Цех минераловатных прошивных матов и теплоизоляционного шнура

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт строительства и архитектуры

Строительно-технологический факультет

Кафедра «Технология отделочных и изоляционных материалов»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: «Цех минераловатных прошивных матов и теплоизоляционного шнура»

по дисциплине: «Технология изоляционных строительных материалов и изделий»

Выполнила:

Студентка ИСА СТ III-31

А. В.

Проверил

Старший преподаватель А .Э.

Москва 2014 г.



СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение

2. Номенклатура выпускаемой продукции

3. Технологическая часть

3.1 Технологическая схема производства

3.2 Режим работы цеха

3.3 Производительность цеха

3.4 Характеристика сырья и материалов

3.5 Выбор основного технологического оборудования

3.6 Ведомость оборудования цеха

3.7 Расчет потребности в энергетических ресурсах

3.8 Штатная ведомость

4. Контроль технологического процесса и качества готовой продукции

5. Техника безопасности и охрана окружающей среды

Список литературы



1. ВВЕДЕНИЕ

Минеральная вата - это волокнистый материал, который получают из расплавов горных пород, а также металлургических шлаков и их смесей. Чаще всего мировые производители минераловатной продукции используют в качестве сырья горные породы. Благодаря этому минвата получается высокого качества, ее можно эксплуатировать достаточно долго. Когда необходима долговечная и надежная работа зданий и строений, применяют именно ее.

Своим возникновением минеральная вата обязана природе -- во время извержения вулканов, помимо лавы и палящих туч, образуются тонкие нити из расплавленных брызг шлака, подхваченных ветром. Заметив это и решив, что такой материал отлично подойдет в качестве утеплителя, английский промышленник Эдвард Перри в 1840 году воспроизвел процесс формирования нитей из доменного шлака. Но им была допущена грубейшая ошибка -- создание шлаковой ваты проходило в открытую, поэтому часть произведенных волокон свободно разлеталась по цеху и рабочие были вынуждены вдыхать их. В результате несколько человек пострадало, а сам Перри отказался от идеи производства минеральной ваты. Спустя 30 лет, в 1871 году на металлургическом заводе германского городка Георгсмариенхютте было запущено промышленное производство минеральной ваты с учетом ошибок Эдварда Перри.

Исходным материалом для каменной ваты служат известняк, диабаз, базальт и доломит, для шлаковой ваты -- шлаковые отходы доменной металлургии, а стекловата производится из стеклянного боя либо из известняка, соды и песка.

Минеральная вата обладает уникальными свойствами:

* Огнестойкость. Негорючесть минваты достигается благодаря использованию при производстве негорючих силикатных расплавов горных пород. Даже при высоких температурах не происходит деформации минераловатных плит, сохраняются все свойства. Материал сопротивляется распространению горения при пожаре, именно поэтому минеральную вату используют для утепления помещений, где хранятся различные огнеопасные вещества. Ее применяют даже в условиях длительного контакта с высокой температурой, правда, без дальнейшего механического воздействия. Это свойство получается благодаря разнице температуры плавления каменных волокон и используемого в составе связующего.

* Биологическая и химическая стойкость к различным агрессивным веществам, невосприимчивостью к грибкам и воздействию грызунов. При этом минеральная вата полностью соответствует действующим санитарно-гигиеническим нормам и стандартам качества.

* Незначительная степень термической, а также естественной усадки. Размеры и формы материалов из минеральной ваты не меняются за все время эксплуатации. Это помогает исключить прохождение холода в стыковых местах. Такое происходит, когда материал усаживается со временем.

* Негигроскопичность. Способность материала препятствовать проникновению влаги достаточно высока. Так уровень поглощения воды составляет около 0,5%, что значительно ниже, чем у других материалов. Чтобы свести риск проникновения влаги в материал до минимума, производится и хранится он в сухих помещениях либо пропитывается водоотталкивающими веществами.

* Паропроницаемость. Это свойство незаменимо при создании микроклимата в помещении и регулирования уровня влажности. Благодаря паропроницаемости материала возможно беспрепятственное удаление водяных паров и конденсата.

* Низкая теплопроводность. Этот материал отличается высоким термическим сопротивлением. Так для обеспечения такого же значения что и у 10 см минеральной ваты плотностью 100 кг/м.куб. потребуется 25 см сухой древесины, 200 см силикатного кирпича, 117 см пустотного керамического. Теплопроводность минеральной ваты зависит от геометрии волокон материала. Также направление волокон влияет и на прочность. Идеальным выбором является материал с хаотично направленными волокнами.

* Высокая звукоизоляция. Минеральная вата является прочной преградой для звуковых волн.

* Высокая прочность и коррозийная устойчивость. Качественная минеральная вата является химически неактивной средой и не вызывает коррозию соприкасающихся с ней металлов. Чем больше вертикальных волокон в материале, тем выше его прочность. При наличии большого количества волокон такого типа можно использовать и менее плотное покрытие.

