Разработка и расчет процесса дробления при получении крупного заполнителя для бетонов

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гродненский государственный университет имени Янки Купалы»

Кафедра строительного материаловедения

 

 

 

 

 

 

 

 

РАСЧЕТНО - ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

 

по дисциплине: «Процессы и аппараты в производстве

строительных материалов»

 

Тема: «Разработка и расчет процесса дробления при получении

крупного заполнителя для бетонов»

 

 

 

 

 

 

 

Исполнитель:

студентка 3 курса гр. 11ПСИиК-1__Карповец О.В.

 

Руководитель:

преподаватель _________________Барсуков В.Г.

 

 

 

 

 

Курсовой проект защищен с оценкой_________________________________

 

 

 

 

 

Гродно, 2014

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАЗРАБОТКА И РАССЧЕТ ПРОЦЕССА ДРОБЛЕНИЯ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ КРУПНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ БЕТОНОВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

Разработка и расчет процесса дробления при получении крупного заполнителя для бетонов. Курсовой проект /Карповец О.В., гр.11ПСИиК-1 – Гродно: ГрГУ им. Я.Купалы, 2013 – 27 с.: 5 табл., 4 рис., 4 графика, 6 источников.

Ключевые слова: крупный заполнитель, щебень, зерновой состав крупного заполнителя, степень измельчения, конусная дробилка среднего дробления, конусная дробилка крупного дробления, грохочение.

Содержит: характеристику выпускаемой продукции, описание технологической схемы, составление структурной блок-схемы, расчет специальной части, технико-экономические показатели, требования по охране труда и окружающей среды, графический материал.

 

Содержание

      ст.

Введение………………………………………………………………….....4

          1.Разработка технологической схемы………………………………….....9

2.Обоснование способа производства………………………………...…11

3. Составление структурной блок-схемы………………………………..13

4. Расчет параметров процесса…………………………………………...16

5. Технико-экономические показатели……………………………….....23

6. Охрана труда и  окружающей среды………….…………………........25

Заключение………………………………………………………………..32

Список использованных источников……………………………….…...33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Щебень из горных пород - неорганический зернистый сыпучий материал с зернами крупностью свыше 5 мм, получаемый дроблением горных пород. Дроблением гравия и валунов, попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород или некондиционных отходов горных предприятий по переработке руд (черных, цветных и редких металлов металлургической промышленности) и неметаллических ископаемых других отраслей промышленности и последующим рассевом продуктов дробления.

Является наиболее качественным крупным заполнителем для высокопрочных бетонов. Он, как правило, дороже гравия, но тем не менее объем производства щебня превышает объем добычи гравия в несколько раз. Это объясняется отсутствием гравия во многих районах страны и использованием его для высокопрочных бетонов.

Сырьем для получения щебня служат в основном: изверженные горные породы типа - гранита, габбро, диабаза, базальта; и карбонатные осадочные горные породы - известняки и доломиты. Меньшее промышленное значение имеют песчаники и метаморфические горные породы. Разновидности щебня:

Гранитный щебень - это щебень из твердой горной породы зернистого строения, которая является самой распространенной на Земле. Гранитная скала представляет собой магму, выброшенную на поверхность земли и затвердевшую .Состоящую из хорошо сформированных кристаллов полевого шпата, кварца, слюды и т.д. И имеет цвет красный, розовый или серый, оправляемый от преобладания в нём шпата и слюды. Глыбы получают обычно путем взрыва монолитной скалы, затем они дробятся в машине, а полученный щебень просеивается по фракциям. Это последний этап производства щебня.

Известняковый  щебень. Главное достоинство вторичного щебня - дешевизна, в среднем он в два раза дешевле гранитного. Энергозатраты на его производство по сравнению с другими видами щебня могут быть меньше до 8 раз. Себестоимость бетона с использованием вторичного щебня в качестве крупного заполнителя сокращается на четверть.

