Проектирование технологической линии производства керамзитового гравия

 

 

Уважаемые студенты халявщики эта работа из  Семипалатинска,Казахстан)))удачи

 

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………….3

Задание на проектирование……………………………………………………..4

1.Анализ существующих технологий  производства изделий………………...5

1.1.Номенклатура, характеристика изделий…………………………………...5

1.2.Состав сырьевой смеси……………………………………………………...9

1.3.Выбор и обоснование технологического  способа производства………...13

2.Технологическая часть………………………………………………………..18

2.1.Режим работы предприятия………………………………………………...18

2.2.Расчет производительности предприятия………………………………….19

2.3.Подбор состава сырьевой смеси…………………………………………….20

2.4.Расчет потребности предприятия  в сырьевых материалах………………..21

2.5.Выбор потребного количества  технологического оборудования………...22

2.6.Расчет складов сырьевых материалов………………………………………22

2.7.Разработка технологии производства………………………………………23

3.Контроль производства и качества  выпускаемой продукции……………….25

4.Охрана труда на предприятии…………………………………………………28

Заключение……………………………………………………………………….30

Список использованной литературы……………………………………………31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

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

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

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

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

В последние десятилетия в производство керамзитового гравия наряду с классическими легкоплавкими глинистыми породами вовлекаются различные отходы углеобогащения, золы и шлаки тепловых электростанций, а также трепела, диатомиты и т. п. Производство искусственных пористых заполнителей на их основе осуществляется по технологии керамзита, свойства получаемых заполнителей оцениваются по общему стандарту. Так, ГОСТ 9759—83 распространяется на керамзитовый гравий и песок, представляющие собой искусственный пористый материал, получаемый вспучиванием при обжиге подготовленных гранул (зерен) из силикатных пород (глин, суглинков, различных сланцев, трепела, диатомита, опок) и промышленных отходов — зол и шлаков тепловых электростанций, отходов углеобогащения, а также на песок, получаемый дроблением керамзитового гравия и применяемых в качестве заполнителей при изготовлении теплоизоляционного и конструктивного (в том числе конструкционно-теплоизоляционного) легких бетонов.

 

 

Задание на проектирование

 

 

 

Ключевые слова: керамзит, пластический способ производства керамзита, сырьевая смесь, вспучивание.

 

Целью данного курсового проекта было запроектировать технологическую линию производства керамзитового гравия, цех производства керамзита по пластическому способу. В работе проведен анализ существующих технологий производства керамзита. Произведены все необходимые технологические расчеты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Анализ существующих  технологий производства изделий.

1.1.Номенклатура, характеристика  изделия.

 

 

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

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

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

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

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

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

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

Характеристики керамзита

Гравий и щебень изготовляют следующих основных фракций:

• от 5 до 10;
• от 10 до 20;
• от 20 до 40 мм.

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

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

Зерновой состав песка должен соответствовать указанному в табл. 1.  

Таблица 1

 

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

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

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

 Примечание. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем для приготовления конструкционных легких бетонов классов В20 и выше изготовление керамзитового гравия и щебня марок 700 и 800.

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

Таблица 4.

  

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

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

Таблица 5.  

 

Примечание. Для теплоизоляционных засыпок допускается выпускать гравий и щебень с маркой по прочности ниже, чем указано в таблице, но не менее марки П15.

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

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

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

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

5 - для керамзитового  гравия и щебня;

4 - для шунгизитового  гравия.

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

5 - для аглопоритовых  гравия и щебня;

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

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

В зависимости от технологии изготовления и свойств сырья, показатель теплопроводности может быть разным, но в среднем он составляет 0,07 - 0,16 Вт/м   oС, где соответственно меньшее значение соответствует марке по плотности М250. (Здесь следует отметить что марка М250 является редкой и изготавливается часто под заказ. Обычная плотность материала это М350 - М600 соответственно тогда К 0,1-0,14).

Область применения керамзита 

1. Теплоизоляция кровли скатного типа.
2. Теплоизоляция и звукоизоляция полов и перекрытий.
3. Теплоизоляция и создание уклона плоских крыш, газонов на террасах.
4. Производство сверхлёгкого бетона и лёгких керамзитобетонных блоков.
5. Теплоизоляция и уменьшение глубины закладки фундаментов.
6. Теплоизоляция грунта.
7. Теплоизоляция и дренаж в земляных насыпях дорог, прокладываемых в водонасыщенных грунтах.
8. Гидропоника, создание оптимального микроклимата для корневой системы растений.

Рис. 1. Область применения керамзита.

1.2.Состав сырьевой смеси.

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

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

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

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

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

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

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

 

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

 

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

 

 

 

 

 

Химические модули	Численные величины модулей
А1203 Si02	От 1:2 до 1:8
CaO+MgO Al203+SiO2	От 0,04 до 0,13
R2О Al203+Si02	От 0,02 до 0,06
Fe2О3 Al203+Si02	От 0,04 до 0,12