 250, 200, 175, 150, 125, 100, 75; н,рони тонкости - на марки 15,25,35,50 (изделие выдерживает со- MHIH i' количество циклов попеременного замораживания и оттаива- ♦ о ютсхническим показателям - на эффективные (плотность MMI in 6<> нт 1400 (кг/м3) и камней не более 1450 (кг/м3) ), условно эф- • (iiioiHocib кирпичей более 1400 (кг/м*) и камней более 1450 । н н<»н иные (плотность кирпичей более 1600 (кг/м3)); пниченшо (применению) - на конструкционные (для рядовой ... пив line (для кладки под расшифку или облицовку7 фасадов зда- | Р 1мп*вч кие стеновые материалы и изделия производятся более м инип нчлх заводах. Удельный вес керамических предприятий пред- • । н* । '* 1
76 Таблица 5 Мощность и удельный вес керамических предприятий (по данным ВНИИСтрома) Группа заводов Годовая производитель- ность(мощность). млн.шт. условн. кирпича в год * Удельный вес по количеству заводов. % Удельный вес по выпуску кирпича, % 1 >65 1,6 44,4 2 45,1-65 7,3 25,5 3 30,1-45 9,4 14,7 4 15,1-30 10,2 13,3 5 до 15 71,5 2,1 *Под условным кирпичом понимается кирпич обыкновенный (одинарны полнотелый размером 250x120x65 мм. 5.2. Сырьё. Расход сырьевых материалов. Основными сырьевыми материалами при производстве керами1 ских стеновых материалов являются глина в плотном, рыхлом и пласти ском состоянии (основное сырьё), отощающие и флюсы (добавки). Хими ский состав и дисперсность глин в значительной степени характеризуют пригодность для производства того или иного вида керамических изделий табл. 5.2. приведен состав формовочной массы (из расчёта на 1000 шт. уела ного кирпича методом пластического (Кучинский и Даугельский заводы) полусухого (Ленинградский завод) прессования. Таблица« Расход сырьевых материалов на 1000 шт. условного кирпича Наименование компонентов формовочной массы Едини- ца изме- рения Кучинский завод Даугельский завод Ленин- градский завод Глина (кг/м3) 2 -2,2 1,5 - 1,6 2-2,11 Песок (кг/м3) - 0,2 - 0,3 - Опилки (кг/м3) 0,3 - 0.5 - - Шамот* (кг/м3) - 0,08-0,1 0,2 - 0,3 Уголь т 0.04-0,06 0,04-0,05 0,04-0,05 Шлак т 0,02-0,03 - -
77 ♦ 11. K> c i венный отощающий материал, который получают обжигом i1 ши при I = 1200 - 1400 0 С, с последующим измельчением до H’HHt ппПрЛ того состояния. 11< пресность сырьевых материалов ( в час, в смену, сутки и год) г-»» • pi читать исходя из технической характеристики изделия, способа । г ♦ 41. ниш расчётной или заданной производительности и другим параметрам по следующим формулам: ///><’< с ~ порошка глиномассы в час: I- I । сометрический объем изделия, м"; V -объём пустот в изделии, м3 ; । и »фф|щпснт разрыхления, соответствующий способу формования; О, - ♦ ннп (заданная) часовая производительность технологической линии, № h....„ коэффициент, учитывающий потери пресс порошка на всех ста- । но югической переработки, К погп = 0,93 - 0,97. / innbt в час: Рг » соответственно плотность пресс-порошка и глины, кг/м3 lit ткера в час: Ош ~ Ог /вОг ' м fa » |«| и ос и тельное содержание влаги (воды), ув =0,4 — 0,55. * < • • । I н н.ем ная плотность шликера рассчитывается по формуле: п - РгТг^РвУв Рш ? Уг+Ув I • / 'lt соответственно плотность глины и воды; у г ув - соответствен- на»и» и । нос содержание глины и воды в шликере. {оСшнок в час: Од ~ 0м*УД ’ м3 fa
78 где у д - относительное содержание добавок в глиномассе при пластическс способе формования; Qm - расход глиномассы в час, определяемый по фо муле для пресс-порошка. Средняя объёмная плотность формовочной глиномассы: Рг*Уг Рд*Уд Рм - • , Гг+Уд где рг Рд - соответственно плотность глины и добавок; у г у д - проце! ное содержание глины и добавок в глиномассе (табл. 5.2.) . *Шликер - устойчивая водная суспензия керамической шлихты. Далее можно рассчитать потребность в смену, сутки и год. Резулы ты расчёта, как правило, заносят в таблицу. Таблица 5 Потребность сырьевых материалов при производстве обыкновенной полнотелого кирпича полусухого прессования ___________________ Материал * Потребность, В час В смену. В сутки В год Пресс - порошок 6 40 75 21.980 Глина 4,3 34 53 18.200 * Значения приведены для технологической линии производительностью тыс. шт. усл. кирпича в час. 5.3. Технологические с^емы производства керамических изделий В настоящее время приняты три основных способа изготовления рамических изделий: из пластичных глин влажностью 18 - 24% способ прессования на ленточных (шнековых) прессах (вакуумных и безвакуумю- из глиномасс с пониженной влажностью 12 - 16% способом жесткого пр сования на ленточных прессах с повышенным давлением прессования; пресс - порошков способом полусухого прессования на соответствую! прессах. Добыча, переработка, хранение, контроль и испытание глинисч сырья являются общими для всех способов производства керамических и лий.
79 11 \11011ог11чсский процесс производства керамического кирпича спо- • •• i n гпчсского прессования (рис. 5.1.) включает в себя следующие । 1Ш1И юбычу, г|Х1 нс портировку, переработку и хранение глинистого сы- н цнл'пцнч транспортировку и обработку7 глиномассы, формование гли- * 11 на прессах, резку глиняного бруса, укладку на сушильные вагонет- ип \ перекладку7 на печные вагонетки, обжиг, выгрузку, упаковку7 и • е шрои nil и? I I оной продукции. Н современной технологии производства керамического кирпича tn. । iioijveyxoro прессования применяются два основных способа приго- ни?. пресс-порошков: сушильно-измельчительный и шликерный. Каж- н «и шн обов имеет положительные и отрицательные стороны. При i \ шильно-измильчительном способе (рис. 5.2.) глинистое сырьё pi .н н я измельчению (дроблению, помолу), сушке, сортировке, смеши- tn и!.| (сшиванию, дозированию, магнитному обогащению и транспорти- НН?|| I Ьрповой состав пресс-порошка определяет как пористость, так и н и <|>ормовочной массы. Наибольшая плотность пресс-порошка обес- । н и при оптимальном зерновом составе. Расчёты показывают, что »| । и ним составом обладает пресс-порошок, в котором содержание час- р ♦ н ром о,5 - 1 мм -15%, частиц размером 1 - 2 мм - 24% и частиц раз- рш I мм - 18%. пиронюк с заданными технологическими свойствами и оптимальным • мим i сплавом подвергается полусухому прессованию. Сушка, обжиг, i fl упаковка, складирование и т.п. кирпича аналогичны технологиче- ипессам производства кирпича пластического формования. 11рп шликерном способе приготовления пресс - порошка (рис. 5.3.) < пн-1ырьё с помощью горячей воды превращают в шликер (суспензию) н.н) 40 - 55%, который подвергают гидроклассификации, магнитно- ппгншо, смешиванию, распылению с одновременной сушкой до • •• hi / - 9 %, контрольной сортировке, вылеживанию в приёмно- му т икерах. Прессованию, сушке, обжигу, перекладке, упаковке и п 11-и ппио. Последние операции, начиная с прессования. Являются оди- Miiii t операциями сушильно-измельчительного способа.
80 Глина Добавки
81 Возврат печных Возврат сушильных вагонеток вагонеток M h* * ।ниioi ическая схема производства керамического I и .i г1С111ческого формования
rfoSOStu ' Склади- рование. (ишымение) Помол 00 Рис.5.2. Технологическая схема сушильно-измельчительного способа производства керамиче-
•якез’’ — " it тм е — д=т| т*1*5- Ж». ^ЛГЧ< Глаписюе [Складиро\ [ишыяение\ ,( По мал, \ \ $йиае / уСороБлмие) j у моирбш Г /ИлоссисриХ (Промо^г\ * _^Д нация, \—«J ное )—»- 1 мамитная / \ не ние / Хсморхция\J Чу7 00 Рис» 5.3» Технологическая схема шликерного способа производства керамического кирпича
84 5.4. Основы выбора оборудования технологического комплекса После уточнения и окончательного принятия решения по тсхноло ческой схеме для каждой технологической операции, как правило, подби ется соответствующее оборудование: теплотехническое, оборудование приготовлению формовочной массы (пресс - порошка, глиномассы), обо дование по переработке глины и добавок, прессовое оборудование, трансп тирующее и грузоподъёмное оборудование и др. Выбранное оборудова! должно соответствовать технологическому7 назначению, производительное нормативному7 коэффициенту7 эксплуатации, возможности замены в персг тиве на более современные машины и применения системы контроля и ав магического управления и др. Мощность (производительность) технологической линии по чам и сушилам: 24 Qn(C) ~ П(С-Дп(С') ~~~ Дс^В^БР ' 'Ц где Vn(c) - вместимость печи (сушила), шт.; Zn(c) - количество печей ( шил) в технологической линии; tip продолжительность цикла тепловой об ботки кирпича - сырца, г (определяется по таблицам, графикам справочной и учебной литературы), 1ц = 30 -70 ч; Дс - количество рабе суток (дней) в году; Кв = 0,85 - 0,95; Кбр - коэффициент, учитывающий б при сушке и обжиге кирпича - сырца, Кбр = 0,98 - 0,99 (при сушке), Ко 0,92 - 0,96 (при обжиге). Производительность по прессам: Qnr =0,9iQ,Z„pT^KBr .шт./год. где 0,95 - коэффициент снижения паспортной производительности про шт./ч; Znp - количество прессов, установленных в технологической лир Тгод - годовой фонд рабочего времени, ч/год: Кбр - коэффициент учи| вающий брак при прессовании, Кбр = 0,995 - 1,0. Производительность по глинообрабатывающему оборудовани Qo - 0?95 * Qr * Zo * Тгод , м3 /год (т/год), где Ог - часовая паспортная производительность оборудования, м3 /ч (т/ч) - количество оборудования, установленного в технологической линии; 7’ годовой фонд рабочего времени, ч/год.
85 I ( nt твсстна расчётная (проектная или заданная) производитель- |» п<| ни пческой линии, то из приведенных выше формул можно опрс- м । м iii’iri ।во соответствующего оборудования коэффициент эксплуатации оборудования не должны превы- • ♦ нормйлыЮ! о значения: Z1 it /.() соответственно расчётное и фактическое количество I I II’ IHH I 11> нииортнос, грузоподъёмное оборудование, бункеры, питатели, • I»» । и ip выбираются и расчитываются по известным из соответствую- • ирных шсциплин формулам (методикам). И 1.Ц)! 5.4 и 5.5 приведены комплексы оборудования отдельных • • и . 11. i к 11 \ j п 1 ний по производству керамического кирпича. Таблица 5.4. • • ।< оборудования технологической линии по производству кера- л I и ческою кирпича пластического прессования______________ '' ’ «• uiinjiine 1<»В.1ППЯ Марка, индекс Кол- во Масса, т Мощность, кВТ Еди- нцы Об- щая Еди- ницы Об- щая | 2 ~1 3 4 5 6 7 1 IHHl’pi I HllCJib • ’ II III.Ill СМК - 497 1 8,13 8,13 60 60 •Im it и в 1.к iПН- СМК-351 1 10 10 11 11 • p н itЮЧ- СМК-402 4 0,813 2,439 2,2 8,8 • • it 1МЦСВЫ- ► It HI.H СМК - 342 -02 1 11 11 55 55 • III i Hilll O| О 1 ИИ СМК-339 1 20,88 20,88 170,3 170,3
86 Таблица 5Л. (продолжен 1 2 3 4 5 6 Смеситель двух- вальный СМК-125 А 1 3,2 3,2 22 2 Конвейер ленточ- ный СМК-404 3 1,17 3,51 3,0 9 Пресс - шнековый СМК- 325А 1 18,2 18,2 130 1! Автомат резки и укладки СМК-349 1 2,0 2,0 6,76 6. Автомат укладчик СМК-377 1 43,1 43,1 115,7 11 Вагонетка сушиль- ная СМК-393 200 2,15 430,0 - Толкатель СМК-384 1 0,85 0,85 0,55 0, Сушилка туннель- ная 1 Вагонетка печная СМК-477 64 2,25 144,0 - Гидротолкатель перемещения печ- ных вагонеток СМК-387 СМК-396 СМК-397 1 ком пле кт 5,8 5,8 38,5 31 Толкатель печных вагонеток СМК - 391 1,0 2,22 2,22 2,2 2 Тележка переда- точная СМК-449 4 22 88 59,75 23 Автомат - разгруз- чик СМК - 379 1 22 22 59,75 59
87 Таблица 5,4, (продолжение) 1 ) 1 3 4 5 6 7 HI III* 114111 мн и и.щ < МК (К ' 1 / \ к.1,7 1 1 35 35 61 61 । |н» mi 11 СМ К 363 1 1,57 1,57 1,5 1,5 0. • < 1 п ii i 1 и СМ К 357 1 52 52 95 95 | И IHi I |Н 11| и • II «Н ♦» МЦЩ (’МК 361 ('МК 362 1 4,0 4,0 15,85 15,85 • . • .. iS «И 1ЦЦ 1 ••• • >|lll ('МК 507 1 1 t . t ii |1 \н (’МК 378 1 7,0 7,0 1,1 1,1 * р II II! 1 1 1 • l|l во - 35.О1У2 111(>0-Т2РК И 1- о,з 3,3 50 550 1 1II>1 | | 1 1 10 10 15 15
88 Таблиц Комплекс оборудования технологической линии шликерного спосо производства керамического кирпича__________________________ Наименование оборудования Марка, индекс Кол во Масса, т Мощносп кВТ I Еди- ни- цы Об- щая Еди- ни- цы 0 1 2 3 4 5 6 Г линорыхлитель одновальный Питатель ящич- СМК-496 1 • 5 5 30 3 ный пластинчатый СМК-214 1 4,8 4,8 4 Конвейер ленточ- ный СМК-402 1 0,813 .0,813 2,2 2 Мельница мокрого НИИ Строй- 1 7 7 • 160 1 измельчения керамика Гидроциклон (си- то -бурат) (СМ-237 М) 1 1,185 1,185 1,5 1 Конвейер ленточ- ный СМК- 414 1 1,08 1,08 2,2 Мешалка пропел- СМК- 243Г 1 0,525 0,525 з,о лерная Насос мембран- МРР-6/13 2 1,8 3,6 11 ный Сушилка распы- СМГ .48 1 125 125 40 лительная Конвейер ленточ- ный С 4К-404 4 1,17 4,68 3,0 Г Бункер вылежива- 1 0,78 0,78 1,0 ния Питатель СБ -106 1 0,54 0,54 1,6 Смеситель двух- вальный быстро- ходный СМС-95А-1 1 7,75 7,75 5,5
89 Таблица 5.5. (продолжение) 1 2 3 4 5 6 7 4 и iitH ш. ЭП 2 0,24 0,48 2,2 2,2 « Н1Н и ИСВ-4.5 1 L3 1,3 III И >Н||||<) . | i < iniiK » 11,1 -КЮА 1 6,8 6,8 10 10 1 , |<||. ( < <> 1 0,42 0,42 1,0 1,0 1 » | ЦН ill' II. ('MK-282 1 1,91 1,91 5,5 5,5 1 \ \< »1 < > < MK-491 1 35 35 43 43 Н «1НН « ' III 1*1111 CM1C> 127A 1 9,8 9,8 15 15 '» • • IIH HI.’lH CM К-477 32 2,25 72 - - II II м н. Hints < MK-391 2 2,22 4,44 2,2 4,4 I 1 Г 111 h CMK-382 1 35 35 61 61 1 | нн< II II »«l 2 x 104 1 1 • Hl > ри | H | I I CM К-449 2 22 44 59,75 119,5 »< p | ... НЦ II СМК-363 1 1,57 1,57 1,5 1,5 -' li Hl III СМК-357 Г 52 52 95 95 | • ’ H ». |>| II СМК 361 1 4,0 4,0 15,85 15,85 I «1 (,’МК - 362 1 III > i ><•!•!> | • ' •< • • i 1 I 10 10 15 15 •Г"»
90 Мельница труБиар Насос шламо Агрегат мокрою дМельтенир Мельницаротор- hi Глиноряхлитель Смеситель ь вмй Вальца тонкого помола. Сушилка раепм- лительнря Глинорастиратель Ргмельгитель-сме- Автомат - садгик Элеватор Автомат .реки, и укладка. J । 1- Ж Бегунвь аснак Толкатель „ мекаяицескии Вагонетка печная Мешалка про- леллеРнарС Теленка пере- жато * >а? Л ж НонВейер . роликовбит. Валым дт камневндель isau Автомат-оакети- Авгомат-рсугр^шк Автомат-укладшк Устройство ой Рис. 5.4. Схемы оборудования в условных обозначениях
Рис. 5.5. Схема цепей оборудования технологической линии по производству керамического кир- пича пластического прессования: 1-глинорыхлитель; 2-питатель; 3,8,10,13,14,15,16,18,19 - конвейер ленточный; 4,12 - бункер; 5-ящик; 6 - вальцы камневыдилительные; 7- вальцы тонкого помола; 9 - смеситель; 11 - сито; 17 -глинозапасник;20- пресс шнековый; 21-автомат резки-укладки;22-накопитель рамок; 23-автомат укладки;24,28,32- вагонетка; 25-сушило; 26,30,33 - автомат рагрузки; 27- автомат садки; 29-печь; 31-передаточная тележ- ка; 34 - конвейер роликовый; 35-автомат-пакетировщик; 36-устройство обвязки пакетов; 37-склад изде- лий.
Рис. 5.6. Схема оборудования технологической линии сушильно-измельчительного способа производства керамического кирпича: . * 1- автосамосвал; 2- глинорыхлитель; 3- бункер приёмный; 4 - питатель; 5,8,10,11ДЗД4Д 6.18,22,24,25,26,28,30 - конвейер; 6-ящик:. 7 - камневыдилительные вальцы: 9-дырчатые вальцы; 12-сушило (СВЧ); 15-дробилка (мель-
Рис. 5.7. Схема цепей оборудования технологической линии шликерного способа производства керами- ческого кирпича: 1-автосамосвал, 2-решётка негабаритная, 3-глинорыхлитель в приёмно-расходном бункере, 4-питатель (лен- точный, пластинчатый), 5,8,12,16,20,22 - конвейер ленточный. 6- агрегат(мельница) мокрого измельчения, 7,15- грохот наклонный, 9-мешалка (пропеллерная), 10 - насос шламовый, 11- сушилка распылительная, 18,25-бункер, 19,26 - питатель (дозатор), 21-смеситель двухвальный, 27-пресс полусухого прессования. 28- укладчик.
