Матеріальний баланс виробництва вогнетривів

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ, НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ  УНІВЕРСИТЕТ

ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ  ІНСТИТУТ

 

 

 

Кафедра технології кераміки, вогнетривів , скла та емалей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсова робота

З дисципліни : «Хімічна технологія вогнетривів »

Студентки 6-го курсу

Групи

 

 

 

 

 

                                        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                        Перевірив викладач :

                                                                       

 

 

 

 

ХАРКІВ 2012р.

 

 

 Матеріальний баланс  виробництва вогнетривів

Розрахунок матеріального  балансу як за окремими етапами виробництва, так  і по підприємству в цілому дозволяє отримати вихідні дані для розрахунку витратних коефіцієнтів сировини і матеріалів на одиницю товарної продукції, вибору основного і допоміжного технологічного устаткування, розрахунку необхідних складських площ для прийому основної сировини, допоміжних матеріалів та готових виробів, а також для визначення місткості проміжних і відвантажувальних бункерів.

 

Розрахувати матеріальний баланс виробництва складнофасонних виробів, якщо річна продуктивність становить  60,0 тис. т/рік. Визначити витрати сировини на виготовлення 1 т готових виробів. Вихідні дані наведені нижче.

Шихтовий склад, мас. %: глина-зв’язка – 30; шамот – 70.

Технологічні нормативи  виробництва:

Вологість глин на шамот та зв’язку, що надходять на склад, відповідно – 22,0 % і 20,0 %.

Втрати глини при  прожарюванні (в. п. п.) визначаються за даними хімічного аналізу – 12 %.

Вологість глини-зв'язки після сушильного барабана – 8,0 %.

Вологість маси для пресування  – 9 %.

Втрати матеріалів:

• при сушінні глини в барабані                                   – 1,0 %;
• при випалі глини на шамот в обертових печах          – 2,5 %;
• при подрібненні та сортуванні шамоту                   – 2,0 %;
• втрати сировини при транспортуванні                    – 0,01 %.
• брак при пресуванні                                              – 0,2 %.
• брак при випалі в тунельній печі                          – 2,0 %.

Технологічну схему виробництва наведено на рис. 5.4. Розрахунок, як завжди, починаємо з кінця технологічної схеми і, просуваючись до її початку, визначаємо кількість матеріалів на кожній технологічній операції з урахуванням наведених технологічних нормативів виробництва.

З урахуванням браку  при випалі напівфабрикатів в  тунельній печі (2 %)  кількість  матеріалу, що надходить на випал, становить:

 

 = 61224,5 т.

 

Кількість браку в  натуральному виразі складає:

 

Б₁ = 61224,5 – 60000 = 1224,5 т.

 

З урахуванням втрат  при прожарюванні (в.п.п.) маси, які залежать від вмісту в ній глини-зв'язки (за сухою вагою) та в.п.п. глини (12 %), на випал складнофасонних виробів має надійти:

 

 = 63510,9 т.

 

У натуральному виразі втрати при прожарюванні маси становитимуть:

 

П₁ = 63510,9 – 61224,5 = 2286,4 т.

 

Крім цього, слід також  визначити кількість матеріалів, що надходять на випал з урахуванням  вологості маси (9 %), яка видалятиметься на початковій стадії випалу:

 

 = 69792,2 т.

 

Отже, при випалі видалиться волога у кількості:

 

В₁ = 69792,2 – 63510,9 = 6281,3 т.

 

Далі визначаємо кількість виробів, що потрапляють на пресування з урахуванням  браку при пресуванні (0,2 %):

 

= 69932,1 т.

 

Кількість браку при формуванні в натуральному виразі становить:

 

Б₂ = 69932,1 – 69792,2 = 139,9 т.

 

Оскільки брак формування (Б₂) повертається у виробництво, його необхідно врахувати при визначенні кількості формувальної маси, яка має надійти на пресування:

 

69932,1 – 139,9 = 69792,2 т.

 

Визначаємо кількість  матеріалу, що потрапляє до змішувача, з урахуванням втрат при транспортуванні сировини (0,01 %):

 

 = 69799,2 т.

 

Рисунок 5.4 – Технологічна схема виробництва складнофасонних виробів

 

 

Кількість втрат у  натуральному виразі становить:

 

П₂ = 69799,2 – 69792,2 = 7,0 т.

 

Для визначення масового вмісту компонентів маси з урахуванням їх вологості та складу шихти спочатку потрібно провести перерахунок з вологої маси (9 %) на суху:

 

= 63517,3 т.

 

Вологість глини-зв’язки  після виходу з сушильного барабана становить 8 %, шамот потрапляє до змішувача сухим. Таким чином, кількість матеріалів, що надходять до змішувача, буде такою:

 

сухого шамоту                        = 44462,1 т;

 

глини-зв’язки (на суху речовину)   = 19055,2 т;

 

глини-зв’язки з вологістю 8 %          = 20712,2 т.

 

Визначаємо кількість  води для зволоження маси:

 

69799,2 – (44462,1 + 20712,2) = 4624,9 т.

 

Таким чином, до змішувача надходять 44462,1 т сухого шамоту, 20712,2 т глини-зв’язки з вологістю 8 % та додається 4624,9 т води для дозволоження суміші перед формуванням. Вага суміші з вологістю 9 % становить 69799,2 т.

Далі продовжуємо розрахунок для лінії переробки глини-зв’язки. Глина, яка в подальшому використовується як зв’язка, надходить на сушіння до сушильного барабана з кар’єрною вологістю 20 %. У сушильному барабані відбувається її сушіння до вологості 8 %. Кількість глини, яка має надходити на підсушування, становитиме:

 

 = 23819,0 т.

