Экономические основы технологии производства асбестоцементных труб

Размещено на http://allbest.ru/

Введение

Представленная работа посвящена теме «Экономические основы технологии производства асбестоцементных труб». Асбестоцементные изделия широко применяют в строительстве жилых, общественных и промышленных зданий, а также в строительстве инженерных сооружений.

Актуальность выбранной темы обусловлена тем, что в нашей стране асбестоцементные трубы в настоящее время довольно широко применяются в промышленном и жилищном строительстве. Эти трубы используются во всем мире на протяжении уже более 80 лет. Асбестоцементные трубы -- один из перспективных видов труб самого широкого назначения, обладающих комплексом ценных свойств.

Цель курсовой работы состоит в том, чтобы выяснить, что представляет собой асбестоцемент для производства асбестоцементных труб; выявить технологию производства; описать готовый вид продукции и область его применения, то есть изучить экономические основы технологии производства асбестоцементных труб.

Задачи курсовой работы состоят в том, чтобы:

1) определить свойства асбестоцемента, а также его химический и минералогический состав, которые предопределяют использование данного сырьевого материала для производства асбестоцементных труб;

2) отразить существующие способы добычи или производства сырьевых материалов, каким видом транспорта доставляется на перерабатывающее предприятие; описать способы производства, конкретно изложить один из изученных методов и представить его графически;

3) изложить перечень наименований произведенной продукции с их технико-экономическими показателями и области применения в зависимости от назначения. Нужно представить перечень основных производителей, их конкурентоспособность в данной отрасли.

Асбестоцементные трубы внесены в «Перечень асбестоцементных материалов и конструкций, разрешённых к применению в строительстве» (ГН 2.1.2/2.2.1.1009-00), утверждённый Главным государственным санитарным врачом РФ Г. Г. Онищенко. На все области применения имеются соответствующие сертификаты и разрешительная документация.

Одним из самых ярких производителей исследуемой нами продукции в Белгородской области является Открытое Акционерное Общество «Белгородасбестоцемент». Давайте рассмотрим историю развития данного предприятия, для того чтобы наглядней увидеть историю развития данной отрасли по нашей области в целом.

По данным официального сайта предприятия, БЕЛАЦИ является призером престижных международных академий, сертифицированных и экономических центров. История этого комбината начинается с 1953 года с запуска в эксплуатацию трубного завода на 4 технологические линии общей проектной мощностью 3840 усл. км. труб. За 1953-1980 гг. на трубном заводе были осуществлены мероприятия по модернизации оборудования, повышению его производительности, совершенствованию технологического процесса. С установкой конвейеров гидротермальной обработки труб и станков типа РТ (1968-73) был завершён процесс создания поточной линии.

В 1979 году реконструкция рекуператорного отделения, предусматривающая установку рекуператоров СМ-922 вместо малоэффективных ранее действующих, была закончена, что позволило уменьшить потери сырья и повысить качество продукции.

В 1979-1988 гг., одновременно с заменой кровли завода, осуществлена реконструкция части основного оборудования, систем освещения, вентиляции, замена инженерных сетей. В 1981 году закончена реконструкция заготовительного отделения с внедрением автоматизированной дозировки асбеста. В 1980-81 гг. внедрены УКАМ (установки контроля асботрубных машин).

В 1987г. была заменена физически и морально устаревшая технологическая линия АИМ-3 по производству трёхметровых труб, на высокопроизводительную линию СМА-256 по производству четырёх метровых труб диаметром 100-150 мм., а в 1968-73 гг. - линии по производству шифера «ВО» заменены на более прогрессивные линии СМ-1117 по производству шифера УВ-6,0-1750 и УВ-7,5-1750.

В 1968 году было реконструировано заготовительное отделение, что позволило автоматизировать дозировку асбеста. Внедрение комплекса мероприятий по модернизации оборудования и повышению его производительности позволило достичь самого высокого в отрасли объёма производства с одной технологической линии.

В 1975 году внедрена механизированная погрузка шифера в железнодорожные вагоны. В 1973 году на заводе осуществлён проект по рациональному размещению оборудования и на высвободившихся площадях за счёт смещения технологических линий установлена пятая технологическая линия. На заводе постоянно проводится работа по модернизации и замене морально устаревшего оборудования.

В последующие годы завод постоянно модернизировался. За достигнутые успехи комбинат награждён орденом Трудового Красного знамени правительственными знаками. 23 декабря 1992 года Белгородский комбинат асбестоцементных изделий стал акционерным обществом “Беласбестоцемент”.



1. Основное сырье для производства асбестоцементных труб

1.1 Свойства, состав сырьевых материалов

Бетонные и железобетонные изделия - массивные элементы толщиной, как минимум, в несколько сантиметров. Получить лёгкие тонкостенные изделия из бетона на цементе с обычной прутковой или проволочной арматурой невозможно. Эту проблему можно решить, равномерно распределяя в мелкозернистой смеси на основе портландцемента (или другого вяжущего) тонкие армирующие волокна (отрезки стальной проволоки, асбестовое волокно, стекловолокно и др.). Из таких композиционных материалов, называемых фибробетоном, изготовляют трубы толщиной всего в несколько миллиметров. Самый распространённый и эффективный материал такого рода - асбестоцемент, получаемый на основе распушенного асбеста.

К сырьевым материалам асбестоцементного производства относятся асбест, цемент, другие вяжущие вещества и вода [3, с. 7]. В общем объеме асбестоцемента волокна асбеста занимают от 11 до 17%, остальные 89--83% приходятся на цементный камень. Лишь в изделиях специального назначения занимаемый волокнами асбеста объем достигает 20--25%. Асбестом называют группу минералов волокнистого строения, способных распадаться на тонкие и тончайшие волокна при механическом воздействии на них. В природе асбестовые минералы встречаются среди серпентиновых и амфиболовых минералообразований. Более широко распространены минералы серпентиновой группы; представителем их является хризотил-асбест. По химическому составу хризотил-асбест представляет собой водный силикат магния, содержащий в среднем 43,46% MgO; 43,5 % SiO₂ 13% H₂O, что соответствует такой формуле: Mg₃O*Si₂O₂*H₂О₂. Практически в асбесте часть MgO и SiO₂ замещается на Fe₂О₃; FeO; Аl₂O₃ и другие вещества [12, с. 24].

