Материал: Проектирование смесительных производств. учебно-методическое пособие. Зуев Б.М., Козодаев С.П

2.5. Назначение составов формовочных смесей

В настоящем разделе на основании принятых характеристик выпускаемых смесей и с учетом качества используемого сырья выбирают и обосновывают рациональные составы смесей.

Определяют расходы компонентов на 1 м³ (т) для всех видов смесей, что необходимо для определения потребностей предприятия в сырье с учетом внутризаводских потерь. Потери исходных компонентов включают транспортные, трудноустранимые, погрузочно-разгрузочные и складские потери. По среднестатистическим данным отрасли общий процент потерь вяжущих составляет 1,6 %, мелких заполнителей – от 0,8 до 1,0 %, крупных заполнителей – от 1,0 до 1,5 %.

Составы смесей в проектах с элементами научных исследований и в проектах по реконструкции или техническому перевооружению действующих предприятий могут быть приняты по результатам лабораторного подбора. При проектировании вновь строящегося предприятия составы, как правило, принимают по действующим нормативам, приведенным в СНиПах, стандартах, нормах технологического проектирования и технических условиях. При этом следует иметь в виду, что нормы технологического проектирования в большинстве случаев предусматривают расходы заполнителей с учетом потерь [5, 6]. Расходы же вяжущих веществ рекомендуется брать из [5, 6, 10] с последующим учетом указанных выше потерь. Все нормативы дают расходы материалов на единицу готовой продукции (т.е. поризованной, уплотненной, прессованной и т.д.).

Исходные составы смесей могут быть скорректированы по имеющимся результатам научно-исследовательских разработок, производственного опыта передовых предприятий, а также при использовании химических и других добавок. Основные виды добавок для бетонов представлены в прил. 5.

В тексте раздела следует обосновать каждый из принимаемых составов и привести порядок расчета компонентов. Окончательные расходы сырья на 1 м³ (или т) каждой смеси приводят в форме табл. 4.

Таблица 4

Расход сырьевых материалов на 1 м3 бетона

(пример оформления)

Примечание: * Каждый вид сырья записывают в отдельной графе; принцип определения величин потерь (нормативный или расчетный) приводят в примечаниях к таблице или в тексте раздела.

2.6. Расчеты запасов сырья и характеристика складов

Данные о потребности всех видов сырья необходимы для расчетов его запасов на складах и в расходных бункерах. Основой для определения потребности предприятия в сырье служат принятые составы смесей (табл. 4) и производственная программа их выпуска (табл. 3).

Потребность в сырье целесообразно представить в форме табл.5.

Таблица 5

Потребность в сырьевых материалах

Вместимости расходных бункеров, транспортное и пылеосадительное оборудование рассчитывают по данным о часовой потребности в сырье. Вместимости складов определяют по данным о суточной потребности цеха в сырьевых материалах. По данным о годовой потребности рассчитывают стоимость сырья на годовую производственную программу по смесям.

Вместимости складов в большинстве случаев принимают на основании рекомендаций норм технологического проектирования [5, 6] в зависимости от способов доставки материалов на предприятие. При отсутствии нормативных данных расчет максимальных запасов сырья на складах выполняют по следующей формуле

Z_{max i} = H_i ∙ П_{сут i} , (1)

где Z_{max i} – максимальный запас i-ого материала на складе, т или м³;

H_i – общий норматив запаса i-ого материала на складе, обоснованный проектировщиком, сутки;

П_{сут i} – среднесуточная потребность в i-ом материале, принимаемая по данным табл. 5, т (м³)/сутки.

Норматив запаса при этом целесообразнее всего принимать минимально допустимый, так как увеличение вместимости складов требует дополнительных капиталовложений и увеличивает срок их окупаемости.

Результаты принятых решений и расчетов целесообразно представить в форме табл. 6.

Таблица 6

Расчетные вместимости складов сырья

После расчета максимальных запасов материалов на складе принимают типовые склады сырья, вместимость которых может отличаться от расчетных. Поэтому требуется уточнить, на сколько же суток обеспечивается запас сырья в принятом типовом складе; иногда целесообразно изменить длину типового склада, уменьшив его вместимость до принятой в расчетах.

В большинстве случаев на проектируемых предприятиях используют три типа складов сырья. В первом из них хранят все вяжущие материалы, во втором - заполнители, отощители, выгорающие добавки и т.п., в третьем - химические добавки (включая в этот склад и узел приготовления добавок).

Важным моментом является проектирование узлов приемки сырья с различных транспортных средств. Эти узлы могут быть фронтальными или точечными, с гравитационной или механической разгрузкой, со специальными устройствами для выгрузки смерзшегося сырья при отрицательных температурах окружающей среды, с подогревом или без и т.д.

При принятом конструкционном устройстве склада (заполнителей, глинистого сырья и т.п.) следует определить его размеры – ширину, высоту и длину штабеля при складировании в открытых складах, геометрические размеры каждого отсека складов закрытого типа (бункерных и полубункерных). Для силосного склада необходимо определить как общее количество силосов, так и количество силосов для каждого вида сырья, а также диаметр и высоту силосов. Аналогичные характеристики следует определить и привести для складов добавок. Кроме того, необходимо дать следующие характеристики складских приемных устройств:

• открыты или закрыты они от атмосферных воздействий;

• какова их конструкция и размеры;

• какими видами транспорта можно доставлять на них сырье;

• насколько механизированы и автоматизированы разгрузочные работы;

• предусмотрен ли подогрев заполнителей и добавок.

