Процессы и аппараты дробления при производстве строительного гипса

2.3 Описание заданного технологического  процесса

Существует несколько способов измельчения материала, которые отличаются видом энергии, превращаемой в работу измельчения, к ним относятся: механический, пневматический, электрогидравлический, электроискровой импульсный, электротермический, аэродинамический, ультразвуковой.

Наибольшее распространение в производстве строительных материалов получили: механический способ измельчения, который используется в дробилках и мельницах, и аэродинамический, используемый в струйных мельницах.

Существенным отличием дробилок от мельниц, в которых осуществляется механический способ измельчения, является то, что в дробилках между рабочими органами всегда имеется зазор, заполняемый измельчаемым материалом (щековые, конусные, валковые, роторные дробилки) при работе и остающийся свободным на холостом ходу; в мельницах на холостом ходу или в статике рабочие органы соприкасаются друг с другом (шаровые, стержневые, тарельчато-валковые, вибрационные и другие) и отделяются друг от друга слоем измельчаемого материала в процессе работы.

Дробилки применяют для получения кусковых материалов, например, щебня, либо в качестве первой стадии измельчения для последующего помола в мельницах.

В зависимости от конструктивных особенностей и характера процесса измельчения дробилки подразделяются на щековые, конусные, ударного действия.

Рассмотрим особенности процесса измельчения и взаимодействия рабочих органов дробилок с измельчаемым материалом в указанных дробилках.

Дробление в щековых дробилках  - в  зависимости от характера движения подвижной щеки, щековые дробилки подразделяются  на  две  большие  группы:  на  щековые дробилки с простым (рис. 2, а) и щековые дробилки со сложным движением (рис.2 , б) подвижной щеки.

У щековых дробилок камера дробления в поперечном сечении имеет клиновидный профиль большим основанием В (рис.2.) направленный вверх, а меньшим b вниз.

 

Рис. 2. Схемы щековых дробилок:

а) - щековая дробилка с простым движением щеки; б) - щековая дробилка со сложным движением щеки; /, // - крайние положения подвижных щек; 1 - неподвижная щека; 2 - подвижная щека; 3 - ось подвеса щеки; 4 - эксцентриковый вал.

Отличительной особенностью щековых дробилок с простым движением щеки является то, что подвижная щека 2 совершает качательные движения относительно оси 3 подвеса. При этом каждая точка, принадлежащая поверхности подвижной щеки 2, перемещается по дуге. Вверху рабочей камеры на уровне верхней части неподвижной щеки 1 (рис. 3.4, а) точка А при движении подвижной щеки 2 из положения / в положение // (точка А по горизонтали перемещается на величину 0.1S, а по вертикали на 0.01S, в нижней точка С, соответственно, на S и 0,3S. Из этого следует, что в процессе дробления преобладают раздавливающие нагрузки (около 80 %) и только 20 % составляют истирающие нагрузки.

В связи с этим щековые дробилки с простым движением подвижной щеки преимущественно используют на первой стадии дробления для измельчения крупных кусков горных пород с пределом прочности на сжатие более 250 МПа.

У щековых дробилок со сложным движением подвижная щека 2 (рис. 2, б) подвешена на эксцентриковом валу 4. При вращении эксцентрикового вала 4 каждая точка, принадлежащая поверхности подвижной щеки 2, за один полный цикл совершает движение по замкнутой эллиптической траектории.

В верхней части рабочей камеры точка А на поверхности подвижной щеки 2 в горизонтальном направлении перемещается на величину 1.5S, а в вертикальном на величину 2,5S, в нижней части точка С, соответственно, на величину S и 3S. Таким образом, в этой дробилке преобладают истирающие нагрузки, которые в 2,5-3 раза больше, чем раздавливающие. Дробилки со сложным движением подвижной щеки устанавливают на последующих стадиях дробления.

Процесс измельчения в щековых дробилках осуществляется при сближении щек, переходе подвижной щеки из положения / в положение //, а при возвращении подвижной щеки из положения // в положение / совершается холостой ход, осуществляется разгрузка рабочей камеры дробилки. Наличие холостого хода у щековых дробилок является главным их недостатком, в результате чего производительность дробилок снижается вдвое и вдвое возрастает удельный расход энергии.

