Разработка технологии производства полужестких плит на основе базальтового волокна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Обзор и оценка современных достижений в производстве теплоизоляционных материалов

1.1 Современное состояние и особенности производства теплоизоляционных материалов

2. Организация производства теплоизоляционных материалов на основе местного сырья

2.1 Обоснование организации производства

2.2 Сырьевая и топливно-энергетическая база

2.3 Назначение и состав предприятия

2.4 Производственная мощность и номенклатура продукции

2.5 Режим работы предприятия

2.6 Организация труда и система управления предприятием

2.7 Генеральный план и транспорт

2.8 Строительные решения

3. Технология производства теплоизоляционных материалов

3.1 Описание технологической схемы производства теплоизоляционных материалов

3.2 Расчет производительности технологической линии

3.3 Технологическое оборудование

3.4 Механическое оборудование

3.5 Контроль и управление качеством продукции

4. Безопасность жизнедеятельности

4.1 Безопасность технологического процесса

4.2 Идентификация опасностей на объекте

4.3 Безопасность производственных помещений

4.4 Безопасность производственного оборудования

4.5 Требования безопасности к профессиональному отбору и обучению работающих

4.6 Требования безопасности к средствам защиты

4.7 Пожарная безопасность

5. Экономика производства. Бизнес-план

5.1 План маркетинговой деятельности. Описание товара

5.2 Организационный план

5.3 Юридический план

5.4 Финансовый план

Список использованной литературы



Введение

В строительной индустрии теплозащита ограждающих конструкций занимает 40% общих расходов на строительные материалы. Одним из первых задач стоит производство недорогого эффективного материала отвечающего всем требованиям по безопасности. Для этого разработан проект, который будет обеспечивать рынок строительных материалов республики Бурятия, недорогим эффективным теплоизоляционным материалом на основе базальтового волокна.

В данной работе разработана технология производства полужестких плит на основе базальтового волокна.

До недавнего времени большим спросом пользовались утеплители из стекловолокна, минерального волокна на основе доменных шлаков, и с применением в качестве связующего синтетические смолы, но эти изделия имеют ряд недостатков. Прежде всего, это выделение мельчайшей стеклянной пыли при механическом разрушении теплоизоляции, колючесть этих волокон, низкая температура применения (до 400°С), наличие синтетического связующего, которое постепенно испаряется в виде токсичных газов, таких как фенол, формальдегид, аммиак и др., что в конечном итоге приводит к образованию пустот между изолируемой поверхностью и теплоизоляционным материалом. К тому же, стекловата и минеральная вата на сырье вторичного производства, изготавливаются из смеси компонентов порой включающих отходы различных производств, что в свою очередь может способствовать процессам гниения или окисления изолируемых поверхностей. Эти материалы далеки от необходимой экологической чистоты. При возгорании полимерных материалов образуется более 75 различных ядовитых веществ, что приводит к отравлению и гибели людей. Кроме того, срок службы перечисленных утеплителей ограничен, через 10-15 лет происходит их разрушение. [5]

Базальтовая теплоизоляция из базальтовых горных пород обладает экологической безопасностью, имеет неограниченный срок службы, что исключает преждевременный ремонт. Базальтовый материал обладает полной негорючестью, экологической, в том числе и радиационной безопасностью, с огромным температурным диапазоном применения от -300°С до + 900°С, химической стойкостью и огнестойкостью, долговечностью, инертностью к изолированной поверхности. Также материал негигроскопичен, не выделяет вредных веществ во всех средах. Базальтовый утеплитель на основе базальтового волокна является «дышащим» теплоизоляционным материалом, не закупоривает изолируемые поверхности.



1. Обзор и оценка современных достижений в производстве теплоизоляционых материалов

1.1 Современное состояние и особенности производства теплоизоляционных материалов

В современных условиях развития строительства с учетом климатических особенностей нашей страны потребность в качественно новых строительных материалах огромна. Как показатели предварительные маркетинговые исследования, производство теплоизоляционных материалов по традиционным технологиям не полностью удовлетворяет потребностям рынка, поэтому необходимо продвижение на рынок качественно новых теплоизоляционных материалов, полученных при использовании инновационных технологий.

В среднем, потребность в теплоизоляционных материалах для Сибирского региона составляет 220 тыс. м³ в год: Томская область 150 тыс.м³; Новосибирская область 160 тыс. м³; Кемеровская область 165 тыс. м³;

Алтайский край 145 тыс. м³ ; Республика Бурятия 125 тыс. м³;.

В настоящее время в России, а также в нашем регионе наблюдается рост использование теплоизоляционных материалов, в частности и из базальтового волокна. Теплоизоляционный материал на основе базальтового волокна применяется в различных отраслях промышленности из-за своих высоких теплотехнических качеств, особенности при теплозащите зданий и сооружении строительстве. Широкое применение теплоизоляционных материалов из базальтового волокна находим и в других отраслях:

-машиностроении для производства широкой номенклатуры композиционных материалов, теплоизоляции термического оборудования;

-в авиационной промышленности для изготовления тепло- изолирующих холстов для теплозащиты двигателей и фюзеляжа, звукоизоляции выхлопного тракта газодинамических установок;

-в судостроении, вагоностроении, автомобилестроении, энергетике и т.д. теплоизоляционный производительность технологический

До недавнего времени большим спросом пользовались утеплители из стекловолокна и полимерных материалов, однако эти материалы имеют ряд недостатков. Прежде всего, теплоизоляционные материалы из стекловолокна на синтетическом связующем, это выделение мельчайшей стеклянной пыли при механическом разрушении теплоизоляции, колючесть этих волокон, низкая температура применения (до 400°С), наличие связующего, которое постепенно испаряется в виде токсичных газов, таких как фенол,

формальдегид, аммиак и др., что в конечном итоге приводит к образованию пустот между изолируемой поверхностью и теплоизоляционным материалом. При возгорании полимерных материалов образуется более 75 различных ядовитых веществ, что приводит к отравлению и гибели людей. Эти материалы далеки от необходимой экологической чистоты. Кроме того, срок службы перечисленных утеплителей ограничен, через 10-15 лет происходит

их разрушение [4]. Базальтовая теплоизоляция из базальтовых горных пород обладает экологической безопасностью, имеет неограниченный срок службы, что исключает преждевременный ремонт теплоизоляции. Базальтовый материал обладает полной негорючестью, экологической, в том числе и радиационной безопасностью, с огромным 'температурным диапазоном применения от - 300°С до + 900°С, .химической стойкостью и огнестойкостью, долговечностью, инертностью к изолированной поверхности. Этот материал негигроскопичен, не выделяет вредных веществ во всех средах. Базальтовый утеплитель на основе базальтового волокна является «дышащим» теплоизоляционным материалом, не закупоривает изолируемые поверхности. Настоящим проектом предусматривает организация масштабного производства теплоизоляционного материала из базальтового волокна в г. Улан-Удэ.