По прочности, морозостойкости и некоторым другим характеристикам вторичный щебень уступает щебню из натуральных материалов, однако имеет широкое применение:

· в качестве крупного заполнителя для бетона прочностью 5…20МПа;

· в дорожном хозяйстве (отсыпка дорог, съездов, использование в качестве нижнего слоя дорог, не имеющих статуса федеральных);

· в работах по благоустройству (посыпка под асфальтированные площадки, тротуары);

· для укрепления слабых грунтов (траншеи инженерных сетей, днища котлованов);

Шлаковый щебень - получают дроблением отвальных металлургических шлаков или специальной обработкой огненно-жидких шлаковых расплавов (литой шлаковый щебень).

В настоящее время разработаны и применяются в строительстве разнообразные виды бетонов с применением как вяжущих, так и заполнителей на основе металлургических шлаков. Стоимость изделий из шлаковых бетонов на 20-30 % меньше, чем традиционных.

Производство щебня включает следующие технологические процессы:

1. Добыча камня;

2. Дробление щебня;

3. Сортировка (грохочение).

1. Добыча камня. Добыча камня осуществляется в основном в карьерах. Разработке месторождений каменных пород предшествуют вскрышные работы, состоящие в удалении растительного слоя и песчано-глинистых пород. В состав вскрышных работ может входить и удаление непригодного камня верхней зоны (зоны выветривания). Эти работы выполняют буровзрывным способом. В результате взрыва образуются глыбы и рванные камни разной крупности. Крупные глыбы (негабариты) взрывают вторично.

После разработки камень грузят в транспортные средства, доставляющие его на дробильно-сортировочные заводы.

2. Дробление щебня. Дробление - процесс разрушения кусков горных пород, валунов, шлака, при котором механическим путем (сжатием, ударами, раздавливанием) преодолевают внутренние силы сцепления, связывающие между собой частицы твердого тела. Различают: одно-, двух- и многостадийное (многоступенчатое) дробление с перепуском дробимого материала через одну, две или более дробилок и систему грохотов с последовательным уменьшением размера щебня

Способы дробления: раздавливание, раскалывание, истирание и удар. Прочные и абразивные материалы дробят преимущественно раздавливанием, прочные и вязкие - раздавливанием с истиранием, мягкие и хрупкие - раскалыванием и ударом.[5, с.19]

 

Рис. 1. Способы дробления: :а - раздавливание; б - раскалывание; в - истирание; г - удар.

Дробление характеризуют степенью дробления, т. е. отношением размеров наибольших кусков в материале до и после дробления. Другой показатель - удельный расход энергии, т. е. количество кВт·ч на 1 т дроблёного материала. Дробление комбинируют, как правило, с грохочением.

Различают дробление в открытом и замкнутом (рис. 2) цикле. В 1-м случае готовый по крупности продукт отсеивают на грохоте перед дробилкой, а также получают после дробления; во 2-м - материал после дробилки просеивается на грохоте на крупный и мелкий (готовый); крупный материал возвращается для додрабливания в ту же дробилку.

 
 

 

Рис.2. Схемы дробления в открытом (a) и замкнутом (б) цикле: 1 - грохот; 2 - дробилка.

3. Сортировка (грохочение)

Грохочение - процесс разделения (сортировки) сыпучих материалов по крупности частиц (кусков) на грохотах.

По технологическому назначению различают грохочение: вспомогательное, в том числе предварительное - отделение мелких классов исходного материала, которые нецелесообразно направлять в дробилку (при дроблении в открытом цикле); контрольное или поверочное - отделение мелких классов дроблёного материала (при дроблении в замкнутом цикле); совмещённое (предварительное и контрольное), когда обе операции совмещены в одну (при дроблении в замкнутом цикле); подготовительное - выделение продуктов различных классов крупности с целью раздельной обработки, обусловленной требованиями технологии на рудоуглеобогатительных и брикетных фабриках; самостоятельная или механическая сортировка - получение готовых продуктов (сортов), отправляемых потребителю.