* Легкость монтажа. Любую минеральную вату легко резать для придания нужной формы: мягкую - ножом, а более плотную - ножовкой. Ее можно легко разместить на любой поверхности с различной конфигурацией, так как она легко приобретает любую форму.

* Долговечность. Срок службы минеральной ваты при условии правильной эксплуатации составляет не менее 70 лет. Такая долговечность достигается благодаря применению горных пород базальтового камня.

Изделия из минеральной ваты классифицируют: по форме - плоские (плиты, маты, войлок и др.), фасонные (цилиндры, полуцилиндры, сегменты), шнуровые, рыхлые (вата, перлит и др.); по структуре -- волокнистые, ячеистые и зернистые; по виду исходного сырья -- неорганические и органические; по содержанию связующего вещества -- содержащие и не содержащие такое вещество; по возгораемости -- несгораемые, трудносгораемые, сгораемые.

В данном проекте будет спроектирован цех по производству минераловатных прошивных матов и теплоизоляционного шнура производительностью 160 тыс.м3/год.



2. НОМЕНКЛАТУРА ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ

Таблица 1

№ п/п	Тип изделия	Марка по плотности	с, кг/м3	л, Вт/(м·К) при T=25 ±5 єC, не более	Размеры, мм
					длина	ширина	толщина
1	Мат прошивной М2	100	85…110	0,044	1000; 2000; 3000; 5000	500	40; 50; 60; 70; 80; 100; 120
2	Шнур минераловатный ШМР	200	150…200	0,038	-	-	40; 50; 60; 80

оборудование сырье качество технологический

Обкладочный материал прошивных матов - металлическая тканая сетка (ТУ 14-4-907-78), пришитая с одной стороны. Прошивочный материал - проволока стальная низкоуглеродистая диаметром 0,5 мм (ГОСТ 3282-74). Маты предназначены для тепловой изоляции строительных конструкций зданий и сооружений и промышленного оборудования при температуре поверхности от минус 180 до плюс 700 °С. Шнуры получают путем набивки минеральной ваты в оплетку, выполненную из металлической проволоки.



3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Выбор способа и технологической схемы производства

Производство минеральной ваты и изделий из нее включает в себя следующие основные технологические операции:

• подготовка сырьевых материалов, составление сырьевой смеси (шихты);

• плавление сырья;

• переработка расплава в волокно;

• осаждение минеральной ваты и формирование минераловатного ковра в камере волокноосаждения;

• введение связующего;

• тепловая обработка минераловатного ковра;

• продольная и поперечная резка ковра на изделия заданных размеров.

Для производства изделий из минеральной ваты разработано две технологии - конвейерная и прессовая. Подавляющее большинство изделий, в том числе и прошивные маты и теплоизоляционные шнуры, производится на конвейерных линиях непрерывного действия. Расплав перерабатывается в волокно на волокнообразующих установках. Волокна попадают в камеру волокноосаждения. В нижней части камеры находится конвейер, под которым расположен разрежающий ящик, препятствующий попаданию волокон и газов в рабочее помещение. Под действием силы тяжести и разрежения волокна осаждаются на сетчатый конвейер. Воздух, газы или паровоздушная смесь удаляются из камеры вентилятором, который отсасывает их из камеры на уровне, находящемся ниже сетчатого конвейера. В результате образуется минераловатный ковер. Он проходит тепловую обработку, подпрессовывается цилиндрическим валком, наматывается в рулон. Затем с одной стороны наносится рулон обкладочного материала. Изделие разрезается в продольном направлении, часть ковра идет на прошивку, поперечную резку, образуя прошитые маты. Остальная часть набивается в оплетку, формируя шнур.

Для получения расплавов применяют вагранки, ванные и электродуговые печи.

