Шлаковая пемза

Введение

 

Газобетон — это один из видов ячеистых бетонов представляющий собой искусственный камень с равномерно распределёнными по всему объёму сферическими порами диаметром 1-3 мм. Качество газобетона определяет равномерность распределения, равность объёма и закрытость пор.

Основные  ингредиенты, которые входят в состав газобетона – алюминиевая пудра (выступает в роли газообразователя), песок молотый, песок обычный, цемент и вода. Производство газобетона представляет собой процесс перемешивания  его составляющих до образования  раствора необходимой консистенции. После первичного отвердевания газобетон разрезается на изделия необходимых размеров (блоки, панели). На конечной стадии производства газобетонные блоки “закаливаются” в автоклавах, где набирают нужную прочность и жесткость. Полученный таким образом автоклавный газобетон получает огромный список уникальных характеристик, благодаря которым рынок газобетона набирает популярность, вытесняя кирпич, дерево и другие распространенные строительные материалы.

По  сравнению с пенобетоном, газобетон, начиная от производственного процесса до отгрузки, строительства и удаления отходов, является - экологически безвредным. Естественная воздушная подушка газобетона, сформировавшаяся при высоком давлении пара может покрыть максимальное количество шума. Обладает высокими противопожарными качествами. Ведет себя устойчиво при землетрясениях и ураганах.

Теоретические основы производства газобетона были заложены в 19 веке. Производство ячеистых бетонов в советском союзе стало активно развиваться в 60-е годы. В то время производство стало самостоятельно-развивающимся научным направлением, во многом опережающим европейские наработки в этой области. Сегодня же опыт изготовления и применения газобетона популярен во всем мире. В настоящее время работают более 240 заводов в 50 странах, которые ежегодно производят порядка 60 млн. м³ строительных изделий из газобетона.

В Казахстане реализация Государственной  программы жилищного строительства  продолжает оставаться одним из приоритетных направлений развития. Для того чтобы  строящееся жилье было не просто доступным, но и экономичным в его последующим  применении, необходимо применять новые  материалы и технологии. Климатические  особенности РК таковы, что для  многих областей, проблема теплосбережения  строительных конструкций стоит  крайне остро. Одним из наиболее популярных материалов заслуженно стал газобетон, который характеризуется отличными тепло- и звукоизоляционными свойствами, прочностью и при этом достаточной легкостью.

 

 

1  Номенклатура  выпускаемой продукции

 

На  проектируемом заводе планируется выпуск шлаковой пемзы.

 

 

 

2 Генеральный  план предприятия

 

В данной курсовой работе рассматривается  производство шлаковой пемзы, в г. Караганда.

Карагандинский  металлургический комбинат был введен в эксплуатацию в 1960 г. Топливная  база – коксующиеся угли Карагандинского  угольного бассейна. Продукция –  чугун, сталь, листовой и сортовой прокат, кокс и продукты коксохимии.

В комбинат входят: доменный цех с 3 печами, сталеплавильное производство (2 мартеновских цеха и кислородно-конвертерный цех  в составе 3-х конвертеров, емкостью по 25 от каждой). В 1971 году комбинатом выпущено: чугуна – 2528 тыс. т.; стали – 3116 тыс. т.; проката – 2670 тыс. т., поэтому выход  шлака при данном производстве составляет 200 тыс. м³/год. Этим обосновывается целесообразность строительства цеха по производству шлаковой пемзы.

Генеральным планом предусмотрено строительство  следующих корпусов завода по производству шлаковой пемзе:

     1. главный производственный корпус

2. административно-бытовой  корпус

3. склад  ГСМ

4. склад  готовой продукции

5. склад  сырья

6. автостоянка

Генеральный план выполняется с учетом розы ветров для города Караганды. Преобладающим  направлением ветра является северо-запад, поэтому склады сырья и готовой  продукции должны быть расположены  с юго-западной стороны.

Предусмотрены подъездные железнодорожные и автомобильные  и отъездные пути, причем предприятие  привязано к существующей железнодорожной  и автомобильной трассе. Снабжение  электроэнергией производится с  близлежащими ТЭС, а водоснабжение  – из системы городского водоканала города Караганды. Канализационная  сеть привязана к существующей. Все  здания генерального плана имеют  привязку к ГПК. Основные показатели генерального плана предоставлены  в таблице 2.1.

 

Таблица 2.1 –  Основные показатели генерального плана

Наименование показателей	Показатели
1. Общая площадь завода
2. % озеленения площади
3. % дорог
4. % застройки

 

На  въезде и выезде с территории предусмотрена охрана.

 

3  Технологическая  часть

 

 

3. 1  Выбор  способа производства

 

Имеется несколько способов производства шлаковой пемзы, но все они основаны на вспучивании  шлакового расплава водой.

При контакте шлакового расплава (температура  около 1300⁰) с водой происходит бурное вскипание с интенсивным образованием пара. Пузырьки пара, внедряясь в расплав, не могут выделиться свободно, поскольку при охлаждении вязкость расплава увеличивается. В результате он вздувается, вспучивается и застывает в виде поризованной массы ячеистой структуры. Основное значение при этом имеют химический состав шлаков и наличие в них растворенных газов, определяющие газотворную способность, вязкость и поверхностное натяжение шлаковых расплавов.