Асбест -- минерал кристаллического строения, кристаллы его имеют вид волокон. Характерная особенность структуры асбеста заключается в том, что даже самые тонкие волокна в действительности представляют собой пучки, состоящие из еще более тонких волокон с большим количеством микрощелей и микротрещин между ними. Распущенный асбест обладает очень высокой адсорбционной способностью по отношению к воде и цементным зернам. Это дает возможность приготовить достаточно однородную асбестоцементную массу, в которой взаимно переплетающиеся волокна асбеста являются своеобразной арматурой, обусловливающей связность свежеотформованного изделия и прочность его после твердения цемента.

Механическая прочность в направлении волокон составляет по величине предела прочности на растяжение для нераспущенного асбеста около 30 000 кГ/см? и для распущенного, волокна которого несколько деформированы, от 6000 до 2000 кГ/см? [12, с. 42]. Прочность на растяжение в направлении, перпендикулярном длине волокон, мала. Средняя величина предела прочности при сдвиге составляет от 19 до 27 кГ/см? т. е. примерно в 100 раз меньше прочности на растяжение недеформированного волокна. Асбест не горит. При нагревании до 70° он теряет часть адсорбционной воды, в связи с этим прочность и эластичность его несколько снижается. При нагревании до 368° теряется вся адсорбционная вода, и прочность его падает на 20%. Однако, находясь в обычных условиях в течение нескольких дней, асбест поглощает из воздуха утерянную им при нагревании влагу и восстанавливает прежнюю прочность. При нагревании до 700° асбест теряет всю химически связанную воду необратимо. С потерей этой воды резко падает гибкость и эластичность, а также и прочность асбеста. Он становится хрупким, легко крошится и даже растирается пальцами в порошок. При 1550° асбест плавится. В распущенном виде и в изделиях асбест мало теплопроводен и мало электропроводен. Благодаря этому его используют для тепло и электроизоляционных целей, как в лабораторной, так и в промышленной практике [9, с. 82].

В природе хризотил-асбест встречается в виде жил, пронизывающих пироксеновые и оливиновые породы, а также доломитизированные известняки. Часть материнской породы, в которой залегает асбест, вместе с ним составляет асбестовую руду; из нее и добывают асбест. При дроблении куски руды разламываются на стыках между породой и жилой асбеста, вследствие чего асбест отделяется от сопутствующей породы. Жилы асбеста частично разрыхляются на волокна различной толщины.

Различают кусковой асбест, иголки и распущенный асбест. Кусковым называют пучки с недеформированными волокнами, размер которых в поперечнике превышает 2мм; пучки недеформированного асбеста толщиной меньше 2 мм называют иголками; распущенным называют асбест с деформированными и перепутанными между собой волокнами. В качестве примеси в асбесте встречаются частицы сопутствующей породы. Если величина этих частиц больше 0,25 мм, то их называют галью, если меньше 0,25 мм, то пылью. К пыли относится также и асбестовое волокно, прошедшее сито с величиной отверстия 0,25 мм.

Марку и сортность товарного асбеста устанавливают в зависимости от его текстуры, длины волокон, наличия пыли и гали, а для сортов 6, 7 и 8 - в зависимости от величины объёмного веса, выраженного в Г/л. Название марок различных видов асбеста состоит из буквенных и цифровых обозначений, располагаемых рядом в определенной последовательности. На первом месте ставится буквенное обозначение названия того или иного вида текстуры асбеста. Кусковой асбест обозначается сокращенно двумя буквами -- АК, длинноволокнистый -- ДВ, жесткий -- Ж, полужесткий -- ПЖ, мягкий -- М и т. д. Следующие за буквенными обозначениями цифровые показатели 0, 1,2, 3, 4, 5, б, 7 и 8 указывают сортность и, наконец, последние две или одна цифра обозначают минимальный гарантийный процент остатка асбестового волокна на основном для данного сорта контрольном сите [8, с. 58].

На асбестоцементные заводы асбест поставляется железнодорожным транспортом в бумажных мешках. В качестве вяжущих в производстве асбестоцементных изделий используется портландцемент, песчанистый портландцемент и значительно реже известковопесчаное вяжущее.

Песчанистый портландцемент представляет собой продукт совместного тонкого помола портландцементного клинкера, кварцевого песка и гипса. Содержание кварцевого песка в песчанистом портландцементе в среднем составляет около 25%, а при использовании алитовых портландцементных клинкеров (с большим содержанием 3CaOSiO₂) количество печка может быть увеличено даже до 45%, что значительно снижает стоимость цемента. Удельная поверхность песчанистого портландцемента должна быть в пределах 3200-3600 см?/г. Остаток на сите № 008 не должен превышать 4%. Изготовленные на песчанистом портландцементе асбестоцементные изделия после запарки в автоклавах сразу же отгружают потребителю без дополнительной выдержки на складах. Асбестоцемент на песчанистом портландцементе обладает повышенной стойкостью по отношению к действию минерализованных вод, что очень важно для асбестоцементных труб [12, с. 63].

Вода. При изготовлении асбестоцементных изделий используют большое количество воды, которая идет не только на приготовление асбестоцементной смеси, но и на промывку сукон и сетчатых цилиндров формовочной машины. Вода не должна содержать глинистых примесей, органических веществ и минеральных солей. При формовании изделий наиболее благоприятна температура воды 35--40 °С, при этой температуре повышается производительность формовочных агрегатов, улучшается процесс фильтрации воды и формования изделий [12, с. 66].

