Файл: Курсовой проект по дисциплине Оборудование в технологических процессах строительной индустрии.doc

министерство образования и науки РФ

Гоу впо

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра транспортных машин

курсовой проект

по дисциплине «Оборудование в технологических

процессах строительной индустрии»

на тему «Завод по производству ангидритового вяжущего

мощностью 700 тыс. т в Тульской области»

Выполнил студент

4 к. заочного факультета

Костоев А.Г.

Руководитель

К.т.н., доц. Козодаев С.П.

Воронеж - 2006

С одержание

Введение 1. Характеристика выпускаемой продукции и сырьевых материалов. Характеристика района строительства предприятия 2. Выбор и обоснование общей технологии производства продукции и видов основного оборудования 3. Определение режима работы предприятия, расчет производственной программы 4. Анализ технологического процесса, технологические расчеты 5. Выбор типов складов и расчет запасов сырья на складах. Выбор оборудования складов 6. Расчет и выбор технологического и транспортного оборудования 7. Предложения по автоматизации работы основного технологического оборудования 8. Разработка схемы генерального плана 9. Контроль технологического процесса и качества готовой продукции 10. Мероприятия по технике безопасности, охране труда и защите окружающей среды 11. Оценка эффективности решений, принятых в проекте 12. Перечень литературы

3 4 7 12 14 17 19 36 37 38 40 41 43

Введение




Вяжущие вещества – основа современного строительства. Их широко применяют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, а также разнообразных бетонов (тяжелых и легких).

Производство вяжущих веществ представляет собой комплекс химических и физико-механических воздействий на исходные материалы, осуществляемых в определенной последовательности /1/.

В настоящее время промышленность гипсовых вяжущих веществ достигла высокого уровня и объединяет высокомеханизированные крупные предприятия.

---

Гипсовые вяжущие вещества наиболее эффективны в технико-экономическом отношении, особенно по удельным затратам сырья, топлива, электроэнергии и труда на единицу продукта. Неограниченны и запасы исходного природного сырья, а так же побочных гипсосодержащих материалов, образующихся на предприятиях химической промышленности.

По запасам двуводного гипса Россия занимает одно из первых мест в мире. Крупные его месторождения есть в центре европейской части страны (Тульская и Горьковская области), на севере (Архангельская область), в районах средней и нижней Волги, на Северном Кавказе (Краснодарский край), на Урале (Башкирская АССР, Пермская и Оренбургская области).

1. Характеристика выпускаемой продукции и сырьевых материалов.

Х арактеристика района строительства предприятия.
Низкообжиговое ангидритовое вяжущее, или ангидритовый цемент, предложенный П.П. Будниковым, состоит преимущественно из нерастворимого ангидрита. Его получают обжигом двуводного гипса при 600 – 750 ⁰С с последующим измельчением продукта в тонкий порошок совместно с различными минеральными активизаторами твердения.

Твердение ангидритовых вяжущих происходит в присутствии сульфатных или щелочных катализаторов. В ангидритовый цемент рекомендуется вводить известь в количестве 3-5%, смесь бисульфата или сульфата натрия с железным купоросом в количестве 0,5-1% каждого. Основные гранулированные доменные шлаки вводят в количестве 10 – 15%.

Истинная плотность ангидритового цемента составляет 2,8 – 2,9 г/см³, плотность в рыхлонасыпном состоянии 850 – 1100 кг/м³, а в уплотненном – 1200 – 1500 кг/м³. для получения теста нормальной густоты обычно вводят 30 – 35 % воды. Начало схватывания этого цемента наступает не ранее 30 мин., конец – через 8 часов.

При твердении ангидритовый цемент в объеме не увеличивается. Гидравлическими свойствами не обладает. После предварительного твердения во влажной среде ангидритовый цемент продолжает твердеть в воздушно-сухих условиях. При длительном хранении в воде прочность затвердевшего вяжущего снижается, а при последующем высыхании снова восстанавливается. Водостойкость ангидритового вяжущего несколько повышается при введении в него доменного шлака в качестве активизатора.