94 5.5 Схемы цепей оборудования технологических линий для п изводства керамических изделий В практике проектирования предприятий керамических изделий работано довольно значительное количество схем цепей оборудована которых отдельные машины изображены по-разному. С целью упрощен понимания в МГСУ в последние десять лет разработаны и использую'] учебном процессе условные обозначения оборудования, применяемые в мышленности строительных материалов (рис.5.4.). Используя эти обоз! ния, технологические схемы и результаты расчётов по выбору оборудов можно составить схему цепей оборудования конкретной технологичо линии по производству керамических изделий. На схеме должны быть зательно увязаны все транспортные потоки, технологические процессы, | ды, грузоподъёмное и транспортное оборудование и их количество, воз? ные изменения потоков и др. На рис.5.5., 5.6., 5.7. в качестве примера по ны схемы цепей оборудования технологических линий по производств рамического кирпича пластического, сушильно-измсльчительного и шл| кого способов производства. На рис. 5.6. и 5.7. не показаны машины и ос дование, являющиеся общими для всех способов производства, начи! туннельных печей для обжига и заканчивая складом готовой проду! Приведены схемы не являются единственными и могут быть скорректиу ны в зависимости от принятой технологии. 5.6. Компоновочные решения комплексов В связи с большим многообразием технологических схем цепей рудования имеется значительное количество компоновочных решений дов и цехов. Компоновочные решения должны обеспечивать компакт размещения и удобство обслуживания оборудования, минимальные об строительства инженерных сооружений и транспортных коммуникаци блюдение техники безопасности и промышленной санитарии, охран) жающей среды и получение высоких технико-экономических показа! Компонуя оборудование, целесообразно брать за основу линейный пр его расположения. Для двух и более технологических линий необхо предусматривать возможность поочерёдного ввода их в эксплуатацию. |
95 * н комплекс СМК-510 по производству керамического кирпича: нн| и< и, пластинчатый СМК-352; 2 - глинорыхлитель СМК-496; •II г конвейеры ленточные; 4 - вальцы тонкого помола; 5 ~ вальцы № и in штильные; 6 - автомат-садчик СМК - 514; 7 - смеситель лопаст- < ♦ । н.ный СМК-126А; 8-конвейер ленточный реверсивный; 11 - гли- нт* •• Htti. (лишенный СМК-507; 13 - поплавковый стол-накопитель рамок; I i»»* ГМК - 325А; 16 - тележка электропередаточная; 17 - автомат ук- । Ml 511; 18 - сушила камерные; 19 - автомат-разгрузчик СМК- •• «к ‘и. |) пчельная; 21 - тележка передаточная; 22 - вагонетка сушила ВИН И авгомат-разгрузчик СМК - 512; 20 - печь туннельная; 21 - • • н» р< mi очная; 22 - вагонетка печная; 23 - роликовый конвейер
% 3JJ Рис.5.9.Схема производственного корпуса кирпичного завода с камер ними сушилами и туннельной печью на базе комплекса СМК-465: 1 - автопогрузчик; 2 - конвейер выдачи пакетов; 3 - поддон; 4 - дво| сбрасыватель; 5 - вальцы камневыделительные СМ - 1198Б; 6 - пита ящичный пластинчатый СМК-214; 7- мостовой кран; 8-туннельная печь; спецтранспорт печного отделения; 10 - вагонетка печная СМК - 499; J конвейер пластинчатый; 12 - комплекс оборудования СМК - 465; 13 - камерных сушил с оборудованием; 14 - таль электрическая: 15 - пресс п ковый СМК - 325А; 16 - комплект ленточных конвейеров: 17 - глиносм! тель СМ - 1238А; 18-питатель ленточный ПЛ-1-10; 19 - глинорыхлитель fl 1031Б с ленточным питателем СМК - 213; 20 - питатель качающийся ПК| 21 - таль ручная; 22- дробилка молотковая однороторная СМД - 147; Ж вальцы для тонкого помола с гладкими валками СМК-83 А.
97 * io Общий вид производственного корпуса кирпичного завода ...... in |(\|плюстыо 5 млн. условного кирпича в год (НТЦ “Строммаш. ♦ Н |1‘и“). • 11 I I 18,19,25,26,28,30,44,45,48,49 - ленточные конвейеры; 2,6.8,15 - • 1.11,17,23,39,47,52 - рама; 5- дробилка комбинированная; 11 > | бункеры; 9 - воронка (лоток); 10,46 - камневыдилительные •и 'и сушильный барабан; 21- газораспределительный узел; 22 - • - «.и расгиратель-смеситель; 24 - металлоуловитель ; 29 - ковшевой пир Ц винтовой конвейер; 32 - пресс полусухого прессования; 33 - • Ц шпатель; 34 - автомат-пакетировщик; 35 - кран; 36 - вилочный ВI• ’ ’ Ж вентиляторы; 40 - смеситель двухвальный; 41 - эстакада; 42 - >1нм о глинорыхлитель.
98 Компоновка оборудования на предприятиях по производству кере мического кирпича осуществляется, как правило, по плоскостной и ре» комбинированной схемам. Для плоскостной схемы характерно наличие нс скольких уровней подъёма материала и его поворота. Производственные здги ния - павильонного типа. Ширина пролёта производственных зданий 12, 18 24 м., высота зданий - 18 м и длина - кратная 6 м. Технологическое оборудс! вание располагается на самостоятельных опорах, не связанных с несущие конструкциями зданий. При размещении оборудования, создающего динам! ческие нагрузки на фундамент необходимо предусматреть специальные мер| по защите строительных конструкций. Оборудование, работа которого связ;й на с пылевыдилением,следует изолировать с помощью специальных укрыты и оснастить вентиляцией и фильтрами. На рис. 5.8., 5.9. и 5.10. представлены схемы и общий вид произвол ственных корпусов, кирпичных заводов и комплексов. 5.7. Технические характеристики комплексов В последние годы разработаны перспективные комплексы для пр изводства керамических стеновых материалов различной мощности: 7 60,30,10,5 и 1 млн. шт. условного кирпича в год. НТЦ “Строммаш” разработан проект завода по производству кирп ча способом полусухого прессования. Всё оборудование размещено в пр изводственном корпусе размером 24x120 м по плоскостной схеме. Подъел материала осуществляется при помощи ковшовых элеваторов и ленточш конвейеров. Техническая характеристика заводов по производству керамического кирпича полусухого прессования. (НТЦ “Строммаш”)- Вид кирпича...............................обыкновенный, пустотелый размером 250x120x65 мм (ГОСТ 530-80) Мощность, млн. шт. усл. кирпича в год.............................................5 Количество установленного Оборудования.............................................67 Масса установленного оборудования, т.........................................220 Установленная мощность, кВТ.............................540
99 ' и шчсство рабочих в смену; чел.........................11 I । щгры производственного корпуса, м................24x120 Комплекс оборудования СМК-510 предназначен для производства I нрнпча (ГОСТ 530-80) способом пластического формования мощностью 10- I i гпи.шт. условного кирпича в год с камерными сушилам и туннельными * । imii с каналом 2,4 м. В комплекс входят: глинорыхлитель СМК - 496. 11 и нитчатый питатель СМК - 352, камневыделительные вальца СМ - 1198 • п.1 hi.цы тонкого помола СМК - 83А, смеситель двухвальный СМК - 126А. ши ппый глинозапасник СМК - 507, пресс шнековый СМК - 325А, ком- п । । юнточных конвейеров, автомат - укладчик СМК - 511, линия возврата ।нжж СМК - 510-04, автомат - разгрузчик СМК - 512, автомат - садчик и 514, передаточная тележка камерных сушил СМК - 513, комплект № ргп сушил СМК - 515, гидростол СМК - 510 - 17, вилы, печная вагонетка И 499, спецтранспорт печного отделения, групповой захват СМК - 510 пк перегружатель СМК-510-09 и др. I 11 и ческа я характеристика комплекса СМК - 510 мощностью 10 -13 млн. шт. усл. кирпича в год. Им । кирпича....................................утолщенный пустотелый (ГОСТ 530-80) I ННПОСТЬ. млн. шт. в год............................10-13 । . иная производительность, шт/ч.....................6000 '«и. к» рабочих дней в году............................365 I" ю смен в сутки: Тепловых агрегатов.......................................3 Остальных..................................1 Ь । нкшлейная мощность (кроме тепловых •• ин to подъёмных устройств), кВт................... 525 I к i л установленного оборудования ги к тепловых агрегатов и грузо- li оДмпых устройств, т..................................240 •• и шчсство рабочих в смену; чел.......................13 Технологический комплекс СМК - 350 предназначен для вновь |инпцнхся заводов керамических изделий с туннельными крупногабарит- •и \ шилами и печами с каналом шириной 7м. В состав комплекса входят: in к к обрабатывающее оборудование, прессовое оборудование, транспортное
100 оборудование, топливное и вентиляционное оборудование, робототехни* ское оборудование и система управления с применением микропроцессор!* техники. Оборудование комплекса по своему функциональному назначен} размещено на десяти автономных участках, объединенных единой центра! зованной системой управления. В состав оборудования первичной обработки сырья входят: д ящичных питателя СМК - 351, пластинчатый СМК - 422 и ленточный СМ) 402 конвейеры, дезинтегратор СМК - 359, пластинчатый конвейеры СМВ 421, дырчатые вальцы СМК - 371, ленточные конвейеры СМК - 412 и CMI 403, Техническая характеристика комплекса СМК - 350 мощностью 75 мл шт. усл. кирпича в год Вид изделия.............................кирпич полнотелый обыкновенный, то же утолщенный пустотелый (35%) камни пустотелые (35%) (ГОСТ 530-80) Способ формования...................................пластический Производительность, шт/ч: полнотелого обыкновенного..............................18.800 пустотелого утолщенного.................25.800 Установленная мощность, кВТ..............................3960 Масса установленного оборудования,т......................2015 Расчётное количество рабочих, чел......................75 (100) вальцы грубого помола СМК - 372, ленточные конвейеры СМК - 401, СМ 406, СМК - 407, загрузочный мост СМК - 358, ленточные конвейеры СМ 404 и СМК - 407, смеситель с фильтрующей решёткой СМК - 355, шихте пасник вместимостью 11 суток и др. Формовочный участок включает: разгрузочный мост СМК - 3 ленточные конвейеры СМК - 408, пластинчатый питатель СМК ~ 352, ва цы тонкого помола СМК - 339, смеситель СМК - 373, пресс шнековый Ch - 376, комплект пластинчатых и ленточных конвейеров, пульты управлеи автомат-укладчик СМК - 377, автомат-погрузчик СМК - 393 и др. Теплотехническое оборудование включает: сушило непрерывш действия, туннельные обжиговые печи, вагонетки сушильные (260 шт.,
101 l(> • резервные), вентиляционное оборудование (37 вентиляторов), пере- = Hii iiihic тележки СМК - 371, цепные толкатели СМК - 383, СМК - 384 и II 385, автоматы - садчики СМК - 382, печные вагонетки СМК - 387, i>. i.i точные тележки СМК - 389 и др. На последних участках находятся: автомат - пакетировщик СМК - ‘ ин томат вертикальной СМК - 361 и горизонтальной СМК - 362 обвязки. Для утилизации дымовых газов предусмотрены: теплоутилизатор ТП о Г2РК и центробежный вентилятор для подачи наружного воздуха, за- -«••кп регулировочные, щит электрооборудования и др. Вся технологическая линия оснащена центральной системой автома- । кою управления. На базе этой линии (комплекса) разработаны проекты заводов кера- -» , hoi o кирпича мощностью 60 и 30 млн. шт. в год с туннельными печами •HipiiiiOH канала 4,7 м для пластического и жесткого формования кирпича - ч “ ’ 5.8. Основы контроля и автоматического управления Принципиальные вопросы автоматизации технологических линий и •нь-ксов имеют следующую структуру: управление комплексом с цен- | |м пою пульта, управление отдельными агрегатами или линиями с пульта г нора , связанного с центральным пультом. Станции управления монти- • » н к отельных помещениях. Особое значение имеет автоматический •припь технологических процессов. К основным видам технологического относятся: контроль уровня материала в бункерах, “забивки” •Г'н.и усилия прессования, температуры сушки и обжига, работы н н и мельниц, смесителей и др. < истемы автоматического управления обеспечивают два основных • и управления: автоматический и местный. Для осуществления • ‘упадочных работ в системах управления предусматривается ..... цельный сблокированный режим при помощи местных кнопочных Н автоматическом режиме, работы система управления должна " чннать: автоматический запуск технологического оборудования в направлении, обратном технологическому потоку, в порядке, определённом блокиповочной зависимостью, с предварительным включением предупредительной сигнализации; включение и выключение дополнительного (резервного) оборудования во время работы комплекса; отключение системы с пульта управления диспетчера с предварительной разгрузкой соответствующих машин;
102 аварийное отключение оборудования с пульта диспетчера и J пультов местного управления; автоматическое отключение вышестоящего в технологически цепочке оборудование при аварийном отключении любого п предыдущих. В настоящее время разработано и применяется несколько систем обеспечивающих перечисленные требования. Например, система комплекс] СМК - 350 включает в себя центральный пульт, оснащения микропроцессором; установку промышленного телевидения; комплот, пультов контроля и управления отделениями (участками); комплЛ электрокабелец для подключения и др. Система контроля и управлен» реализует функции автоматического контроля работы комплекса 1 оборудования; представляет данные о ходе технологических процессов и| работа участков и агрегатов и производят учёт готовое продукции и др. Вопросы для контроля и самопроверки: 1. Назовите основные способы изготовления керамических стеновл материалов. 2. Назовите сырьё и расход сырьевых материалов при произволе! ш керамического кирпича. 3. Как определяется потребность пресс-порошка, глино-массы 1 шликера? 4. Перечислите основные технологические операции при производен» керамического кирпича пластического, сушильно - зимельчительного I шликерного способов. 5. Назовите комплексы оборудования для производства керамичеки стеновыхматериалов пластического сушильно-измельчительного шликерного спсобов. 6. Привадите схемы условных обозначений оборудования. 7. Какие показатели приводятся в технической характерная комплекса? 8. Как осуществляется компоновка оборудования в производственна корпусах (зданиях) ? 9. Что должна обеспечивать система автоматического управление контроля на предприятиях керамических стеновых материалов?
103 Список литературы: ЕЗолотарский А.З., Шейман Е.Ш. Производство керамического »прпича. -М.: Стройиздат, 1989 2.м ашины и оборудование для производства керамических и •гликатных изделий: Отраслевой каталог/ Полозова.Н.. Минеев В.П. - М.: ЦЦПИТЭСтроймаш, 1990. 3.К омплексы малой производительности для производства керамиче- чою кирпича полусухого прессования: Каталог - справочник/ А.С. Ильин, И А Лукьянов, Г.Н. Малиновский и др. - М.: Объединение “Машмир”, 1992 ^Оборудование для сушки и обжига керамических стеновых нсриалов и изделий: обзорная информация /А.С. Ильин, Н.А. Лукьянов, Ml, Малиновский. -М.: Объединение “Машмир”, 1992, вып.1. 5.С троительные материалы: Справочник/ А.С. Болдырев, П.П. Золо- Н1 А.Н. Люсов и др. - М.: Стройиздат, 1989.
104 Глава 6. Технологические линии и комплексы для производства цемента 6.1. Общие сведения. Классификация Цемент - гидравлическое вяжущее вещество, представляющее соб| искусственный порошкообразный материал, способный при смешивании! водой образовывать пластичное тесто, которое после предварительного ч твердевания на воздухе, продолжает твердеть и длительно сохранять сын прочность в воде. В настоящее время производится более 50-ти видов цемо|| та: глиноземистый, известково-пуццолановый. известково-шлаковый, кися тоупорный, расширяющийся, портландцемент различных разновидное™ (белый, быстротвердеющий, гидрофобный, дорожный, пластифицированн J тампонажный, цветной и др.). Для производства бетонных, железобетоне изделий и конструкций, дорожного, гидротехнического и монолитов строительства и т.п. (без воздействия агрессивной среды) используется, r.J ным образом, портландцемент. Портландцемент (ГОСТ 10178-85) - вяжущее вещество, получасе путем тонкого измельчения цементного клинкера, образованного за счет жига до спекания искусственной сырьевой смеси, состоящей из карбо наги и глинистых пород. Для улучшения химического состава сырьевой смл иногда вводятся корректирующие добавки. Приготовление сырьевой сш производится либо сухим, либо мокрым способами. При помоле клинк вводится 5-7% гипса, до 10% инертных (известняка, песка) или до 15% тивных минеральных добавок. По прочности портландцемент делится на > тыре марки: 300, 400, 500 и 600. К основным свойствам портландцемента можно отнести: уделыф поверхность - 2000-4000 см7г; удельный вес (плотность) 3,25 г/см3; нк# ную плотность 1,22 г/см3; угол естественного откоса в покое 41-42 град.; Я кость помола - остаток на сите №008 при просеивании пробы 10-15% и др I Цементная промышленность России сейчас насчитывает около цементных заводов и производит более 130 мил. т. цемента в год и хараЯ •ризуется данными табл. 6.1.
105 Таблица 6.1. Мощность цементных заводов Мощность завода, тыс. т. в год Доля выпуска от общего объема произ- водства, % 10 100 101-200 201-500 501-1000 1001-1500 1501-2000 I ! .ее 2000 0,5 | 2 .5 ^40 - 45 15-20 42-32 Средняя мощность цементного завода более 1500 тыс. п цемента в I » в отрасли насчитывается свыше тысячи сырьевых и цементных мельниц, ни четыреста вращающихся печей, восемнадцать - шахтных. Только три • шовых агрегата оснащены циклонными теплообменниками и реактора- Iй «’карбонизаторами. Поэтому предлагается расширение применения сухо- нособа производства и доведения его до трети общего объема производ- (' этой целью начался выпуск нового прогрессивного оборудования, рог соответствует мировому уровню. Проектируются и строятся заводы • и мощности от 50 до 300 тыс. т. цемента в год. Такие мини-заводы • и и астся использовать как предприятия-утилизаторы минеральных отхо- ««ромышленности, в том числе и горнодобывающей, либо как заводы для •нов с ограниченной сырьевой базой или как экспериментальные произ- к и I t ft. L I (смени юе сырье. Характеристика и расход. Виды топлива ( |я приготовления (получения) цементной сырьевой смеси (мутей, » hi шеа) используется карбонатные, карбонатно-глинистые и глини- • В’риыс породы, а также попутные продукты и промышленные отходы, Иннине глинистую и частично карбонатную части, а также активные । и ныс'и корректирующие добавки. Н качестве карбонатных пород в цементном производстве использу- 1НЯКИ, мел, мергель и др., содержащие в %: MgO - 4; SO3 - 1,3; 1 । О) - 1; Р0О5 - 0,4. Для получения 1 т. портландцемента требуется I 1 1.5 т. известняка или мела. Hi глинистых пород в качестве цементного сырья используется в । шны и суглинки, реже лёсс, содержащие не более 10% частиц ’» ’ мм. Расход глинистых пород на 1 т. клинкера составляет 0,27 -
106 В качестве активных минеральных добавок используют горные п- роды осадочного (трепел) и вулканического (пемза, туфры) происхождения также искусственные материалы (доломит, шлак, зола и др.) Из корректирующих добавок применяют природные и искусство ные вещества (отходы производства), улучшающие значения силикатного глиноземного модулей. Средний расход добавок на 1 т. клинкера составляет 0,010 - 0,035t Расчет шихты производят по соответствующим формулам, нап| мер, по формуле З.Б. Энтина, либо с определением показателей, харакге| зующих химико-минералогический состав портландцементного клинкф коэффициента насыщения (КН) в пределах 0,88 - 0,92; силикатного (крелп* земного) модуля (п) в пределах 1,9 - 2,6 и других. В табл. 6.2. приведен удельный расход основных сырьевых матер! лов при производстве цементного клинкера. Таблица f Удельный расход сырьевых материалов Горная порода, добавки Расход на 1 т. цементного клинк» ра- т. I, Карбонатные горные породы (известняк, мел, мергель, и др.) 1,3 - 1,5 Глинистые горные породы (глина, суглинок, лёсс и др.) 0,27-0,30 Добавки (железистая, кремнеземистая, глино- 0,01-0,035 земистая и др.) Средний удельный расход сухих сырьевых материалов в цемент^ производстве составляет 1,6 т. на 1 т. цементного клинкера. Пример, известняк - 1,3; суглинок - 0,28; огарки пиритные - 0,021 Общий расход составляет 1,6 т/т. При мокром способе производства цемента следует учитывать вл> ность шлама, которая может быть равна 32-46%. Количество шлама мол определить по формуле: Q ш ~ q с q с ’ Y в > где qc - общий расход сырьевых материалов в пересчете на сухое вещсси ув - относительное содержание влаги (влажность шлама в относителы единицах).