Таким образом, мы узнали, что основными сырьевыми материалами для производства асбестоцементных труб являются асбест, цемент, другие вяжущие вещества и вода.

1.2 Способы изготовления и добычи сырьевых материалов

Асбест собирательный термин, охватывающий разновидности минералов групп серпентина и амфиболов, расщепляющиеся на тончайшие волокна. Обычно под названием "асбест" понимается его важнейший вид - хризотил-асбест. Асбест известен с древнейших времен. Уже в самом начале нашей эры научились прясть амфибол-асбест и изготавливать из него ламповые фитили. Асбест является продуктом перекристаллизации при метаморфизме и встречается в виде жил и линз в массивах горных пород. Серпентиновый асбест, известный как хризотил, или хризотил-асбест, представляет собой основной силикат магния Mg₃Si₂O₅(OH)₄. Это важнейший промышленный тип асбеста, составляющий 95% всего асбеста, потребляемого в США. Его волокна превосходят амфибол-асбесты по длине, гибкости, тонкости и прочности (сопротивление на разрыв почти такое же, как у некоторых сортов стали). Хризотил-асбест залегает в породе в виде жил, выполненных блестящим зеленоватым поперечно- или продольно волокнистым агрегатом. Элементарные волокна хризотила представляют собой свернутые в тончайшие трубочки серпентиновые листочки (различимые лишь под электронным микроскопом). Эти трубчатые волокна в агрегатах гибки, но не упруги, похожи на кудельку; у некоторых сортов волокна более хрупкие ("ломкие асбесты"). Асбест добывается либо открытым (карьерным) способом, либо подземным (путем проходки туннелей) [12, с. 115]. Минерал сперва извлекается вручную при помощи небольшого молотка (т.н. выкалывание). Затем асбестовые волокна воздушными струями отделяются от раздробленной и просеянной породы.

Цемент не является природным материалом. Его изготовление - процесс дорогостоящий и энергоемкий. Цементные заводы, как правило, находятся сразу же на месте добычи сырьевых материалов для производства цемента. Производство цемента включает две ступени: первая - получение клинкера, вторая - доведение клинкера до порошкообразного состояния с добавлением к нему гипса или других добавок. Первый этап самый дорогостоящий, именно на него приходится 70% себестоимости цемента. А происходит это следующим образом: первая стадия - это добыча сырьевых материалов. Разработка известняковых месторождений ведется обычно сносом, т. е. часть горы "сносят вниз", открывая тем самым слой желтовато-зеленого известняка, который используется для производства цемента. Этот слой находится, как правило, на глубине до 10 м (до этой глубины он встречается четыре раза), и по толщине достигает 0,7 м. Затем этот материал отправляется по транспортеру на измельчение до кусков равных 10 см в диаметре. После этого известняк подсушивается, и идет процесс помола и смешивания его с другими компонентами. Далее эта сырьевая смесь подвергается обжигу. Так получают клинкер. Вторая стадия тоже состоит из нескольких этапов. Это: дробление клинкера, сушка минеральных добавок, дробление гипсового камня, помол клинкера совместно с гипсом и активными минеральными добавками. Однако надо учитывать, что сырьевой материал не бывает всегда одинаковым, да и физико-технические характеристики (такие как прочность, влажность и т. д.) у сырья различные. Поэтому для каждого вида сырья был разработан свой способ производства. К тому же это помогает обеспечить хороший однородный помол и полное перемешивание компонентов [7, с. 73].

Исходя из данного материала, мы узнали, что асбест является продуктом перекристаллизации при метаморфизме и встречается в виде жил и линз в массивах горных пород. Хризотил-асбест залегает в породе в виде жил, выполненных блестящим зеленоватым поперечно- или продольно волокнистым агрегатом. А цемент не является природным материалом. Производство цемента включает две ступени: первая - получение клинкера, вторая - доведение клинкера до порошкообразного состояния с добавлением к нему гипса или других добавок.

1.3 Нормативные требования, предъявляемые к сырьевым материалам

Портландцемент должен удовлетворять требованиям ГОСТ 9835--66. Тонкость помола портландцемента должна быть такой, чтобы остаток на сите с сеткой № 008 (с величиной отверстия в свету 0,08 мм) по ГОСТ 3584-53 не превышал 15%, и чтобы сквозь это сито проходило не более 94% от веса пробы. Для асбестоцементных изделий используется цемент двух марок: 400 и 500.

Качество асбестоцементных изделий нормируют Государственные стандарты и технические условия, которые периодически пересматриваются в связи с развитием техники и усовершенствованиями технологии. Поэтому нормируемые ими качественные показатели мы рассматривать не будем. Государственные стандарты (ГОСТы) устанавливают предельные нормы и методы контроля качества асбестоцементных изделий, и промышленность не имеет права отгружать потребителям изделия или материалы, не удовлетворяющие этим предельным нормам.

В настоящее время действуют следующие ГОСТы на асбестоцементные трубы:

ГОСТ 1839-48 на трубы и муфты асбестоцементные для безнапорных трубопроводов;

ГОСТ 539-59 - на трубы и муфты асбестоцементные водопроводные;

ГОСТ 11310-65 - на методы испытаний труб и муфт асбестоцементных напорных;

На новые виды асбестоцементных изделии, технические свойства которых еще не определены с достаточной точностью, утверждаются МРТУ («Межреспубликанские технические условия») и ВТУ (временные технические условия) и ТУ.

В каждой стране имеется организация, утверждающая стандарты или технические условия на изделия и материалы, обязательные для отпуска потребителям [10, с. 224]. Помимо этого существует международная организация по стандартизации, носящая сокращенное наименование ИСО, в которую входит и наша страна. Эта организация разрабатывает стандарты или рекомендации для внешних поставок. Эти стандарты и рекомендации отражают достижения мировой техники в производстве данных видов изделий и материалов [10, с. 225].