Виды дробилок и их сравнительные характеристики.

Дробилки по конструкции и принципу дробления подразделяются на щековые, конусные, валковые, молотковые и др.

Щековые дробилки. В щековых дробилках с простым качанием материал раздавливается между двумя щёками, из которых одна неподвижна, а другая является подвижной - качающейся. Подвижная щека шарнирно подвешена на неподвижной или подвижной оси и попеременно то приближается к неподвижной щеке, то удаляется от неё. В щековых дробилках со сложным качанием щёки движутся на встречу друг другу При сближении щек находящиеся между ними куски дробимого материала раздавливаются. Качающиеся движения щеки создаются вращающимися эксцентриковым механизмом. Исходный материал поступает в пространство между щеками сверху. Дробленный продукт разгружается снизу при отходе подвижной щеки. Крупность максимальных кусков в дроблённом продукте определяется шириной выходной щели между подвижной и неподвижной щёками

Конусные дробилки. Конусная дробилка по своему типоразмерному ряду делятся на дробилки крупного, среднего и мелкого дробления. Основное дробящее действие конусной дробилки - раздавливание, но имеет место и разлом. Дробление материала происходит непрерывно, что позволяет делать конусные дробилки без тяжёлых маховиков, а также, по сравнению с щековыми дробилками увеличить время нахождения материала в камере дробления, и как следствие, степень сокращения.

Роторные дробилки. Роторная дробилка предназначена для дробления мягких, малоабразивных материалов. Использование роторных дробилок для дробления прочных пород малоэффективно из-за высокого расхода быстроизнашивающихся дробящих элементов.

Не смотря на свою узкую специализацию роторная дробилка имеет ряд неоспоримых преимуществ:

·высокая производительность

·простота конструкции

·возможность селективного дробления (более слабые по прочности зёрна лучше дробятся и попадают в отсев дробления)

Молотковые дробилки. Молотковая дробилка используют в основном для среднего и мелкого дробления. Также как и роторные дробилки их используют для дробления малоабразивных материалов.

Размер готового продукта регулируется количеством и формой молотков, изменением частоты вращения ротора, на котором закреплены молотки, зазором между колосниками разгрузочной решетки, а также расстоянием между окружностью вращения молотков и окружностью колосниковой решетки. Количество возможных изменений в работе дробилки является преимуществом молотковых дробилок, так как позволяет подобрать режим максимально соответствующий поставленной задачи.

Основные преимущества молотковой дробилки:

·надежная, простая конструкция

·высокая степень сокращения материала

·молотковая дробилка не нуждается в специально организованных строительных площадках и бетонных фундаментах. Она может работать как непосредственно на объекте, так и в карьере.

Валковые дробилки. Валковая дробилка является компрессионной дробилкой, раньше широко использовалась в горной промышленности.

Валковая дробилка дробит материал в минимальную зернистость (2 мм) и использует компрессию для дробления с двумя вращающими валками. Промежуток между этими валками установит требующий размер продукции, и реализует максимальное питание. Главные преимущества валковой дробилки заключаются в том, что она даёт хороший размер продукции и остается немного пыли. Рабочим органом в валковой дробилке являются два валка, вращающиеся навстречу друг другу и раздвинутые на расстояние, определяемое максимальным размером выходящего продукта. Материал, подлежащий дроблению, вследствие трения затягивается между валками и при этом постепенно измельчается. Крупность продуктов дробления зависит от регулировки зазора между ними.[5,с. 11-31]

Производство щебня заключается в последовательном выполнении приведенных операций, составляющих технологический процесс получения каменных материалов.

Выпуск ассортимента готовой продукции зависит от включения в

технологическую схему определенного количества операций сортировки и классификации, дробления, промывки и обогащения. Для выбора технологической схемы переработки полезного ископаемого необходимо иметь следующие данные: характеристику исходной горной породы; прочностной и зерновой состав; ассортимент готовой продукции; климатические условия района строительства.