107 Средняя объемная плотность шлама рассчитывается по формуле: р ^Pc Y.+P.-Y. Y.+Y. । ic рс - плотность смеси в сухом виде; ус - процентное содержание смеси; рс плотность воды; ув - процентное содержание воды в шламе. Объемная плотность сухой смеси: _ Ри(м) ’Уи(м) + Рг(с) 'Yr(c) +Ро ’Yo Рс ~ ~ ’ Yh(m) + Yr(c) + Yo i ю Ржи), рг(с), Ро - объемная плотность соответственно известняка (мела), । шны (суглинка), огарков пиритных; у1|(м), уг(с), у0 - процентное содержание «^ответственно известняка (мела), глины (суглинка), огарков пиритных. Значение объемной плотности соответствующих сырьевых материа- 1ов принимаются из справочной или учебной литературы, а их процентное < очержание из задания на проектирование. По заданной (проектной, расчетной) мощности (производительно- 11 и) цементного завода и принятому режиму работы можно определить часо- ную, сменную, суточную и годовую потребность основных сырьевых мате- риалов и шахты (сырьевой муки, шлама) и выбрать и рассчитать тип и вме- шмость складов, марку' и количество Основного и вспомогательного обору- дования (табл. 6.3 и 6.4.).
108 Таблица 6.3, Расход сырьевых материалов цементного завода сухого способа произ- водства мощностью 1200 тыс. т. в год Материал Расход, т (м3) в час в смену в сутки в год Известняк 220,4 (157,4) 1657,3 (1183,8) 4772,8 (3409,1) 1694358 (1210256) Суглинок 41,4 (23) 311,5 (173,1) 897,2 (498,5) 31 °’88 (176937,8) Огарки 1.66 (1Д9) 12,5 (8,93) 35.9 (25,6) 12795 (9139) Мука 263.5 1981,2 5705,9 2025585,3 сырьевая (188,2) (1415,2) 4075,6)' (1446846,6) Таблица 6.4 Расход сырьевых материалов цементного завода мокрого способа прош водства мощностью 450 тыс. т. в год Материал ж Расход, т (м ) в час в смену в сутки в год Известняк 77,9 (55,6) 586 (418,6) 1632,3 (1165,9) 594900 (424928,6) Глина 15,9 (8,8) 120 (66,7) 2334,5 (1297) 121500 (67500) Огарки 0.6 (0,43) 4,5 (3,2) 12,4 (8,9) 4500 (3214,3) Шлам 141,6 (109) 1067 (820,8) 2973,4 (2287,2) 1080000 (830769,2) ] Основными видами топлива на современных цементных заводах »• ляются: природный газ, мазут, уголь. При расчетах и проектировании h ментных заводов также рассчитывается потребность топлива исходя из пр| пятой технологии. Удельный расход топлива на единицу7 продукции сосни ляет при мокром способе в среднем 227 кг при сухом - 152 кг.
109 6.3. Склады сырьевых материалов, шихты и цемента Переработка основных сырьевых материалов на цементных заводах производится по технологиям, рассмотренным выше (дробильно- нртировочных и керамических заводов). Складирование производится на । и крытых и закрытых складах. Расчет и проектирование складов осуществля- йся с учетом нормативного времени запаса материала. При расчетах опреде- Н1стся тип, количество, вместимость и геометрические размеры склада. Вместимость склада можно рассчитать по формуле: Q t v = —---------2---,м3 З65-к3-рн । ic Qr - потребность (расход) соответствующего материала в год, т/год; tH - нормативное время запаса материала, сутки; рн - насыпная плотность •ыгериала, т/м3; к3 - коэффициент использования вместимости склада, 0,85-0,90. Значение коэффициентов tH, рн определяются по справочнику и in из нормативной документации. Количество штабелей или емкостей определяется исходя из вмести- ли ги одного штабеля или бункера (силоса) по формуле: Z-V/V1 На рис. 6.1. показан закрытый склад известняка и глины цементного нн»ца. Время запаса сырьевых материалов рассчитано на трое суток. В практике подготовки и хранения сырья на цементных заводах ис- 1чьчуются, главным образом, два типа усредненных складов: "слоёный" •н.1осль (рис. 6.1.), бункерный склад с весовыми дозаторами (питателями), к рвьге, как наиболее экономичные, имеют наиболее широкое применение на фмснтных заводах. Они размещаются или на карьере, или на самом заводе. • » m a. как правило, должен иметь не менее двух штабелей складируемых • нгриалов. Для формирования штабеля применяют штабелеукладчик с под- •»» ыюй стрелой, роторный экскаватор и ленточные конвейеры. Первый ус- нк нный склад в цементной промышленности был сооружен в США (штат I шфорния) в 1959 году на семь компонентов сырьевой смеси с запасом в ин. суток. В России сырьевой склад впервые был разработан и построен в '<< > году; Склад имел два штабеля вместимостью по семь тыс. м3, длину 40 и высоту 10м. Объемная неоднородность смеси на складе должна состав- •iu для первого класса 2-2,5%, для второго класса 2,5-5,0% и для третьего ‘и tа более 5%.
но Силосы (специальные емкости) сырьевой смеси (муки) это цилинд- рические железобетонные или металлические сооружения с пневматической системой перемешивания материала. Они бывают корректировочные диамет! ром до 6 м и высотой до 12 м и запасные диаметром до 14 м и высотой до 2Я м и вместимостью до пяти тысяч кубометров. На цементных заводах с мокрым способом приготовления сырьевой шахты используются вертикальные и горизонтальные шламбассейны, верти кальные шламбассейны вместимостью до 1200 м3 имеют пневматически систему гомогенизации и используются в качестве рабочих и резервных дл* хранения готового шлама. Количество шламбассейнов на цементном завов составляет 2-12. Горизонтальные шламбассейны - это железобетонные сооружения круглого сечения. Они имеют вместимость: 2500, 8000 и 20000 м3 и механо пневматическую систему гомогенизации (рис. 6.2.) Основным технологи’к ским оборудованием шламбассейнов являются крановые мешалки: АЦ-51 ЦП-16, ЦП-17, КМ-1, КМ-9 и други.
Ill । 6.1. Закрытый усредненный склад известняка и глины с запа- •м на трое суток: штабель известняка; 2 - штабель глины: 3, 4? 5 - конвейер ленточ- •Mii: 6 - грузоподъемное устройство; 7 - питатель передвижной; 1 < I роительное сооружение
112 V=60 тыс. Рис. 6.2. Схема компоновки горизонтальных шламбассейнов м’ 6.4. Технология производства и схемы цепей оборудования цементных | заводов Технология производства цемента на современных заводах весьма разнообразна и определяется большим числом факторов: сырьем, климатиче- скими условиями, технологическим и транспортным оборудованием, спосо- бом производства и т.п. Для примера рассмотрим технологическую схему мокрого способа производства цемента в укрупненном виде. Обозначения технологических операций и материальных потоков остаются прежними (рис. 6.3.).
113 Рис. 6.3. Технологическая схема производства цемента мокрым способом При сухом способе производства цемента технологическая схема выгладит следующим образом: после третьей технологической операции (рис. 6.3.) предусматривается операция измельчения, сепарация, обеспылева- пис и складирование сырьевой муки (смеси). Далее технологические опера- ции остаются одинаковыми. Мощность линии (завода) по клинкеру можно определить по форму- ic: Огод = 0,95 • Qc• Др-Кв-Кпот-2п, т/год । ю 0,95 - коэффициент снижения паспортной производительности обжиго- вой печи, г/сутки; Др - количество рабочих суток в году; Кв - коэффициент использования по времени, Кв=0,85-0,9; Кпот - коэффициент, учитывающий потери при технологической переработки, Кпот=0,93-0,97; Zn - количество пожиговых печей в технологической линии. При заданной расчетной (проектной) годовой мощности и опреде- 1снных значениях параметров линии можно определить количество соответ-
114 ствующих обжиговых печей. Коэффициент загрузки печей не должен пре- вышать нормативного значения: K3arp = Z’n/Zn<[0,95], где Z п и Zn - расчетное и фактическое количество печей. При разработки схем цепей оборудования цементных заводов ис пользуют технологические схемы, расчеты по выбору основного и вспомога тельного оборудования, условные обозначения (рис. 6.4.) и требования к производству готовой продукции. Печь вращающаяся Холодильник: Колосниковый Барабанный - Мельница ’’Гидрофол”
115 платформа Железнодорожные: полувагон вагон Автоцементовоз Цементовоз Дымосос, венти- лятор Гидроциклон Пневмосепа- Глинобол- ратор тушка Рис. 6.4. Условные обозначения оборудования на схемах цементного производства
116 Рис. 6.5. Схема печного агрегата сухого способа производства с одно- ветьевым циклонным теплообменником и реактором- декарбонизатором: 1 - воронка загрузочная; 2 - циклонные теплообменник; 3 - смеситель га- зов; 4 - реактор-декарборнизатор; 5 - печь обжиговая вращающаяся; 6 вентилятор для аспирации воздуха; 7 - вентилятор общего дутья; 8 - дро- билка; 9 - вентилятор острого дутья; 10 - холодильник колосниковый; ”Т” топливо; "В” - воздух
117 Гис. 6.6. Схема цепей оборудования агрегата для помола и сушки сырь- । вых материалов: I силос сырьевой муки; 2,10 - питатели, дозатор; 3 - циклон; 4, 9 - дымо- ос, вентилятор; 5 ~ шибер, затвор, заслонка; 6 - пневмосепаратор; 7 - элек- фофильтр; 8 - бункер сырьевого материала; 11 - труба дымовая; 12 - теп- нненератор, топка; 13 - мельница трубная сырьевая На рис. 6.5. показана схема печного агрегата, получившая широкое применение при разработке общей схемы цементного завода сухого способа производства. На рис. 6.6. приведена схема цепей оборудования для производства мрьсвой муки на заводах сухого способа производства цемента.
118 Рис. 6.7. Схема цепей оборудования технологической линии цементное завода сухого способа производства: 1, 16 - бункер; 2, 47 - дозатор, питатель; 3 - мельница "Аэрофол”; 4, 11, 40 пневмосепаратор; 5, 9, 20, 23, 30, 38, 42 - вентилятор; 6 - циклон; 7, 13 - кщ вейер винтовой; 8 - мельница трубная сырьевая; 10, 28 - элеватор; 12 г- эле» трофильтр; 14 - труба дымовая; 15 - дымосос; 17 - рентген-анализатор (пр боотборник); 18, 33, 35 - питатель; 19, 31, 43 - силос; 21 - циклонный тешь обменник; 22 - печь обжиговая вращающаяся; 24 - вентилятор общего дупй 25 - вентилятор острого дутья; 26 - холодильник; 27 - дробилка; 29, 31 конвейер; 32, 44 - указатель уровня материала; 36 - мельница трубная || ментная; 38 - аэрожелоб; 39 ~ фильтр; 41 - насос пневмовинтовой; 45, 4<» цементовоз
7 Рис. 6.8. Схема цепей оборудования технологической линии цементного завода мокрою способа производ- ства: 1 - экскаватор; 2 - ж.д. платформа, полувагон; 3 - бункер; 4, 19 - конвейер; 5 - мельница Тидрофол”; 6 - мель- ница; 7 - насос; 8 - гидроциклон; 8 - мельница сырьевая; 10 - шлам бассейн; 11- глиноболтушка; 12 - печь вра- щающаяся; 13 - холодильник; 14 - вентилятор острого дутья; 15 - дробилка; 16 - вентилятор общего дутья; 17 - вентилятор; 18 - элеватор; 20 - склад клинкера; 21 - склад гипса; 22 - мельница цементная; 23 - насос пневмо- винтовой.
120 На рис. 6.7. и 6.8. показаны схемы цепей оборудования цементных заводов соответственно сухого и мокрого способов производства цемента. В табл. 6.5. и 6.6. приведены комплексы основного оборудования цементных заводов сухого и мокрого способов производства цемента. Таблица 6.5. Комплекс основного оборудования цементного завода сухого способа производства Наименование обо- рудования Марка, индекс Кол во Масса , т Мощность, кВт с. общ. CI. _ ООП' Питатель СМЦ-80 2 3 6 14 ’ 28 Мельница "Аэро- 5x1,8 2 300 600 500 1000 фол" Сепаратор циклон- ный СМЦ-419 3 32,54 85217 Мельница трубная МС 4x13,5 2 480 960 31.50 6300 | Электрофильтр УГР-1 2 277 5,54 7 14 1 Агрегат печной СМЦ-26 2 2485 4970 7031 Элеватор ковшовый СМЦ-130А 2 24,5 49,0 75 150 J Агрегат для помола клинкера с добав- СММ-48 2 650 1300 4150 8300 ками Автоматизирован- ный склад сырьевой 1КОМПЛ муки Установка для за- ТА-11 2 23600 47200 5,7 Н,4 грузки выгонов Установка для за- ТА-10 2 9650 19300 5 10 грузки цементово- зов Грузоподъемное 2 2Д 4,2 10 20 устройство
121 Таблица 6.6. Комплекс основного оборудования цементного завода мокрого способа производства Наименование обо- рудования Марка, индекс Кол- во Масса, т Мощность, кВт ед. общ. ед. общ. Мельница ’’Гидро- фол" ММС-50-23 1 194 194 630 630 Мельница трубная сырьевая МС 4x13,5 2 480 960 3150 6300 Глиноболтушка СМЦ-427.1 3 58,2 174,6 160 480 Смеситель шламо- вый СМЦ-445.1 4 45 180 7,5 30 Питатель шлама СМЦ-76 2 3510 7020 11 22 Насос шламовый ШН-150 10 0,225 2,25 128 1280 Печь вращающаяся СМЦ-452 (ПВМ 4x150) 2 1430 2860 300 600 Дымосос запечный ДН-21х2А 2 0,4 0,8 160 320 Охладитель клинке- ра СМЦ-33 2 1890 3780 480 960 Электрофильтр УГТ1-3-60 2 221 221 450 900 Мельница цемент- ная МЦ-4х13,5 2 480 960 3150 6300 Элеватор ковшовый СМЦ-130 А 2 24,5 49 75 150 Конвейер скребко- вый СМЦ-127 2 85 150 17 34 Подъемник цемента пневматический винтовой ТА-15 4 0.99 3,96 40 160 1 lacoc пневматиче- ский винтовой НПВ-63-4 2 2,593 5,186 132 264 Вентилятор ВОН-18-1 2 0,4 1,6 250 1000 Фильтр рукавный СМЦ-166 Б 2 2 4 0,16 0.32 Установка Для за- грузки вагонов ТА-11 2 23600 47200,- -.5,7 11,4 Установка для за- । рузки цементово- IOB ТА-10 2 9650 19300 5 10 1 lacoc однокамер- ный пневматиче- ский ТА-28 2 14795 29590 - -
122 6.5. Компоновочные решения цементных заводов На цементных заводах применяется смешанная компоновка обору- дования. Такое оборудование, как вращающиеся обжиговые печи, шламбас- сейны, цементные силосы и др. размещаются на открытых площадях ввиду их больших размеров. А. например, загрузочные и разгрузочные концы пе- чей. мельницы, транспортирующее оборудование, сепараторы, циклоны, фильтры и др. - в производственных зданиях. Рис. 6.9. Схема расположения основных отделений цементного завода сухого способа производства: 1, 2. 6, 7 - вспомогательное отделение; 3 - труба дымовая; 4 - ж.д. путь; 5 силос цемента; 8, 11 - погрузочно-разгрузочные и транспортные линии; 9 отделение помольное; 10 - склад клинкера и добавок; 12 - отделение охла- дителей; 13 - печное отделение; 14 - отделение теплообменников; 15 - склад сырьевой муки; 16, 17 - отделение переработки сырья В качестве примера компоновочных решений цементных заводов на рис. 6.9. приведена схема расположения основных отделений (участков) тех- нологической линии с двумя печами 4x60 м сухого способа производства.
123 6.6. Технико-экономические показатели Расчет технико-экономических показателей производства цемента производится по единой методике для отрасли промышленности. Основными показателями являются: удельные расходы топлива, электроэнергии, сырье- вых материалов, металла, пара, воды и др; себестоимость производства еди- ницы продукции; средняя выработка на одного рабочего и работающего; ко- личество рабочих; удельные капиталовложения и др. В табл. 6.7. приведены основные показатели цементных заводов сухого и мокрого способов произ- водства. Таблица 6,7, Основные технико-экономические показатели производства цемента Показатели Способ производства Сухой Мокрый Мощность завода (линии) по цементу, млн. т./год 2 2 Удельный расход сухих сырьевых материалов, т/т клинкера 1,6 1,6 Удельный расход топлива т усл. топлива / т це- мента 0,135 0,221 Удельный расход электроэнергии кВт-ч / т це- мента 129 112 Удельный расход металла, ^т/ . цемеНта 100 125 Удельные капиталовложения, руб. / т цемента 26,45 25,5 Себестоимость одной тонны цемента без затрат на топливо и электроэнергию, руб. /т цемента 3,97 3,82 Выработка на одного работающего, т / челтод 14000 13500 ’ - Значения показателей приведены по состоянию на 01.01.1991 г.
124 6.7. Основы контроля и автоматического управления Основные работы по автоматизации цементных заводов были начаты в 50-е годы. Были созданы системы автоматического регулирования, обеспе- чивающие стабилизацию технологических параметров в основных агрегатах: сырьевых и цементных мельницах, глиноболтушках, шламовых смесителях, сушильных устройствах, вращающихся обжиговых печах, складах сырьевых материалов и др. В настоящее время разработано и внедрено в производство несколько типов систем автоматического контроля и регулирования, напри- мер, ’’Цемент-Г* и др. Современные АСУТП позволяют осуществлять посто- янный автоматический контроль с отображением информации на печатаю- щих устройствах и экранах дисплея за состоянием оборудования, расходом сырьевых материалов, смеси (шихты) и т.п. Строящиеся технологические комплексы и линии спроектированы как автоматизированные технологиче- ские комплексы (АТК). Вопросы для контроля и самопроверки: 1. Назовите основные сырьевые материалы для производства цемента. 2. Как определяется расход сырьевых материалов, сырьевой муки, шлама и т.п.? 3. Какие склады сырьевых материалов Вы знаете? 4. Как определяется вместимость и количество складов на цементных заводах? 5. Вычертите технологическую схему производства цемента мокрым и сухим способами. 6. Как определить мощность (производительность) технологической линии цементного завода? 7. Вычертите схемы условных обозначений основного оборудования цементного производства. 8. Назовите комплексы основного оборудования цементных заводов сухого и мокрого способов производства. 9. Как осуществляется компоновка оборудования на цементных заво- дах? 10. Назовите основные технико-экономические показатели и их значе- ния. 11. Какие системы автоматического регулирования на цементных заво- дах Вы знаете?