2. Технология производства асбестоцементных труб

2.1 Основные способы производства

При рассмотрении производства асбестоцементных изделий мы будем применять следующие термины, характеризующие состояние сырьевых материалов при формовании [8, с. 149]:

1) асбестоцементная суспензия - гомогенная смесь цемента, распушенного асбеста и воды, содержащая не более 20% твердых компонентов;

2) асбестоцементная масса - гомогенная смесь цемента, распушенного асбеста и воды, содержащая более 20% сухих компонентов;

Асбестоцементная промышленность в настоящее время использует следующие три способа формования полуфабрикатов асбестоцементных труб (под полуфабрикатом понимается свежесформованная труба):

1) формование труб из асбестоцементной суспензии, при котором используются круглосетчатые формовочные машины, так называемый «мокрый» способ формования;

2) формование из асбестоцементной массы -- «полусухой» способ формования;

Процесс изготовления асбестоцементных изделий сводится к тому, чтобы получить тонкие асбестовые волокна, равномерно распределить их по всей массе цемента, сформовать из полученной асбестоцементной смеси изделие и обеспечить его твердение для получения заданных физико- механических показателей.

Для выработки изделий применяют асбест не одного какого-то сорта, а смесь из нескольких сортов и марок, поэтому первой операцией производства является составление смеси асбеста. Состав смеси рассчитывают и отвешивают нужное количество асбеста каждого сорта и марки [3, с. 213].

Для того чтобы волокна асбеста хорошо армировали цементный камень, надо увеличить поверхность их связи с цементом, т. е. распушить волокна. Следующая операция при производстве асбестоцементных изделий заключается в обработке асбеста. Процесс обработки волокон асбеста включает два этапа - сначала волокна обминают, а затем уже в другом аппарате разделяют на тонкие волоконца - распушают.

Следующая операция - это приготовление асбестоцементной смеси. Она заключается в смешивании распушенных волокон асбеста, порошка портландцемента и воды. Материалы необходимо смешать так, чтобы волокна и зерна цемента были равномерно распределены в воде. Это очень важно, так как при недостаточно равномерном их распределении изделие будет непрочным.

В зависимости от количества воды, которое используется при изготовлении асбестоцементных изделий, различают мокрый и полусухой способы производства.

При мокром способе изделия формуют из асбестоцементной суспензии. Асбест распушивают в большом количестве воды и получают суспензию. Суспензию смешивают с цементом. Для получения асбестоцементной суспензии заданной концентрации ее дополнительно разбавляют водой.

Асбестоцементные суспензии бывают низко концентрированные, содержащие 8-16% асбеста и цемента и 92-84% воды, и концентрированные, в которых 30-40 % асбеста и цемента и 70-60 % воды. В первом случае на 1 т асбеста и цемента приходится 8-10 м3 воды, во втором - 2-2,5 [4, с. 246].

Наибольшее распространение получил мокрый способ производства асбестоцементных изделий с использованием низко концентрированных асбестоцементных суспензий. Изделия в этом случае формуют на круглосеточных трубоформовочных машинах.

Принцип формования асбестоцементных труб на этих машинах состоит в следующем. Асбестоцементную суспензию подвергают фильтрации на вращающемся сетчатом цилиндре, в результате чего на его поверхности образуется тонкий, насыщенный водой асбестоцементный слой. Этот слой в дальнейшем обезвоживают с помощь вакуумирования и уплотняют прокаткой на форматном барабане. Поскольку отфильтрованные на сетчатом цилиндре слои имеют относительно небольшую толщину (0,2-0,3 мм), то для получения асбестоцементной трубы заданной толщины (8-50 мм) их формуют из навиваемых друг на друга слоев (пленок). В результате труба имеет слоистую структуру. Чтобы ускорить процесс образования изделия заданной толщины, фильтрацию асбестоцементной суспензии производят не на одном, а на нескольких сетчатых цилиндрах. Трубы, изготовленные этим способом, отличаются высоким качеством. Это обусловлено тем, что при подготовке суспензии асбест в водной среде быстро расщепляется на тонкие волокна и достаточно равномерно перемешивается с цементом. Изделие формуется в виде малых по толщине элементарных слоев, в которых обеспечивается максимальная степень использования армирующей способности асбестового волокна. Свежесформованный полуфабрикат обладает пластичностью, что позволяет изготовлять из него путем профилирования изделия различной формы.

Оборудование, используемое для получения труб мокрым способом, обладает высокой производительностью, а сам процесс производства механизирован и частично автоматизирован. Остатки этого способа состоят в следующем. На начальной стадии технологического процесса используется много воды. Для её очистки и последующего применения необходима рекуперационная система.

Мокрый способ изготовления асбестоцементных труб с использованием концентрированных асбестоцементных суспензий применяют при формовании в плоскосеточных машинах, машинах типа Маньяни, а также в установках, работающих по инжекционному принципу. В плоскосеточных машинах, и машине типа Маньяни концентрированную суспензию обезвоживают только с помощью вакуумирования (вакуум-обезвоживание) [4, с. 281].

В установках инжекционного типа изделия формуют путем нагнетания асбестоцементной суспензии под давлением в замкнутую полость, имеющую форму изделия. В ней масса обезвоживается, уплотняется и приобретает заданную форму.

Изделия, получаемые мокрым способом с использованием концентрированных асбестоцементных суспензий, в отличие от изделий, получаемых на круглосеточных машинах с использованием низко концентрированных суспензий, не имеют слоистой структуры.

Инжекционным методом можно формовать трубы сложной формы, которые на круглосеточных машинах получать невозможно. Недостаток инжекционного метода в периодичности формования [12, с. 191].

При полусухом способе производства трубы формуют из асбестоцементных смесей, содержащих 15-25% воды от массы асбеста и цемента. В этом случае на 1 т асбеста и цемента приходится 0,15-0,25 м3 воды. Характерной особенностью полусухого способа является то, что формование изделий не сопровождается удалением избыточного количества воды, т. е. вода, которая вводится в асбестоцементную массу при ее изготовлении, в ней остается и после формования [4, с. 295].