Для каждого транспортного устройства (например, ленточного конвейера, размещенного в галерее) необходимо обосновать угол его наклона к горизонту и длину, а также принять системы пылеосаждения в каждом перегрузочном узле.

Наконец, в принятых решениях следует указать место размещения каждого склада на территории предприятия, что будет учтено при проектировании генерального плана в графической части проекта.

Характеристики некоторых складов вяжущих, заполнителей, добавок, бетоносмесительных цехов, а также технико-экономические показатели данных подразделений приведены в прил. 6.

Вместимость расходных бункеров или емкостей в подготовительном и смесительном отделениях (на 2-3 часа промежуточного складирования) рассчитывают отдельно для каждого вида, марки и фракции сырья; это же относится и к расчету емкостей для жидкостей. Геометрические размеры этих емкостей уточняют при компоновке смесительного отделения.

2.7. Выбор и расчет оборудования

В данном разделе уточняют вопросы аппаратурного оформления производства в соответствии с принятой технологией переработки сырья и приготовления смеси. Выбирают и рассчитывают оборудование складов сырья, в том числе транспортирующие и пылеосадительное, дозирующее и смесительное оборудование и т.д.

Оборудование складов заполнителей, вяжущих выбирается по справочной литературе, например, [14, 16, 19, 20, 24, 25-27]. Необходимо стремиться подбирать склады с запасами материалов максимально приближенными к производственным. При этом следует выбирать такие типы складов, оборудование которых позволяет производить транспортирование, загрузку и выгрузку, переработку и подготовку с высокой степенью механизации и автоматизации.

В тексте раздела следует привести характеристику принимаемых решений по предельным значениям масс дозируемых сырьевых материалов, для которых необходимо подобрать марки дозаторов; по пределам точности дозирования; требуется определить количество смесителей, обслуживаемых одним комплектом дозаторов. Следует иметь в виду, что в ряде случаев для обеспечения выпуска большого количества видов формовочных смесей, исключение перерывов в их подаче и по ряду других причин целесообразно расчетное количество смесителей несколько завышать.

Расчет необходимого количества смесителей периодического действия рекомендуется проводить в следующем порядке:

1) Определяют расчетную часовую производительность смесителя Р_i для каждого вида выпускаемой смеси в м³/ч, используя формулу

P_i =V ∙ n ∙ K_В / 1000, (2)

где V – емкость смесителя по загрузке материалов, л (принимается по техническим характеристикам смесителей);

n – расчетное количество замесов в час (для жестких и подвижных бетонных смесей, приготовляемых в смесителях принудительного действия n = 30, гравитационного – n = 25 - 30; для растворных смесей n = 20; для легких смесей и смесей на пористых заполнителях n = 13 - 20);

K_В – коэффициент выхода смеси (для тяжелых бетонных смесей K_В = 0,67, для легких – K_В = 0,75, для растворных – K_В = 0,8).

Расчетная производительность смесителей для приготовления ячеистобетонных смесей определяется по формуле

P_i = V_см ∙ m , (3)

где V_см – объем формуемого (формуемых) из одного замеса ячеистобетонного массива (массивов), м³/ шт.;

m – количество замесов за один час, зависящее от длительности перемешивания (с временем загрузки компонентов), длительности выгрузки смеси в форму, длительности перемещения смесителя обратно от поста формования, шт./ч.

2) Рассчитывают количество смесителей N_i для каждого вида смеси по формуле

, (4)

где Q_i – часовая потребность предприятия или потребителя в i-ом виде смеси, м³/ч;

К - коэффициент неравномерности выдачи, смеси, обычно составляющий 0,8 для товарных смесей и от 0,5 до 0,8 для формовочных линий в зависимости от способа производства (в ряде случаев, например, для трехсменного режима работы коэффициент может находиться в пределах 0,8 - 1).

3) Принимают количество смесителей, округляя сумму N_i до целого числа. Если при этом загрузка смесителей не превышает 70 %, то следует принять смеситель с меньшей емкостью по загрузке материалов. Расчеты следует выполнять до тех пор, пока загрузка смесителей будет превышать или равняться 70 %. В некоторых случаях целесообразно в одном смесителе приготавливать смеси нескольких видов.

Количество смесителей непрерывного действия определяют как отношение потребности в смесях к эксплуатационной производительности выбранной марки смесителя.

Остальные виды оборудования можно принимать без расчета по их паспортным характеристикам в зависимости от требуемой производительности на соответствующих переделах. Важной позицией при этом является выбор средств аспирации и обеспыливания, а также обоснование принципов размещения всего оборудования для обеспечения безопасных условий труда рабочих и обслуживающего персонала. При выборе видов и марок оборудования, их технических характеристик и стоимости целесообразно использовать справочники последних годов выпуска или информацию из Интернета.

Спецификацию оборудования смесительного цеха и складов сырьевых материалов представляют в форме табл. 7.

Таблица 7

Спецификация оборудования смесительного цеха

и складов сырьевых материалов