Вагранки - одни из первых и наиболее распространенных плавильных агрегатов. Вагранки представляют собой шахтные печи непрерывного действия, теплообмен в которых осуществляется по принципу противотока. Сырье, загружаемое в верхнюю часть вагранки, опускается вниз, превращаясь в расплав в нижней ее части, а образовавшиеся продукты горения поднимаются снизу вверх, отдавая теплоту расплавляемому материалу. Вагранка состоит из двух частей: горновой и шахты. В нижней горновой части вагранки происходят горение топлива и плавление сырья. Силикатные расплавы разъедают огнеупорную футеровку, вследствие чего нижнюю часть печи делают из металла в виде цилиндра с двумя стенками, между которыми циркулирует вода, предохраняющая корпус вагранки от перегрева. Такая конструкция горновой части получила название ватержакета. В результате водоохлаждения на внутренней поверхности ватержакета из расплава образуется застывший слой - гарнисаж, который предохраняет металл от разъедания расплавом. Температура воды, выходящей из ватержакета, не должна превышать 90 єC. Выше ватержакета металлический кожух вагранки защищен огнеупорной футеровкой. Низ горновой части закрывается двухсекционным днищем, подвешенным на шарнирах. В горновой части имеются фурмы - отверстия для подачи воздуха на горение топлива, которые соединены кольцевой трубой-коллектором. В качестве топлива используют кокс, газ или кокс и газ. Через коллектор воздух поступает по всему периметру вагранки. Образовавшийся расплав из горна вытекает через летку и по лотку поступает к узлу волокнообразования. Загрузка сырья и топлива производится через загрузочное окно (люк), расположенное в верхней части вагранки. Ниже загрузочного люка крепится водоохлаждаемый распределитель шихты, с помощью которого шихта равномерно распределяется по сечению вагранки. Сырье плавится при температуре около 1600 єC. Преимущества вагранок: занимают небольшую площадь, высокая производительность, небольшие капитальные затраты для строительства, высокая выработка на одного рабочего, возможность быстрой остановки и пуска вагранки. Недостатки: высокие требования к сырьевым материалам и топливу (состав сырья должен иметь монофракционные куски от 40 до 100 мм, кокс - от 80 до 120 мм), появление козлов (горок на фурме),низкий коэффициент полезного использования теплоты.

Ванные печи широко применяют при стекловарении. Для получения силикатных расплавов в минераловатном производстве печи этого типа меньших размеров применяют достаточно часто. Для этой цели пригодны все типы ванных печей: с подковообразным, продольным и поперечным направлениями пламени. По способу использования теплоты отходящих газов эти печи могут быть регенеративными и рекуперативными. Рекуперативные печи наиболее экономичны, но требуют дорогостоящих высокоогнеупорных материалов. Плавление шихты осуществляется в бассейне. Выработочная часть - фидер - для поддержания необходимой температуры расплава оборудована дополнительной горелкой. В ванной печи температура в зависимости от вида сырья может изменяться от 1100 доя 1600 єC. Для получения расплава применяют сырье в измельченном виде с размером частиц 1…2 мм. С одной стороны, это позволяет ускорить процесс плавления, с другой - на измельчение сырья и его рассев затрачивается дополнительная энергия. Достоинства ванных печей: высокая гомогенность расплава, используется только газ (или жидкое топливо - мазут), возможно использование мелкого сырья. Недостатки: занимают в 4-5 раз площадей больше, чем вагранки, требуется специальный цех по подготовке сырьевых компонентов, большой расход тепла.

Электродуговые печи наиболее широко используют при производстве высокотемпературостойкой и огнеупорной ваты. Однако возможно их применение и для производства рядовой минеральной ваты. Электродуговая печь представляет собой металлическую водоохлаждаемую ванну, выполненную в виде котла диаметром 2,5…3 м. Металл защищается от расплава слоем гарнисажа, который образуется на внутренней поверхности котла. Плавление сырья осуществляется с помощью трех графитированных электродов. Шихту загружают сверху с помощью шнекового или иного питателя. Образовавшийся расплав выпускают через небольшой фидер, монтируемый сбоку печи несколько выше ее пода. Достоинства электродуговых печей: возможность плавления сырья любого размера, возможность получения огнеупорного волокна. Недостатки: высокие требования по технике безопасности, высокий расход электроэнергии.

В настоящее время известно несколько способов переработки силикатных расплавов в волокно. По принципу воздействия энергоносителя на струю расплава, истекающего из плавильного агрегата, их можно разделить на три основных способа: дутьевой, центробежный и комбинированный.

Дутьевой способ основан на воздействии энергоносителя (пара, горячих газов), движущегося с большой скоростью (400…800 м/с), на струи расплава. Энергоноситель расщепляет струю расплава и вытягивает образовавшиеся элементы в волокна.

Центробежный способ основан на использовании центробежной силы вращающихся элементов центрифуг, на которые подается расплав. При производстве минеральной ваты используются центробежные установки различных конструкций, отличающиеся между собой количеством вращающихся органов, их формой и расположением в пространстве. Наибольшее распространение в мировой практике получил центробежно-валковый способ. В этом случае рабочим органом являются последовательно расположенные валки, вращающиеся вокруг горизонтальных осей. Рабочей частью валков является боковая поверхность. Расплав с температурой около 1400 єC стекает через лоток на верхний распределительный валок, попадая в строго определенную точку его поверхности, находящуюся под углом 30…40є к горизонтальной плоскости, проходящей через ось валка. Затем расплав последовательно обрабатывается всеми валками, окружная скорость которых увеличивается по мере удаления валков от места поступления расплава. Увеличение окружной скорости валков необходимо в связи с тем, что по мере прохождения через них расплав остывает, его вязкость возрастает и для вытягивания отдельных струек в волокна требуется больше энергии. Повышение окружной скорости осуществляют увеличением диаметра валков. Процесс волокнообразования может идти только в случае прилипания расплава к поверхности валков, которое обеспечивается при нагревании валков до 500…600 єC и увеличивается с повышением их температуры.