 

Визначаємо продуктивність барабана за вологою як різницю кількості  глини, яка надходить до сушильного барабана (з вологістю 20 %), і кількості глини, що виходить з нього (з вологістю 8 %):

 

В₂ = 23819,0 – 20712,2 = 3106,8 т.

 

З урахуванням  втрат при сушінні в сушильному барабані (1 %) кількість глини, що подається на сушіння, має становити:

 

 = 24059,6 т.

 

Кількість втрат глини при сушінні в сушильному барабані в натуральному виразі становитиме:

 

П₃ = 24059,6 – 23819,0 = 240,6 т.

 

Враховуючи  втрати глини при транспортуванні  (0,01 %), її річний запас  має становити:

 = 24062,0 т.

 

При необхідності визначення продуктивності подрібнюючого обладнання та транспортерів на лінії переробки глини-зв’язки виходять саме з цієї кількості глини.

Кількісні втрати глини при транспортуванні становитимуть:

 

П₄ = 24062,0 – 24059,6 = 2,4 т.

 

Далі здійснюємо розрахунки для лінії виробництва шамоту. Кількість випаленого шамоту, що подається на подрібнення та фракціонування з урахуванням втрат на цих операціях (2 %), становить:

 

 = 45369,5 т.

 

Втрати шамоту при подрібненні  брикетів та розсіювання в натуральному виразі становлять:

П₅ = 45369,5 – 44462,1 = 907,4 т.

Визначаємо  кількість глини, що потрапляє до обертової печі з урахуванням втрат на пиловинос (1 %), в.п.п. глини (12 %) та її кар’єрної вологості (22 %):

 

з урахуванням пиловиносу     = 45827,8 т;

 

з урахуванням в.п.п.               = 52077,0 т;

 

з урахуванням  вологості         = 66765,4 т.

 

Відповідно втрати в натуральному виразі складатимуть:

 

на пиловинос                   П₆ = 45827,8 – 45369,5 = 458,3 т;

в.п.п.                                 П₇ = 52077,0 – 45827,8 = 6249,2 т;

видалена волога               В₃= 66765,4 – 52077,0 = 14688,4 т.

 

Враховуючи  втрати глини при транспортуванні  на випал до обертової печі (0,01 %), її річний запас має становити:

 

 = 66772,1 т.

 

Незворотні  втрати глини при її транспортуванні  в натуральному виразі становлять:

 

П₈ = 66772,1 – 66765,4 = 6,7 т.

 

Отримані  результати заносимо до підсумкової таблиці, яка ілюструє зведену відомість виробництва за окремими технологічними етапами (див. табл. 5.4).

 

Таблиця 5.4 – Приход та витрати матеріалів при виробництві шамотного вогнетриву

Приход		Витрати
найменування  статті	кількість матеріалу, т	найменування  статті	кількість матеріалу, т
1. Сировина на складі:		1. Товарна продукція	60000
глина на шамот		2. Незворотні втрати виробництва:
з вологістю 22 %	66772,1	втрати сировини при транспорту-
глина на зв’язку		ванні до змішувача (П2)	7,0
з вологістю 20 %	24062,0	втрати сировини при  сушінні (П3)	240,6
2. Допоміжні матеріали:		втрати глини на зв’язку при по-
технологічна вода	4624,9	дрібненні (П4)	2,4
		втрати шамоту при подрібненні
		та розсіюванні (П5)	907,4
		втрати шамоту на пиловинос
		(П6)	458,3
		втрати глини на шамот  при транс-
		портуванні до обертової  печі (П8)	6,7
		3. Втрати за рахунок видалення
		вологи:
		остаточна волога при  випалі
		виробів (В1)	6281,3
		волога при сушінні
		глини на зв’язку (В2)	3106,8
		волога при випалі  глини
		на шамот (В3)	14688,4
		4. Втрати маси під час перебігу
		фізико-хімічних  процесів при випалі:
		втрати маси  при прожарюванні (П1)	2286,4
		втрати маси  при випалі на шамот
		(П7)	6249,2
		5. Брак при випалі  маси (Б1)	1224,5
Разом за статтею:	95459	Разом за статтею:	95459

 

Виходячи із зазначеної в таблиці 5.4 кількості матеріалів, що надходять на окремі технологічні операції, при необхідності можна також визначити продуктивність відповідного обладнання (дробарок, сушильного барабана, дезінтеграторів, бігунів, змішувачів, пресів, пічного обладнання тощо).

Витратні коефіцієнти сировини та технологічної води розраховують, виходячи з сумарної кількості матеріалів, які використовують у виробництві, та заданої продуктивності.

глина на зв’язку                = 0,4 т/т продукції;

глина на шамот                 = 1,11 т/т продукції;

технологічна вода             = 0,08 т/т продукції.

 

 

Таблиця 5.4 – Витрати  матеріалів на окремих технологічних операціях

Основні технологічні операції	Кількість матеріалів, що надходять на операцію, т	Вологість  матеріалів, %
Грубе подрібнення глини на лінії  глини-зв'язки	26447,0	22
Грубе подрібнення глини на лінії  шамоту	71555,7	22
Сушіння глини-зв’язки в сушильному барабані	26444,4	початкова – 22 залишкова – 8
Випал глини на шамот в обертовій  печі	71548,6	початкова – 22 залишкова – 0
Подрібнення та фракціонування шамоту	49866,5	0
Змішування компонентів шихти	71634,4	9
Пресування напівфабрикатів	69806,2	9
Випал напівфабрикатів у тунельній  печі	61224,5	0
Втрати сировини, що повертаються у виробництво	3003,9
Загальна кількість глини, яка  необхідна для  виготовлення 60 000 т складнофасонних виробів	94998,8 т