2. Организация производства теплоизоляционыых материалов на основе местного сырья

2.1 Обоснование организации производства

В связи с жилищным строительством проявляются повышенная потребность в эффективных теплоизоляционных материалов, обеспечивающих:

Энергоэффективность, долговечность, пожаробезопасность и экологическая безупречность - основные критерии, которым должны отвечать современные здания и сооружения. Базальтовые плиты легкие гидрофобизированые, теплоизоляционные плиты, изготовленные из базальтовой ваты на основе расплава горных пород базальтовой группы. Теплоизоляционные плиты используются в качестве теплоизоляции легких стен, сэндвич панели, межэтажных перекрытий, мансард и кровельных конструкций при новом строительстве и реконструкции зданий и сооружений различного назначения.

Ближайшее производство по изготовлению теплоизоляционных плит на основе базальтового волокна находится в городе Хабаровск. Известные аналогичные изделия по технологии производства менее востребованы на рынке строительных материалов, чем минеральная базальтовая вата. По статистике использования в качестве теплоизоляционного материала строителями на первом месте по эксплуатации теплоизоляционного материала стоит теплоизоляционный материал на основе минеральной ваты. Предлагаемые нами составы производства теплоизоляционного материала выгодно отличаются следующими условиями:

- большой сырьевой базы, так как для производства можно эффективно использовать местное недефицитное сырье, которое находится в черте нашей Республики, что будут меньшие затраты на транспортировку сырья.

- более простой технологией, в связи с чем производство может быть организованно с минимальными капиталовложениями;

- в качестве связующего использование, собственного вяжущего на основе базальта, что говорит меньшие затраты на закупку дорогостоящего связующего.

На сегодняшний день производством теплоизоляционных материалов в нашей республики занимаются две фирмы с общей производительностью 15 тыс. м³/ год. что не .обеспечивают 1/4 рынка строительных материалов. Связи с большим темпом строительства, рынку строительных материалов по данным за, два года необходим объем теплоизоляционных материалов 125 тыс. м³/ год. Местные производители не могут обеспечить рынок в полном объеме. Долю рынка строительных материалов, в том числе теплоизоляционных материалов занимают завозимые материалы из других регионов, импортные производители [6].

Следующая стадия состоит в разработке конкретного плана развития экономики района с учетом возможности привлечения внешних и отвлечения части ресурсов для развитая других районов. Это позволяет устанавливать конкретные задания, по развитию экономики и территориальной организации производства экономического района. При этом учитывается необходимость комплексного развития крупных экономических районов при одновременной их специализации, выравнивание уровня их экономического потенциала, достижение сбалансированности энергетических, трудовых, сырьевых, водных ресурсов в каждом районе, обеспечение необходимого уровня развития инфраструктуры, т. е. жилого фонда, транспорта, торговой сети, детских, культурно-просветительных и других организаций.

При расчете мощности разрабатываемого предприятия были использованы показатели программ социально-экономического развития республики Бурятия на 2014-2015 годы и на период до 2017 года. Исходя из этого используя укрупненные отраслевые показатели расхода теплоизоляционных материалов для различных направлений на строительно-монтажных работ потребность в них на 2014-2015 годы определилась:

электроэнергетическая промышленность - 12 тыс. м³.;

угольная промышленность -5,4 тыс. м³;

жилищное строительство - 75 тыс. м³.

Учитывая, что на рынке предлагается в настоящее время и другие теплоизоляционные материалы, как пенополистерол, пенополиуретан, пеноизол и. др. Безрисковый объем реализации на рынке республики Бурятия оценивается в 80 тыс. м .

Реализация данного проекта позволит покрыть эту недостающую потребность в теплоизоляционных материалах.

Заключительной стадией работы является определение места строительства новых предприятий или расположения цехов на уже существующих, указание объектов, подлежащих расширению, реконструкции и специализации.

На всех стадиях работы используется определенная система показателей, которая должна способствовать объективной оценке достигнутого уровня развития экономики района и с помощью которой можно установить задания по дальнейшему его развитию.

Важнейшими требованиями, которым должны отвечать эти показатели, являются: объективность, минимальное влияние на них случайных искажающих факторов, соответствие их характеру данного, измеряемого с помощью этих показателей явления или стороны деятельности, системность, т. е. подход к данному явлению с позиций целого района, к характеристике экономики района -- с позиции всего народного хозяйства.

Система показателей устанавливается таким образом, чтобы в ней нашли отражение важнейшие факторы, определяющие размещение производства

2.2 Сырьевая и топливно-энергетическая база

В рамках данного проекта по получению минеральной ваты (базальтовой ваты) и теплоизоляционные полужесткие плиты минерально-сырьевая база республики Бурятия, а именно такие материалы, как:

- базальтовой сырье месторождения республики Бурятия Зандинское месторождение базальтов Мухор-Шибирского района.

-Местоположение по сложности геологического строения отнесено ко 2 группе, гидрогеологическая и инженерно-геологическая изученность позволяет проектировать карьер и добывать открытым, невзрывным способом. По данным отчета Нерудной партии ГП ЦГГЭ Бурятгеолкома подготовленные запасы в объеме 3822 тыс. т. щебня в год обеспечивает работу предприятия на длительный срок с возможностью увеличения добычи в десятки раз.

-Полезная толщина Зандинского месторождения представлена основными и литологическими разновидностями базальтоидов-оливиновыми, оливиносодержащие долеитами, лейкодолеритами и афировыми миндалекамеными и цеолитизироваными базальтами. Породы имеют практически единый минеральный и химический состав и, как следствие, единые технологические свойства.