Комбинированные способы основаны на использовании как центробежной силы, так и кинетической энергии пара или газа. В промышленности наиболее широкое применение получили центробежно-дутьевой и центробежно-фильерно-дутьевой способы.

В курсовом проекте в качестве плавильного агента принимается вагранка, способ волокнообразования - центробежно-валковый.

Волокна минеральной ваты, образовавшейся в результате переработки расплава, осаждаются в виде ковра в камере волокноосаждения. В зависимости от способа волокнообразования камеры волокноосаждения могут быть горизонтальными, вертикальными и барабанными. Горизонтальная камера СМ-5237А длиной 10 м, шириной 2 м, высотой 3,5 м. По всей длине нижней части камеры проходит сетчатый конвейер, на котором осаждаются волокна и формируется минераловатный ковер, который затем удаляется из камеры на последующую переработку в изделия. Ковер, выходящий из камеры, уплотняется подпрессовочным роликом. Воздух, газы или паровоздушная смесь удаляются из камеры вентилятором, который отсасывает их из камеры на уровне, находящемся ниже сетчатого конвейера. В результате этого в камере создается разрежение, что способствует осаждению минеральных волокон и формированию ковра, а также препятствует попаданию волокон и газов в рабочее помещение. Скорость движения сетчатого конвейера регулируется от 0,3 до 3,5 м/мин, что позволяет в зависимости от производительности плавильного агрегата поддерживать необходимую толщину минераловатного ковра.

Тепловая обработка минераловатного ковра осуществляется путем прососа горячих дымовых газов или воздуха через слой ковра, когда он проходит по конвейеру камеры тепловой обработки. Во время этой операции из ковра удаляется влага. Конструкция камеры тепловой обработки должна обеспечивать постоянство температуры и скорости газов по всей площади ковра. Не допускается выбивание газов в помещение цеха, поэтому герметизация камеры должна быть надежной. Наиболее удачным конструктивным решением камеры тепловой обработки следует считать позонную подачу теплоносителя, когда рабочее пространство камеры по длине разделено на несколько зон, снабженных самостоятельными отопительно-вентиляционными устройствами. В таких камерах обеспечивается многократное прохождение теплоносителя через обрабатываемый волокнистый ковер.

3.2 Режим работы цеха

Режим работы цеха характеризуется числом рабочих дней в году, количеством рабочих смен в сутки и количеством часов работы в смену. Для предприятий минераловатных изделий с непрерывно работающими печами следует принимать: непрерывная рабочая неделя с трехсменной работой, количество расчетных рабочих суток за год - 365; количество рабочих смен в сутки (для производственных рабочих) - 3; количество рабочих смен в сутки (для цехового персонала) - 2; количество рабочих смен в сутки по приему сырья и материалов и отгрузке готовой продукции: железнодорожным транспортом - 3.

Количество рабочих суток в году 365 принимается из расчета, что рабочая неделя составляет 7 дней.

При 7-дневной рабочей неделе режим работы принимается (при трех сменах): 8 часов, всего 24 часа в сутки, кроме того, три перерыва на обед по 1 часу.

Номинальный годовой фонд рабочего времени рассчитывается по формуле:

ФН = ДН · СМ · ТСМ.

Годовой фонд чистого рабочего времени составляет:

ФЧ = ФН · КТИ · КСМ,

где КТИ - коэффициент технического использования оборудования, определяется с учетом времени простоя оборудования за год, ориентировочно КТИ =0,95;

КСМ - коэффициент использования рабочего времени, ориентировочно КСМ = 0,85 для резательного оборудования, КТИ =0,75 для плавильного оборудования, КТИ =0,75 для конвейерных линий минераловатных производств.

Годовой фонд рабочего времени: ФН = 365 · 3 · 8 = 8760 ч.

Годовой фонд чистого рабочего времени: ФЧ = 8760 · 0,95 · 0,75 = 6241,5 ч.

Итоговые данные по запроектированным режимам занесены в табл. 2.



Таблица 2

Режим работы предприятия

№ п/п	Наименование отделений	Количество рабочих дней в году	Количество смен в сутки	Годовой фонд рабочего времени, ч	Коэффициент КТИ	КоэффициентКСМ	Годовой фонд эксплуатационного времени, ч
1	Выгрузка и складирование сырьевых материалов ж/д	365	3	8760	0,95	0,75	6241,5
2	Плавление сырья, волокноосаждение и волокнообразование	365	3	8760	0,95	0,75	6241,5
3	Формирование изделий и раскрой	365	3	8760	0,95	0,85	7073,7
4	Складирование готовой продукции	365	3	8760	0,95	0,75	6241,5

3.3 Производительность цеха

Исходя из принятого режима цеха, производится расчет производственной программы выпуска изделий и полуфабрикатов с учетом возможного производственного брака и потерь на отдельных переделах.

