Разработка и расчет технологической схемы производства гипсокартонных плит

 

8 – бак для чистой воды; 
9 – устройство для подачи картона; 
10 – гипсомешалка непрерывного действия; 
11 – формовочный пост;  
12 – конвейер схватывания; 
13 – ускоряющий рольганг; 
14 – отрезной станок; 
15 – ускоряющий рольганг; 
16 – контователь; 
17  - поперечный конвейер; 
18 – рольговый стол; 
19 – загрузочно – подъемный транспортер; 
20 – многоярусная сушилка; 
21 – секция охлаждения; 
22 – роликовый транспортер; 
23 – поперечный стол; 
24 – устройство для автоматической загрузки и штабелировки листов.

1.3. Расчет технологического процесса 
1.3.1. Определение производительности завода

      Табл.1.2.  
Характеристика предприятия при круглосуточном режиме работы

Работа	Расчет время				Коэффициент использования  оборудования	Годовой фонд рабочего времени
	дней в году	смен в сутки	часов в смену	Часов в году
Непрерывная	365	3	8	8760	0,80	7008

 

 

1.3.2. Расчет материального баланса и определение производительности завода.

   Расчет производительности осуществляется составлением материального баланса технологического процесса, который состоит из материальных балансов отдельных стадий или операций процесса:

 

Где –суммы масс соответственно исходных и переработанных материалов.

 –сумма масс отходов(потерь)

   Полученные данные являются основанием для определения числа необходимого оборудования, его размеров и производительности, а так же для энергетических расчетов оборудования и определения расходов энергии на технологические нужды.