Таблица 1 Химический состав базальта

SiO2	А12O3	Fe2O3	СаО	МgO	К2O+ Nа2O	Ti O2	SO3	п.п.п
44,28%	15,21%	13,92%	9,61%	8,58%	5,24%	2,08%	0,10%	3,40

Таблица 2 Основные физические характеристики базальта

Плотность, кг/м3	Объемная масса, г/см	Пористость % 1	Влажность, %
800	2,583	0,39	0,21

2.3 Назначение и состав предприятия

Проектом предусматривается максимальная автоматизация и механизация технологических процессов:

автоматизация поддержание в ванной печи температурных режимов;

автоматизация отдельных агрегатов линии центрифуги, воздушного шкафа (заслонки высокого и низкого давления, рулонирующего агрегата, ножа поперечной резки);

полная механизация технологической линии производства плит с синхронизацией роботы агрегатов, входящих в состав линии;

автоматизация санитарно-технических систем, в том числе систем охлаждения, вентиляции.

Количество и структура рабочих мест расположена в таблице:

Таблица 3

№	Должность по стажу	Количество един.
1	Директор	1
2	Главный технолог	1
3	Главный бухгалтер	1
4	Бухгалтер	1
5	Учетчик-кладовщик	2
	ИТОГО:	6
6	Рабочие на технологических постах согласно технологического регламента: обжигальщик-оператор плавильной печи: 4 разряд- ласно	8
	3 разряд-	12
	Рулоновщик 3 разряд-	4
	ИТОГО:	24
	ВСЕГО:	30 человек

2.4 Производственная мощность и номенклатура продукции

Проектируемое предприятие планируется мощностью 80 тыс. м полужестких теплоизоляционных плит из базальтового волокна в год, исходя из следующих факторов:

- во-первых, производимая продукция появилась на рынке РБ сравнительно давно и успела завоевать доверие потребителей;

- во вторых, последующее увеличение выпуска дополнительной продукции возможность путем открытия филиалов по всей РБ.

Расчет проектной производственной мощности выполнен исходя из режима работы предприятия, мощности ведущего технологического агрегата ванной печи по расплаву и выходу готовой продукции из расплава, обеспечивающей годовую мощность предусмотрены для ее расчета следующие данные.

- 80000 м / год, где

· количество рабочих дней в году -365;

· суточная производительность печи по расплаву, т/сутки- 28;

· коэффициент использования годового календарного времени работы оборудования -0,9;

· коэффициент использования годового календарного времени работы печи - 0,92;

· коэффициент дохода годовой проекции из расплава (за минусом отходов) -0,8;

· плотность полужестких плит т/ м - 0,08.

Принятые коэффициенты уточняются в процессе освоения производства в сторону увеличения.

В связи с применением многовалковой центрифуги СМГ- 183А, паспортная производительность которой по расплаву составляет 2000-3600 кг/час. Определим ее расчетную производительность:

минимальная - 2000*0,92*0,9*0,8=1325,0 кг/час

максимальная - 3600*0,92*0,9*0,8=23^5,0 кг/час

следовательно при минимальной производительности центрифуги

обеспечивается проектная мощность предприятия.

Производимая продукция соответствует ГОСТ 9573-96.

ГОСТ 21880-94

ГОСТ 4640-93

Марка изделия. Плиты из базальтовой ваты на не органическом связующем теплоизоляционные.

Плита - 75. В качестве ненаружной тепловой изоляции в горизонтальных строительных ограждающих конструкциях. Для тепловой изоляции оборудования с температурой изолируемой поверхности от минус 60 до 900⁰С.

Длина 1000, 1600,2000

Ширина 1000, 1200,2000

Толщина 50- 100 мм

Плита - 125 . В качестве ненаружной тепловой изоляции в горизонтальных их конструкциях. В качестве утеплителя в легких ограждающих конструкциях каркасного типа. Для тепловой изоляции оборудования с температурой изолируемой поверхности до 900⁰С.

Плита - 175. В качестве тепловой изоляции в вертикальных и горизонтальных строительных ограждающих конструкциях. В качестве утеплителя в легких ограждающих конструкциях каркасного типа. В качестве теплоизоляционного слоя в трехслойных бетонных и железобетонных ограждающих конструкциях. Для тепловой изоляции оборудования с температурой изолируемой поверхности до 900⁰С.

Плита-225. В качестве тепловой изоляции, подвергающейся нагрузке в вертикальных и горизонтальных строительных ограждающих конструкциях. В качестве теплоизоляционного слоя в трехслойных бетонных и железобетонных ограждающих конструкциях. В покрытиях из профилированного настила или железобетона. Для наружной теплоизоляции стен с последующим оштукатуриванием или устройством защитно-покровного слоя.

Конкурентные преимущества полужесткой минеральной плиты.

Минеральная плита имеет следующие основные преимущества перед аналогичными теплоизоляционными материалами на основе стекловаты:

1. Доступная сырьевая база;

2. Гигиеничность не требует в эксплуатации средства защиты;

3. Использование в качестве связующего не органическое связующее;

4. Производство в черте города;

5. Сравнительно низкая себестоимость.

2.5 Режим работы предприятия

Режим работы предприятия определяется в зависимости от характера производства, мощности и других факторов. Под режимом работы понимается число рабочих дней в году, количество смен в сутки и продолжительности смены в часах, предусмотренных действующим законодательством и характером производства.

Различают фонд времени работы цеха, в соответствии с которым рассчитывают выпуск продукции, потребность в сырье, топливе и др., и фонд времени работы технологического оборудования, который используется при расчете и выборе оборудования.

Исходя из технологической линии производства теплоизоляционных материалов, а также мощности предприятия режим работы цеха составит три смены - 8 часов. Рабочая неделя составит 7 дней и предусмотрены выходные праздничные дни.

Режим работы предприятия.

В соответствии с типовыми нормами времени и учитывая, что производство является непрерывным, режим работы принят следующий:

· Количество рабочих дней в году - 365 дней".