Потери, связанные с внутризаводской транспортировкой относят к тому или иному технологическому переделу. Величины потерь и брака нормируются.

С достаточным приближением можно рекомендовать средние величины возможных производственных потерь и брака:

для заводов минераловатных изделий:

• при подготовке шихты для вагранок - до 5%;

• при плавлении шихты в вагранке - до 25%;

• при производстве прошивных матов при раскрое - 1%;

• при производстве прошивных матов обкладочных и прошивочных материалов - 10%.

Учет потерь, связанных с непосредственным браком, позволяет правильно спланировать производительность цеха и обеспечить заданную программу. Общие потери являются суммой потерь от брака на отдельных переделах.

Расчет производительности для каждого технологического передела производится по формуле:

где - производительность рассчитываемого передела в принятых единицах измерения;

П - производительность передела, следующего (по технологическому потоку) за расчетным;

Б - производственные потери от брака, %.

Расчеты сведены в табл. 3.

Таблица 3

Производственная программа цеха

№ п/п	Наименование технологического передела	Ед. измерения	Производственные потери от брака	Производительность
				в год	в сутки	в смену	в час
1	Складирование	м3	0%	160000	438,36	146,1	18,26
2	Раскрой	м3	1%	161600	442,74	147,58	18,45
3	Обкладка и прошивка	м3	10%	177760	487,0	162,34	20,3
4	Волокноосаждение и волокнообразование	м3	15%	204424	560,0	186,69	23,34
5	Плавление сырья	м3	25%	255530	700,08	233,36	29,17
6	Подготовка сырья	м3	5%	268306,5	735,08	245,03	30,63
7	Транспортирование	м3	1%	370989,6	742,44	247,48	30,93

• 

3.4 Сырье и полуфабрикаты

Для изготовления изделий должна применяться минеральная вата с обеспыливающими добавками по ГОСТ 4640. Для производства минеральной ваты применяют горные породы, промышленные отходы, попутные продукты производств. К сырью для производства минеральной ваты предъявляют следующие основные требования: оно должно иметь определенный химический состав, обеспечивающий стойкость волокна против действия эксплуатационных факторов; невысокую температуру получения расплава, достижимую в применяющихся для этих целей плавильных агрегатах; образовывать силикатные расплавы, характеризующиеся необходимыми для волокнообразования реологическими показателями; быть распространенным и не требовать сложной предварительной подготовки. Перечисленные требования обычно обеспечиваются составление соответствующей смеси (шихты), включающей два или более компонентов.

В качестве обкладочного материала применяется сетка стальная проволочная крученая с шестиугольными ячейками № 20-0,5 по ГОСТ 13603-89. Прошивочный материал - проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения диаметром 0,5 мм по ГОСТ 3282-74. Для производства шнуров используют металлическую оплетку по ГОСТ 3282-74.

Обеспыливающая органическая добавка - масло цилиндровое тяжелое по ГОСТ 6411-76.

В данном проекте в качестве сырья применяют шихту из двух видов сырья:

• габбро с содержанием

SiO2 = 46,8 %,

Al2O3 = 16,96 %,

CaO = 10,01 %,

MgO = 6,34 %;

• ваграночный шлак с содержанием

SiO2 = 48,84 %,

Al2O3 = 9,42 %,

CaO = 27,26 %,

MgO = 3,7 %.

Расчет шихты по заданному модулю кислотности:

x - процентное содержание габбро в шихте;

y - процентное содержание ваграночного шлака в шихте.

x + y = 100,

где S и S', A и A', C и C', M и M' - процентное содержание в составных частях шихты соответственно SiO2, Al2O3, CaO и MgO;

MK - модуль кислотности шихты.

Принимаем модуль кислотности MK = 1,8.

x + y = 100.

x + y = 100.

x = 5,26 % - содержание габбро в шихте;

y = 94,74 % - содержание ваграночного шлака в шихте.

Таблица 4

Химический состав шихты

Составные части шихты	SiO2	Al2O3	Fe2O3	MnO	CaO	MgO	R2O	S
Габбро 5,26 %	2,46	0,89	0,29	-	0,53	0,33	0,19	-
Ваграночный шлак 94,74 %	46,27	8,92	7,37	2,63	25,83	3,5	-	0,2
Шихта 100 %	48,73	9,81	7,66	2,63	26,36	3,83	0,19	0,2

Модуль кислотности шихты:

= 1,9.

Часовой расход первого компонента сырья шихты:

где QP - производительность плавильного агрегата по расплаву, кг/ч;

п.п.п. - потери при прокаливании, %;

W - влажность, %;

KП - коэффициент, учитывающий потери компонента в процессе подготовки (потери при складировании 0,97; сортировке и дроблении 0,8-0,85).

Расход габбро:

Тогда расход ваграночного шлака: 89,87 кг/ч.