Полусухой способ изготовления асбестоцементных изделий включает в себя сухую распушку асбеста, смешивание асбеста и цемента для получения асбестоцементной смеси и ее увлажнение. Последнее может производиться на различных этапах технологического процесса в зависимости от принятого принципа формования.

Отсутствие избыточной воды при полусухом способе формования позволяет обходиться без рекуперационной системы и значительно сокращает количество отходов производства, что, в свою очередь, способствует уменьшению загрязнения окружающей среды.

Полусухой способ применяется для изготовления труб различного ассортимента методом экструзии. Экструзионным методом можно изготовлять изделия сложной конфигурации, которые другими способами получить невозможно. Метод экструзии состоит в том, что пластифицированная асбестоцементная масса влажностью 15-25% выдавливается через мундштук, что позволяет получать изделия, конфигурация которых соответствует форме мундштука. При подготовке асбестоцементной массы, предназначенной для последующей экструзии, воду и пластифицирующие добавки вводят на стадии смешивания асбеста и цемента, а в качестве формующих агрегатов применяют вакуумные прессы. Но более подробно процесс производства асбестоцементных труб этим методом мы рассмотрим чуть позже [6, с. 7].

Комбинированный метод сочетает в себе метод производства из низко концентрированных суспензий и метод производства из полусухих смесей [3, с. 233].

Твердение асбестоцементных изделий. Твердение асбестоцементных труб производят в три стадии: предварительное воздушное твердение на роликовом конвейере; гидротермальное твердение в водных бассейнах или на конвейерах гидротермальной обработки; окончательное твердение на складе. Обычно после выдержки в нормальных условиях в течение 6…8 ч изделия помещают на 12… 16 ч в пропарочную камеру с температурой 50…60°С. Окончательное твердение происходит на отапливаемом складе, где изделия выдерживаются не менее 7 сут. [7, с. 181]. При использовании песчанистого цемента, получаемого совместным помолом портландцементного клинкера, кварцевого песка (до 45 %) и гипса, окончательное твердение производится в автоклавах при давлении пара 0,8 МПа и температуре 174 °С в течение 12… 16 ч. В этих условиях гидрат оксида кальция, образующийся при гидратации алита, связывается кремнеземом кварцевого песка в нерастворимый гидросиликат кальция.

Механическую обработку (у всех труб обрезают концы, а у водопроводных обтачивают их; часть труб разрезают на кольца, из которых вытачивают муфты для соединения водосточных, канализационных и дымовых труб) производят после предварительного или окончательного твердения.

Таким образом, существует несколько способов производства асбестоцементных труб:

- мокрый;

- инжекционный;

- полусухой;

- экструзионный;

- комбинированный.

2.2 Подробное изложение экструзионного метода производства

В последние годы в производстве асбестоцементных изделий стали уделять внимание способу экструзии. Известно, что экструзия широко применяется в ряде областей производства строительных и других материалов. Способ экструзии, или, как его также называют способ выдавливания, имеет ряд достоинств. Среди них следует отметить непрерывность процесса производства возможность получения изделий различной, в том числе весьма сложной конфигурации и с достаточно точными размерами, высокую производительность формовочного оборудования.

Применительно асбестоцементу способ экструзии позволяет:

• расширить ассортимент асбестоцементных изделий за счет изделий сложной конфигурации;

• изготовлять изделия значительной длины, которая лимитируется только конструкцией приемных устройств и удобствами транспортирования и их применения;

• осуществлять непрерывный технологический процесс, что определяет высокую производительность формовочного оборудования;

• механизировать и автоматизировать в значительной степени процесс производства;

• использовать в качестве вяжущего наряду с портландцементом цементы с добавками, а также различные ускорители твердения, пластификаторы и другие вещества, придающие специфические свойства готовым изделиям;

• наряду с асбестом использовать другие армирующие волокна, в том числе искусственные минеральные и органические волокна.

Экструзионная технология производства асбестоцементных изделий может создаваться на основе двух схем подготовки асбестоцементной массы.

Обе эти схемы должны обеспечить подготовку асбестоцементной массы, пригодную для экструзии. При этом способе применяют полусухую асбестоцементную массу влажностью 22-23% с добавкой 1% пластификатора.

Первая схема предусматривает полусухой способ подготовки асбестоцементной массы. Отдозированная порция асбеста подвергается обмятию в бегунах, а затем сухой распушке в дезинтеграторе. Распушенный асбест и отдозированная порция цемента тщательно смешиваются, увлажняются до заданной влажности и снова тщательно перемешиваются для получения достаточно однородной асбестоцементной массы. В случае необходимости в асбестоцементную массу может вводиться пластифицирующая добавка. Подготовленная асбестоцементная масса подается в питатель экструдера, в котором формуются асбестоцементные изделия. Экструдер - ленточный вакуум-пресс. Головка экструдера снабжена мундштуком, имеющим в сечении профиль изготовляемого изделия. Выдавленный из мундштука брус разрезают на требуемые по длине изделия. После выхода из экструдера изделие подвергается обрезке, а затем твердению (предварительному и окончательному) [6, с. 85].

По второй схеме предусматривается мокрый способ подготовки асбестоцементной массы. По этому способу асбестоцементную массу приготавливают так же, как массу, предназначенную для формования изделий на круглосеточных машинах. Асбест подвергается обминанию в бегунах, затем распушке при избытке воды в распушивающем агрегате (голлендере или гидропушителе). Далее в голлендере или турбосмесителе распушенный асбест тщательно смешивается с цементом. Следующей основной операцией является

обезвоживание полученной асбестоцементной массы до влажности, при которой можно подвергать её экструдированию. В качестве аппаратов, в которых возможно обезвоживание, могут быть использованы фильтр-прессы, центрифуги, а также круглосеточные машины. Обезвоженная таким образом масса подвергается дополнительному перемешиванию, после чего поступает в экструдер для формования. Дальнейший технологический процесс не отличается от процесса по описанной выше схеме производства [6, с. 88].