· Количество рабочих смен в сутки - 3;

· Продолжительность смены, часов - 8;

· Коэффициент использования календарного времени работы ванной печи - 0,92;

· Коэффициент использования календарного времени работы оборудования - 0,9;

тогда годовой фонд календарного времени работы всего комплекса технологической линии составит:

Годовой фонд времени работы цеха составит:

Г _{ф. цеха} = (365-m)*3*8*0,9 ,

где m - число выходных и праздничных дней в году;

Г _{ф. цеха} =(365-24)*3*8*0,9=7254 час/год.

Годовой фонд времени работы технологического оборудования с учетом планового ремонта составит:

Г _{ф. об}.= Г _{ф. цеха} *К _исп.. ,

где К _исп.. коэффициент использования оборудования (0,85-0,95)

Г _{ф. об}.= 365*0,95*0,9=7254 час/год.

Таблица 4 Режим работы предприятия

Наименование цеха, отдела	Количество рабочих дней в году	Число смен в сутки	Число часов в смену	Годовой фонд времени работы оборудования, час/год	Коэффициент использования оборудования	Годовой фонд рабочего времени, час/год
1	2	3	4	5	6	7
Цех	365	3	8	7254	0,95	7254

2.6 Организация труда и система управления предприятием

Под организацией труда на предприятии понимают комплекс мероприятий, направленных на планомерное и наиболее целесообразное использование рабочей силы при данном уровне техники и организации производственного процесса.

Проектируемый цех устанавливает прямые производственные связи с различными предприятиями по поставке сырьевых материалов.

Форма организации труда - бригадная, форма оплаты труда -сдельно- премиальная.

Для обеспечения непрерывности труда рабочие обеспечиваются необходимыми инструментами и материалами. Ежедневно мастером выдается производственное задание. По окончании рабочей смены мастер выполняет проверку качества выполненной работы.

Таблица 5 Организация трудового процесса начальника цеха

№	Содержание	Затраты	Текущее время
		Мин.	%
1.	Решение оперативных вопросов связанных с работой цеха	75	15,6	800-915
2.	Анализ производственно - хозяйственной деятельности	45	9,4	915-1000
3.	Отдых	ЛО	2,1	1000- 1010
4.	Обход технологических линий цеха.	ПО	22,9	1010-1200
5.	Обед			1200_1300
6.	Рассмотрение вопросов связанных с внедрением новой технологии.	45	9,4	1300-1345
7.	Изучение передового опыта; обмен опытом.	75	15,6	1345 - 1500
8.	Отдых	10	2,1	1500-1510
9.	Проведение оперативных совещаний, в т.ч. у руководства.	74	15,4	1510 -1624
10.	Оформление документов, служебных записок, подбор и оформление кадров.	36	7,5	1624- 1700

Начальник цеха является административно-техническим руководителем и организатором всей производственной и хозяйственной деятельности предприятия. Он подчиняется директору предприятия. Все указания администрации реализуются через начальника цеха.

На данном предприятии планируется применить линейную схему подчинения.

На любого инженерно-технического работника и рабочего должна быть разработана и утверждена карта организации трудового процесса.

В проекте рассчитывается трудоемкость выработки продукции, производительности труда, энерговооруженность, съём продуктов с 1 м² производственной площади, которая определяется мощностью предприятия и технологии производства.

Для проведения расчетов необходимо знать штатную ведомость предприятия, составленную на основе типовых проектов. В состав предприятия входят: руководители производства (начальник цеха), сменные мастера, производственные рабочие, обслуживающий персонал, дежурные механики, электрики и др.)

Численность вспомогательных рабочих составляет 25-40%, служащих 8-10% от числа производственных рабочих. Данные по потребности в рабочей силе сводятся в таблицу.

Таблица 6

№ п/п	Наименование	Группа производственного процесса	Кол-во смен	Явочная численность	Списочная численность	Цеховой персонал (ИТР)
1	2	3	5	6	7	8
1	Цеховой персонал
2	Начальник цеха		3			1
3	Мастер смены		3			3
4	Механик		3			1
4 5	Контролер - лаборант Уборщица		3 2			1 2
	Итого					8
Основные производственные рабочие
1	обжигальщик -оператор плавильной печи	1а	3	2	3
2 5	обжигальщик -оператор плавильной печи	16	3	4	5
	Итого			12	14
Вспомогательные рабочие
1	Наладчик оборуд.	26	3	2	2
2	Дежурный	26	3	2	2
	слесарь
3	Дежурный электросле сарь	1в	3	2	2
4	Слесарь	1в	3	1	1
	КИПиА
	ИТОГО		3	7	7
	ВСЕГО			19	21	8
Промышленно - производственный персонал: 30 человек

Трудоемкость производства базальтовых плит составила: 1,14 чел -час/т. Расчеты были проведены делением годового количества человека -часов на годовую производительность предприятия по производству

базальтовых плит ( м³ /год).

Производительность труда - количество продукции, приходящейся на год на одного списочного рабочего, в натуральном или стоимостном выражении:

П_т= Пг/Кс = 80000/30 - 6896,55 т/чел;

Энерговооруженность - это мощность в кВт всех электродвигателей основного и транспортного оборудования, отнесенная к I - му рабочему:

Э =?_ni /Кс= 1,73 КВт/чел

Съем продукции с 1м² (С) производственной площади составляет:

С = Пг/Е$1,

где Пг - годовая производительность предприятия, Т S - суммарная площадь производственных помещений на всех уровнях, м С = 666,7 Т/м.

На современном предприятии все большее распространение получают автоматизированные системы управления. Вычислительная техника используется на различных уровнях производства. Данная структура отражает взаимодействие как людей между собой, так и с техникой, а также непосредственное управление производственными процессами. Внедрение АСУ позволяет достичь высоких показателей качества продукции. Организация любого нового предприятия обеспечивает создание новых рабочих мест. Для обеспечения выпуска наиболее качественной продукции необходимо принимать на запланированные рабочие места квалифицированных работников. Помощь в поиске рабочей силы может быть оказана системой трудовой занятости населения, а также привлечением СМИ.

2.7 Генеральный план и транспорт

Производство базальтового теплоизоляционного материала предполагается разместить на территории существующего завода ОАО «БАЗАЛЬТ». Поэтому целесообразно использовать производственную территорию завода, а не организовывать новое строительство.

На территории завода расположены: административно-бытовой корпус.