Расход обеспыливателя на 1 м3 изделий определяется по формуле:

где С - содержание обеспыливателя в готовой продукции, %;

г - средняя плотность продукции, кг/м3;

КС - концентрация обеспыливателя по паспорту, %;

КП - коэффициент потерь при нанесении обеспыливателя,

ПН - потери при нанесении обеспыливателя, %;

КО - коэффициент потерь на обрезку ковра, %,

ПО - потери на обрезку, %.

Таблица 5

Потребность цеха в сырье и полуфабрикатах

№ п/п	Наименование сырья и полуфабрикатов	Ед. измерения	Расходы
			в час	в смену	в сутки	в год
1	Габбро	кг	4,99	39,92	119,76	43712,4
2	Ваграночный шлак	кг	89,87	719,0	2157,0	787321,8
3	Обеспыливатель	кг	1,9	15,25	45,76	16701,3

3.5 Выбор основного технологического оборудования

Вагранка коксовая СМ-5232А

Производительность по расплаву 2200 кг/ч.

Расход топлива (условного топлива) 470 (435) кг/ч.

Температура струи расплава на выходе 1400 єC.

Расход электроэнергии 45 кВт.

Площадь сечения в плоскости фурм 1,23 м2.

Количество рядов фурм 3.

Камера волокнообразования

Центробежная многовалковая установка Ц-5С.

Производительность до 2000 кг/ч.

Установленная мощность 43 кВт.

Количество валков 4 шт.

Привод валков индивидуальный (3000…6000 об/мин).

Максимальный диаметр валков 250 мм.

Минимальный диаметр валков 200 мм.

Производительность вентилятора 2000 м3.

Диаметр волокна 5-8 мкм.

Габариты:

длина 3380 мм,

ширина 1930 мм,

высота 2110 мм.

Масса 4900 кг.

Камера волокноосаждения

Механизированная горизонтальная камера укороченного типа СМ-5237А. Длиной 10 м, ширина 2 м, высота 3,5 м.

Скорость движения сетчатого конвейера 0,3…3,5 м/мин.

Характеристика электродвигателя привода: мощность 4,0 кВт; скорость обращения 1500 об/мин.

Характеристика мотор-редуктора скребкового устройства: мощность 1,5 кВт; частота вращения 22,4 об/мин.

Габариты:

длина 13000 мм,

ширина 4700 мм,

высота 5400 мм.

Масса 10700 кг.

Камера тепловой обработки

Камера состоит из двух пластинчатых конвейеров, расположенных один над другим: нижний - несущий, верхний -- прижимный. Минераловатный ковер поступает в камеру между конвейерами, где он уплотняется до заданной толщины и подвергается тепловой обработке горячими дымовыми газами.

Тепловая обработка осуществляется путем прососа горячего теплоносителя температурой 180…220 °С через минераловатный ковер. В качестве теплоносителя используют продукты сжигания топлива в топках, расположенных рядом с камерой или в отдельном помещении. Теплоноситель подается в камеру дымососом. Пройдя через минераловатный ковер, большая часть теплоносителя возвращается в топку на рециркуляцию, а другая часть удаляется из рабочего пространства камеры вентилятором.

Ширина ковра 2090 мм.

Скорость движения теплоносителя через ковер 0,6…0,7 м/с.

Перепад давления в камере 50…400 Па.

Продолжительность тепловой обработки 12…18 мин.

Максимальное усилие подпрессовки до 4 кПа.

Производительность 1000...1200 кг/час.

Толщина ковра 30...100 мм.

Скорость транспортеров 0,6…3,5 м/мин.

Характеристика привода транспортера: мощность 5,5 кВт; частота вращения 720 об/мин.

Характеристика привода щетки: мощность 1,5 кВт; частота вращения 935 об/мин.

Габариты:

длина 3200 мм;

ширина 4400 мм;

высота 2800 мм.

Масса 37550 кг.

Резка и прошивка изделий

Нож продольной резки предназначен для непрерывной продольной резки минераловатного ковра на 4 полосы шириной по 500 мм и 1 полосу 90 мм. Диаметр диска 500 мм. Поперечный нож предназначен для периодической резки ковра. Диаметр диска 600 мм.

При прошивке расстояние между кромкой и крайним швом 50 мм.

Расстояние между швами 100 мм.

Шаг шва 100 мм.

3.6 Ведомость оборудования завода

Таблица 6

№ п/п	Наименование и краткая характеристика оборудования	Количество	Примечание
1	Бункер	2
2	Весовой дозатор	2
3	Вагранка коксовая	1	СМ-5232А
4	Бак для обеспыливателя	1
5	Дозатор обеспыливателя	1
6	Камера волокнообразования	1	Ц-5С
7	Камера волокноосаждения	1	СМ-5237А
8	Навивочный станок	1
9	Камера тепловой обработки	1
10	Прижимной конвейер	1
11	Нож продольной резки и прошивочная машина	1	дисковый
12	Нож поперечной резки	1	дисковый
13	Электрораздаточная тележка	2
14	Машина для набивки шнуров	1
15	Ленточный питатель	1
16	Сетчатый конвейер

• 

3.7 Расчет потребности в энергетических ресурсах

К энергетическим ресурсам относят топливо, пар, электроэнергию и сжатый воздух, потребляемые для выполнения технологических операций.