В соответствии с режимом работы  предприятия, его производительность  рассчитывается так:  Заданная плановая производительность завода:  Суточная производительность:   Сменная производительность:   Часовая производительность:               Таблица 1.3. Материальные потоки процесса № Материальные потоки (стадии, операции) Еденица Значение потока За год За сутки За смену За час 1 Штабелировка на складе м² 121200 332,05 110,68 13,83 2 Выгрузка листов из сушилки и сортировка м² 122412 335,37 111,79 13,97 3 Многоярусная сушилка  м² 124248 340,40 113,46 14,18 4 Формовочный пост м² 126111 345,15 115,17 14,39 5 Приготовление гипсового теста в  гипсомешалке т 127373 348,96 116,32 14,54 6 Полуводный гипс, крахмал т 128009 350,71 116,90 14,61 Производительность для  каждого передела рассчитывается по формуле: Где: – производительность рассчитываемого передела.   – производительность передела. B – производительность потери,%. Штабелировка на складе:  (год)=120000*(1-0,01)=118800; *(1-0,01)=325,5; *(1-0,01)=108,5; *(1-0,01)=13,6   Производительность каждого передела необходимо рассчитывать в порядке, обратном технологическому потоку, приняв за исходную величину  исходной продукции, поступившей на склад предприятия. Расчеты производительности необходимо свести в таблицу 1.4. Таблица 1.4. Расчет производительности завода №  п/п Наименование цеха (передела) Еденица Значение потока За год За сутки За смену За час 1 Штабелировка на складе м² 121212 332,08 110,69 13,83 2 Выгрузка листов из сушилки и сортировка м² 122436 335,44 111,81 13,97 3 Многоярусная сушилка м² 124300,5 340,54 113,51 14,18 4 Формовочный пост м² 126193,4 345,73 115,20 14,40 5 Приготовление гипсового теста в  гипсомешалке т 127468,8 349,22 116,40 14,55 6 Полуводный гипс, крахмал т 128109,3 350,98 116,99 14,62 1.3.3. Расчет потребности в сырье и полуфабрикатах         Расчет  необходимых сырьевых материалов  для получения готового продукта  производиться с учетом влажности  сырья, возможных потерь, брака  и коэффициента неравномерности  потребления сырья во времени: Где:  потребность передела в сырьевых материалах (годовая, суточная, сменная)  –производительность передела по готовой продукции (годовая, суточная, сменная)      Р – затраты сырья на единицу готовой продукции         – коэффициент неравномерности потребления сырья во времени, равный 1,0:1,1:1,2соответственно для годовой суточной, сменной производительности Расчеты записываются в таблицу 1.5. Таблица 1.5. № Наименование сырья Еденица Значение потока За год За сутки За смену За час 1 Гипсовое вяжущее  т 1039 3,13 1,14 0,15 2 Вода т 891 2,69 0,98 0,13 3 Картон м² 302,940 912,9 332 44,9 4 Крахмал т 5,94 0,017 0,007 0,0009 5 Тонкоизмельченный высокосортный сырьвой гипс   т   4,45   0,013   0,0049   0,0007 6 Крахмальный клейсер т 0,36 0,001 0,0004 0,00005  1.4. Расчет, выбор и компоновка оборудования  1.4.1. Основное оборудование При разработке технологической  схемы устанавливается только тип  основного технологического и транспортного оборудования. Корректная характеристика оборудования, его производительность и другие показатели устанавливаются после выполнения расчетов. Задача расчета сводиться к выбору машин, обеспечивающих выпуск продукции в данном объеме и ассортименте. Технологический расчет оборудования заключается в том, чтобы по данным о потребности перерабатываемых материалов установить тип и количество оборудования или тепловых агрегатов для выполнения заданной программы. За основу берется паспортная техническая характеристика производительность аппарата с учетом коэффициента его использования в зависимости от остановки на профилактические осмотры и все виды ремонта. Коэффициент пользования находиться  в пределах 0.8….0.95.  При выборе технологического оборудования необходимая производительность аппарата определяется по формуле: Где: – коэффициент использования аппарата , 0.8….0.9;  – коэффициент, учитывающий равномерность подачи материала, 0.9….1.0.  1. Гипсомешалка непрерывного действия :   2. Формовочный пост : 14,4*0,9/0,8=16,2    Количество устанавливаемых однотипных аппаратов определяется по формуле:  n= ,   где : - паспортная производительность аппарата. 2. Формовочный стол : n=198/720=1  После выбора технологического аппарата необходимо определить коэффициент его фактического использования по формуле:   =  / n*  ,  где: требуемая часовая производительность предприятия;     паспортная производительность  аппарата;  n число однотипных аппаратов.        Технологические характеристики выбранных аппаратов сводятся в табл. 1.6. Табл.1.6. Спецификация оборудования

 

№	Наименование оборудования/	Количество	Расчетная  производительность	Мощность электродвигателя		Коэффициент использования	Число часов работ за год	Годовой расход электроэнергии
				Еденица	общая
1	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.
1	Гипсомешалка непрерывного действия СМ-122	14	201	7	98	0.85	7008	68678
2	Формовочный стол   СМ-122	1	198	0.6	0.6	0.25	7008	4204.8
3	Конвеер схватывания СМ-123Д	1	196	2.5	2.5	0.1 5	7008	17520
4	Ускоряющий рольгаиг СМ-126-Д	1	196	1.7	1.7	0.34	7008	11913.6
5	Ножницы СМ-125	1	196	2.4	2.4	0.25	7008	16819.2
6	Загрузочный мостик СМ-128	1	196	1.6	1.6	0.15	7008	112128
7	Многоярусная сушилка К6-172	1	196	2.6	2.6	0.15	7008	18220.8
8	Передаточный  стол СМ-127А	2	193	1.7	3.5	0.52	7008	238272
9	Установка для автоматической погрузки и штабелировки листов СМ-1004	1	191	8.2	8.2	0.2	7008	57465.6

 

 

 1.4.2.Бункеры и склады

     Бункеры устанавливаются  перед непрерывно действующим  агрегатами , чтобы обеспечить равномерное питание и бесперебойную работу оборудования. Вместимость промежуточного бункера зависит от производительности непосредственно связанного с ним оборудования и принимается из расчета обеспечения 3-4 часовой работы технологического аппарата. При разных режимах работы цехов вместимость бункеров работающего цеха должна обеспечивать создание запроса на нерабочий период смежного цеха. Она рассчитывается по формуле:

 

Где:

- производительность, м3/ч

 – время запаса, ч

 – объёмная масса  материала, т/м3

 – коэффициент заполнения  бункеров.