К заводу подведены железнодорожные и автотранспортные пути. Внутризаводские дороги и подъездные пути асфальтированы. На территории завода имеются следующие коммуникации: водопровод хозяйственно-питьевой, водопровод производственно-промышленный, кабельная линия электроснабжения, городская канализация, теплоснабжение от котельной юго-западная.

Для озеленения внутризаводского участка используются следующие виды насаждений: тополь, ель сибирская, черемуха азиатская, желтая акация.

Помещение, где будет организованно производство базальтового цемента выполнено из железобетона: несущие конструкции - колонны, расположенные на расстоянии 6 метров друг от друга, ограждающие конструкции железобетонные блоки. Для естественного освещения по всему периметру здания по периметру здания предусмотрены окна. Помещение оборудовано противопожарной сигнализацией, имеются вентиляционные шахты. Также, к зданию подведены отопление, производственно-промышленное водоснабжение и канализация.

2.8 Строительные решения

Цех по производству базальтового теплоизоляционного материала размещается на территории ОАО "БАЗАЛЬТ" с существующими инженерными коммуникациями в производственном цехе 50x20 м в плане и высотой 13 м. Цех выполнен из железобетонных конструкций и бетонных блоков.

По пожаробезопасности и взрывоопасности производство относится к категории "Д". Для обеспечения пожаробезопасности все электрооборудование и электромашины заземляются и огораживаются.

В корпусах предусматривается искусственное и естественное освещение.

Для рабочих предусмотрено использование административно -бытового корпуса (бытовок и комнаты приема пищи).

Объемно - планировочное и конструктивное решение основывается на применении унифицированных типовых пролетов и элементов.

Несущей конструкцией является сборный железобетонный каркас.

Фундамент - сборный, железобетонный стаканного типа.

Фундаментные балки - железобетонные.

Колонны - сборные железобетонные.

Балки перекрытия - ригели сборные железобетонные.

Покрытия - сборные железобетонные, ребристые по ГОСТу 22701.1-77*.

Панели - типа сэндвич из минеральной ваты, профильные листы из строительной стали.

Кровля - рулонная из 3-х слоев рубероида РЭМ 150 на битумной мастике с утеплителем пенополистиролом и защитным слоем из гравия.

Автоматизация производства теплоизоляционных плит на минеральном волокне (базальтовом волокне)

Для облегчения технологического процесса, т.е обеспечения точного и быстрого дозирования сырьевых компонентов, показателями уровней наполнения бункеров, управление клапанами, двигателями сигнализациями, задвижками, снижение трудоемкости и стоимости работ, повышение качества, улучшения условий труда, обеспечение безопасности выполняемых работ, при производстве теплоизоляционных плит внедряется система регулирования с помощью электро вычислительной машины ЭВМ.

Автоматизация процессов приготовления сырья для расплава в печи на различных заводах в зависимости от наличия оборудования, его компоновки и т.п. решается по разному. В общем виде систему автоматизации заготовительного отделения с учетом достижений предприятий эффективного производства теплоизоляционных плит можно представить так, как она показана на чертеже. Основная задача этой системы состоит в том, чтобы обеспечить устойчивую работу формовочных машин путем своевременной подачи заданного количества сырьевой смеси, имеющей высокое качество. Необходимое количество сырья получает за счет точного дозирования сырьевых компонентов, высокое количество обеспечивают за счет точного соблюдения параметров их обработки. Поэтому система автоматизации предусматривает:

Двухпозиционный контроль уровня шихты в бункерах; в зависимости от степени заполнения бункеров производится подача шихты или прекращается его подача в бункера;

Контроль поступления шихты с конвейера в бегуны, необходимый для своевременного сигнала для ЭВМ о наличии или отсутствии асбеста в нем; эту величину контролируют при помощи отклоняющей под воздействием массы шихты пластинки, связной с ЭВМ и устанавливаемом на входе в бегуны.

Двухпозиционный контроль заполнения бункера шихтой; при достижении верхнего или нижнего уровня подается сигнал на ЭВМ, воздействующий на краны подачи цемента.

В голендерах и смесителях уровень контролирует в двух точках.



3. Технология производства теплоизоляционных материалов

3.1 Описание технологической схемы производства теплоизоляционных материалов

Производство полужестких плит из базальтового волокна, получаемых из расплава горных пород методом центрифугирования.

Описание процесса.

Складирование сырья.

Сырье: базальт в виде щебня или бута поступает на завод авто или железнодорожным транспортом, хранится в не отапливаемом складе раздельно в отсеках, исключающих загрязнения посторонними примесями (глина, песок, металл) с минимальным запасом сырья до одного месяца работы предприятия.

Дробление сырья.

При поступлении крупными кусками сырье дробится на щековой и конусной дробилках с выделением на грохоте необходимых фракций. Мелкие фракции (отсев) реализуется, дробление сырья производится последовательно, дробленное сырье направляется ленточными конвеерами в соответствующие отсеки на промежуточное хранение.

Транспортировка исходного сырья.

Из отсеков исходное сырье загружается грейферным краном в автосамосвал, которым оно транспортируется в приемный бункер шихто-приготовительного отделения.

Приготовление шихты.

При использовании однокомпонентной шихты, дозирование и смешивание из процесса исключают.

Получение расплава.

Загрузка шихты в плавильную печь производится равномерным слоем через

загрузочные окна с помощью загрузчиков. Работа загрузчиков осуществляется от уровнеметра. Плавление сырья производится в ванной плавильной печи непрерывного действия с фидером.

Производительность печи до 28 тонн расплава в сутки. Удельный съем расплава с плавильной части печи до 900 кг/мг в сутки. Печь и фидер отапливаются мазутом и керосином форсунками. Уровень расплава контролируется уровнеметром. В стенах и в своде печи предусмотрены отверстия для установки термопар и уровнеметра. Для уменьшения расхода топлива и утилизации тепла отходящих газов, воздух идущий на горение, подогревается в регенераторе. Подача воздуха до 500⁰С. Газовая среда в печи окислительная, давление слабоположительное.

Получение расплава осуществляется по стадиям: плавление и стеклообразование, дегазация и гомогенизация в плавильной части печи. Для получения однородного расплава в выработочной части печи предусмотрен порог. Студка расплава до температурного интервала выработки происходит в выработочной части печи и фидере. Ванна бассейна печи и канал фидера выполняются из бакорового огнеупора, свод и стены рабочего пространства выкладываются динасовыми огнеупорами.