125 Список литературы: 1. Банит Ф.Г., Несвижский О.А. Механическое оборудование цемент- ных заводов. - М.: Машиностроение, 1975 2. Гипроцемент: Справочник по проектированию цементных заводов. - Л.: Стройиздат, 1969 3. Машины и оборудование для производства цемента: Каталог - спра- вочник/ В.Н. Лямин Е.К. Розанов, Н.В. Урюжников. - М.: ЦНИИТЭстрой- маш, 1^81 4. Несвижский О.А., Дешко Ю.И. Справочник механика цементного завода. -М.: Стройиздат, 1977 5. Строительные машины: Справочник в 2-х т.т./ Под ред. В.А. Баума- на. - М.: Машиностроение, 1976 6. Силенок С.Г., Гризак Ю.С., Лямин В.Н. и др. Печные агрегаты це- ментной промышленности. - М.: Машиностроение, 1984 7. Строительные материалы: Справочник / А.С. Болдырев, П.П. Золо- тов, А.Н. Люсов и др. И Под ред. А.С. Болдырева, П.П. Золотова. - М.: Стройиздат, 1989
126 Глава 7. Технологические линии для производства гипсовых вяжущих материалов 7.1. Общие сведения. Классификация. Гипс - CaSO<2H2O (Са - 32,56%: SO3 - 46,51%; Н2О - 20,93%) продукт обжига и измельчения гипсового камня, относящегося к осадочном^ типу горных пород. Имеет плотность 2200 - 2400 кг/м3. Обладает ценным свойством - при обжиге терять ввод}7, превращаясь в белый порошок который при затворении водой схватывается и твердеет, нескольы увеличиваясь в объеме. Это позволяет использовать гипс для производств вяжущих строительных материалов и формования различных изделий Благодаря мягкости и белизне гипс применяется как наполнитель. I цементной промышленности гипс используют при помоле клинкера и качестве замедлителя схватывания цемента после затворения его водой. Гипсовые вяжущие вещества в зависимости от модификационного М вещественного состава классифицируются следующим образом: низкомарочные, состоящие из р - полугидрата (строительный медицинский и другой гипс марки Г-2 - Г-7); высокомарочные, состоящие из а - модификаций (высокопрочный формовочный, супергипс и т.п. марки Г-10 - Г-25); состоящие из естественной или искусственный смеси (многофазный штукатурный и т.п. гипс); состоящие из смеси ос, р модификаций и комплексных минеральные добавок (ГЦП - пластифицированные вяжущие, ГИЩ - щелочи ы* вяжущие и т.п.) Основные требования к гипсовым вяжущим отражены к соответствующих ГОСТ-ax и технических условиях (ТУ): ГОСТ 125-79 - гипс строительный и формовочный; ГОСТ 4746-79 - или ОСТ 21-8-80 - гипс медицинский; ТУ 21-31-42-81 - супергипс; ОСТ 21-29-77-ГЦП; ВТУ-Ь77-ГИЩит.п. Области применения гипсовых вяжущих приведены в табл. 7.1.
127 Таблица 7.1. Области применения гипсовых вяжущих веществ Области применения Марка, индекс гипса Доля исцользова ния, % Изготовление строительных изделий в заводских условиях Г-2-Г-7 66,6 Го же ГЦП 2,2 Для штукатурных и других строительных работ Г-2-Г-7 28,6 В фарфоро-фаянсовой, керамической и др. Г-2-Г-7 1,9 В медицине Г-2 - Г-7 и другие 0,7 7.2. Сырье для производства гипса Основным сырьем для производства гипсовых вяжущих веществ шляется гипсовый камень (Восточная Сибирь, Московская, Ленинградская, фхангельская области. Северный Кавказ и др.). Гипсовый камень по ГОСТу 1013-79 делится на четыре сорта в зависимости от процентного содержания: in» 1 сорта - 95, для 2 сорта - 90, для 3 сорта - 80 и для 4 сорта - 70. Месторождения гипсового камня разрабатывается двумя способами: -I крытым (90%) и подземным (10%). Производство горных работ <уществляется по поточно-цикличной технологии. Используются ыционарные и полу стационарные технологические установки для ^обленил, сортировки и обогащения (промывки) гипсового камня, осспсчивающие его подачу7 для дальнейшей переработки на завод, цех или комбинат. 7.3. Технологические схемы производства гипсовых вяжущих Все существующие и вновь создаваемые технологические схемы роизводства гипсовых вяжущих веществ можно разделить на три основные руппы: с применением открытых аппаратов для обжига гипсового камня (£ - олугидрата); с применением герметичных аппаратов, работающих при •юыточном давлении (а - модификаций): с применением смешанной хнологии. В зависимости от горного сырья, технологического оорудования, требований к качеству готовой продукции в каждой из трех помянутых групп можно еще выделить несколько подгрупп технологии, тример, в первой группе - три схемы производства (рис. 7.1.).
128 Рис. 7.1. Технологические схемы производства гипсовых вяжущих веществ с применением открытых аппаратов для обжига По схеме 1-1 помол и сушка осуществляется в шахтной мельнипс дегидратация - в гипсоварочном котле. По схеме 1-2 обжиг осуществляется I сушильном барабане, помол - в шаровых и шахтных мельницах и и дезинтеграторах. По схеме 1-3 одновременный помол и обжш осуществляется в кольцевой мельнице (Германия). Вторая группа технологических схем включает две подгрупп» (ВНПО ВНИИСтром, Красково Московская область), которые отличаются ш первой автоклавной обработкой. Другие схемы являются видоизменение м первых двух. Производство гипсовых вяжущих веществ в автоклава характеризуется более высокими капиталовложениями и текущими затратами и составляет около 4% от общего объема производства гипсов) j вяжущих. 7.4. Схемы цепей оборудования Разрабатываются и используют на практике несколько схем цепей оборудования как для отечественного, так и для импортного производства гипсовых вяжущих веществ. В качестве примера рассмотрим одну из схем цепей оборудования с использованием кольцевой мельницы ’’Клаудиус Петерс” (Германия). На рис. 7.2. приведены схемы оборудования в условном
129 обозначении, а на рис. 7.3. - схема цепей оборудования технологической линии. Рис. 7.2. Условное обозначение оборудования: а - теплогенератор; б - мельница кольцевая; с - гипсоварочный котел; d - камера томления; е - барабан сушильный; и - автоклав проходного типа Рис. 7.3. Схема цепей оборудования гипсового комбината: I автосамосвал; 2 - бункер; 3 - питатель; 4 - дробилка; 5 - бункер для сбора просыпи; 6 - конвейер; 7, 24 - элеватор; 8, 10, 18. 23, 25 - питатель, дозатор;
130 9, 17 - бункер; 11 - мельница кольцевая; 12, 13 - циклон; 14 - электрофильтр 15, 16 - конвейер винтовой: 19 - теплогенератор; 20 - дымосос, вентилятор 21 - гипсоварочный котел;. 22 - камера томления; 26 - силос готового гипсл 27 - грузоподъемное устройство Обжиг гипсового сырья производится при температуре 120-180°С п гипсоварочных котлах малой вместимости (до 3 м3) и большой вместимости (до 15 м3) циклического и непрерывного действия, в сушильных барабанах ц автоклавах при давлении 0,13 - 0,30 МПА. Хранение готового гипса осуществляется в специальных силосах вместимостью 250, 350, 500 и более м3. Отправка потребителю производится специальным транспортом, либо и тарной упаковке (пакетах, мешках). 7.5. Выбор оборудования. Перечень оборудования В качестве технологического, транспортного и грузоподъемного оборудования на заводах, цехах и комбинатах гипсовых вяжущих веществ применяются: дробильно-сортировочное и обогатительное оборудование (мойки, классификаторы), бункеры, питатели, дозаторы, мельницы различной конструкции, пневматические установки, конвейеры, элеваторы, аэрожелобы циклоны, фильтры, дымососы, вентиляторы, теплогенераторы, гипсовый котлы различной конструкции, барабаны сушильные, автоклавы, камеры томления, пневмонасосы, металлоуловители. силосы, грузоподъемные механизмы, системы контроля и управления и т.п. Расчет по выбору оборудования производится по выше приведенным методикам исходя из производительности технологической линии и принятому режиму работы. В настоящее время гипсовые заводы и комбинаты имеют следующую производительность: менее 20, 25, 50, 75, 100 и более 100 тыс. т гипса в год. Заводы и цехи работают в циклическом, циклическо непрерывном и непрерывном режимах, определяемых типом основного оборудования. Ведомости оборудования составляются по аналогии с рассмотренным выше, например, для дробильно-сортировочных и керамических заводов и установок. 7.6. Компоновочные решения Типовые проекты гипсовых комбинатов, заводов и цехов в страт (РФ) разработаны, в основном, институтом "Союзгипростром" Компоновочные решения аналогичны рассмотренным выше, например дробильно-сортировочным, бетоносмесительным, керамическим и т.п
131 Размещение оборудования осуществляется по плоскостной схеме и реже по комбинированной. Компоновка оборудования производится в производственных зданиях и сооружениях. Технологическое оборудование располагается на самостоятельных опорах, не связанных с несущим конструкциями зданий и сооружений. 7.7. Элементы контроля и управления. Технико-экономические показатели На современных гипсовых комбинатах для контроля и управления применяются несколько систем автоматического контроля и управления на основе микропроцессорной технике. Основные удельные технико-экономические показатели производства гипса следующие: расход теплоэнергии 40 - 47 кг усл. топлива на тонет гипса; расход теплоты 700 - 1000 кДж/кг гипсового сырья; расход электроэнергии 50 - 80 кВт-ч/т гипса. 7.8. Технологические линии для производства гипсовых изделий Среди многообразия гипсовых изделий следует выделить: плиты и панели для перегородок; листы для обшивки стен, перегородок и перекрытий; плиты для теплозвуказащитной и декоративной облицовки; блоки и панели ограждающих конструкций и др. Гипсовые стеновые блоки и изделия пазовой конструкции изготавливают на технологических линиях, оснащенных карусельными (роторными) формовочными установками с поворотным столом, в котором размещены формы. Отформованные на установке плиты снимаются со стола при помощи пневмосъемника или гидравлического захвата. Сушку изделий осуществляют на сушильных вагонетках в туннельных сушилках. Гипсобетонные панели изготавливают на конвейере непрерывного действия (на прокатном стане Козлова, ГПС-12 и др.). Принципиальная технологическая схема производства гипсобетонных панелей приведена на рис. 7.4.
132 Рис. 7.4. Технологическая схема производства гипсобетонных панелей Комплекс оборудования технологической линии составляют, гипсобетоносмеситель; дозаторы песка, гипса, опилок, воды, добавок; укладчик; бункеры материалов; прокатный стан (Козлова, ГПС-12 и др ), конвейер; съемник; сушильные вагонетки; сушильная камера; рольганг самоходная тележка; установка для приготовления и нанесения эмульсионной смазки; грузоподъемные устройства; системы контроля и управления и др. Гипсоволокнистые листы изготавливают на конвейерных линиях производительностью 450 - 1500 хг3/ч по сухому и мокрому способам производства. Технология производства по мокрому способу отличается от сухого тем, что распушку макулатуры осуществляют в одну7 стадию в водном растворе. Звукопоглощающие гипсовые плиты изготавливают на технологических линиях, включающих следующие операции: смазку формы заливку гипсового раствора; выдержку7 до схватывания; распалубку; сушку укладку минераловатного материала; оклеивание алюминиевой фольгой складирование плит и отправку потребителю.
133 1*пс. 7.5. Схема цепей оборудования технологической линии для производства гипсокартонных листов I - бункер; 2 - дозатор, питатель: 3 - конвейер; 4 - резервуар; 5 - насос; 6 - । ппсосмеситель; 7 - рулон (бухта); 8 - размоточное устройство; 9 - устройство натяжное; 10 - ванна для намазки картона; 11 - нсногипсобетоносмеситель; 12 - формовочная машина; 13 - конвейер хватывания (твердения); 14 - ножницы раскроя; 15 - конвейер роликовый; 16 - конвейер бракованных листов; 17 - конвейер влажных листов; 18 - \ шипка; 19 - конвейер сухих листов; 20 - стол обработки листов; 21 - ппабелеу кладчик; 22 - упаковочная машина
134 Гипсокартонные листы в соответствии с ГОСТом 6266-81 изготавливают прямоугольной формы различных размеров с уплотненными и прямыми продольными кромками на конвейерных технологических линиях (рис. 7.5.). Для приготовления формовочной массы стекловолокно и обрезки листов соответственно рубят и измельчают в дробилке. При приготовлении пульпы в резервуар подают крахмал и воду, рыхлят, перемешивают и направляют в емкость для хранения и дальнейшего использования. Применение гипсовых изделий в строительстве позволяет снизить и 2 раза .приведенные капитальные затраты, в 1,5 - 2 раза трудозатраты, в 1 раза металлоемкость, в 2 раза расход условного топлива. На изготовление I । гипса требуется в 4 - 4,5 раза меньше топливо-энергетических ресурсов, чем например, на производство 1 т цемента. Расчет и выбор оборудования и компоновочные решения производятся по общепринятой методике для производства других вяжущих веществ. Компоновка оборудования технологической линии осуществляется в производственных зданиях. Вопросы для контроля и самопроверки: 1. Назовите основные виды гипсовых вяжущих веществ. 2. Назовите области применения гипсовых вяжущих веществ (гипса). 3. Назовите основные марки гипса. 4. Назовите основные сырьевые материалы для производства гипсовых вяжущих веществ. 5. Перечислите и назовите основные технологические процессы при производстве гипса. 6. Опишите производственный технологический процесс производства гипсовых вяжущих. 7. Перечислите и назовите основное технологическое оборудование. 8. В чем состоят выбор и компоновка оборудования? 9. Назовите основные технологические линии для производства гипсовых изделий. Список литературы: 1. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. - М.: Стройиздач 1986 2. Балдин В.П. и др. Совершенствование производства гипсовых вяжущих материалов. - М.: ВНИЭСМ / Промышленность строительных материалов Серия 8. Выпуск 2. Обзорная информация, 1989
135 3. Журавлев М.И.. Фоломеев А. А. Механическое оборудование предприятий вяжущих материалов и изделий на базе их - М.: Высш, шк., 1983 4. Силенок С.Г. и др. Механическое оборудование для производства вяжущих строительных материалов - М.: Машиностроение, 1969
136 Глава 8. Технологические линии по производству извести 8.1. Общие сведения. Области применения Известь - продукт измельчения и обжига карбонатных горных по- род (известняка, доломита, мела, магнезита и др.), отвечающие требованиям ГОСТа 5331-70, т.е. должны содержать: СаСО3 > 72%, MgCO3 < 8%. (SiO + А120з + Fe2O3) < 20%. По объему производства извести Российская Федерация занимает первое место в мире. Области применения извести характеризуются данными табл. 8.1. Таблица 8.L Области применения извести Отрасли промышлен- ности Области применения Доля использования от общего объема производства, % Строительство Кладочные и штукатурные (отделочные) работы 25 Промышленность стеновых строитель- ных материалов Производство силикатного кирпича и изделий авто- клавного твердения 24 Металлургия Выплавка стали, агломе- рация и флюсование руд 24 Химия Производство соды, кар- бида и др. 12 Пищевая промыш- ленность Другие отрасли про- мышленности Производство сахара 10 1 5 Известь для строительства и производства стеновых строительныn материалов должна отвечать требованиям ГОСТа 9179-70. Согласно этом} ГОСТу известь подразделяют на: известь негашеную комовую, известь нс» л шеную молотую (кипелку) и известь гашеную гидратную (пушонку). В завп симости от времени гашения в гасильных аппаратах последняя подразделял* ся на: быстрогасящуюся (время гашения не превышает восьми минут) и мс । ленногасящаяся (более 25 минут) известь. Кроме того гидратная гашеная и i весть делится на воздушную, известковое тесто и известковое молоко. Негашеная комовая известь характеризуется следующими показах лями: плотность куска 1600 - 2500 кг/м3; насыпная плотность 800 - 10(И кг/м3; твердость по шкале Мооса 2-3; пористость 18 - 48%.
137 Гашеная гидратная известь имеет такие показатели: насыпная плот- ность 400 - 650 кг/м\ удельная теплоемкость при 0 °C 1J кДж/(кг*град) и при 400 °C 1 ,5 кДж/(кгтрад): теплота гашения 1160 кДж/(кг-СаО) и др. Удельный расход горной породы для производства извести составля- ет: известняка - 1,65-1,75 т/т-извести; мергеля - 1,75-1,90 т/т-извести; мела - 2-2,3 т/т-извести и др. Для получения известкового теста к 1 кг негашеной молотой извести добавляют 1,2-1.4 литра воды, а для известкового молока - 3 и более литра воды. В зависимости от соотношения содержания окис лов кальция и маг- ния известь бывает кальциевая, магнезиальная и доломитовая. Удельный вы- пуск извести в стране составляет: негашеной комовой воздушной 90% и ос- тальной 10%. 8.2. Технологические схемы производства извести На рис. 8.1. и 8.2. показаны технологические схемы производства соответственно негашеной комовой извести и гашенной гидратной извести. Рис. 8.1. Технологическая схема производства негашеной комовой извести
138 Рис. 8.2. Технологическая схема производства гашеной гидратной извес- ти (пушонки) В зависимости от принятой технологической схемы и оборудования можно получить крупно-кусковую известь, молотую известь с добавками, известковую муку, гашеную гидратную известь, известковое тесто и молоко и др. Технологические линии и комплексы по производству негашеной комо- вой извести аналогичны дробильно-сортировочным заводам и установкам. Поэтому их расчет и проектирование не должен вызывать трудностей при изучении. Для обжига используются различные агрегаты: шахные пересыт- ные печи, печи с кипящим слоем, сушильные барабаны и др. Для гашения применяются: гасильные барабаны, силосы-реакторы, гидраторы, известега- силки и др. 8.3. Схемы цепей оборудования. Комплексы основного оборудования В технологии производства извести применяют немеханизированные и механизированные способы гидратации негашеной комовой извести. В первом случае комовую известь опрыскивают водой или погружают в воду (старый способ). Во втором случае гашение комовой извести осуществляют в силос-реакторах или гидраторах при избыточном давлении. Для примера рас- смотрим одну из схем цепей оборудования технологической линии мощно- стью шесть тысяч тонн гидратной гашеной извести в год (рис. 8.3.). Приготовление известкового теста и молока осуществляется на ме- ханизированных технологических линиях, входящих в состав растворно бетоных заводов и установок или других предприятий. В качестве гасильно! о аппарата используется серийно выпускаемая известегасилка СМ-1247 или роторный гаситель марки РМЖ. На рис. 8.4. приведена схема цепей оборудо вания технологической линии производительностью 400 тыс. м3 известкового молока в год.
139 Комплекс основного оборудования по производству извести включа- ет: дробильно-сортировочное и обогатительное оборудование, питатели и дозаторы, мельницы, обжиговые печи и сушилки, силосы реакторы и гидра- торы, известегасилки, бункеры и силосы, транспортное оборудование, пыле- улавливающее оборудование, дымососы и вентиляторы, системы контроля и управления, строительные конструкции и др. Выбор оборудования производится по расчетной производительно- сти, режиму работы, горной породе, готовой продукции, технологической схеме, технологическим требованиям и др. Головным оборудованием явля- ются обжиговые печи, реакторы, гасильные аппараты, дробилки. Компоновочные решения являются общими и одинаковыми для ана- логичных предприятий и могут быть выполнены в виде отдельных блоков, отделений и целых корпусов.