Строительными нормами и правилами ангидритовый цемент подразделяется на марки 50, 100, 150 и 200. Марку цемента устанавливают по результатам испытания образцов – кубов, изготовленных из раствора жесткой консистенции состава 1:3 (по массе с песком). На заводе предполагается выпускать ангидритовое вяжущее марок 150 и 200.

---

Строительные растворы из ангидритового цемента выдерживают без видимого разрушения более 15 циклов замораживания и оттаивания.

А нгидритовый цемент применяют для устройства бесшовных полов и подготовки под линолеум, для изготовления штукатурных и кладочных растворов различных марок, легких бетонов с неорганическими и органическими заполнителями, тяжелых бетонов, а также для получения искусственного мрамора. Конструкции и изделия на основе этого вяжущего нельзя использовать при относительной влажности воздуха более 60 – 70%.

Основными сырьевыми материалами для получения ангидритового вяжущего являются природный двуводный гипс и активизатор твердения. Природный гипс – это горная порода осадочного происхождения, сложенная в основном из крупных или мелких кристаллов сернокислого кальция СаSО₄х2Н₂О. Средняя плотность гипсового камня зависит от количества и вида примесей и составляет 2,2 – 2,4 г/см³. Насыпная плотность гипсовой щебенки составляет 1200 – 1400 кг/м³ , влажность колеблется в значительных пределах (3-5% и более).

Так как в качестве места строительства в проекте предусмотрена Тульская область, то в качестве сырья будет использоваться гипсовый камень месторождения Новомосковское (основные характеристики гипсового камня приведены в табл. 1).

Таблица 1

Химический состав гипсового камня Новомосковского месторождения Тульской области

Содержание, %
СаО	SO3	SiO2	Al2O3	Fe2O3	MgO	Н2О кристаллизационная	СаSO42Н2О
30,84- 32,69	38- 44,79	0,84- 5,78	0,21- 1,48	0,16 - 0,45	0,47 – 2,39	17,7 – 19,8	82 - 96

Помимо химического состава гипсовый камень можно охарактеризовать по размеру кусков, который составляет 200 – 300 мм.

Д оставка гипсового камня на завод будет осуществляться автомобильным транспортом.

В качестве активизатора в данном случае будет применятся известь, которая будет производится на заводе. В качестве сырья для производства извести будет применяться известняк (основные характеристики приведены в таблице 2), который имеет невысокие прочность (5 МПа) и влажность (менее 25%), плотность в куске составляет 2600кг/м

---

³, плотность насыпная – 1450 кг/м³, содержание СаСО₃³95%. Доставка известняка на предприятие осуществляется по железной дороге. Активность применяемой извести должна составлять не менее 70%.

Таблица 2

Химический состав известняка Елецкого месторождения.

Содержание, %
SiO2	Al2O3	Fe2 O3	CaO	MgO	п.п.п.
3,16	0,6		55,66	0,33	42,03

2. Выбор и обоснование общей технологии производства

п родукции и видов основного оборудования
Технология производства ангидритового вяжущего состоит из следующих операции: складирование сырьевых материалов, дробление гипсового камня, обжиг гипсового камня, дробление известняка, обжиг известняка, дозирование сырьевых компонентов, совместный помол, складирование готового вяжущего. Выбор видов основного оборудования осуществляется исходя из операций, осуществляемых в процессе производства вяжущего. На рисунках 1 и 2 представлены функциональная и технологические схемы производства ангидритового цемента.

Доставка гипсового камня на завод осуществляется автомобильным транспортом. Склад сырья принимается закрытым чтобы не допустить повышение исходной влажности сырья. В качестве транспортного оборудования могут применяться: ленточные конвейеры, ковшевые элеваторы.