Основными кинематическими параметрами, характеризующими процесс дробления в щековой дробилке, являются угол а захвата, частота вращения п приводного вала и ход S подвижной щеки.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет материального  баланса  и количество основных  аппаратов

 

 

Таблица №1

Материальный баланс на производство строительного гипса

 

 

№ п.п.	Технологическая операция	Приход материала, кг	Потери, %	Расход материала, кг
1	Транспортирование готовой продукции на склад	1030	3	1000
2	Гипсоварочный котел	1060,9	3	1030
3	Транспортирование до гисоварочного котла	1082,1	2	1060,9
4	Помол в шахтной мельнице	1125,4	4	1082,1
5	Перемещение до шахтной мельницы	1147,9	2	1125,4
6	Дробление	1205,3	5	1147,9
7	Транспортирование на дробление	1241,6	3	1205,3

 

Исходя из выше приведенного расчета, можно сделать вывод, что для производства 1000 кг строительного гипса необходимо 1241,6 кг природного гипса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчёт необходимого количества установок

 

Пгод = 150 000 т/ год

Пгодфакт = Пгод +Пот = 150 000 + 5% = 157500 т / год

Псут = Пгодфакт / N = 157500 / 247 = 637,7 т / сутки

N – количество рабочих суток в году (при 2х сменной работе – 247 или 250 рабочих дня – из производственного календаря; при 3х сменной работе -365 дней)

Псм = Псут / Т = 637,7 / 2 = 318,8 т / смену

Т – количество смен в сутки (2 или 3 смены)

 

 

Пчас =  Псм / М = 318,8 / 8  = 39,9 т / час

М – количество часов в смену (8 часов)

 

 

У = Пчас / Пустсправочн = ровное число,

У=39,9/28=1,4

при 1,4 соответственно количество установок принимаем равное 2.

 

Проценты потерь при расчёте материального баланса

 

Транспортирование материала:

Пневмотрансорт – 1-2%;

Ленточный, пластинчатый транспортёры и т.п. – 2-4%;

Готовых изделий – 1%

Измельчения:

Дробление – 4-6%;

Помол – 3-6%.

Тепловая обработка:

Гипсоварочный котел-2-5%

 

4. Контроль и возможности автоматизации  производства

Современные предприятия гипсовой промышленности, как правило, высоко механизированы. Широкое применение на заводах транспортеров, элеваторов, шнеков, мелющих и других механизмов, образующих связанные транспортные системы значительной протяженности, вызывает необходимость соблюдения определенной последовательности включения и выключения отдельных механизмов. Это требует автоматизации производства.

При производстве гипса и изделий из него неблагоприятные условия труда чаще всего обусловливаются повышенной конструкцией пыли и влаги в воздухе помещений, недостаточной тепловой изоляцией печей, варочных котлов, сушильных барабанов, а также выбиванием дымовых газов в помещение, что может привести к ожогам и отравлению, ненадежным ограждением вращающихся частей отдельных аппаратов и механизмов, лестниц, приямков и т.д.

Для борьбы с пылью необходимо все технологическое и транспортное оборудование, в котором образуется пыль, заключать в герметические сплошные металлические кожухи с плотно закрываемыми смотровыми и ремонтными люками, дверцами и другими отверстиями. В местах образования пыли и газов следует устраивать помимо общей вентиляции местную аспирацию для удаления пыли и газов непосредственно из точек их образования. Паропроводящие трубы из варочных котлов, сушильных барабанов и других агрегатов надо присоединять к пылеосадительной системе для улавливания пыли. Очищать дымовые газы и воздух следует в наиболее эффективных пылеосадительных устройствах, в частности в электрофильтрах, гарантирующих очистку газов от пыли не менее чем на 98%.

Общая и местная вентиляционные системы должны обеспечивать надлежащее санитарно-гигиеническое состояние производственных помещений. Допустимая концентрация пыли и токсических газов в воздухе помещений не должна превышать (мг/м3)

Для улучшения санитарных условий работы на гипсовых и других заводах вяжущих веществ особое значение имеют замена механического транспорта пневматическим, применение для очистки запыленного воздуха электрофильтров и герметизация пылящего оборудования.