140 Рис. 8.3. Схема цепей оборудования технологической линии по произ- водству гашеной гидратной извести: 1, 6,9. 33,39 - бункер; 2. 7. 40 - питатель, дозатор; 3. 5, 38 - конвейер: I 27, 32 - грохот; 8, 41 - автотранспорт; 10 - затвор; 11 - ковш с перфориро ванными стенками; 12 - кран; 13 - термометр; 14 - корыто; 15 - смеси тель; 16 - затвор гидравлический; 17 - измеритель уровня; 18 - подъемнш скиповый; 19 - люк; 20 - силос-реактор: 21 - зонт: 22 - заслонка; 23 - тр\ ба вытяжная; 24, 36 - элеватор; 25. 28, 29. 37 - конвейер винтовой; 26, 31 воронка: 30 - дробилка валковая; 34 - машина упаковочная; 35 - скл.1 готовой продукции
141 I’isc 8.4. Схема цепей оборудования технологической линии по произ- водству известкового молока: 1,28 - бункер, силос; 2, 29 - питатель, дозатор; 3, 6, 8, 9. 12, 15, 17 - кран, фитиль; 4 - расходомер; 5 - барабан гасильный; 7 - бак известковой сус- пензии; 10 - скруббер; 11 - труба вытяжная; 13 - конвейер; 14 - склад из- юстняка; 16 - сито вибрационное; 18, 22 ~ смеситель турбинный; 19, 21, Ч - насос; 20, 30 - транспортное средство; 24 - мельница трубная; 25 - пассификатор спиральный; 26 - элеватор; 27 - конвейер
142 8.4. Основы управления. Технико-экономические показатели Контроль и управление на предприятиях по производству извести осуществляется дистанционно с пультов управления (ПУ). Всё оборудование технологической линии сблокировано между' собой и с аспирационными ус- тановками. На пульте управления смонтирована мнемосхема технологиче- ской линии. В настоящее время разработаны технологические линии по произ- водству извести следующей годовой мощности: менее 20, 20. 40, 60, 80. 100. 150, 200, и более тыс. тонн в год. Вместимость складов и силосов на пред- приятиях составляет: 100, 250. 500, 750, 900 и 1200 т. Установленная мощ- ность оборудования 250 - 500 кВт. Удельный расход электроэнергии состав- ляет 15-30 кВт-ч/т-извести. Расход негашеной извести на 1м3 известкового молока в среднем 390 кг/м 2 Вопросы для контроля и самопроверки: 1. Назовите основные виды извести и горной породы для производства из вести 2. Назовите области применения извести 3. Составьте технологические схемы производства основных видов извести 4. Перечислите основное оборудование технологических линий по произ водству извести 5. Вычертите схемы условных обозначений оборудования для производства извести 6. Назовите основные технико-экономические показатели производств;! извести Список литературы: 1. Монастырей А.В. Производство извести - М.: Высш, шк., 1986 2. Монастырей А.В.. Александров А.В. Печи для производства извести Справочник - М.: Металлургия, 1979 3. Монастырев А.В. Производство гидратной извести в СССР и за рубежом обзорная ййформаиия. серия 8. Промышленность автоклавных материалов и местных вяжущих - М.: ВНИИЭСМ, 1987, вып. 1 4. Строительные материалы: справочник /А.С. Болдырев. П.П. Золотея А.Н. Люсов и др. // Под ред. А.С. Болдырева, П.П. Золотова - М.: Стройи! дат, 1989
143 Глава 9. Технические линии для производства силикатного кирпича и камня 9.1. Общие сведения. Техническая характеристика Силикатный кирпич - один из наиболее распространённых стено- вых строительных материалов. Его производство характеризуется высоким уровнем механизации и автоматизации, сравнительно небольшим и капи- тальными затратами и малым расходом топлива и электроэнергии. В настоя- щее время выпускается в год более 14.5 млрд. шт. условного кирпича. Удель- ный выпуск пустотелого кирпича составляет около 14%. В перспективе - 25%. По ГОСТу 379-79 предусмотрены следующие виды и характеристи- ки силикатного кирпича: кирпич одинарный полнотелый - размером 250x120x65мм, кирпич утол- щенный пустотелый (полнотелый) размером 250x120x88мм, камень пус- тотелый размером 250x120x138мм; окрашенный (цветной) по поверхности и по объёму- и неокрашенный, марка кирпича - 300, 250. 200, 150, 125. 100 и 75; морозостойкость кирпича - 50. 35, 25, и 15; плотность в сухом состоя- нии - менее 1400, 1401 - 1650 и более 1650 кг/м3 ; пу-стотность - 0 - 30% (диаметр пустот 12-32 мм, количество пустот 2 - 18) и др. Большинство предприятий силикатного кирпича в Российской Феде- рации построены по типовым проектам института '‘Союзгипростром”. Харак- теристика предприятий представлена в табл. 9.1. Под условным кирпичом здесь и далее понимается кирпич одинарный полнотелый размером 250x120x65 мм. Таблица 9.1. Предприятия силикатного кирпича ^Мощность (производи- тельность), млн. шт. усл. кирпича в год Количество предприятий Доля выпуска от об- щего объёма произ- водства, % Менее 40 Более 20 40 60 То же 40 80 Около 20 30 100 То же 10 120 Более 20 30 более 120 Около 15 * Средняя мощность предприятия 80,3 млн. шт. усл. кирпича в год
144 9.2 Сырьевые материалы При производстве силикатного кирпича и камня в качестве сырья используется силикатная формовочная смесь (масса), состоящая из песка известкового вяжущего, добавок и воды Применяется песок кварцевый кварцевополевошпатный и др. Средний удельный расход песка на 1000 ив кирпичей составляет 2.32 м3. В качестве вяжущих материалов используется кальциевая воздушная известь, известково - белиптовое вяжущее и др. Сред ний расход извести составляет 450 кг на 1000 шт. кирпичей. Из добавок при меняются золы, шлаки ТЭС и металлургические, пылеунос цементного про изводства и др. Формовочная силикатная масса характеризуется следующими пока зателями: плотностью - 900 - 1200 кг/ м3, влажностью 6-8%. модулем круп- ности песка - 1,2 - 2,2. Объём формовочной смеси (массы) на 1000 шт. кирпичей можно определить по формуле: V К V,, = 1000. м-’/юоо шт.. 1 К А пот Г7г - объём кирпича, м~\ Краз - коэффициент разрыхления (прес сования), Краз = 1,3 - 1.7; Know - коэффициент, учитывающий потери фор мовочной массы при технологической переработке. Know ~ 0.93 -0.97. Зная объём и плотность кирпича, удельный расход песка, вяжущего (извести), добавок, воды (см., например, С.Д. Мамонтов. Бессилосная техно логия силикатного кирпича. -М.: Стройиздат. 1982, с 146 - 150) можно рас- считать потребность сырьевых материалов на его производство (табл. 9.2.) Таблица 9.2. Расход сырьевых материалов на производство 1000 шт. одинарного пол- _________________________нотелого кирпича_______________________ Расход материалов Сырьевые материалы Формовочная силикатная масса (смесь) Песок Известковое вяжущее Вода Кг 2750 570 300 3620 м3 1.96 0,74 0,3 3.0
145 9.3. Технологические схемы и схемы цепей оборудования В настоящее время приняты следующие технологические схемы производства силикатного кирпича; с центральной подготовкой формовоч- ной массы и её раздачей по отдельным бункерам; с индивидуальной подго- товкой массы для каждого пресса и со смешанной подготовкой, включаю- щей центральное дозирование и первичное смешивание. Первая технологи- ческая схема предпочтительна для предприятий большой годовой мощности. Вторая и частично третья схемы - для заводов с небольшим количеством прессов (2.3). Отличительной особенностью зарубежных предприятий сили- катного кирпича является применение агрегатно-поточной и конвейерной технологических схем. На рис. 9.1. приведена принципиальная технологическая схема про- изводства силикатного кирпича Добсйка. мфесп по Пост,, 3^9-17 Склади- оние < Склади- рование. И Вода. Склади- рование. Дозирование Помол, лолугение вяжущего ^Склодирование вяжущего I 4 ч л
146 Рис. 9.1. Технологическая схема производства силикатного кирпича На рис. 9.2. приведены схемы условных обозначений оборудования предприятий силикатного кирпича Вагонетка автоклавная Укладгиж смесшнепй 4 Зне/ярохо&н&и, Вресс гидравлической Рис. 9.2. Схемы оборудования в условных обозначениях Используя схемы условных обозначений оборудования, принятую технологию и результаты расчётов по выбору марки (индекса и количества
147 машин, можно далее составить схему цепей оборудования для всего пред- приятия. На рис. 9.3. для примера показана схема цепей оборудования завода силикатного кирпича с индивидуальной подготовкой формовочной массы. Рис. 9.3. Схема цепей оборудования технологической линии для произ- водства силикатного кирпича ! ,8 - указатель, уровня: 2,9 - сводообрушитель; 3,10.20 - бункер; 4,5,6,7 - дозатор, питатель; 11,14 - воронка; 12 - силос-реактор; 13- смеситель; 15 - певатор; 16,18,19 - конвейер; 17 - измельчитель - смеситель; 21 - питатель тарельчатый; 22 - пресс; 23 - автомат - укладчик; 24 - тележка передаточная; 15 - автоклав; 26 - захват; 27 - вагонетка автоклавная; 28 - кран; 29 - склад
148 9.4. Выбор оборудования Выбор оборудования производится по основным отделениям (учас i кам) технологической линии в соответствии с принятым режимом работы отделению автоклавной обработки, прессовому отделению и массозаготови тельному отделению. Мощность предприятий силикатного кирпича по автоклавному отде лению рассчитывается по формуле: Qi-од = Лр^авпЛоб^а^Лбр • млн- шт /год где Др - расчётное число рабочих суток (дней) в году; Vaem - вме стимость автоклава, шт. кирпича (принимается по техническому паспорт) либо рассчитывается исходя из количества вагонеток в автоклаве); Коб - ко- эффициент оборачиваемости автоклава в сутки, Кбр - коэффициент, учиты вающий брак при автоклавной обработке. Кбр = 0,995 - 1,0; 1ц - продолжи тельность цикла автоклавной обработки, ч: tu Чзагр + 1об + tebiep + teen, ч, где Гзагр и 1выгр - соответственно продолжительность загрузки и выгрузки автоклава, ч.. Тзагр- Гзагр составляет 0.8 - 1,0 члоб^- продолжи тельность автоклавной обработки, ч; teen - продолжительность вспомоги тельных операций, ч; ty принимается из табл. 9.3. Если задана расчётная годовая мощность 1федприятия, режим рабо ты автоклавного отделения, индекс автоклава и другие параметры, то in формулы можно определить количество автоклавов Zaem соответствующего типоразмера. Таблица 9.3. Продолжительность цикла автоклавной обработки_______ Режим автоклавной обработки Продолжительность (ч) при давлении, Мпа: 0,8 1,2 1.6 Полноте- лого кир- пича Пустотело- го кирпича Полнотелого, пустотелого кирпича Пустотело- го камня Без перепуска пара 9,7 8,85 7,7 8.35 С перепуском пара 10,2 9,3 8.0 8.7 Количество однотипных прессов в прессовом отделении определяет- ся по формуле:
149 Znp -----------------,шг., 0795ОгТгодКбр где Огод - годовая мощность предприятия, шт./год; 0,95 - коэффи- циент снижения паспортной часовой производительности пресса; Or - часо- вая паспортная производительность пресса, шт/ч; 7 год - годовой фонд рабо- чего времени прессового отделения, ч/год; Кбр - коэффициент, учитываю- щий брак при прессовании, Кбр = 0,995 - 1,0. Расчётное количество прессов необходимо округлить до целого чис- ла, чтобы коэффициент эксплуатации не превышал 0,95. При использовании в технологической линии разнотипных прессов расчёт необходимо производить раздельно и так, чтобы суммарная произво- дительность их была равна расчётной (заданной). Количество соответствующего оборудования массозаготовительного отделения рассчитывается по формуле: 7 ' Qr =---------- , шт., 0,95 *ОГ где Qp - расчётная часовая производительность технологической операции, м° /ч (т/ч); 0,95 - коэффициент снижения паспортной часовой про- изводительности оборудования; Or - часовая паспортная производительность соответствующего оборудования, м3/ч (т/ч). Расчётное количество выбранного оборудования необходимо также округлить до целого числа, чтобы коэффициент эксплуатации не превышал 0,95. Количество автоклавных вагонеток в автоклавах можно определить по формуле годовой мощности автоклавного отделения при следующих зна- чениях вместимости вагонеток. VB ~ 916 шт.( для полнотелого одинарного кирпича); Vb = 672 шт. ( для утолщенного пустотелого кирпича). Значения остальных параметров, входящих в формулу, остаются одинаковыми с авто- клавами. Если известен индекс и количество автоклавов, то количество запа- рочных вагонеток определится по формуле: 7АВТ _ тг АВТ А В ~ V ABT J Л v в Количество запарочных вагонеток в прессовом отделении можно определить по формуле: у ПР _ Qcym ~ И К ’ * В1Х ОБ где Qcvt - суточная производительность прессового отделения, шт/сутки
150 Таблица 9.4. Комплекс основного оборудования предприятия силикатного кирпича Наименование оборудования Марка, ин- декс Кол. Масса, т Мощность, кВТ Едини- цы Об- щая Еди- ни- цы Об- щая 1 2 3 4 5 6 7 Дозатор песка 4273ДН-3 2 4 8 4 8 1 Дозатор 4273ДН-2 1 2,8 2,8 5 5 । вяжущего Дозатор воды ДВК-40 1 0.01 0,01 Дозатор добавок СБ-71 А ! 0.935 0,935 1,18 1.18 Смеситель CMC-95A-I 2 7,75 15,50 55 110 двухвальный быстроходный Силос - реактор РБ-20А 2 25 50 7.5 15 Измельчитель - СК-08 2 13.4 26,8 55 ПО смеситель Питатель та- СМ-179А 4 0.240 0.96 0.6 2-4 рельчатый Пресс револь- СМС-294 4 21.7 86,8 42,1 168,4 верный Автомат - СМС-19Б 4 3,8 15,2 4,0 16 укладчик Мост электро- СМС-157 1 6,28 6,28 21 21 передаточный Вагонетка авто- колея 128 1,0 128 .. ш клавная 750мм Автоклав 2x19м СМ-1264А 6 38.62 231.72 - - Конвейер ленточный ТК-14 2 0.62 1.24 2,2 4.4 Элеватор ковшовый СМЦ-130А 2 24,5 49 75 150 Конвейер лен- точный ТК-12А 3 1,2 3.6 4,0 12 Агрегат чистки МВ-23 2 1,0 2.0 7,5 15 вагонеток
151 Таблица 9.4.(продолжение) 1 2 3 4 5 6 7 Данный разгружатель силоса - реактора Q = 60 т/ч 2 1,5 3,0 9,1 518,2 Кран - балка Q = 5т 2 1,5 30 2,2 4,4 Таль электрическая Q = 1,2 т 2 0,3 0,6 м 2,2 Конвейер просыпи скребковый В = 400 мм 1 2,8 2,8 5,5 5,5 Вибратор ИВ-99А 8 0.012 0,096 0,25 2,0 Вибратор ИВ - 98 А 4 0,023 0,092 0,55 2,20 Кран мостовой Q=10t 2 27,4 54,8 11,0 22,0 Системы контроля и управления 5 - - - - )бщие количество автоклавных вагонеток: zB -zf7+zf+zf'. v пт где £в - количество запарочных вагонеток на передаточных те- южках Методика выбора основного и вспомогательного оборудования из- южена в соответствующих учебных дисциплинах и здесь не рассматривает- я. В табл. 9.4. приведён комплекс оборудования технологической ли- ши для производства силикатного кирпича. 1з основного оборудования предприятий силикатного кирпича в первую )чередь можно выделить: установки для измельчения мёрзлого песка, пита- ели и дозаторы, мельницы, грохоты, смесители, измельчители - смесители, илосы - реакторы, прессы, автоматы - укладчики, автоклавы, вагонетки за- 1арочные, передаточные тележки, установки для чистки вагонеток, обжиго- вые печи, конвейеры, элеваторы, пневмотранспортные установки, обеспыли- вающее оборудование, грузоподъёмное оборудование, толкатели вагонеток, паковочное оборудование, захваты, оборудование бункеров и силосов, сис- емы контроля и управления и др.
152 9.5. Компоновочные решения Основой компоновки (размещения) технологического и транспор! кого оборудования на заводах силикатного кирпича являются технологии ская схема и схема цепей оборудования, которые определяют последоватсл». ность выполнения технологических операций на соответствующем обору.к» вании. Компоновка оборудования осуществляется .как правило, по комбиин рованной схеме в производственных зданиях и сооружениях по основным отделениям (цехам) в соответствии с типовыми проектами, например, 7?о 210,409-21- 10 и др. На рис. 9.4. и 9.5. показаны компоновочные решения соответственна всего предприятия и прессового отделения. В прессовом отделении (рис. 9.5.) размещены комплексы состоянии из прессов СМС - 152А, автоматов - укладчиков СМС - 19Б и толкателей СМС - 19А. Над комплексами установлены раздаточные бункеры с питан: лями и питающие конвейер. Рядом с комплексами - подводящие и отводящие пути для передаточных тележек СМС - 200 под груженые запарочные ван» нетки. Вдоль комплексов в приямке смонтирован скребковый конвейер д ш уборки и возврата просыпи и отходов.
27-И 48ml Рис* 9.4» План размещения Таблица 9.4. оборудования завода силикатного кирпича: 1 - кран мостовой; 2 - участок складирования кирпича; 3 - склад готовой продукции; 4 - склад песка; 5,8,9, - конвейер; 6 - Помольное отделение; 7 - склад извести; 10 - комплекс пресс - автомат; 11 - бункеры над- прессовые; 12 - силос ~ реактор; 13 - автоклав; 14 - передаточная тележка; 15 - автоклавная вагонетка.
154 Рис. 9.5. Компоновка оборудования в прессовом отделении завода сили- катного кирпича: 1 - комплекс пресс - автомат; 2,5 - передаточная тележка; 3 - электрическая таль; 4 - скребковый конвейер; 6 - вагонетка автоклавная; 7 - надпрессовый бункер; 8 - конвейер ленточный; 9 - кран мостовой; 10 - строительные кон- струкции
155 9.6. Системы контроля и управления Одним из основных направлений повышения технического уровня производства силикатного кирпича является разработка и создание эффек- тивных средств автоматизации. За последние годы внедрено несколько новых средств автоматического контроля и управления технологическими процес- сами на заводах силикатного кирпича: “Астра”, “Парус” (автоклавной обра- ботки); “Сабит - 1” (загрузки и выгрузки силосов); “Сабит - 2” (надпрессо- вой загрузки); “Паска” (для управления комплексом пресс - автомат); для контроля и регулирования влажности формовочной массы (смеси) и др. Раз- работанные и внедрённые на многих заводах АСУТП позволяют автоматизи- ровать управление основными технологическими процессами, решать задачи оперативного контроля и учёта и охватывают почти все производственные отделения (участки). 9.6. Системы контроля и управления Одним из основных направлений повышения технического уровня производства силикатного кирпича является разработка и создание эффек- тивных средств автоматизации. За последние годы внедрено несколько новых средств автоматического контроля и управления технологическими процес- сами на заводах силикатного кирпича: “Астра”, “Парус” (автоклавной обра- ботки); “Сабит - 1” (загрузки и выгрузки силосов); “Сабит - 2” (надпрессо- вой загрузки); “Паска” (для управления комплексом пресс - автомат); для контроля и регулирования влажности формовочной массы (смеси) и др. Раз- работанные и внедрённые на многих заводах АСУТП позволяют автоматизи- ровать управление основными технологическими процессами, решать задачи оперативного контроля и учёта и охватывают почти все производственные отделения (участки).