   Вместимость склада сырья проектируется в зависимости от необходимости запаса, который в свою очередь зависит от способа доставки транспортом:  водным  - 6…7 мес., железнодорожными – 7…10 и автомобильным – 2…5 дней.[6]

1. 163,22(120/0, 806)*0,95=23085,7
2. 144,4(120/0.806)*0,95=20423,8

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5.Параметрический расчет  и описание принятой конструкции  аппарата

Гипсомешалка непрерывного действия СМ-733 (рис.3) служит для приготовления гипсового раствора. Основными узлами гипсомешалки являются : електродвигатель 1, вертикальный вал 9, корпус 7 с крышкой, загрузочный натрубок и стойка 4 [4].

Работа гипсомешалки происходит следующим образом: раствор гипсового вяжущего, тонкоизмельченный высокосортный сырьевой гипс, крохмал и вода с бумажными волокнами попадают через рукав загрузочного натрубка 5 и подаются на расбрасыватель 6, расположенный внутри корпуса 7. С помощью вращающейся с пальцами происходит  интенсивное перемешивание массы, после чего  готовый раствор через разгрузочный  натрубок выливают на ленту конвеера [5].

Техническая характеристика гипсомешалки непрерывного действия СМ-733:

Производительность в течении часа – 2-5;

Число оборотов вала мешалки в 1 сек – 12.2;

Внутренний диаметр корпуса  мешалки в м -0.6;

Внутреняя высота – 0.1;

Количество лопастей -4;

Мощность электродвигателя в кВт -7;

Габаритные размеры в м:

Длинна - 0.95

Высота – 0.72

Масса в т – 0.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3.Гипсомешалка непрерывного действия СМ-733

1-электродвигатель; 2-верхняя плата; 3-упругая муфта; 
4- стойка; 5-загрузочный натрубок; 6-разбрасывающий диск;  
7-корпус; 8-откидной блок; 9-вал; 
10-крестовина; 11-палец; 12-разгрузочное окно.

 

1.6. Контроль производства и качество изделий

Систематический контроль на всех стадиях технологического процесса спочсобствует повышению качества готовой продукции. Контроль осуществляется лабораторией и ОТК с помощью лабораторных испытаний и оперативного контроля. Организация контроля должна быть полностью отражена в проекте.

Основными пунктами контроля являются: 
- качество сырья, полуфабрикатов, топлива, материалов при приемке, хранению и употреблении в производстве; 
- процессы производства на всех стадиях в соответствии с установлеными режимами, технологическими картами и инструкциями; 
-качество готовой продукции в соответствии со стандартами и техническими условиями.

Система контроля производства

1.Сроки схватывания полуводного гипса: 
200 г полуводного гипса затворяем в фарфоровой чашке водой взятой в соответствии с утановленной, нормальной густотой. Массу тчательно перемешиваем в течении 30 секунд и наливаем в кольцо прибора ВИКА, утановленнымна стеклянной пластине под подвижным стержнем и иглой. Срезаем ножем излишек массы, проводим иглу в соприкосновение с тестом и опускаем иглу с промежутками в 30 сек. Момент когда игла перестанет ходить до стекла –начало схватывания. Когда игла опускается в тесто не более, чем на 0,5 мм-конец схватывания.

2.Качество картона : 
картон должен быть специального сорта ( ГОСТ8740-85).