Все вращающиеся части приводов и других механизмов следует надежно ограждать. На заводах должна быть звуковая или световая сигнализация, предупреждающая обслуживающий персонал о пуске того или иного оборудования, также о неполадках на отдельных технологических переделах, могущих вызвать аварии. Все токопроводящие части должны быть изолированы, а металлические части механизмов и аппаратов заземлены на случай повреждения изоляции.

Создание безопасных условий труда должно обеспечиваться также дальнейшим совершенствованием технологии, полной механизацией и автоматизацией всех производственных процессов.

На заводах вяжущих веществ, в том числе и гипсовых, применяют: автоматический контроль технологических параметров централизованное дистанционное управление электроприводами основных и вспомогательных механизмов, а также переключающими и регулирующими устройствами автоматическое регулирование работы отдельных технологических установок и линий.

В настоящее время при изготовлении полуводного гипса осуществляется автоматическое управление работой дробилок, заполнением бункеров гипсовым щебнем, шахтных и других мельниц для помола двуводного гипса, обжигом гипса в варочном котле или вращающейся печи и др.

Схема автоматизации работы периодически действующего варочного котла предусматривает автоматическое отключение винтовых конвейеров для подачи порошка двуводного гипса в котел в тот момент, когда в нем достигнут установленный верхний уровень материала. Это обеспечивается с помощью индикатора уровня соответствующих реле, воздействующих на подачу тока к электродвигателям. В дальнейшем, при достижении заданной температуры с включением соответствующих электродвигателей открываются выпускные затворы варочного котла, и продукт выпускается в бункер выдерживания. После выпуска гипса индикатор нижнего уровня включает соответствующие затворы.

 

5. Техника безопасности и охрана окружающей среды

Для создания безопасных условий труда на предприятиях гипсовой промышленности основное внимание должно быть уделено выбору таких методов выполнения технологического процесса, при которых была бы исключена возможность производственного травматизма, профессиональных отравлений, аварий, пожаров и взрывов.

При проектировании, строительстве и эксплуатации предприятий по производству гипсовых вяжущих следует руководствоваться «Санитарными нормами промышленных предприятий» и «Правилами по технике безопасности в гипсовой промышленности».

На предприятиях по производству гипса и изделий из него неблагоприятные условия труда создаются из-за следующих причин:

а) недостаточной тепловой изоляции печей, варочных котлов, сушильных барабанов, а также выбиванием дымовых газов в помещение, где находится обслуживающий персонал, что может привести к ожогам и отравлению;

б) повышенной концентрации пыли и влаги в воздухе помещений;

в) ненадежного ограждения вращающихся частей отдельных аппаратов и механизмов, а также лестниц, приямков и т. д.

Для борьбы с повышенной против предельно допустимой концентрации (ПДК) пыли и газов необходимо технологическое и транспортное оборудование, в котором образуется пыль и выделяются газы, заключить в герметические сплошные металлические кожухи с плотно закрываемыми смотровыми, ремонтными люками и другими отверстиями. Непосредственно в местах и точках повышенного газо-, пылевыделения помимо общей вентиляции необходимо устраивать местную аспирацию для отвода пыли и газов.

Заключение

 

В ходе данного курсового проекта было произведено проектирование и подбор необходимого количества технологического оборудования, а именно щековой дробилки  для производства строительного гипса.  Исходя из годовой производительности П = 150 000 т /год было рассчитано и подобрано из справочной литературы 2 щековые дробилки с часовой производительностью 28 т/ч. В работе были рассмотрены различные технологии производства строительного гипса. Произведены все необходимые технологические расчеты.

 

Список используемой литературы.

 

1. Строительные машины. Справочник. В 2-х томах под ред.д.т.н. В.Б.Баумана и инж. Ф.А.Лапира. Т.2 Оборудование для производства строительных материалов и изделий. Изд.2-е, перераб. И доп.М., «Машиностроение» 1977

 

2. Строительные материалы: Справочник/А.С. Болдырев, П.П.Золотов и др. под ред.А.С. Болдырева.-М.: Стройиздат, 1989.-567 с.: ил.

 

3. Справочник. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение). Под общей редакцией профессора, д.т. н. А. В. Ферронской'-М., Ассоциации строительных вузов, 2004