156 Рис. 9.6. Функциональная схема автоматического контроля и регулиро вания влажности силикатной смеси: L12 - преобразователь влажности смеси; 2,5,6,9 - вентиль; 3 - вентиль электромагнитным клапаном; 4 — регулирующий клапан и электроприводом 7 - регулирующее устройство в сборе; 8 - преобразователь расхода воды; 10 - распределительная труба; 11,14 - конвейер ленточный; 13 - смесите и двухвальный. На рис. 9.6. приведена функциональная схема автоматического кои троля и регулирования влажности смеси, разработанная НИПИсиликатобсю ном. Трёхконтурная система регулирования построена по пропорционально му принципу регулирования: расход воды на доувлажнение смеси пропор ционален разности между заданной фактической влажностью смеси. В ос новной контур обратной связи входят внешний задатчик ЗУ - 11. электрон ный регулятор Р25.1.1, регулирующий клапан ЕСПА - 02РГ и преобразов.i тель влажности “фотосорб - ТБ99”. Для достижения быстродействия и ул\ч шения качества регулирования используются два внутренних контура обра i ной связи: один по положению регулирующего клапана, второй - по расход\ воды. Вся сигнализирующая, управляющая и регулирующая аппаратура, а также измерительно-регистрирующие приборы расположены в щите управ ления.
157 В схемах управления реализованы две задержки времени: tl и t2 для регули- рования транспортного запаздывания. По истечении времени tl от начала выгрузки и поступления смеси силосов в смеситель начинается подача воды в смеситель, а по истечении времени (tl+ t2) - включается автоматическая система регулирования. Использование системы на заводах позволяет уменьшить почти в три раза колебания влажности смеси. Техническая характеристика инфракрасного преобразователи влажности “Фотосорб - ТБ 99” Диапазон измерения влажности, % ..........................0-10 Инструментальная погрешность, %...........................0,1 Погрешность измерения влажности. %.....................± 0,25 Выходные сигналы..................................Напряжение постоянного тока: 0-10МВ 0-10В Питание.............................................От сети переменного тока напряжением 220В Время стабилизации показания прибора, с...............................................10 9.7. Технике - экономические показатели При оценке экономической эффективности технологической линии для производства силикатного кирпича рассчитываются основные технико- экономические показатели: средний годовой съём готовой продукции с 1 м3 автоклава (124,8 тыс.шт' кирпичей), удельный расход электроэнергии (35 - 60 кВт ч/ 1000 шт. кирпичей), выработка на одного работающего (260 - 280 тыс. шт. кирпичей), выработка на одного рабочего (300 - 320 тыс. шт. кирпи- чей), удельный расход тепловой энергии (0,428 кал/1000 шт. кирпичей), себе- стоимость производства тыс. шт. кирпичей, удельный расход металла, срок окупаемости и др. Расчёт технико - экономических показателей производит- ся по единой для промышленности строительных материалов методике с уче- том современных цен на оборудование, материалы и услуги.
158 Вопросы дня проверки и самоконтроля: 1. Назовите основные виды и характеристики силикатного кирпича 2. Назовите основные виды сырьевых материалов, применяемые в про изводстве силикатного кирпича 3. Какие годовые мощности (производительности) заводов силикат! ни « кирпича Вы знаете? 4. Какие технологические схемы производства силикатного кирпнчй Вы знаете? 5. .Назовите комплекс основного оборудования заводов силикатном, кирпича 6. В чём состоит методика выбора основного оборудования? 7. Какие компоновочные решения оборудования Вы знаете? 8. Назовите основные системы контроля и управления технолоы-ги скими процессам на заводах силикатного кирпича 9. Назовите основные технико-экономические показатели производи « « силикатного кирпича 10. Назовите основные задачи технического развития производства . и ликатного кирпича Список литературы: 1. Комплекс основного технологического оборудования для пропни» । ства силикатного кирпича: Обзорная информация/ Ю.П. Трюхав. НН Минеев - М.: ЦНИИТЭ - строймаш, 1983, вып.З 2. Машины и оборудование для производства керамических и сияпи н ных изделий: Отраслевой каталог/ А.Н. Полозов, ВЛ. Минеев. М ЦНИИТЭ - строймаш, 1990. 3. Современная технология и оборудование для эффективного сп nt катного кирпича и камней: Обзорная информация /А. С. Ильин М ЦНИИТЭстроймаш, 1982, выл. 3 4. Строительные материалы: Справочник/ А.С. Болдырев, ПЛ. Зочо тов, АН. Люсов и др. - М.: Стройиздат. 1989. 5. Хавкин Л.М. Проиводствоо силикатного кирпича. - М.: Строил i i.n 1983.
159 Глава ГО. Технологические линии и автоматизированные комплексы для производства асбестоцементных изделий 10.1. Общие сведения. Классификация. Области применения Асбестоцементные изделия изготавливают из асбеста, цемента, воды и добавок или без них. По производству асбестоцементных изделий и их применению в строительстве Россия занимает первое место в мире. Ежегодно производится около 12 млн. т асбестоцементных изделий. Широкому произ- водству и применению изделий способствует сырьевая база асбеста и ресур- сы портландцемента. К основным типам асбестоцементных изделий относятся: волнистые асбестоцементные листы; плоские листы; плитки кровельные плоские; листы плоские прессованные. Окрашенные силикатными и другими красителями (например, перхлорвиниловыми); экструзионные многопустотные плиты и панели; арминированный настил; раструбные короба; трубы и др. Асбестоцементные изделия обладают следующими техническими характеристиками (физико - мсханичекими) свойствами: плотностью в вы- сушенном состоянии (1500 - 2200 кгАг); объёмной пористостью (25 - 45%); гигроскопической (равновесной) влажностью (7 - 16%); водопоглащением при суточном хранении в воде (15 - 28%); температурой нагрева (до 150 °C); усадкой (0,35 - 1,5 мм/м) и др. Волнистые асбестоцементые листы (рис. 10.1.) составляют около 90% общего объёма производства листовых изделий. Их удельный вес в ба- лансе кровельных материалов составляет 38 - 40%. Основное применение волнистых листов - кровельные покрытия зданий и сооружений. Они явля- ются также эффективными изделиями для стеновых ограждающих конструк- ций промышленных зданий. Из основных показателей технической характе- ристики волнистых листов можно назвать: предел прочности при изгибе (Тб- 24 МПА); плотность (1600 - 1750 кг/ м3); морозостойкость (25,50); масса (16 - 98 кг) и др. Номинальные размеры волнистых листов приведены в табл. 10.1. Рис. 10.1 Поперечное сечение волнистых листов
160 Таблица 10.1 Номинальные размерь! волнистых листов________ Показа- тель Тип, индекс листа нв- 30/130 40/150 ВУ 51/177 54/200-6 54-200-7,5 вк 1 2 3 4 . 5 6 7 8 Длина L, мм 1250 1750. 2800 1750, 1750 1750 3300 Ширина В, мм 1000 2500 ИЗО, 1000 2500 1150 1125 1125 1220 Толщина t, мм 6 980 6; 8 6 6 7,5 10 Высота волны, мм: Рядовой h 30 5,8 40 50 51 54 54 1 И Перекры- ваемой hl 30 40 50 51 45 45 Шаг волны, мм 130 150 167 177 200 200 35о Расстоя- ние меж- ду греб- нями крайних волн В1,мм 910 1050, 835 1062 1000 1000 10 50 900
161 Таблица 10.1 (продолжение) 1 2 3 4 5 6 7 8 Расстояние от ближайшего гребня волны до кромки, мм: Перекрываю- щей Ы 45 43 45 48 60 60 85 Перекрывае- мой Ь2 45 37 120 40 60 65 85 Длина развёрт- ки Вр, мм 1136 1321, 1208 1374 1307 1307 1573 Масса, кг 16 1145 26,1 50 42,3 26 35 98 Плоские асбестоцементные листы используют для производства лег- ких сборных конструкций, широко применяемых при возведении сельскохо- зяйственных зданий. Основными показателями плоских листов являются: предел прочности при изгибе (16 - 25 Мпа); плотность (1600 - 1800) кг/м3); коробление (не более 0,6 мм); морозостойкость (25, 50) циклов и др. Типо- размер плоских листов приведён в табл. 10.2.
162 Таблица 10 ' Типоразмеры плоских асбестоцементных листов_______ Тип Размеры, мм Применение Длина L Ширина В Толщи- на t Крупно- размер- ные листы 3600 3200 3000 1500, 1200 1200 1500 1200 12; 10; 8 Стеновые панели, плиты по- крытий, перегородки и др.; для наружной и внутренней облицовки зданий и сооруже ний 2500 2000 1500 1200 1200 6; 5; 4 • 2500 1470 7; 6 Щиты оросительных градирен Мелко- размер- 1570 1500 1200 1200 7; 6 ные листы 1500 1400 900 900 10 8 Настилы для сельскохозяйсг венных сооружений 1200 800 10; 8; 6 Конструктивные элементы зданий ограждения балконов и лоджий Панели и плиты экструзионные асбестоцементные длиной до 6 м шириной до 750мм и высотой до 180 мм используют для возведения степ перегородок, покрытий и подвесных потолков зданий и сооружений. Экстр) зионные погонажные изделия, имеющие значительную длину при сравни тельно небольших размерах поперечного сечения (швеллеры, подоконлы» доски, сливы, раскладки и др.) широко применяются в промышленном и ip.i жданском строительстве. Асбестоцементные трубы составляют около 10”» общего объёма труб, применяемых в строительстве. Их широко использую i р водопроводных и мелиоративных системах для прокладки кабелей телефон ной сети и др.
163 10.2. Сырьевые материалы для производства асбестоцементных изделий Основными сырьевыми материалами для производства асбестоце- ментных изделий являются асбест, цемент, вода и добавки Асбест - минерал группы серпантинов или амфиболов (табл. 10.3.) Таблица 10.3. Основные физико-химические свойства асбеста Показатель Группа серпантинов Группа амфиболов Плотность, кг/м3 2570-2660 2570-2660 Удельная поверхность, м2/г 15-20 25-30 Гигроскопическая влажность,% 2,6-5 2,6-5 Теплопроводность, Вт/(м °C) Кускового асбеста Распущенного асбеста 0,35-0,41 .0,05-0,08 0,35-0,41 0,05-0,08 Прочность при растяжении, Мпа: Необработанного асбеста Обработанного асбеста 3200-5400 700-750 3200-5400 700-750 Модуль упругости, Гпа: Необработанного асбеста Обработанного асбеста 175 -185 70-80 175 -185 70-80 Марки асбеста, предназначенные для производства изделий: П-3- 70, П - 4 - 40, П - 5 - 65, М - 3 - 60, М - 4 - 30, М - 6 - 30 и т.п. (первого сорта) и П - 3 - 70, П - 4 - 30, П - 5 - 50. М - 6 - 40 и т.п. (высшего сорта). Для'производства асбестоцементных изделий применяют хризотило- вый асбест группы серпантинов. Волокнистыми заменителями асбеста могут служить: стекловолок- но, сульфатная небеленая целлюлоза, бумажная макулатура, синтетические волокна и др. В производстве асбестоцементных изделий применяется портланд- цемент марок 400 и 500. Из химических добавок следует выделить полиакрилаид в количест- ве 75-150 г на 1т сухих компонентов, метиллцеллюлозу и др.
164 Асбест поступает на заводы в бумажных мешках либо в пакетах ма< сой 20 - 50 кг. Портландцемент поступает с цементных заводов специальным транспортом, либо пневмотранспортом и хранится в бункерах или силосах. Содержание асбеста А разных марок в смеси определяется по фор муле: . 100 А = ~л---л---------Г ’ % 4 4 4 а, со. а„ 12 п где А1,_Ап - содержание асбеста различных марок в асбестовой шихте,%; al ап - эквивалентное количество асбеста разных марок , реке мендуемое для изготовления соответствующих изделий (см. справочник) Содержание цемента в асбестовой шихте (смеси): Ц = 100 -А, % В общем случае содержание сырьевых материалов в смеси в nq* счёте на сухое вещество следующее: асбеста (18 - 26%); цемента (82 - 74%) добавок (75 - 150 г на 1т цемента и асбеста); воды в суспензии (70 - 90%). Таким образом, зная техническую характеристику изделия, содержи ние основных компонентов в смеси и технологические требования на проп i водство, можно определить расход и потребность сырьевых материалов учётом производительности технологической линии: Ул + Уц = 100-/^, ,где У А, У Ц, У W - соответственно содержание асбеста, цемеш. и воды, % Удельный расход асбеста, цемента, воды и суспензии на произволе i во одного изделия: ™а = т„-УА, = ™„-Уц, тв=тп./в, тс =тп./с +тп .где - соответственно относительное содержание ж беста, цемента, воды (суспензии). Плотность суспензии: __ Ма -урцУц Уа+Ув+Уц Объём суспензии:
165 V = Г с Рс Потребность сырьевых материалов в час, смену, сутки и год: где Qi - потребность асбеста, цемента, воды и суспензии; mi - удель- ный массовый расход асбеста, цемента, воды и суспензии; Qj - часовая, сменная, суточная и годовая производительность технологической линии. В табл. 10.4. приведен расход сырьевых материалов на производство волни- стых асбестоцементных листов производительностью 30 млн. шт. условных плиток в год. Таблица 10.4. Расход сырьевых материалов на производство волнистых листов произ- _________водительностью 30 млн, шт. условных плиток в год______ Материал Удельный расход на одно изделие, кг/шт Расход В час В смену В сутки в год Асбест (А) 7,44 1,31 9,18 27,55 8400 Цемент (Ц) 18,74 3,30 23,13 69,39 24248 Вода (В) 3,57 0,63 4,41 13,22 4032 Суспензия(С) 29,75 5,25 36,72 110,16 33599 За условную плитку в производстве асбестоцементных изделий при- нята плитка размером 0,4x0,4x0,004м, объёмом бЛхЮ"4 м3, массой 1,09кг и плотностью 1700 кг/ м3 Коэффициент перевода из условной плитки в натуральное изделие и наоборот: т т усл. где ти и тусл - соответственно масса изделия и условной плитки. 10.3. Приготовление асбестоцементной суспензии Приготовление асбестоцементной суспензии включает следующие операции: разгрузку и складирование асбеста и цемента, растаривание асбе- ста, приготовление шихты (смеси) асбеста, первичную распушку асбеста в голлендерах или гидропушителях, приготовление асбестовой суспензии, пер- вичное смешивание асбестовой суспензии с цементом, вторичное смешива- ние и доведение асбестоцементной суспензии до технологической концен- трации (рис. 10.2. и 10.3.)
166 Обмятие асбеста в бегунах производится при одновременном сн> увлажнении водой и с зазором между подом и нижними кромками скребков | ~ 6 мм. Длительность обмятия в бегунах в зависимости от марки асбеста п степени его распушки составляет 12 - 15 млн. Степень распушки в бегу па ч не менее 30%. Влажность асбеста после обработки в бегунах 30 - 35%. Окончательная расиушка асбеста осуществляется гидравлическим способом с помощью различных аппаратов (голлендеров, цилиндрических и прямоточных гидропупштелей и др.) в зависимости от принятой техноло! ни на предприятии. Степень распушки асбеста после гидравлической o6pa6owi 85 -100%. Продолжительность цикла 9-12 мин. Приготовление асбестоцементной суспензии производится в голлсн дерах или турбосмесителях в одну или две стадии. Продолжительность oGp.i ботки 5-8 мин. Приготовленная асбестоцементная суспензия далее поступает в коп шовую мешалку, в которой создаётся запас массы для равномерного питании формовочной машины. Рабочая концентрация суспензии 10 - 14%. Рис. 10.2. Технологическая схема приготовления асбестоцементной сус пензии В' .
167 Рис. 10.3. Схема складирования и растаривания асбеста 1 - ж.д. вагон; 2 - кран мостовой; 3 - поддон с мешками; 4 - автотранспорт; 5 - штабель; 6 - погрузчик; 7 - конвейер - накопитель; 8 - подвесной конвейер с захватом; 9 - насос пневматический; 10 - машина для растаривания меш- ков; 11 - бункер; ? 2 - дозатор, питатель В ковшовую мешалку поступает также суспензия от переработки бракован- ного полуфабриката и его обрезков. Асбестоцементную суспензию доводят до рабочей концентрации технологической водой из нижней части рекупера- тора. Готовая суспензия далее по специальному желобу из ковшовой мешал- ки непрерывно подаётся в ванны со смесителями формовочной машины. Фильтрация происходит за счёт гидростатического напора от разности уров- ней суспензии в цилиндре и в ванне. Первичный слой асбестоцемента снима- ется с поверхности сетчатого цилиндра сукном. Сукно подводит слой к фор- матному барабану, на поверхность которого слой переходит за счёт адгезии. При навивании на формовочный барабан асбестоцемента заданной толщины по сигналу толщиномера включается срезчик наката, и отрезанный полуфаб- рикат поступает на отводящий конвейер. Комплекс оборудования заготовительного отделения асбестоцемент- ного предприятия включает в себя: машин}7 для растаривания мешков с асбе- стом, подъёмно-транспортное оборудование, бункеры (силосы) с дозаторами или питателями, бегуны СМ - 874 , голлендер СМ - 132 В, шнековый пита- тель дозатор СМ-141Б, рекуператор, ковшовую мешалку СМ-889А, насос шламовый, конвейеры, кран мостовой электрический, автоматический захват. Систему контроля и управления и др.
168 10.4. Схемы цепей оборудования для производства асбестоцементных изделий На предприятиях асбестоцементных изделий применяются разпьк схемы формования: на листоформовочных машинах , на круглосеточных мл шинах и др. Отличительная особенность вторых состоит в том, что они им с ют один или два цилиндра и плёнка наматывается на форматные скалки снимаемые после достижения формуемой трубы заданного наружнего дна метра. Для формования волнистых и плоских листов применяют листофор мовочные машины различной производительности. Накат, снятый с форматного барабана листоформовочной машины раскраивают на форматы. Поперечную резку наката осуществляют ротацп онными ножницами либо дисковыми ножами. Продольную резку осущесгп ляют, как правило, дисковыми ножами. Волнирование листов производя i п пластическом состоянии беспрокладочным и прокладочным способами. Вон нистые листы после волнирования без прокладок укладывают в тележки коп вейеров предварительного твердения при помощи укладчиков, а плоски* крупноразмерные листы - в пачки через металлические прокладки и напраи ляют в камеру предварительного твердения. Перенос листов и прокладок при формовании пачек осуществляется вакуум - коробками. Число волнистые листов, укладываемых в тележку конвейера, 11 - 16. Твердение асбестоцементных изделий осуществляют в две стадии предварительное и окончательное. Предварительное твердение волниегыч листов производят на тележках в конвейерах твердения в паровоздушном среде при температуре 20 - 30 0 С и 50 - 60 С (в середине и в конце камеры) в течение 3,5 - 4 часов. Твердение плоских крупноразмерных листов осуществляют в тсчг ние 4 - 6ч в камере твердения, в которой размещают 10 пачек листов с про кладками высотой до 800 мм и массой до 20 т. Окончательное твердение изделий производят в закрытом помепк нии при температуре не ниже 15 0 С и относительной влажности воздуха ю 70-80%. Волнистые листы стопами (до 100 шт. в стопе) в специальных поддонах и ин в кассетах укладывают штабелями в два - три яруса. Плоские крупноразмср ные листы - стойами по 40 - 60 шт. штабелями в три - четыре яруса. Сроки выдержки листов 7-14 суток с момента формования. На рис. 10.4. и 10.5. приведены схемы оборудования в условных обо значениях и одна из схем цепей оборудования технологической линии дни производства асбестоцементных листов.