Такая технологическая схема подготовки асбестоцементной массы позволяет более полно использовать армирующие свойства асбеста, поскольку он подвергается достаточно полной распушке. Однако одновременно она требует включения в технологическую линию дополнительных агрегатов, роль которых состоит в обезвоживании асбестоцементной суспензии и перемешивании массы перед экструдированием.

Итак, суть экструзионного способа производства асбестоцементных труб состоит в том, что пластифицированная асбестоцементная масса влажностью 15-25% выдавливается через мундштук, что позволяет получать изделия, конфигурация которых соответствует форме мундштука. При подготовке асбестоцементной массы, предназначенной для последующей экструзии, воду и пластифицирующие добавки вводят на стадии смешивания асбеста и цемента.



2.3 Технологическая схема производства

Давайте рассмотрим технологические схемы производства асбестоцементных труб при использовании экструзионного метода (см. Технологическая схема 1 и 2). Возможность изготовления асбестоцементных изделий способом экструзии с применением второй схемы подготовки асбестоцементной массы была проверена в условиях Белгородского комбината асбестоцементных изделий [6, с. 101].

Технологическая схема 1:

Хранение асбеста

Склад V?; t в сутках

Хранение цемента

Склад V?; t сутках

Дозировка асбеста

Асбестовый склад т; %

Дозировка цемента

Цементный склад т; %

Хранение готовой продукции

Склад готовой продукции V?; t в сутках

Обрезка изделий

Обрезной станок Наибольший диаметр обрабатываемой трубы, мм; об/мин

Предварительное твердение труб

Конвейер t в часах

Окончательное твердение труб

Водный бассейн t в сутках; °С

Формование изделий

Экструдер шт/час

Увлажнение асбестоцементной массы

Рекуператор кг; м?

Сухая распушка асбеста

Дезинтегратор об/мин

Обмятие асбеста

Бегун об/мин

Смешивание асбеста с цементом

Голлендер(турбосмесителе) об/мин

Технологическая схема 2:

Хранение цемента

Склад V?; t сутках

Хранение асбеста

Склад V?; t в сутках

Дозировка цемента

Цементный склад т; %

Дозировка асбеста

Асбестовый склад т; %

Обмятие асбеста

Бегун об/мин

Мокрая распушка асбеста

Голлендер(гидропушитель) об/мин

Приготовление асбестоцементной массы

Голлендер об/мин

Обезвоживание асбестоцементной массы

Фильтр-прессы об/мин

(центрифуги, круглосеточные машины)

Перемешивание асбестоцементной смеси

Винтовой смеситель об/мин

Формование изделий

Экструдер шт/час

Обрезка изделий

Обрезной станок Наибольший диаметр обрабатываемой трубы, мм; об/мин

Предварительное твердение изделий

Конвейер t в часах

Окончательное твердение изделий

Водный бассейн t в сутках; °С

Хранение готовой продукции

Склад готовой продукции V?; t в сутках



3. Описание асбестоцементных труб и области их применения

3.1 Виды асбестоцементных труб и основные технико-экономические показатели

Асбестоцементные трубы - очень перспективный вид труб самого широкого назначения, обладающих комплексом ценных свойств. Они не подвержены коррозии, как металлические, значительно легче их и не склонны к обрастанию. За счет низкой теплопроводности у асбестоцементных труб меньше проблем с промерзанием. Асбестоцементные трубы соединяются с помощью муфт.

Асбестоцементные трубы выпускают безнапорные и напорные отличающиеся толщиной и прочностными показателями [11, с. 283]. Безнапорные трубы (диаметром 100 и 150 мм, длиной от 3 до 6 м) применяют для ненапорной канализации, дымоходов, прокладки кабелей и дренажных коллекторов, а также столбов для оград [11, с. 283].

Напорные трубы (диаметром от 100 до 500 мм, длиной 4; 5 и 6 м) используют для водо- и газоснабжения, вентиляции, устройства колодцев и мусоропроводов. Особенно эффективны такие трубы для прокладки теплотрасс. Трубы выпускают под рабочее давление 0,6; 0,9; 1,2 и 1,5 МПа [11, с. 284]. Напорные трубы стыкуются с помощью самоуплотняющихся муфт (рис. 1).



Рис. 1. Асбестоцементная самоуплотняющаяся муфта с резиновыми кольцами [11, с. 285]

Резиновые уплотнители муфт имеют несквозные цилиндрические пустоты. В них входит жидкость, транспортируемая по трубам под давлением, и расширяет резиновые уплотнители, обеспечивая тем самым герметичность стыка концов труб.

Асбестоцементные трубы составляют около 10 % общего количества труб, применяемых в строительстве; выпускаются водопроводные напорные трубы, которые в зависимости от рабочего давления разделяют на классы: ВТ6, ВТ9, ВТ12, ВТ15, ВТ18; цифры указывают давление в атмосферах. Длина водопроводных труб составляет 3 -6 м, диаметр условного прохода 100 - 500 мм, толщина стенок - 9 - 60 мм. Напорные трубы имеют концы, обточенные на длину не менее 200 мм, что обеспечивает строгие допуски на их диаметр и герметичность соединений при монтаже трубопроводов. Соединение труб осуществляется с помощью чугунных и асбестоцементных муфт. Напорные трубы применяют в водопроводных и мелиоративных системах, при строительстве нефте- и газопроводов. Безнапорные трубы (БНТ) используют в трубопроводах безнапорной канализации, в мелиоративных работах, для прокладки кабелей телефонной связи, устройства дымовых и вентиляционных каналов. Капитальные вложения и расходы в процессе эксплуатации на асбестоцементные трубопроводы гораздо меньше, чем на стальные трубопроводы [11, с. 101].