Промышленное  производство шлаковой пемзы осуществляется:

- брызгально-траншейным

- гидроэкранным

- бассейновым  

- вододутьевым способами

Брызгально-траншейный способ. При этом способе шлаковый расплав из кантуемого шлаковозного ковша поступает на наклонный  лоток, на дно которого непрерывно подается вода, подстилающая как бы струю  расплава. При сходе лотка расплав  простреливается струями воды, фонтанирующими из перфорированной водопроводной  трубы. Несколько охлажденный при  соприкосновении с водой шлак подается в траншею, где он продолжает вспучиваться и охлаждаться за счет теплоотдачи в окружающую среду, превращаясь в пемзу. Остывшие глыбы  шлаковой пемзы добывают экскаватором и транспортируют к дробильно-сортировочной  установке. Способ является наиболее простым, не является перспективным для производства шлаковой пемзы из-за невысокого качества и неоднородности по структуре.

Гидроэкранный способ предусматривает последовательную обработку шлака на двух гидрожелобах. С первого желоба вспучивающийся шлаковый расплав струями воды бросается  на вертикальный экран, отразившись  от которого попадает на второй желоб, где снова подхватывается струями  воды и направляется на пластинчатый перегружатель для последующего охлаждения и дробления. Достоинством в данном способе производства является наличие нескольких стадий переработки шлакового расплава, которое обеспечивает управляемость процессами его охлаждения, дегазации и порообразования, что, в конечном счете, и обуславливает высокое качество шлаковой пемзы имеющей однородную мелкопористую структуру.

Бассейновый способ производства. При этом способе  одновременно обрабатывается большие  объемы расплава, при этом в бассейне протекает весь процесс производства шлаковой пемзы: вспучивание, кристаллизация и формирование поризованной структуры. Достоинством является механизированное удаление вспученной пемзы из бассейна, высокая его производительность и большая разрешающая способность  варьирования режимами вспучивания  расплава, что обуславливает возможность  поризации в опрокидном бассейне расплавов с широким диапазоном изменения их составов. К недостаткам  этого способа относятся тяжелые  условия обслуживания установки  из-за большого парения.

Вододутьевой  способ состоит в разбивке массы  расплава на отдельные гранулы сильной  струей водовоздушной смеси с  последующим интенсивным смешением  еще жидких гранул расплава с водо-воздушной  смесью и вспучиванием. Поризация  расплава производится в струйных аппаратах. Гранулы, вспученные в камере смешения, выбрасываются на экран, с которого они попадают на приемные устройства и агрегируются в глыбы. Водоструйные аппараты требуют сравнительно большого расхода поризаторов: на 1 т расплава необходимо около 3 м³воды, 20-40 м³ сжатого воздуха и до 120 кг пара. Полученная шлаковая пемза имеет однородную мелкопористую структуру с размером до 1 мм.

В курсовой работе применяем бассейновый  способ производства.

 

 

3. 2 Режим работы цеха

 

Режим работы цеха рассчитывается согласно Нормам Технологического Проектирования (НТП) промышленных предприятий строительной индустрии.

 

Таблица 3.2 – Режим работы цеха

Наименование  цехов и                  отделений	Режим работы			Годовой фонд рабочего                  времени
	кол/во дней в году	кол/во смен в сутки	длит/ть рабочего времени
1 Склад сырья
а) прием сырья по ж/д б) прием сырья с автотранспортом в) выдача в производство	365 250   250	3       2         2	8       7         8	8760 3500   4000
2 Отделение переработки сырья	250	2	8	4000
3 Основной производственный корпус	365	3	8	8760
4 Склад готовой продукции а) прием с производства б) выдача на автотранспорт в) выдача по ж/д	250 250 365	2       2       3	8       7       8	4000 3500 8760
5 Административные и вспомогательные  корпусы	250	1	8	2000

 

Общее число дней в году – 365

Выходных – 105

Праздников – 9

Итого (рабочих дней) – 250

 

Принимаем 3-х  сменную работу для основного  производственного корпуса и  для железной дороги. Для остальных  и вспомогательных служб принимается 2-х сменная работа. Для основного производственного корпуса длительность смены составляет 8 часов, а для вспомогательных служб – 7 часов. Режим работы завода сводим в таблицу 3.2.

 

 

3. 3 Производительность цеха

 

При формовании брак составляет - 2%,  при сушке - 3%, при обжиге - 2%, при складировании - 1%.

 

П_факт

П = ----------------

1 – 1 / 100

 

Таблица 3.3.1 – Расчет производительности предприятия

Наименование продукции	Производительность
	в год	в сутки	в смену	в час
Шлаковая пемза	230000	920	460	57,5
По номенклатуре
Плотность 800кг/м3	69000	276	138	17,25
Плотность 400 кг/м3	92000	368	184	23
Плотность 600 кг/м3	69000	276	138	17,25
По складу с учетом брака
Плотность 800 кг/м3	69696,9	278,8	139,4	17,4
Плотность 400 кг/м3	92929,3	371,7	185,8	23,2
Плотность 600 кг/м3	69696,9	278,8	139,4	17,4
При обжиге с учетом брака
Плотность 800 кг/м3	71119,3	284,5	142,3	17,8
Плотность 400 кг/м3	94285,8	379,3	189,6	23,7
Плотность 600 кг/м3	71119,3	284,5	142,3	17,8
При сушке с учетом брака
Плотность 800 кг/м3	73318,9	293,3	146,7	18,3
Плотность 400 кг/м3	97758,6	391,1	195,6	24,5
Плотность 600 кг/м3	73318,9	293,3	146,7	18,3
При формовании с учетом брака
Плотность 800 кг/м3	740559,5	296,2	148,1	18,5
Плотность 400 кг/м3	38746,1	394,9	197,5	24,7
Плотность 600 кг/м3	740559,5	296,2	148,1	18,5