169 Голле-ндер Смеситель новшовий Бегун ft. Погру^гик Маишна для распаривания Камера твердения формовочная маишла. Ножницы, расарор листов । Увлажнитель Штавем Насос ВоЛНЦрОвщи,К Рис. 10.4. Схемы оборудования в условных обозначениях
170 Рис. 10.5. Схема цепей оборудования технологической линии (комнлск са) доя производства листовых асбестоцементных изделии: 1?2 - бункер; 3 -- бак; 4 - рекуператор; 5-7 - питатель, дозатор; 8 - бегуны; 4 голлендер; 10 - смеситель турбинный; 11 - мешалка ковшовая; 12 - жслои лоток с гомогенизатором; 13 - насос; 14 - круглосеточная листоформовочнаи машина; 15 - конвейер раскроя наката; 16 - ножницы раскроя; 17 - раздаточ ный конвейер; 18 - волнировщик; 19 - укладчик; 20 - съёмная; 21 - конвсн» | твердения; 22 -увлажнитель; 23 - переборщик листов; 24 - склад листов.
171 10.5 Комплексы оборудования для производства небесroncMCinпых из- делии Отечественная асбестоцементная промышленность является одной из ведущих отраслей промышленности строительных материалов. Предпри- ятия оснащены в основном оборудованием Могилёвского завода ^Строммашина”. Наиболее эффективными являются технологические линии СМ - 1155, СМ - 243, СМА - 229 и СМ - 170. Автоматизированный комплекс СМ - 1155 предназначен для произ- водства волнистых асбестоцементных листов производительностью 35 млн. усл. плиток в год. В состав комплекса входят: машина листоформовочная круглосеточная СМ - 943А, ножницы раскроя СМ -1162, волнировщик СМА - 23ЗА, укладчик листов СМА - 260, транспортер твердения СМ - 1158, съёмник стоп СМ - 1159, переборщик листов СМ - 1160, мешалка для пере- работки сырьевых отходов СМ - 1005А, установка трёхслойного формования СМА - 252, волнировщик листов СМА -262, укладчик листов СМА - 263, увлажнитель листов СМА - 264, переборщик листов СМ - 1020А и др. Техническая характеристика комплекса СМ -1155 Производительность: Усл. плиток/ч.........................5000 т/ч...................................6,2 листов/ч...............................277 Установленная мощность электродвигателей, кВт........................115,5 Габаритные размеры, м: длина..................................123 ширина................................8,4 ' высота.................................3,5(7) Масса, т......................................128,56 Комплекс оборудования СМА - 232 предназначен для безпрокладоч- кого производства асбестоцементных листов средневолнистого профиля СВ - 40 шириной 1130 мм и длиной 1750 мм. В состав комплекса входят: круглосеточная листоформовочная ма- шина СМ - 943А, ножницы раскроя листов СМ - 1162. волнировщик СМА - 233А, укладчик листов СМА - 260, транспортер твердения СМА - 234, съём
172 стоп СМА - 235, увлажнитель СМА - 236. переборщик - стопировщик СМ А -237. Увлажнитель и транспортер твердения в комплексе расположены один над другим, что даёт значительный выигрыш в площади при одинако вой производительности. Машины комплекса снабжены индивидуальными электрическими и гидравлическими приводами, и их взаимодействие осуществляется единой системой электроавтоматики. Комплекс оборудования СМА - 170 предназначен для беспроюы дочного производства асбестоцементных волнистых листов СВ - 40 - 175А диной 1750 мм и шириной 980мм. В состав комплекса СМА - 170 (рис. 10.6.) входят: ковшовая мены и ка СМА - 159, гомогенизатор СМ - 1063, круглосеточная листоформовочн.1ч машина СМА - 160, машина раскроя наката СМА - 161. волнировщик СМА - 162 и СМА - 162П, укладчики СМА - 163 и СМА - 163П, конвейеры твер дения СМА - 164 и СМА - 164Ц, съёмники стоп СМА - 165 и СМА - 16511 увлажнители листов СМА - 169 и СМА - 169П, мешалка для переработки сырьевых отходов СМА - 167 и др. Техническая характеристика комплекса СМА -170 Производительность, шт.усл. плиток./ч..........7584 Рабочая ширина наката, мм......................2250 Скорость движения сукна, м/мин................35-65 Продолжительность раскроя наката, с............37.5 Установленная мощность, кВт.....,,............423,3 Габаритные размеры, м: Длина...................................150 Ширина...................................9,9 Высота.................................6,05 Масса, т...................................... 370 Комплекс оборудования СМА - 229 (Рис. 10.7.) предназначен i ы формования , раскроя и твердения плоских асбестоцементных непрессоваи ных, а при наличии пресса - прессованных листов шириной 1200 и 1500 мм длиной 2800, 300 и 3600 мм и толщиной 4.8 - 12 мм. В табл. 10.5 приведен перечень основного оборудования комплекса СМА - 170. Комплекс оснащён комплектами тонких металлических прок на док и толстых прокладок-поддонов. Для выпуска прессованых листов ком плекс СМА - 170 комплектуется прессом Д - 0053 усилием 20 тыс, тс. и сто пирощиком - разборщиком СМА - 231.
I /< Рис. 10.6. Комплекс оборудования СМА —170 для производства асбесто- цементных волнистых листов: 1 — ковшовая мешалка; 2 — гомогенизатор; 3 - листоформовочная машина; 4 - мешалка переработки сырых отходов; 5 - машина раскроя наката; б - транс- портер возврата сырых отходов; 7 - волнировщик; 8 - укладчик; 9 - съемник стоп; 10 - увлажнитель листов; 11 - конвейер твердения; 12 - переборшик- стопировщик
Рис. 10.7.Комплекс оборудования СМ.А-229 для производства плоских асбестоцементных листов: 1 - листоформовочная машина; 2 - первый приемный транспортер; 3 - гидравлический толкатель; 4 - второй приемный транспортер; 5 - третий приемный транспортер; 6 - укладчик с механизмом поперечного перемеще- ния поддонов; 7? 9 - \ транспортер пачек; 8, 11, 15 - перекладчик пачек; 10 - камера твердения; 12 - разборщик; 13 - установка для чистки и смазки прокладок; 14 - механизм упоров: 16 - транспортер уборки сырых отхо- дов: 17 - мешалка для переработки сырых ст ?д: в
I / ГиЛ/шца M 5. Комплекс ociioHiioi о оГ»о|н hhuiiiiih < 'МА 229 icmio.ioi нмсской линии ДЛЯ upon ИЮ U'l lUI ПЛОСКИХ небес 1ОЦСМСИ 1111,0 ЛИСТОН, Наименование оборудования Марки, индекс Коп во Масса, j Мощность, кВт Едини- цы Общая Едини- цы Об- щая Машина листоформо- вочная круглосеточная СМА-942А 1 34,8 34,8 47,9 47,9 Транспортеры приёмные СМА-217 4 3,18 12,72 2,2 2,2 Укладчик СМА-218 1 21,0 21,0 39,5 39,5 Транспортёры пачек СМА-219 СМА-227 2 2,16 4,32 1,5 1,5 Устройство поперечного перемещения поддона СМА-220 1 2,05 2,05 1,5 1,5 Перекладчик пачек СМА-222 1 9,55 9,55 2,2 2,2 Камера твердения СМА-230 1 30,0 30,0 16,6 16,6 Разборщик СМА-223 1 15,0 15,0 30 30 Установка для чистки и смазки прокладок СМА-224 1 5Л 5.4 8,8 8,8 Механизм упоров СМА-228 I 0,74 0,74 - - Стопировщик - разбор- щик СМА-231 1 23 23 20 20 Пресс Д-0053 1 1090 1090 174,5 174,5 Транспортер уборки сырых отходов СМА-226 1 2,7 2,7 2,2 2,2 Мешалка для переработ- ки сырых отходов Комплект поддонов Комплект прокладок Комплект электрообору- дования и автоматики СМА-167 1 2 2 1 2,58 2,58 18,5 18,5.
176 Рис. 10.8. Комплекс оборудования СМА - 256 для производства асбесто- цементных труб: 1 - аппарат питания; 2 - станина в сборе с экипажем давления; 3 - автомат смены складок ; 4 - конвейер воздушно-водяного твердения.
177 Техническая характеристика комплекса СМА - 229 Размеры .яиста, мм..........................3бООх1500x6 Производительность: млн.м2 /год...................................до 5,6 млн.усл. плиток/год....................до 48 Установленная мощность Электродвигателей, кВт..........................291 Габаритные размеры, м: длина........................................128,2 ширина.................................14,5 высота.................................6,97 Масса (без прокладок),т.......................619,2 Комплекс оборудования СМА - 256 (рис. 10.8.) предназначен для производства асбестоцементных труб длиной 4 м и условным проходом 100 - 150 мм. Комплекс включает трубоформовочную машину СМА - 274 и кон- вейер СМА - 275. Комплекс оборудования СМА - 243 предназначен для формования и предварительного твердения асбестоцементных труб длиной 5м с условным проходом 200 - 500 мм и муфт, рассчитанных на давление до 1,5 Мпа. В со- став комплекса входят: трубоформовочная машина СМА - 244, конвейеры твердения СМА - 245 и СМА - 246, комплект скалок и др. Техническая характеристика комплексов СМА - 256 и СМА - 243 Производительность, усл. м/ч.................165,8 276 Установленная мощность, кВт....................346 590 Габаритные размеры,м: длина..........................................114 160 ширина................................. 15 16,3 высота.................................. 6 6,45 Масса, т.......................................406 800
178 10.6 Выбор и компоновка оборудования Выбор основного технологического оборудования производится по методике аналогичных технологических линий на основании вида и технической характеристики изделия, производительности и разработанной технологической схемы. Расчёт режима работы и производительности осуществляется для основных отделений предприятия: массозаготовительного, формовочного и твердения. Компоновка оборудования предприятий асбестоцементных изделии производится в производственных стационарных зданиях и сооружениях оборудованных грузоподъёмными средствами. Технологическое оборудова ние распологается на самостоятельных опорах, не связанных с несущими конструкциями зданий. При размещении оборудования внутри производст- венного корпуса следует соблюдать условия максимального удобства обслу- живания и ремонта. 10.7. Технике - экономические показатели комплексов При оценке эффективности комплекса для производства асбестоце- ментных изделий обычно рассчитывают следующие показатели: производи тельность. объём капитальных вложений, срок окупаемости, удельный рас ход сырьевых материалов, расход вспомогательных материалов (сукна, ме- талла и др.), расход энергетических ресурсов, число рабочих и работающих годовые и текущие затраты, себестоимость производства единицы продукции и др. В табл. 10.6. и 10.7. приведены нормативные и фактические показа- тели производства асбестоцементных изделий на современных технологиче- ских комплексах (линиях).
179 Таблица 10.6. Удельный расход асбест а и цемента при производстве основных асбестоцементных изделий Асбестоцементное изделие Расход асбеста Расход цемента Норма- тивный Фактиче- ский Норма- тивный Фактиче- ский Волнистые листы, кг/тыс. усл. плиток 140 137 - 142 898 873- 965 Плоские крупно- размерные листы, кг/ тыс. усл. плиток 159 150-162 882 875- 904 Трубы, кг/ км.усл.труб 3174 3050 - 3518 16151 16078 - 17674 Таблица 10.7. Расход энергетических ресурсов при производстве асбестоцементных ___________________________изделий_____________________________ Асбестоцементное изделие Удельный расход Электроэнергии, кВтч Теплоэнергии, Гкал Волнистые листы, тыс.усл. плиток 40-46 0,2 Плоские крупноразмерные листы, тыс. усл. плиток 96 0,2 Трубы, км усл. труб 2300-2400 6,5-6,75 Вопросы для контроля и самопроверки: 1. Назовите основные виды асбестоцементных изделий, их характери- стики и области применения. 2. Назовите основные сырьевые материалы и их расход при производ- стве асбестоцементных изделий. 3. Вычертите технологическую схему переработки асбеста
180 4. Перечислите оборудование комплекса для приготовления асбестоцс- ментной суспензии 5. Как изображается основное оборудование на технологических схе- мах (схемах цепей оборудования)? 6. Перечислите оборудование комплекса для производства плоских крупноразмерных листов 7. Перечислите оборудование комплекса для производства плоских крупноразмерных листов 8. Как осуществляется выбор и компоновка оборудования для произ- водства асбестоцементных изделий? Список литературы: 1. Берней И.И., Колбасов В.М. Технология асбестоцементных изделий. Учеб, для вузов. -М.: Стройиздат. 1985 2. Гризак Ю.С., Хитер М.С. Оборудование для производства асбестоцементных зделий: Отраслевой каталог. , - М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1984 3. Нейфельд М.С., Мороз П.С. Механическое оборудование для производствалистовых асбестоцементных изделий. -М.: Машиностроение, 1970 4. Строительные материалы: Справочник/ А. С. Болдырев, П.П. Золо- тов, А.Н. Люсов и др. //Под ред. А.С. Болдырева, П.П. Золотова. - М. Стройиздат, 1989.
I HI Глава 11. I'cn.ioiiio ihiuhihiii н и hiv пгнч ын1 мл »* punлл и 111 ЮЛИИ 11.1. Общие ст* ц ним. К*.1И1сспф|1к*;|Ц1П1 Теплом юляцпоппыс магерпа ня и изделия предназначены для тепло- вой защиты. сооружений и различных тепловых установок во избежании по- терь тепла. Они обладают высокой пористостью и низкой теплопроводно- стью и являются эффективным средством экономии энергоёмких строитель- ных материалов. По ГОСТу 16381 - 77 теплоизоляционные материалы клас- сифицируются: по форме - плоские (плиты, маты, войлок и др.), фасадные (цилиндры, сегменты и др.), шнуровые, рыхлые (вата, перлит идр.); по структуре - волокнистые, ячеистые и зернистые и др.); по сырью - неорга- нические и органические; по содержанию связующего вещества - содер- жащие и не содержащие связующее вещество: по возгораемости - несгорае- мые, трудно сгораемые, сгораемые. Акустические материалы и изделия, применяемые в конструкциях жилых, общественных и производственных зданий, предназначены для за- щиты от шума. По назначению они подразделяются на звукопоглощающие и звукоизоляционные прокладочные материалы и изделия. Первые использу- ются для уменьшения интенсивности отражения звука в производственных и общественных помещениях (подвесные потолки, обшивка стен, объёмные звукопоглатители и др.). Вторые применяют в качестве упругих прокладок в конструкциях междуэтажных перекрытий с целью снижения шума переда- ваемого в нижележащие помещения. По ГОСТу 23499-79 акустические мате- риалы и изделия классифицируются: по форме - штучные (блоки, плиты) рулонные (маты, полосовые прокладки, холсты) рыхлые и сыпучие (вата ми- неральная и стеклянная, керамзит и др. пористые заполнители) по возгорае- мости - несгораемые, трудно сгораемые и сгораемые; по структуре - по- ристо-волокнистые, пористо - ячеистые, пористо - губчатые (пенопласты, резина). 11.2. Сырьевые материалы для производства силикатных волокон Производство силикатных волокон составляет свыше 76% общей выработки теплоизоляционных материалов. Объясняется это их низкой теп- лопроводностью, несгораемостью, долговеностью, наличием минерального сырья и возможностью изготовления изделий для утепления конструкций различною назначения. По химическому составу и областям применения силикатные во.1._кна условно делятся на стеклянные, минеральные и спе- циальные высокотемпературные (кварцевые, каолиновые, циркониевые и ДР)
182 Стеклянные волокна получают из боросиликатного расплава с вы- соким содержанием кремнезёма (более 65%). Основные компоненты шихты: кварцевые песок, известняк, кальцинированная сода и борная кислота. А12 О3 в шихту вводят с добавкой нефелинового и полевопшатного концентрата или каолина. Используют и другие природные й техногенные материалы при со- ответствующей корректировке шихты. Многокомпонентную шихту обычно рассчитывают методом составления и решения систем уравнений исходя их химического состава каждого компонента. Для плавления шихты применяют стекловаренные ванны или электрические печи. Для производства минеральной ваты в качестве сырья используют ; доменные шлаки (80%), отходы производства (пыль цементных и керамзито- вых заводов, бой глиняного кирпича и др.), изверженные горные породы (ба- зальты, диабазы, габбро и др.), метаморфические породы (амфиболиты и др ), осадочные породы (мергель, известняк, мел и др.) и др. Применение природ- ного сырья требует тщательного подбора химического состава компонентов шихты. Пригодность состава шихты определяют по трём показателям: моду- лю кислотности Мк, модулю вязкости Мв и показателю водостойкости ПБ. Для плавления шихты используют: регенератывные печи с подково- образным и поперечным направлением пламени, коксовые вагранки, газолек- трические печи и др. Ваграночным способом выпускается более 80% от об- щего объёма производства минеральной ваты. Используются вагранки раз- личной конструкции (табл. 11.1., П.2.). Наибольшее распространение полу- чила вагранка СМ - 5232М. Таблица ILL Техническая характеристика вагранок Показатель Марка, индекс вагранки СМ-50 СМ- 5266 см- 5232А см- 5232М СМТ- 208 Производитель- ность, т/ч 1,2 1,5 - 1,6 1,6-2,1 2,2 - 2.5 2.8 - 3,2 Диаметр шахты в зоне фурм*, мм 750 1000 1250 1250 1340 Расстояние от по- ла до осей фурм первого ряда, мм 400 600 600 750 700 Площадь зоны плавления, м2 0,441 0,784 1,226 1,226 1,4 * Фурма - устройство для подвода дутья в металлургические агрегаты
183 Таблица 11.2. Техническая характеристика шлакоприёмных печей Показатель Марка, индекс печи ШП- 1 ШП-2 ШП-З 1ЛП-4 ШП-5 Масса заливаемого шлака, т 55 20 8-10 25 10-20 Площадь зеркала варочной части, м2 42 25 15,5 25 17 Производительность печи по расплаву.* т/ч 3,9 4,42 1 3,5 2,5 - 2,8 Топливо природ- коксо- природ- коксо- электро- ный газ вый газ ный газ вый газ энергия Температура, 0 С : Заливаемого шлака 1240 1319 1350 1250 1350 Готового шлака 1320 1318 1340 1460 1400 | * Расплав - вещество, нагретое до жидкого состояния 11.3. Технологические линии для производства изделий из минеральной ваты Для получения силикатных волокон необходимо, чтобы вытягиваемое волокно сохраняло стеклообразное состояние до окончания технологического процесса. Используются следующие способы волокнооб- разования: центробежно - филъерно - дутьевой (раиболее распространён- ный способ), филъерно - вертикально - дутьевой, центробежно - дутье- вой, центробежно - валковый и др. Формирование волокнистого ковра осуществляется из волокнисто- воздушной смеси, получаемой в процесс раздува волокон. Осаждение воло- кон и образование ковра происходит в камере волокноосаждения при отсосе отработанного воздуха через сетчатый конвейер, служащий дном камеры. Производство изделий может осуществляться как без связующего, так и со связующим. В качестве связующего применяют вещества органического (смолы, битумы, крахмал и др.) и неорганического (цементы, глины,, жидкое стекло и др.) происхождения. Для введения связующих в минераловатный ковёр используется пульверизация, пропитка и др. Тепловая обработка пропитанного связующим волокнистого ковра, раскройка и упаковка являются последними в технологии производства ми-
184 нераловатных и стекловолокнистых изделий. На рис. 11.1. показана схема цепей оборудования технологической линии для производства минераловат- ных изделий на синтетическом связующем при получении расплава в вагранке. Рис. 11.1. Схема пеней оборудования технологической линии для произ- водства минераловатных изделий: 1.2 - бункер сырья и кокса; 3 - дозатор, питатель; 4.14 - конвейер: 5 - бункер шихты; 6 - питатель; 7 - подъёмник скиповый; 8 - воздуходувка; 9 - устройство волокнообразования; 10 - вагранка коксогазовая; 11,12 - узел приготовления и дозирования связующего и замасливателя; 13 - камера во- локноосаждения; 15 - камера тепловой обработки; 16,17 - вентилятор; 18 - газовая топка; 19 - дымосос; 20 - 22 - агрегат продольной и поперечной рез- ки; 23 - упаковщик - штабелировщик; 24 - склад; 25 - автопогрузчик Минераловатные изделия разделяют на требующие и не требующие тепловой обработки. Ко вторым относят рулонированную вату и прошивные изделия - маты. Прошивные установки размещают сразу за камерами волок- ноосаждения. Технологическая линия уменьшается до 25,5 м вместо 81,5 м. Маты прошивают без обкладок и с обкладками из бумаги, пергамина, стекло- ткани, плёночных материалов и др. Тепловая обработка изделий их минераловатного ковра, пропитанно- го связующим, предусматривает следующие операции: удаление влаги, про-