Экструзионные изделия. В отличие от изделий, получаемых по традиционной технологии, в которых волокна ориентированы в плоскости изделия, в экструзионных волокна расположены беспорядочно. Из-за этого для обеспечения равной прочности расход асбеста при экструзионной технологии выше: около 20 % (от общей массы материала) против 15 % при традиционном методе формования. Поверхность экструзионных изделий гладкая. При резком нагреве до 400… 600 °С они не «взрываются», как обычные (например, шифер), имеющие слоистую структуру. Морозостойкость экструзионных изделий не менее F50 [6, с. 19].

Технико-экономические показатели - система измерителей, характеризующая материально-производственную базу предприятий и комплексное использование ресурсов. Технико-экономические показатели применяются для планирования и анализа организации производства и труда, уровня техники, качества продукции, использования основных и оборотных фондов, трудовых ресурсов; установления прогрессивных технико-экономических норм.

Производительность - это показатель, характеризующий количество продукции, изготовленной в единицу времени. Себестоимость - совокупность материальных и трудовых затрат предприятия в денежном выражении, необходимых для изготовления и реализации. Планирование и учет себестоимости ведется по экономическим элементам. Затраты по экономическим элементам делят на:

1. материальные затраты;

2. расходы на оплату труда;

3. расходы на социальные нужды;

4. затраты на амортизацию (это процесс накопления денежных средств для возмещения выбывших основных фондов на протяжении всего намечаемого срока функционирования основных фондов).

И в качестве примера, рассмотрим технико-экономические показатели Белгородского предприятия-производителя асбестоцементных труб ОАО «БЕЛАЦИ», иллюстрированные в таблице 1 и 2.



Таблица 1 Основные технико-экономические показатели ОАО «БЕЛАЦИ» [14]

	Ед.изм.	Фактически за 2011 г.	За соответствующий период 2010 г.
Объем продукции (работ, услуг) в свободных ценах предприятия без налога на добавленную стоимость	млн. руб.	1402,9	1400,3
Производство продукции в натуральном выражении:
- асбестоцементные трубы	усл.км.	1622	1965
Средняя часовая производительность трубных машин	у.м.	157,5	157,5
Прибыль от реализации продукции	млн.руб.	90,3	193,8
Рентабельность продукции:
- трубы	%	7,0	16,2

Таблица 2 Себестоимость продукции [14]

№ п/п		Ед.изм.	Факт.2011 г.	Факт.2010 г.
1.	Отгружено произведенной продукции, работ и услуг	млн.руб.	1182,7	1262,7
2.	Товарная продукция в действующих ценах	млн.руб.	1402,9	1400,3
3.	Себестоимость произведенной продукции, работ и услуг	млн.руб.	1192,2	1101,7
4.	Затраты на 1 руб. ТП	коп.	84,98	78,68
5.	Себестоимость 1 кут труб отгруженной продукции	руб.	168208,83	136177,20
6.	Потери от брака по трубам	млн.руб.	1,4	1,1

3.2 Области применения

Асбестоцементные трубы являются надежным, эффективным заменителем металлических труб. Все трубы асбестоцементные отличаются не только высокой устойчивостью к температурным перепадам, но и низкой теплопроводностью и долговечностью. Они не требуют дополнительной теплоизоляции или защиты от воздействия грунтовых вод. Монтировать их можно в любой климатической зоне и при любой погоде, так как процесс укладки занимает непродолжительное время, а качество сохраняется на высоком уровне. Использование специальных асбестоцементных муфт и теплостойких резиновых колец не только сокращает время строительно-монтажных работ, но и обеспечивает высокую надежность в дальнейшей эксплуатации. В зависимости от области применения их делят на водопроводные (напорные) и канализационные (безнапорные). Асбестоцементные трубы активно применяются в строительстве, при прокладывании линий связи, коммуникаций, в строительстве жилых домов, надворных зданий и в качестве опорных столбов для строительных оград.

Область применения безнапорных асбестоцементных труб ограничивается постройкой разных подземных коммуникаций, таких как дренажные коллекторы и кабельные линии связи, дымоходы, газопроводы, мусоропроводы, безнапорные канализационные трубопроводы. К тому же, эти трубы можно использовать как сваи для столбчатых фундаментов. На сегодняшний день, такой тип фундаментов часто используется при постройке зданий облегченного типа, таких как гаражи, щитовые дома и др. Асбестоцементные трубы используются для данных фундаментов как форма для заливки бетона.

Асбестоцементные напорные трубы применяются для прокладки напорных сетей промышленных и бытовых трубопроводов, для напорных водопроводных, мелиоративных и оросительных систем, для напорной канализации, теплотрасс, дренажных коллекторов, водостоков. Главной отличительной особенностью напорных асбестоцементных труб является малое гидравлическое сопротивление. Чаще всего, эти трубы используются для постройки систем орошения, мелиорации, водопровода и вентиляции. Также из них строят обсадные трубы для колодцев.



3.3 Основные производители

Основными предприятиями, которые выпускают асбестоцементные изделия, а именно асбестоцементные трубы, являются Московский ОАО «Комбинат Красный Строитель», Красноярский комбинат «Волна», Белгородское ОАО «Белгородасбестоцемент».

• ОАО «Комбинат Красный строитель» - старейшее предприятие отрасли. Отсчет жизни комбината начался в 1929 году с пуска первого шиферного завода. А в 1935 году был сдан в эксплуатацию асбестотрубный завод - в то время единственный в стране. Наращивая мощности и совершенствуя технологию, комбинат превратился в самое крупное предприятие асбестоцементной отрасли промышленности строительных материалов. Вот уже более 80 лет «Комбинат Красный Строитель» сохраняет ведущие позиции по производству асбестоцементных изделий в стране [16].

• Комбинат «Волна», крупнейшее в Сибири предприятие по производству хризотилцементных изделий, имеет уже шестидесятилетнюю историю [15].