Выработка расплава.

Из плавильной части бассейна печи расплава поступает в выработочную часть печи и далее в фидер. Фидер имеет индивидуальное отопление керосином, с помощью которого поддерживается в нем необходимая температура. Фидер представляет собой канал шириной 0.5 м с приподнятым по отношению к ванне дном. Фидер оканчивается отверстием, через которое струя расплава направляется в сливное устройство, заканчивающееся водоохлаждающим и регулируемым лотком, направляющим струю расплава на первый валок центрифуги.

Волокнообразование и формирование ковра.

Струя расплава направляется на первый валок центрифуги с координатами по ширине точно в цент валка, по окружности- под углом 45⁰ к вертикальной плоскости, проходящей через ось валка. Расплав, сбрасываемый с первого валка, должен полностью попадать на поверхность второго валка и далее последовательно на валки 3 и 4. В процессе волокнообразования участвуют все четыре валка. Благодаря высокому числу оборотов валков расплав приобретает ускорение и при этом вытягивается в волокно. Образовавшие волокна отдуваются от валков с помощью воздушных систем воздушного шкафа в камеру волокноосаждения.

При смещение струи с указанного места, вследствие образования на лотке настыли, оператор должен крючком сбросить настыль в отходы. Если смещение струи расплава произошло в результате значительного изменения выхода расплава, оператором регулируется положение струи перемещением лотка.

В камере волокноосаждения волокна охлаждаются и осаждаются на сетке приемно-формирующего конвейера. Под верхней ветвью сетки приемного конвейера установлена вакуум камера для удаления отработанного энергоносителя (воздуха).

Толщина волокнистого ковра регулируется скоростью движения приемного конвейера.

Скорость движения сетки конвейера регулируется от 1 до 5 м/мин. Перед сушильной камерой ковер уплотняется прижимным барабаном. Ковер должен иметь равномерную плотность.

Сушильная камера предназначена для установления свойств полужесткой плиты: степени затвердевания, толщины, плотности. Материал проходит через всю камеру между двумя конвеерами, которые определяют его толщину. Горячий воздух температурой 150…300⁰С просачивается через материал, в результате чего происходит сушка ковра последнего (отвердевание).

Резка затвердевшего ковра на отдельные плиты, осуществляется механизмами отрезки (ножи поперечной и продольной резки) через определенные промежутки времени по сигналу концевых выключателей. Предельные отклонения от номинальных размеров плит не должны превышать приведенных в таблице.

Таблица 7

Размеры	мм	Допускаемые отклонения, мм
Длина	от 1000 до 2000	+ 30 ; - 20
Ширина	от 1000 до 2000
Толщина	50,60,70,80,100	± 20 ; +5 ; - 4

Маты должны иметь прямоугольную форму, ровные края и равномерную плотность.

Для подачи плиты далее по линии имеем промежуточный конвейер. Привод осуществляется от примыкающего агрегата.

Стол штабелёр поз. 20 служит сборником плит определенной высоты пачки.

Толкатель выполняет роль податчика собранного пакета плит на упаковочную машину или ЛУМП-2.

Упаковочная машина поз. 22 и ПУМП2 полностью автоматизированная линия для упаковки продукции в термоусадочную пленку, в данном случае пакет полужестких плит.

Транспортировка упакованного ковра на склад готовой продукции осуществляется тележкой.

Хранение.

Полужесткие плиты хранятся в штабелях высотой не более двух метров на очищенных бетонных площадках сухих, неотапливаемых помещений, при хранении в контейнерах возможна высота складывания до 4,5 метра.

3.2 Расчет производительности технологической линии

Расчет производительности технологической линии, составляющей из камеры волокноосаждения, камеры полимеризации, ножей поперечной и продольной разрезки и упаковочной машины выполнен при минимальной скорости конвейера при толщине плит 60 и 100 мм.

Согласно паспортным данным по комплектам оборудования скорость линии регулируется от 2 до 5м/мин, тогда годовая производительности линии при толщине ковра 100 мм и ширине 2*1000 мм составит:

1*100*2*1000*365*24*60*0,92*0,9=1*0,10*2*1365*24*60*0392*0,9=82233,6 м³/год.

где 60- количество минут в час.

при толщине мата 60 мм скорость линии должна составить 1,55 м/мин.

Следовательно при принятом диапазоне регулировании скорости линии обеспечивается проектная мощность предприятия для всех типоразмеров изделий и при скорости до 5 м/мин можно увеличение мощности предприятия.

Таблица 8 Расчет материального баланса исходя из режима работы предприятия с учетом производственных потерь и нормируемого брака

№ п/п	Наименование технологического процесса	Ед. Измерения	Потерь отходов	Расход материалов
				В год. м3	В месяц м3	В сутки м3	В час м3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11	Склад готовой продукции Дробление, измельчение. Базальта Дозирование: базальт Смеситель Плавление Волокнообразование Центрифугирование Формирование ковра Термообработка Продольная резка Поперечная резка	% % % % % % % % % %	1 0,5 1 1 1 1 0,5 0,1 0,5 0,5	80000 560 280 560 560 560 560 400 80 400 400	6666,6 46,66 23,33 46,66 46,66 46,66 46,66 33,33 6,66 33,33 33,33	219,17 1,53 0,767 1,53 1,53 1,53 1,53 1,09 0,21 1,09 1,09	9,13 0,06 0,031 0,06 0,06 0,06 0,06 0,04 0,0091 0,04 0,04
Итого:		8,6%	6880	573,32	18,84	0,78

3.3 Технологическое оборудование

Обоснование и расчет количества принимаемого оборудования

Выбор оборудования осуществляется исходя из потребной производительности для каждой операции по справочникам и каталогам. В данной работе рассчитываем количество каждого вида оборудования (N_об) по формуле:

N_об=П_час/П_об-К_исп ,

где П_час - необходимая производительность цеха или передела, т/час;

П_об - паспортная производительность оборудования, т/час;

К_исп - коэффициент использования оборудования (0,85-0,95).

Требование к основному технологическому оборудованию приведены в таблице.