3. Продолжительность перебывания листов в горячих вентилируемых зонах(сушильная камера) : 
во входной зоне температура сушильного листа достигает 170° С, а на выходе она превышает 100° С. Продолжительность перебывания в горячих вентелируемых зонах составляет около часа, т.е. плиты проходят через сушку со скоростью  1/12, 1/16 или 1/24 скорость формирования.

 

 

4. Дозировка исходного сырья и добавок: 
относится к авторизованному процессу, который обеспечивает приготовление смеси из данного состава.

Качество гипсокартонных листов контролирует по следующим показателям:  
 
- геометрические размеры: длину и ширину листов измеряют металлической рулеткой с погрешеностью не более 1 мм на расстоянии (65±5) мм от соответствующих кромок и посередине (±30) листа. Толщину измеряют штангенциркулем с погрешеностью не более 0,1 мм на каждой торцевой кромке на расстоянии (65±5) мм от продольных кромок и посередине торцов (± 30)мм; 
 
- повреждение углов измеряют по длине наибольшего катета, образованного металлическим угольником, приложенным к поврежденному углу; 
 
-   глубину повреждений продольных кромок измеряют штангенциркулем с использованием металлической линейки в местах наибольших повреждений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Техника безопасности и контроля окружающей среды

Технологический процесс производства из гипса связан с измельчением различных  сырьевых материалов и сопровождается интенсивным выделением мелких частиц гипса. Основным вредным веществом, содержащимся в технологических выбросах и в воздухе рабочих зон на гипсовых заводах, является пыль.

Применяемые на заводах циклоны, рукавные фильтры и электрофильтры обеспечивают существенное снижение массовой концентрации веществ в аспирационном воздухе и отходящих газах, однако во многих случаях запыленность технологических выбросов превышает расчетный максимально допустимый предел. Это обусловлено повышенной интенсивностью выделения частиц гипса и глинистых примесей из оборудования, возросшим выходом их пылевидной фракции, вызванным нарушением технологии гипсовых вяжущих веществ, или использованием указанных аппаратов без достаточного учета специфических свойств образующих аэрозолей.

 Высокая запыленность технологических  выбросов гипсовых заводов наносит  значительный вред окружающей  среде, приводит к безвозвратной  потере большого количества сырья  и готового продукта. Наряду с  этим, высокая запыленность воздуха  рабочих зон в цехах ухудшает  санитарно-гигиенические условия и снижает производительность труда. Поэтому обеспыливание аспирационного воздуха и отходящих газов в производстве гипса остается актуальной проблемой.

Современные методы производства строительных материалов требуют специальных  знаний безопасности приемов труда. это может быть достигнуто только квалифицируемым обучением и систематической проверкой знаний рабочих.

При использовании в качестве сушильных  продуктов горения  топлива не допускается работа сушильных установок  на избыточном давлении. 
Все вентеляционное хозяйство сушильных цехов должно иметь надежное ограждение и сигнализацию о пуске. Электропроводы, кроме ограждения, должны быть надежно заземлены.

 

Ремонтные работы непосредственно  в сушильных установках можно  проводить только в специальных  костюмах и кислородных масках. При  ремонте сушилок, работающих на горячем  воздухе, вместо кислородной маски, допускается охлажденная маска , носить которую необходимо при работе в туннелях, камерах, каналах, то есть там , где температура превышает 40° С. 
Отходящие от сушильных установок газы , должны проходить обязательную очистку от пыли и возможных перед выбросом их в атмосферу. 
Сушильные цехи должны быть оборудованы вытяжкой –вентиляцией, в них обязательно должно быть вывешена инструкция по безопасной эксплуатации установок . 
Все поступившие на работу должны пройти инструктаж по технике безопасности непосредственно на рабочем месте. 
Каждые три месяца проводят обучение рабочих правилам техники и безопасности по утвержденной программе . Введенный инструктаж проводит главный инженер или инженер по технике безопасности в специально оборудованном помещении с наличием наглядных пособий.