• Открытое акционерное общество «Белгородасбестоцемент» -- краткое наименование -- БЕЛАЦИ -- одно из крупнейших предприятий России, специализирующееся на выпуске асбестоцементных изделий. Работает с апреля 1953 г. Предприятие ориентировано на обеспечение потребности строительного комплекса России, входит в число экспортеров труб на внешний рынок. Успешная экономическая и финансовая политика позволила ОАО «Белгородасбестоцемент» занять лидирующее положение в строительном комплексе России. Продукция предприятия БЕЛАЦИ отличается высоким качеством и пользуется большим спросом у потребителей, как в России, так и за рубежом. В 2001г. ОАО «Белгородасбестоцемент» вошло в рейтинг ста лучших предприятий России [14].



Заключение

асбестоцемент труба минералогический сырьевой

Итак, нами были подробно рассмотрены экономические основы технологии производства асбестоцементных труб. В ходе проведённого исследования удалось сформировать следующие выводы:

• основными сырьевыми материалами для производства асбестоцементных труб являются асбест, цемент, другие вяжущие вещества и вода;

• асбест является продуктом перекристаллизации при метаморфизме и встречается в виде жил и линз в массивах горных пород. Хризотил-асбест залегает в породе в виде жил, выполненных блестящим зеленоватым поперечно- или продольно волокнистым агрегатом. Цемент не является природным материалом. Производство цемента включает две ступени: первая - получение клинкера, вторая - доведение клинкера до порошкообразного состояния с добавлением к нему гипса или других добавок;

• в каждой стране имеется организация, утверждающая стандарты или технические условия на изделия и материалы, обязательные для отпуска потребителям. Помимо этого существует международная организация по стандартизации, носящая сокращенное наименование ИСО, в которую входит и наша страна. Эта организация разрабатывает стандарты или рекомендации для внешних поставок. Эти стандарты и рекомендации отражают достижения мировой техники в производстве данных видов изделий и материалов;

• существует несколько способов производства асбестоцементных труб:

- мокрый;

- инжекционный;

- полусухой;

- экструзионный;

- комбинированный;

• суть экструзионного способа производства асбестоцементных труб состоит в том, что пластифицированная асбестоцементная масса влажностью 15-25% выдавливается через мундштук, что позволяет получать изделия, конфигурация которых соответствует форме мундштука. При подготовке асбестоцементной массы, предназначенной для последующей экструзии, воду и пластифицирующие добавки вводят на стадии смешивания асбеста и цемента;

• асбестоцементные трубы выпускают безнапорные и напорные отличающиеся толщиной и прочностными показателями. В качестве технико-экономических показателей были рассмотрены показатели Белгородского предприятия-производителя асбестоцементных труб ОАО «БЕЛАЦИ»;

• асбестоцементные трубы активно применяются в строительстве, при прокладывании линий связи, коммуникаций, в строительстве жилых домов, надворных зданий и в качестве опорных столбов для строительных оград;

• основными предприятиями, которые выпускают асбестоцементные изделия, а именно асбестоцементные трубы, являются Московский ОАО «Комбинат Красный Строитель», Красноярский комбинат «Волна», Белгородское ОАО «Белгородасбестоцемент»;

Наличие в нашей стране богатейших месторождений асбеста и высокоразвитого цементного производства позволяет планировать дальнейшее значительное увеличение выпуска асбестоцементных изделий.



Библиографический список

• ГОСТы на портландцемент:

ГОСТ 9835--66 - требования к портландцементу;

ГОСТ 3584-53 - требования к портландцементу.

• ГОСТы на асбестоцементные трубы:

ГОСТ 1839-48 на трубы и муфты асбестоцементные для безнапорных трубопроводов;

ГОСТ 539-59 - на трубы и муфты асбестоцементные водопроводные;

ГОСТ 11310-65 - на методы испытаний труб и муфт асбестоцементных напорных.

• Беркович, Т.М. Производство асбестоцементных изделий / Т.М. Беркович и др. - М.: Госстройиздат, 1962. - 260 с.

• Берней И.И. Основы теории формования асбестоцементных изделий / И.И. Берней. - М.: Стройиздат., 1969. - 334 с.: ил.

• Блох, Г.С. Асбестоцементные материалы и конструкции и их эксплуатационные качества / Г.С. Блох, А.Н. Литвинов. - М., Госстройиздат, 1964. - 286 с.

• Валюков, Э.А. Производство асбестоцементных изделий методом экструзии / Волчек И. З. - М.: Стройиздат, 1975. - 112 с.

• Клюковский, Г.И. Общая технология строительных материалов: Учебник для техникумов / Г.И. Клюковский. - М.: «Высшая школа», 1971. - 390 с.: ил.

• Косогов, А.М. Асбестоцементные конструкции в строительстве /

Л.Н. Пицкель. - М.: Стройиздат, 1984. - 203 с.: ил.

• Пицкель, Л.Н. Об однородности асбестоцемента / Л.Н. Пицкель,

М.С. Русина // «Строительные материалы». - 1964. - №6 - 113 с.

• Попов, К.Н. Оценка качества строительных материалов: Учебное пособие/ К.Н.Попов, М.Б. Каддо, О.В.Кульков. - М.: изд-во АСВ, 1999. -

240 с.: ил.

• Попов, К.Н. Строительные материалы и изделия: Учеб. / К.Н. Попов, М.Б. Каддо. - М.: Высш.шк., 2002. - 367 с.: ил.

• Соколов П.Н. Технология асбестоцементных изделий / П.Н. Соколов. -М.: Стройиздат, 1968. - 294 с.: ил.

• Экономические основы технологического развития: методические указания / сост. Е.П. Никифорова, Н.А. Дровкина. - Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2012 - 15 с.

• Официальный сайт ОАО БЕЛАЦИ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.belacy.com / Дата обращения 19.04.2012 г.

• Официальный сайт Комбинат «Волна» Холдинговая компания «Сибирский цемент» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.volnakr.ru / Дата обращения 22. 04. 2012 г.

• Официальный сайт ОАО Комбинат Красный Строитель [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.krstr.ru / Дата обращения 03.05.2012 г.

Размещено на Allbest.ru