Таблица 9

Наименование оборудования	Назначение	Кол-во единиц	Техническая характеристика	Наименование документации	Организация изготовитель
Щековая дробилка	Дробление сырья	1	Наибольший размер исходного куска -200 мм; производительность до 5 т/час.	СМД-108	Завод дробильно- сортировочного оборудования г. Выска
Агрегат мелкого дробления	Дробление сырья	1	Наибольший размер загружаемого материала - 70 мм; производительность до 7 т/час.	СМД-27Б	Завод дробильно- сортировочного оборудования г. Выска
Грохот				СМД-225	Завод дробильно- сортировочного оборудования г. Выска
Плавильная печь (существующая)	Плавление шихты	1	Площадь варочной части ванной печи (зеркало) -31,5 м2; Производительность до 28000 кг/сутки; удельный съем расплава до 900 кг/м3 сутки; температура расплава: -варочной части печи - 1500±100С. -в выработанной части печи -1420±100С.	1-97ТМ-01 1-97ТМ-02	Стекольный завод
Фидер				1-97ТМ 03ТУ	Стекольный завод
Сливное устройство	Транспортировка расплава		Температура расплава: -на входе устройства- 1450± 10° С. -на выходе из устройства 1420± 1 0° С	1-97ТМ-03ТУ	Стекольный завод
Лоток	Транспортировка расплава к валку центрифуги		Длина-800 мм, водоохлаждаемый регулированный по высоте 300мм, угол поворота- 900, перемещение по горизонтали: -вперед назад-ЗООмм; -вправо-150мм.	1-97ТМ-05ТУ	Стекольный завод
Центрифуга многовалковая	Получение минерального сырья	1	Производительность по расплаву до 3600 кг/ч	СМТ-183А	Завод строй машина г.Самара
Шкаф воздушный	Отдув волокон от центрифуги и частичное формирование волокна	1	Производительность по расплаву до 3600 кг/час; расход воздуха до 90000 м3/ч	СМТ-184А	Завод строй машина г.Самара
Камера волокноосаждения	Формирование Волокнистого ковра	1	Расход воздуха до 90000 м3/ч; разрежение -200 Па±10	Нестандартное Оборудование	ООО «Байкальский базальт»
Конвейер промежуточный	Направление волокнисто-го волокна в камеру сушки	1	Скорость движения ковра -2000 мм.	Нестандартное Оборудование	ООО «Байкальский базальт»
Сушильной камеры	Сушка минерального ковра.	1	Температура в сушильной камере: -от 110° С до 300 С	СМТ-274С	Завод механстрой сервис. г.Минск
Нож поперечной резки	Поперечная резка плит заданной длины	1	Скорость движения ковра1-5 м/мин, частота вращения ножа-1500 об/мин, диаметр диска ножа 500 мм.	Нестандартное Оборудование	ООО «Байкальский базальт»
Нож продольной резки	Продольная резка плит заданной длины	1	Скорость движения ковра 1 -5 м/мин, частота вращения ножа 1500 об/мин, диаметр диска ножа 500 мм.	Нестандартное Оборудование	ООО «Байкальский базальт»
Упаковочная машина	Упаковка с использованием уплотнения плит	1	Производительность максимальная 120 упаковок/час; приемная скорость конвейера 1 -5 м/мин; увеличенная скорость конвейера-25 м/мин.	25М-строй	ООО «Базалит X»

Расчет производительности технологической линии, состоящей из камеры волокноосаждения, сушильной камеры, ножей поперечной и продольной резки и упаковочной машины выполнен при минимальной скорости конвейера при толщине мата 60 и 100 мм.

Согласно паспортным данным по комплектам оборудования скорость линии регулируется от 1 до 5 м/мин, тогда годовая производительность линии при толщине плит 60 мм. и ширине 2* 1000мм составит:

1*60*2*1000*365*24*60*0,92*0,9=1*0,06*2*1*365*24*60*0,92*0,9=52233,6 м³/год., где 60 - количество минут в час.

При толщине плиты 100 мм:

1^х100*2*1000*365*24*60*0,92*0,9=1*0,1*2*1*365*24*60*0,92*0,9 =87039,4м³/год.

При толщине плиты 60 мм скорость линии должна составить 1,55 м/мин.

Следовательно, при принятом диапазоне регулирования скорости линии обеспечивается проектная мощность предприятия для всех типоразмеров изделий и при скорости до 5 м/мин возможность увеличение мощности предприятия.

Расчет складских помещений.

Расчет складов сырья и топлива в настоящем проекте не выполняется, т.к. строительство дробильно-сортировочного отделения осуществляется по отдельному проекту и на отдельной площадке, а хранение топлива производится в существующем мазутохранилище, обеспечивающем нормативный запас топлива.

Расчет склада готовой продукции.

Согласно арендного договора в производственном корпусе выделяется для хранения готовой продукции площадь размером в плане 24*36 м, т.е. 864 м² при минимальной необходимой по нормам 5 суток:

80000*5*1,5*0,08 = 2035м², 262*0,02*4,5 27

Где 80000 - годовая проектная производительная мощность;

5- запас хранения, в днях; 1,5 - коэффициент, учитывающий проходы;

0,08 - плотность плит, в т/ м³;

262 - расчетное количество суток в год по отгрузке; 2 высота хранения, в местах;

0,02 - расчетная норма распределенных поверхностных нагрузок на 1м² площади складирования при высоте укладки плит 1м, в т/ м;

Исходя из расчета, отведенная под складирование готовой продукции площадь обеспечит запас хранения 2 суток, что потребует разработки графика реализации продукции. Склад оборудуется кран-балкой и конвейером для подачи матов на железнодорожную рампу.

Расчет потребности в технологическом транспорте.

Для доставки сырья от месторождения до предприятия проектом предусмотрено использование автомобилей самосвалов. Расстояние перевозки 200 км, тогда при грузоподъемности самосвала 10 тонн потребуется:

80000*0,08*1,1*16 = 1,99, принимаем 2 автомобиля самосвала

10*262*24*0,9

Где 80000 - годовая проектная производственная мощность;

0,08 - плотность прошивных матов, в т/ м³; 5 - запас хранения, в днях;

1,1 - коэффициент, учитывающий потери сырья;

16- продолжительность рейса автомашины, час;

10 - грузоподъемность автомашины, час;

262 - расчетное количество суток в год автотранспорта;

0,9 -- коэффициент технической готовности автотранспорта

Теплотехнический расчет стекловаренной печи.