Таблица 7

№	Основное оборудование с электрическими двигателями	Кол-во единиц обор-я	Мощность эл. двигателя, кВт*ч	Коэфф. использ. во времени	Коэфф. загрузк. по мощн.	Часовой расход эл.энергии с учетом коэфф. использов. и загрузки по мощн., кВт*ч
			единицы	общая
1	Вагранка	1	45	45	0,82	0,93	34,3
3	Камера волокнообразования	1	43	43	0,82	0,84	29,6
4	Камера волокноосаждения	1	5,5	5,5	0,85	0,86	4,0
5	Нож продольной резки	2	1,7	3,4	0,85	0,86	2,5
6	Дисковый нож поперечной резки	2	2,7	5,4	0,85	0,84	3,9
						Итого:	74,3

Таблица8

Расход электроэнергии

Наименование энергоресурсов	Единицы измерения	Расходы
		в час	в смену	в сутки	в год
электроэнергия	кВт·ч	74,3	594,4	1783,2	650868

Удельный расход электроэнергии на товарную единицу продукции:

ЭУ = ЭГ/ПГ = 650868/160000 = 4,07,



где ЭГ - удельный расход электроэнергии на товарную единицу продукции,

ПГ - годовая производительность цеха.

Таблица 9

Расход топлива

Наименование топлива	Ед. измерения	Расходы
		в час	в смену	в стуки	в год
Кокс	кг	470	3760	11280	4117200

3.8 Штатная ведомость цеха

Таблица 10

№ п/п	Наименование профессии или вида работ	Количество работающих в смену	Длительность смены, ч	Количество человеко-часов
		1	2	3	Всего		в сутки	в год
А. Производственные рабочие
1	Шихтовщик	1	1	1	3	8	24	8760
2	Оператор вагранки	1	1	1	3	8	24	8760
3	Оператор камеры волокноосаждения	1	1	1	3	8	24	8760
4	Оператор прошивки и продольной резки	1	1	1	3	8	24	8760
5	Оператор поперечной резки	1	1	1	3	8	24	8760
6	Оператор набивки в оплетку	1	1	1	3	8	24	8760
7	Оператор упаковки и складирования	2	2	2	6	8	48	17520
8	Подсобный рабочий	1	1	-	2	8	16	5840
9	Слесарь	1	1	-	2	8	16	5840
	Итого:	10	10	8	28		224	81760
Б. Цеховый персонал
10	Начальник цеха	1	-	-	1	8	8	2920
11	Старший мастер	1	-	-	1	8	8	2920
12	Мастер	1	1	1	3	8	24	8760
						Продолжение табл. 10
13	Контролер ОТК	1	1	1	3	8	24	8760
14	Лаборант	2	2	-	4	8	32	11680
15	Уборщица	2	2	1	5	8	40	14600
	Итого:	8	6	3	17		136	49640
	ИТОГО:	18	16	11	45		360	1314000

Удельные трудовые затраты на товарную единицу готовой продукции:

где - количество человеко-часов, отработанных производственными рабочими в год;

- годовая производительность цеха по готовой продукции.



4. КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И КАЧЕСТВА ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ

Маты принимают в соответствии с требованиями ГОСТ 26281 и ГОСТ 21880-94.

Объем партии матов не должен превышать сменной выработки. Приемосдаточные испытания проводят для каждой партии по качеству прошивки, размерам, плотности, сжимаемости, влажности и содержания органических веществ. Периодический контроль проводят по показателям теплопроводности и концентрации выделяемых из матов вредных химических веществ (паров углеводородов) не реже одного раза в полугодие и при каждом изменении технологии и применяемого сырья. Параметры прошивки, разрывную нагрузку и упругость проверяют, если это предусмотрено договором на поставку. В документе о качестве указывают результаты испытаний, рассчитанные как средние арифметические значения показателей матов, вошедших в выборку по ГОСТ 26281 и удовлетворяющих требованиям настоящего стандарта.

Линейные размеры, плотность, влажность, содержание органических веществ определяют по ГОСТ 17177-87HYPERLINK "http://files.stroyinf.ru/Data1/3/3644/index.htm" .

Пробу для определения влажности и содержания органических веществ составляют из пяти точечных проб, отобранных в четырех углах и посередине каждого мата, попавшего в выборку.

Расстояние между кромкой и крайним швом, между швами, шаг шва и длину разрывов шва определяют измерительной металлической линейкой по ГОСТ 427 с погрешностью не более 1 мм.