185 грев ковра до необходимой температуры, выдерживание до достижения соот- ветствующей степени отвердения и охлаждения. Конвейерные камеры тепловой обработки входят в состав техноло- гической линии и устанавливаются за камерой волокноосаждения. Иногда между ними устанавливают автоматы для рулонирования и упаковки мине- ральной ваты или прошивочные установки с поперечным рулонированием и упаковкой. С целью приближения изделий к оптимальным режимам тепло- вой обработки разработаны новые комплексы оборудования: мгновенного распространения тепла в ковёр, горячего прессования и др. В табл. 11.3. при- ведены технико-экономические показатели технологических лини для изго- товления изделий из минеральной ваты. Таблица 1L3. Технико-экономические показатели технологических линий для производства изделий из минеральной ваты________________ Показатель Марка, индекс линии СМТ 194 СМТ- 198 СМТ- • 212 . смт- 092 смт- 226 Горяче- го прес- сования Производитель- ность , тыс. м3 50-75 75 75 100-125 100-150 50 Плотность плит, кг/м3 200 175-200 175 75-150 50-175 250 Продолжитель- ность тепловой обработки, мин 15 3 6 15 12 40 Удельный рас- ход топлива*, кг/м3 42 16-18 5 52 12-15 10-13 Удельны!} рас- ход связующего, кг/м3 45 22-35 20 10 5-11 40 Расход электро- энергии, кВтч/м3 123 60 30 120 60 125 Длина, м 36 5 4 36 22 4 Масса, т 116 10 18 - - 120
186 ^Условное топливо - единица учёта расхода топлива, соответствую- щая низшей теплоте сгорания (29.3 МДж/кг) Из таблицы 11.3. видно, что наиболее прочные if литы получаются на технологических линиях горячего прессования. Минераловатные заготовки поступают на поддоны и затем на многоярусный пресс. Тепловая обработка производится путём передачи теплоты от нагретых поверхностей обжатому до заданной плотности ковру. При производстве изделий по этой технологии снижаются расходы на тепловую обработку и отпадает необходимость в очи- стных сооружениях, так как тепловая обработка происходит без прососа теп- лоносителя через ковёр. Вопросы для контроля и самопроверки: 1 . Назовите основные виды теплоизоляционных материалов и изделий. 2 . Назовите основные виды акустических материалов и изделий. 3 .Назовите основные сырьевые материалы для производства теплоизоляци- онных и акустически?; материалов и изделий. 4 .Какие агрегаты используются для плавления сырьевой шихты? 5 .Назовите основное оборудование технологической линии для производства минераловатных изделий. Назовите основные технико-экономические показатели технологических ли- ний. Список литературы: 1. Горяйнов К.Э., Горяйнова С.К. Технология теплоизоляционных материа- лов и изделий. - М.: Стройизда, 1982 2. Китайцев В.А. Технология теплоизоляционных материалов. - М.: Строй- издат, 1979 3. Справочник по производству теплозвукоизоляционных материалов/ Под ред. Ю.Л. Спирина. - Мл Стройиздат, 1975 4. Строительные материалы: Справочник/ А.С. Болдырев, П.П. Золотов,А.Н. Люсов и др.// Под ред. А.С. Болдырева, П.П. Золотова. - М.: Стройиздат. 1989
187 Глава 12. Основные показатели производства строительных ма- териалов и изделий. Таблица 12,1, Концентрация производства в основных отраслях промышленности строительных материалов (по состоянию на 01.01.1990 г.) Показатель Средний вы- пуск продук- ции на пред- приятии, млн. руб. Средняя числен- ность работаю- щих на предпри- ятии, чел. Фондовору- женность труда, тыс. руб. Всего в отрасли ~ 6,65 489 16,8 В том числе: не рудных строи - тельных материалов 3,66 282 17,16 сборных железо - бетонных изделий и конструкций 5,7 407 18,72 стеновых строи - тельных материалов 4,96 589 12,52 цементная 35,23 1298 43,26 Асбестоцементная 19,86 898 17,24 известковых, гипсо- вых и местных вя- жущих материалов и изделий 4,27 338 18,38 мягких кровельных и гидроизоляцион- ных материалов 14,59 679 16,93 строительной кера- мики 8,5 910 14,31
188 Таблица 12.2 Структура затрат на производство промышленной продукхдии в копей- ках на 1 руб. товарной продукции (по состоянию на 01.01.1990 г.) Отрасль промышлен- ности Всего В том числе: Зарплата Амортизация Прочие затраты сырье и материалы Покупные .изделия работы и услуги вспомогательные материалы топливо энергия Промышлен- ность строи - тельных ма- териалов В том числе: 82,07 22,61 5,93 6,99 8,94 4,6 18,4 10,38 4,22 цементная 76,17 8,22 7,45 6,65 20,06 8,68 9,71 11,80 3,6 асбестоце- ментная 86,97 59,2 1,23 3,89 1,75 1,78 10,56 5,41 3,15 сборного же- лезобетона 84,51 42,33 2,61 4,95 1,84 1,61 15,41 13,26 2,5 неметалло- рудная 82,63 37,81 2,38 4,89 3,56 3,07 20,15 7,99 2,78 санитарно- техничеэдкцх изделий 79,55 23,08 15,16 7,95 3,02 1,47- 21,03 5,66 2,18
189 Таблица 12.3. Структура основных фондов, % (по состоянию на 01,01.1990 г.) Отрасль промышленности Основные фонды Строительных материалов Цементная Строительной керамики стекольная Промьппленно-производственные основные фонды 100 100 100 100 В том числе: здания 35,9 32,8 39,9 40,9 сооружения 16,3 19,8 7,8 10,7 передаточные устройства - 4,7 5,1 4,6 4,7 силовые машины и оборудование 3,3 з,з 3,1 2,5 технологические машины и оборудование 34,6 33,8 37,8 37,4 контрольно-измеритель- ные приборы и вычисли- тельная техника 0,8 1Л 2 1 транспортные средства 3,5 3,3 2,4 2 " прочие виды основных фондов 0,9 0,5 2,4 0,8
190 Таблица 12.4. Производство основных видов строительных материалов (по состоянию на 01.01.1990 г.) Строительный материал Объем производства Цемент, млн. г Нерудные строительные материалы, млн. м3 . Сборные железобетонные изделия и конструкции, млн. м3 Стеновые строительные материалы, млрд. шт. усл. кирпича Асбестоцементные листовые материа- лы,'млн. шт. усл. плиток Кровельные и изоляционные материалы, млн. м2 Плитки керамические для полов, млн. м2 Плитки керамические облицовочные, млн. м2 Плитки керамические фасадные, млн. м2 Известняковая и доломитовая мука, млн. т. 135 1139 142,3 61,6 8577 2002 31 ’ 42,8 30,2 35
191 Таблица 12.5. Удельные капитапьные вложения на строительство заводов сборного ____________железобетона (по состоянию на 0L0L1990 г.)________ Мощность предприятий Удельные капвложения, руб/м3 Себесто- имость единицы продук- ции, руб/м3 Срок окупа- емости капиталь- ных вложе- ний, лет всего В том числе Строитель- но-монта- жные работы Обору- дование Привяз- ка Заводы КПД с ГОДОВОЙ МО1Ц- ностью, тыс, м3: - 268 67 40 17 2 46 6 160 76 41 26 4 46 7 92 91 45 30 7 48 7 64 114 57 36 10 50 7 Заводы ЖБИ с годовой мощ- ностью, тыс. м3: 150 69 35 21 4 51 6 100 75 37 23 7 52 6 80 79 38 - 25 8 1 56 6 50 89 41 28 13 59 6 То же на реконструкцию предприятий Заводы КПД с годовой мощно стью, тыс. м3: 115 38-37 55-58 4-5 64 42-39 55-58 4-5 Заводы ЖБИ с годовой мощно стью. тыс. м3: 100 55-52 50-56 4-5 50 60-57 ' 50-56 4-5
192 Таблица 12.6. Себестоимость и рентабельность производства основных видов строи- тельных материалов (по состоянию на 01.01.1990 г») Строительный материал Полная себе- стоимость, руб.-коп. Оптовая цена, руб.-коп. Рентабель- ность к пол- ной себе- стоимости, % Щебень, м ' 3-14 4-00 31,1 Гравий, м3 2-29 3-22 41,0 Песок строи- « 3 тельный, м 1-59 1-90 21,1 Песчано-гравий- ная смесь, м3 1-16 1-43 29,3 Известь строи- тельная, т 18-47 19-44 7,0 Цемент 15-78 20-i 5 28,5 Асбестоцементные листы, тыс.усл. плиток 58-73 67-15 14,9 Асбестоцементные трубы, км.усл. труб 2126-04 2379-81 13,6 Стеновые строительные материалы, тыс. шт. ус л. кирпича В то числе: 43-23 44-74 7,7 Керамический кирпич 50-33 57-78 -4,2 Силикатный кирпич 36-42 41-86 . 14,9 Плитки керамичес- кие для полов, м2 2-18 2-77 27,8 Плитки керамические облицовочные, м2 2-63 3-47 32,9 Минеральная вата, м3 9-99 12-25 23,2
193 Таблица 12.7. Основные показатели производства цемента (по состоянию на 01.01.1990 г.) Предпри- ятия отрас- ли Выра- ботка, т/раб. Затраты труда, чел.ч/т Расход электро- энергии, кВт«ч/т Удельный расход топлива, кг/т Себе- стои- мость, руб/т Концерн «Цемент» 1578 1892 1,17 0,98 114,7 173,2 15-17,87 Государст- венная ас- социация «Союзст- ройматери- алы» 1655 1989 М2 0,93 114,7 173,3 15-22,30 В числителе приведены значения на 1 работающего, в знаменателе на 1 рабочего.
194 Заключение Капитальное строительство оказывает решающее влияние на разви- тие и размещение производительных сил и повышение уровня жизни народа. Вместе с машиностроением оно играет определяющую роль в обновлении производств всех отраслей народного хозяйства. На долю капитального строительства приходится пятая часть производственных фондов, около 13% продукции материального производства, или около 20% национального до- хода. Стоящие перед капитальным строительством задачи определяют темпы развития и технического переоснащения материально-технической базы и в том числе промышленности строительных материалов. В структуре затрат на строительно-монтажные работы стоимость материалов и изделий составляет около 50%, а в полносборном домостроении - 70%. Промышленность строительных материалов выпускает сейчас более 1000 различных видов материалов и изделий. Она опирается на разработки научно-исследовательских и проектных организаций, специализированных кафедр высших учебных заведений и большой опыт зарубежных и отечест- венных предприятий. Большинство предприятий промышленности строи- тельных материалов нуждается в реконструкции и техническом перевоору- жении на базе новых комплексов оборудования технологических автомати- зированных линий. Обновление предприятий требует в свою очередь уско- ренного развития машиностроительной базы, рационального использования и проектно-конструкторских разработок и подготовки современных специа- листов. В учебном пособии впервые в сжатой форме изложены теоретиче- ские и практические материалы по современным технологическим комплек- сам и автоматизированным линиям для производства основных видов строи- тельных материалов и изделий. Рассмотрены вопросы, касающиеся опреде- ления потребности сырьевых материалов, режима работы, выбора марки (ин- декса) основного и вспомогательного оборудования, компоновки оборудова- ния в производительном здании и сооружении, контроля и управления и тех- нике - экономической оценки технологических линий. Приведенные в учеб- ном пособии сведения по выбору и компоновке основного оборудования для производства строительных материалов и изделий позволяют студентам наи- более правильно и рационально решать задачи по комплексному использова- нию оборудования в современных автоматизированных технологических линиях. Авторы с благодарностью примут все замечания по учебному^ посо- бию и надеются на то, что оно окажет определённую пользу студентам и ас- пирантам при изучении данной дисциплины.
195 Содержание Предисловие......................................................3 Введение....................................................... 4 Глава 1. Структура производственной системы......................7 1.1. Основные термины и определения..........................7 1.2. Структура производственной системы................... 7 1.3. Схемы расположения оборудования........................ 8 1.4. Моделирование структуры ПС.......................... 9 1.5. Основное и вспомогательное оборудование............... 9 1.6. Компоновочное решение технологических комплексов.......10 1.7. Ритмичность выпуска продукции..........................11 Вопросы для контроля и самопроверки.........................12 Список литературы...........................................12 Глава 2. Технологические комплексы, линии, установки и заводы для производства нерудных строительных материалов...................14 2.1. Классификация. Основные определения и терминология.....14 2.2. Режим работы дробильно -сортировочных заводов..........15 2.3. Технологические схемы................................. 17 2.4. Условные обозначения технологических операций..........18 2.5. Основы расчёта технологических схем....................21 2.6. Выбор оборудования.....................................22 2.7. Условные обозначения оборудования на схемах............26 2.8. Ведомости оборудования.................................26 2.9. Технологическая схема и схема цепей оборудования дробильно - сортировочного завода (пример).............................30 2.10. Компоновочные решения дробильно - сортировочных заводов. .31 2.11. Элементы контроля и автоматизации.....................35 2.12. Охрана труда и техника безопасности................. 35 2.13. Технико - экономические показатели.................. 35 Вопро сы для контроля и самопроверки......................37 Списо к литературы........................................38 Глава 3. Технологические линии для производства бетонных и растворных смесей............................................. 39 3.1. Общие сведения. Классификация..........................39 3.2. Технологические линии и схемы оборудования.............40 3.3. Расположение смесителей................................45 3.4. Компоновочные решения. Технические характеристики......46
196 3.5. Установки для приготовления сухих строительных смесей..49 3.6. Потребность сырьевых материалов..................... .49 3.7. Выбор оборудования................................... 50 3.8. Элементы контроля и автоматизации......................-. .53 3.9. Технике - экономические показатели.................. 53 Вопросы для контроля и самопроверки........................ 54 Список литературы............................................. 55 Глава 4. Технологические линии для производства бетонных и железобетонных изделий...........................................56 4.1. Общие сведения и классификация...................... 56 4.2. Технологические схемы. Условные обозначения............57 4.3. Технологические линии и комплексы оборудования.........60 4.4. Технико-экономическая оценка технологических линий.....73 Вопросы для контроля и самопроверки.........................73 Список литературы...........................................74 Глава 5. Технологические комплексы и линии для производства керамических стеновых материалов и изделий.......................75 5.1. Общие сведения. Классификация и свойства...............75 5.2. Сырьё. Расход сырьевых материалов.................... 76 5.3. Технологические схемы производства керамических изделий.... 78 5.4. Основы выбора оборудования технологического комплекса..84 5.5. Схемы цепей оборудования технологических линий для производства керамических изделий...........................94 5.6. Компоновочные решения комплексов.......................94 5.7. Технические характеристики комплексов................. .98 5.8. Основы контроля и автоматического управления..........101 Вопросы для контроля и самопроверки.......................102 Список литературы......................................... 103 Глава 6. Технологические линии и комплексы для производства цемента............................................... 104 6.1. Общие сведения. Классификация........................104 6.2. Цементное сырьё. Характеристика и расход Виды топлива.105 6.3. Склады сырьевых материалов, шихты и цемента..........109 6.4. Технология производства и схемы цепей оборудования цементных заводов..........................................112 6.5. Компоновочные решения цементных заводов...............122 6.6. Технике - экономические показатели....................123 6.7. Основы контроля и автоматического управления..........124 Вопросы для контроля и самопроверки........................124 Список литературы........................................ 125
197 Глава 7. Технологические линии для производства гипсовых вяжущих материалов.....................................................126 7.1. Общие сведения. Классификация.........................126 7.2. Сырьё для производства гипса......................... 127 7.3. Технологические схемы производства гипсовых вяжущих...127 7.4. Схемы цепей оборудования..............................128 7.5. Выбор оборудования. Перечень оборудования.............130 7.6. Компоновочные решения.................................130 7.7. Элементы контроля и управления. Технике - экономические показатели................................................131 7.8. Технологические линии для производства гипсовых изделий... .131 Вопросы для контроля и самопроверки........................134 Список литературы..........................................134 Глава 8. Технологические линии для производства извести........136 8.1. Общие сведения. Области применения....................136 8.2. Технологические схемы производства извести............137 8.3. Схемы цепей оборудования. Комплексы основного оборудования..............................................138 8.4. Основы управления. Технико ~ экономические показатели..... 142 Вопросы для контроля и самопроверки....................... 142 Список литературы..........................................142 Глава 9. Технологические линии для производства силикатного кирпича и камня..........................г.............................143 9.1. Общие сведения. Техническая характеристика............143 9.2. Сырьевые материалы....................................144 9.3. Технологические схемы и схемы цепей оборудования......145 9.4. Выбор оборудования....................................148 9.5. Компоновочные решения.................................152 9.6. Системы контроля и управления.........................155 9.7. Технико - экономические показатели....................157 Вопросы для контроля и самопроверки........................158 Список литературы........................................ 158 Глава 10. Технологические линии и автоматизированные комплексы для производства асбестоцементных изделий......................159 10.1. Общие сведения. Классификация. Области применения....159 10.2. Сырьевые материалы для производства асбестоцементных изделий................................................ 163 10.3. Приготовление асбестоцементной суспензии.............165
198 10.4. Схемы цепей оборудования для производства асбестоцементных изделий ................................................. 168 10.5. Комплексы оборудования для производства асбестоцементных изделий...................................................171 10.6. Выбор и компоновка оборудования......................178 10.7. Технике - экономические показатели комплексов........178 Вопросы для контроля и самопроверки...................... 179 Список литературы .................................... 180 Глава 11. Теплоизоляционные и акустические материалы и изделия.. 181 11.1. Общие сведения. Классификация.........................181 11.2. Сырьевые материалы для производства силикатных волокон... 181 11.3. Технологические линии для производства изделий из минеральной ваты........................................ 183 Вопросы для контроля и самопроверки........................186 Список литературы........................................ 186 Глава 12. Основные показатели производства строительных материалов и изделий........................................................187 Заключение............................................... 194
Учебное издание Василий Степанович Богданов Александр Алексеевич Борщевский Анатолий Сергеевич Ильин Валерий Григорьевич Струков Юрий Михайлович Фадин ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И ЛИНИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ Учебное пособие Изд. лиц. ИД № 00434 от 10.11.99. Подписано в печать 27.02.03.Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 11,6. Уч.-изд.л. 12,4. Тираж 1000 экз. Заказ /У / Цена договорная Издательство Ассоциации строительных вузов 129337, Москва, Ярославское шоссе, 26 Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете 308012, Белгород, Костюкова, 46