При работе печей периодического действия различают стадии разогрева, собственно варки, студки и выработки. Расход топлива является максимальным. Температура отходящих газов и подогретых горючего газа и воздуха к началу разогрева низкие, а затем они постепенно повышаются. К концу варки и стадии осветления расход топлива значительно уменьшается, а температуры отходящих газов и подогрев газа и воздуха являются высокими.

В печах непрерывного действия режим стабилен. В соответствии с режимом варки расчет стекловаренной печи слагается, в случае периодического ее действия из следующих элементов: определение размеров печи, расчет горения топлива, расчет распределения температур в кладке печи в отдельные периоды, составления тепловых балансов и определения расхода топлива, расчет горелок, регенераторов или рекуператоров, клапанов и каналов, определение сопротивлений на пути движения газов и размеров тяговых устройств.

Высота рабочей камеры определяется высотой горшка и окна для выработки, а также подъемом свода.

Высота окружки принимается равной высоте горшка (500-700 мм). Для удобства ручной выработки предусматривается уклон окружки 85⁰ и простенков между окнами 70⁰. Высота рабочих окон составляет 300-450 мм, подъём свода-1/2 - 1/10 пролета.

Горение топлива рассчитывают с учетом минимального избытка воздуха (б=1.1-1.2). В период выработки избыток воздуха увеличивается (б =1,5-2,0).

Расчет стекловаренной печи для расплава базальта.

Производственная мощность 80 000м³/год.

С учетом материального баланса на производство 80 000 м³/год теплоизоляционного материала на базальтовом волокне, требуется расплавить 10 000 тонн базальта в год.

-на 1 месяц 833,3 тонны базальта.

-на 1 сутки 27,39 тонны базальта. Определение размеров рабочей камеры ванных печей в соответствии с режимом работы агрегат и необходимые его производительности при этом конструкций и режимом часто основываются на практических данных. В этих случаях пользуются данными о допустимом удельном съеме стекломассы, установленном на практике. Если допустимый удельный съем с 1 м² зеркала варочной части в единицу времени, например в сутки, составляет k=кг/м и требуется сварить в сутки G кг стекломассы, то необходимая площадь F м² варочной части определяются из выражения:

²

²=²

где 900 кг - удельный съём с 1 м варочной части.

Потребного для варки стекла и покрытия потерь бассейном в окружающую среду, составляет:4

q_вар= 8000 ккал/кг. Q_вар =80 000 ккал/кг.

Если количество тепла, потребного для варки стекла и покрытия потерь бассейном в окружающую среду, составляет q_вар ккал/кг и при определенной температуре газов в печи воспринимается зеркалом Q_вар ккал/час, то потребная площадь собственной варочной части составляет:

_,

где, Q_вар- количество воспринимаемого стекломассой тепла в ккал/ м час,

q_вар- количество тепла, требуемого для нагрева проваренной и циркулирующей массы (с учетом потерь тепла в окружающую среду) в ккал/кг.

²

Q₁ = c*m*?t;

с- теплоемкость базальта,

m - производительность кг/час,

?t -температура для расплава (1450-20⁰ С)

Q₁ = 0,9*27390*1430 = 35250930 ккал/м²

Q_необх.- тепло необходимое для расплава базальта.

Q_необх. = 35250930+(0,05+35250930)=70501860 ккал/м²

Q_общю= Q₁+Q_{потери через стены} + Q_{потери в трубу}+0,55*Q₁+0,15Q_общ.

Q_{потери через стены} находим по формуле:

Q_{потери через стены} =

где - температура печи.

- температура воздуха в печи.

Q_{потери через стены} = = ккал\м²

,

Q_общ.=35250930+19258515+5287639+0,05*35250930+0,15=61559631,1 ккал/м.

Удельный расход тепла на 1 м³ ваты.

61559631,6 ккал/м ч273,90 кг/час = 224752,2 ккал/м³

224752,2 ккал/м³ ± 10000 ккал/кг = 22,47 кг/м³

Таблица 10 Тепловой баланс

Приход тепла	Расход тепла.
Топливо: -61559631,1 ккал/м3	1) потери тепла через стены 19258515 ккал/м3 2)потери тепла через трубу 5287639 ккал/м3 3)тепло на расплав 35250930 ккал/м
Итого: 6155963,1 ккал/м3	615596,1 ккал/м3
100%	100%

3.4 Механическое оборудование

Центрифуга многовалковая СМТ 183А

Наименование показателя значение

Производительность (по расплаву), кг/час, в пределах 2 000-3 600 Количество валков, шт. 4

Диаметр валков, мм. Валок Ы / Валок Ь2 235 / 340 Скорость передвижения центрифуги, м/сек. 0,12 Расход воды на охлаждение валков, л/час, не более 4 080 Установленная мощность, кВт 53,25

Удельный расход электроэнергии, кВт/(кг/час) 0,027-0,015 Габаритные размеры (длина х ширина х высота) не более, мм 1 860 х 1 960 х 1 255

Масса, кг, не более 2 980

Масса стержневой загрузки, кг 8 250

Удельная масса, кг/(кг/час) 0,82-1,49

Габаритные размеры шкафа управления (длина х ширина х высота), мм 1 340 х 360 х 2 000

Масса шкафа управления, кг 277 Напряжение питания, В 380

Центрифуга многовалковая СМТ 183А предназначена для получения минерального волокна из шлаковых и каменных расплавов методом центрифугирования.

Центрифуга входит в состав оборудования технологических линий по производству минеральной ваты и изделий из нее и устанавливается в закрытых помещениях с положительной температурой.

Вид климатического исполнения центрифуги - УХЛ4 ГОСТ 15150. Для своевременного и качественного техобслуживания центрифуги в технологической линии должны работать как минимум две центрифуги: одна в рабочем режиме, другая в режиме техобслуживания.

Центрифуга состоит из тележки с приводом передвижения, шпинделей с валками ( 4 шт.) и электродвигателей вращающих их, электрооборудования и пневмооборудования (установки смазки шпинделей).