Расстояние между кромкой и крайним швом и между швами определяют на расстоянии (150±10) мм от торцевых краев, затем через каждый 1 м длины мата. Шаг шва определяют путем измерения одного стежка на каждом метре длины швов. За результат принимают среднее арифметическое значение измерений параметров прошивки мата.

При периодическом контроле определяют:

• теплопроводность - не реже одного раза в год;

• прочность на сжатие при 10 %-ной деформации после сорбционного увлажнения - не реже одного раза в месяц;

• водопоглощение - не реже одного раза в квартал.

Периодический контроль по всем перечисленным показателям необходимо проводить также при каждом изменении состава плит и/или технологии производства.

Горючесть определяют при изменении состава изделий и/или технологии их производства.

Санитарно-химическую оценку изделий проводят при постановке продукции на производство, изменении рецептуры, оформлении гигиенического сертификата, а также не реже одного раза в год.

Таблица 11

№ п/п	Контролируемые параметры	Периодичность контроля	Наименование методики контроля или контрольного прибора
1	Линейные размеры	Каждая партия продукции	Приемо-сдаточные испытания и контроль
2	Правильность геометрической формы
3	Внешний вид
4	Плотность
5	Влажность
6	Содержание органических веществ
7	Теплопроводность	Периодические испытания проводят при освоении производства продукции и при изменении технологии и применяемого сырья, но не реже одного раза в полугодие, если в нормативно-технической документации на продукцию конкретного вида не указаны иные сроки испытаний.	Периодические испытания и контроль
8	Линейная температурная усадка
9 10	Водостойкость Кислотное число
11	Водопоглощение
13	Сорбционное увлажнение
14	Сжимаемость после сорбционного увлажнения
15	Модуль кислотности
16	Полнота поликонденсации
17	Средний диаметр волокна
18	Прочность на сжатие при 10 %-ной деформации после сорбционного увлажнения
19	Предел прочности при растяжении	Каждая партия продукции	Приемо-сдаточные испытания и контроль
20	Прочность на сжатие при 10 %-ной деформации
21	Гибкость
22	Сжимаемость
23	Упругость
24	Содержание неволокнистых включений
25	Зерновой состав



5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

При производстве неорганических теплоизоляционных материалов к числу агрегатов, требующих наиболее строго соблюдения правил техники безопасности, относятся печи, особенно плавильные. При эксплуатации плавильных печей необходимо установить постоянное наблюдение за состоянием футеровки и кладки печей. Недопустимый износ грозит вытеканием горячего расплава через места повреждений наружу.

Для создания нормальных условий работы обслуживающего персонала предусматриваются следующие мероприятия: водяное или воздушное охлаждение печей, автоматическое регулирование температурного режима в печах, герметизация всех пылящих и выделяющих вредные газы агрегатов, местные отсосы для очагов пылеобразования. Запрещено использование частиц диаметром менее 3 мкм. В 1 см3 должно присутствовать только 1 волокно.

При производстве минераловатных изделий предусматривается разряжение в камерах волокноосаждения и других установок, в которых производится обработка ваты. Аппаратура для приготовления синтетических смол также должна быть герметичной. при использовании в качестве связующего битума плавление его должно производиться в котлах с закрытыми крышками.

Значительное улучшение условий труда может быть достигнуто за счёт усовершенствования технологического процесса, главным образом за счёт максимальной его автоматизации.

Основной тепловой агрегат для получения силикатного расплава -вагранка - является источником серьёзных загрязнений, поэтому вагранки должны быть снабжены устройством для пылеочистки и дожигания отходящих колошниковых газов.

В минераловатной промышленности важной проблемой охраны труда и окружающей среды при производстве изделий на синтетическом связующих является также нейтрализация фенола и формальдегида в выбросах из камеры волокноосаждения, камеры тепловой обработки, раскладчика гидромассы, камеры вакуумирования, гидросмесителя.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

• Справочник по производству теплоизоляционных и акустических материалов. Под редакцией проф. д.т.н. В.А. Китайцева. - М.: Издательство литературы по строительству, 1964. - 526 с.

• Китайцев В.А. Технология теплоизоляционных материалов. - 3-е издание. - М.: Издательство литературы по строительству, 1970. - 384 с.

• Горяйнов К.Э., Горяйнова С.К. Технология теплоизоляционных материалов и изделий. Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1982. - 376 с.

• Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий. Учебник для вузов по спец. «Производство строительных изделий и конструкций». - М.: Высшая школа, 1989. - 384 с.

• Перегудов В.В., Роговой М.И. Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий и деталей. Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1983. - 416 с.

• ГОСТ 4640-93. Вата минеральная. Технические условия.

• ГОСТ 21880-94. Маты прошивные из минеральной ваты теплоизоляционные. Технические условия.

• ГОСТ 31309-2005. Материалы строительные теплоизоляционные на основе минеральных волокон. Общие технические условия.

Размещено на Allbest.ru