Дробление гипсового камня осуществляется в одну или две стадии в зависимости от размера кусков исходного материала и требуемого размера кусков, направляемых в печь на обжиг. Размер кусков исходного материала составляет 200 – 300 мм. Размер кусков материала зависит от типа печи и может составить 50 –100мм при обжиге в шахтной печи и 0-10, 10-20 и 20-40 мм при обжиге во вращающейся печи.

Дробление гипсового камня будет осуществляться в одну стадию. Основным оборудованием, которое будет использоваться для дробления сырьевых материалов

---

, являются дробилки различного вида. Для дробления гипсового камня можно использовать молотковую дробилку, так как она позволяет получать материал с необходимой крупностью. После дробления осуществляют сортировку гипсового камня на основные фракции. Сортировка материала, прошедшего дробления, осуществляется с помощью инерционного наклонного грохота. Для подачи материалов в дробилки и печь применяются питатели.

Основной операцией при производстве ангидрита является операция обжига. Обжиг гипсового камня можно осуществлять в шахтных печах или во вращающихся печах.

Ш ахтные печи представляют собой полый цилиндр, имеющий наружный стальной кожух толщиной около 1 см и внутреннюю огнеупорную кладку, вертикально установленный на фундаменте. Эти печи характеризуются непрерывностью действия, пониженным расходом топлива и электроэнергии и простотой эксплуатации. В зависимости от вида применяемого топлива и способа его сжигания различают шахтные печи, работающие на короткопламенном твердом топливе, вводимом обычно в печь вместе с обжигаемым материалом (их называют еще пересыпными); на твердом топливе, сжигаемом в выносных топках, размещаемых непосредственно у печи; на жидком топливе; на газовом топливе. В шахтных пересыпных печах вяжущее загрязняется золой и остатками несгоревшего топлива /1/.

Вращающиеся печи позволяют получать вяжущее высокого качества в виде мелких кусков, что исключает операцию дробления перед помолом. Вращающиеся печи допускают возможность полной механизации и автоматизации процесса обжига. В них можно применять все виды топлива – пылевидное твердое, жидкое и газообразное. Недостатком вращающихся печей является большой расход металла на 1 т мощность и значительный расход электроэнергии. Для обжига применяют вращающиеся печи длиной 30 – 100 м, диаметром 2-4 м, с углом наклона 3-4⁰ и частотой вращения 0,5-1,2 об/мин.

В данном случае принимаем для обжига вращающуюся печь. После обжига ангидритовое вяжущее по конвейерам передается в расходный бункер перед мельницей. На обжиг обычно поступает гипсовый щебень 0-10 мм и 10-20 мм. Фракции обжигают раздельно. Технологические процессы производства вяжущего с обжигом его во вращающихся печах непрерывные, и поэтому легко осуществить их автоматическое управление.

Подготовка известняка заключается в дроблении, сортировке и обжиге. Так как для изготовления извести используется мягкий известняк с влажностью менее 25%, то принимаем сухой способ производства. В данном случае в качестве агрегата для обжига известняка целесообразно применить вращающуюся печь, в которой размер обжигаемых кусков составляет 5…20мм. Размер кусков исходного материала составляет 200 – 300 мм. Таким образом, дробление известняка будет производится в две стадии. На каждой стадии дробления осуществляют сортировку сырья с целью отбора мелких кусков материала, не требующих дальнейшего дробления. Основным оборудованием, которое будет использоваться для дробления сырьевых материалов, являются дробилки различного вида. Для дробления известняка на первой стадии можно использовать щековую дробилку, так как они имеют достаточно большие размеры входного отверстия, на второй стадии можно использовать молотковую дробилку. Сортировка материала, прошедшего дробления, осуществляется с помощью инерционного наклонного грохота. Для подачи материалов в дробилки и печь применяются питатели. После обжига известь по конвейерам передаются в расходные бункера перед мельницей.

---