Дипломная (вкр): Выбор способа и технологической схемы производства пеностекла

Извлечение плит из форм

Форма представляют собой пластиковый каркас, разбитый на ячейки, каждая из которых снабжена незакрепленным дном. Продолжительность сушки и предварительного спекания при мощности излучения 20 % порядка 5 - 7 минут, далее мощность излучения увеличивается до 50 %, время спекания и отжига при этой мощности - 10 минут. После спекания и отжига тележка с формами толкателем извлекается из СВЧ - модуля, автоматическим укладчиком формы подаются на пластинчатый транспортер. По обеим сторонам транспортера расположены воздушные сопла для более быстрого охлаждения стеклокомпозитной плитки.

Шлифовка плит

В конце транспортера плитка извлекателем автоматически извлекается и поступает на шлифовальные машины, где шлифуется для придания товарного вида.

Формы поступают на обратный транспортер для обработки каолиновой суспензией и дальнейшей загрузки стекольного теста.

Шлифовальные машины снабжены системой аспирации и обратным транспортером. Пыль после шлифовки откачивается и подается в лопастной смеситель. Крупные остатки обратным транспортером подаются в шаровую мельницу для смешивания при помоле гранулята.

Транспортировка и складирование

Ошлифованная стеклокомпозитная плитка укладчиком послойно укладывается на деревянные поддоны и, вручную упаковывается в бумагу. Объем упаковки равен 1 м³.

После упаковки в бумагу и перетяжки пластиковой упаковочной лентой поддоны с плиткой с помощью грузового лифта и электропогрузчика доставляются на склад готовой продукции.

Технологическая схема производства

4.      Агрегатная технологическая схема

5.      Описание принятого технологического процесса производства

Физико-технические свойства пеностекла в значительной степени обусловлены способом его производства, составом стекла и пенообразующей смеси, природой, количеством газообразователя, режимом вспенивания и отжига. Изменяя эти факторы можно получить пеностекло с различной объемной массой, прочностью, структурой, водопоглощением, проницаемостью, теплопроводностью и морозостойкостью. Для изготовления пеностекла используют отходы стекольного производства и специально навариваемое стекло. При организации большого производства пеностекла, стекломассу наваривают в ванных печах любого типа и затем гранулируют мокрым или сухим способом.

Пеностекло представляет собой ячеистый теплоизоляционный материал, получаемый спеканием стеклянного порошка с одновременным вспучиванием его под действием газообразователя.

В качестве сырья при получении пеностекла используют те же материалы, что и при производстве обычного стекла: кварцевый песок, известняк, соду или сульфат натрия. Применяют с этой целью отходы обычного стекла или легко спекающиеся горные породы с повышенным содержанием щелочей - трахит, сиенит, нефелин, обсидиан, вулканический туф. В качестве газообразователей применяют каменноугольный кокс, антрацит, известняк, мрамор. Углеродсодержащие газообразователи создают в пеностекле замкнутые поры, а карбонаты - сообщающиеся. Температура разложения газообразователя должна быть на 50-70 °С выше температуры размягчения стеклянного порошка.

Технологический процесс производства пеностекла складывается из следующих основных операций. Кварцевый песок и измельчённый известняк сушат, размалывают в порошок, смешивают с содой и в ванных печах получают стекломассу, которую подают в бассейн с водой для грануляции. Полученный гранулят размалывают в смесителе с газообразователем (1-5%) в тонкий порошок и загружают в формы из жароупорного материала с меловой обмазкой. Формы на вагонетках или по роликовому конвейеру подают в туннельную печь. Максимальная температура отжига - в зависимости от вида сырья - составляет 600-1000°С. Характерной особенностью режима отжига пеностекла является быстрый, за 2-3 часа, подъём температуры до максимальной с последующим медленным охлаждением до 20 ч. Под действием высокой температуры происходит размягчение частиц стеклянного порошка и его спекание. Газы, выделяющиеся при сгорании или разложении газообразователя, вспучивают вязкую стекломассу. При охлаждении образуется материал с ячеистой структурой. Медленное охлаждение способствует равномерному остыванию изделий по всему объёму. Поэтому в них не возникают внутренние напряжения, и не образуется трещин. Охлаждённые изделия распиливают и оправляют на циркульных пилах. При использовании в качестве сырья стеклянного боя или стекловидных горных пород в технологии производства пеностекла отсутствуют варка стекломассы и грануляция. Основным способом получения пеностекла во всем мире является порошковый метод, суть которого заключается в спекании смеси стекольного порошка с газообразователями: антрацитом, коксом, ламповой сажей, древесным углем.

6. Режим работы цеха

Режим работы цеха круглосуточный, трехсменный, так как производство с непрерывным циклом работы. Номинальное количество рабочих дней в году 251, длительность остановок технологических линий на ремонт T1 = 15 - 25 сут.

Годовой фонд эксплуатационного времени в часах рассчитывают по формуле

Г = 8(Т_год·n - T1) ,

где Т - число рабочих суток в году; n - число смен в сутки.

Г = 8(251·3-20) = 5864 (ч)

Годовой фонд времени работы технологического оборудования, на основании которого рассчитывается производственная программа предприятия, определяют по формуле

Ф_год = Г × К_и ,

где К_и - коэффициент, учитывающий регламентирование затраты времени (перерыва); (К = 0,85 - 0,90).

Ф_год =5864·0,85=4985 (ч)

Режим работы цеха и годовой фонд рабочего времени приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1. Режим работы цеха

. Производственная программа предприятия

Годовая производительность цеха П_год определяется по формуле

где По - заданная годовая программа цеха; Б - брак и производственные потери, % (Б = 1 - 3 %).

 (м³/год)

Производительность цеха по готовой продукции в сутки, смену, час вычисляется по формулам:

; ; ,

где П_год - годовая производительность, м³/год; С - количество рабочих суток в году; СМ - количество рабочих смен в году; Ф_год - годовой фонд рабочего времени, ч.

 (м³/сут);  (м³/см);

 (м³/ч)

Результаты расчетов приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1. Производственная программа цеха

8. Сырьевые материалы и расчёт потребности в них

Шихтой называется однородная смесь предварительно подготовленных и отвешенных по рассчитанному рецепту сырьевых материалов.

При расчете шихты принимают, что в стекло переходят оксиды и фториды, а влага и газы улетучиваются. Исходными данными для расчета шихты служат: заданный химический состав стекла, химические составы выбранных сырьевых материалов, поправочные коэффициенты на улетучивание компонентов стекла при варке.

Химический состав стекла, мас. %:

Для введения этих элементов используются сырьевые материалы:

SiO₂ - кварцевый песок;

Al₂O₃ - технический глинозем;

CaO и MgO - доломитовая мука;

Na₂O - кальцинированная сода, сульфат натрия.

Сводная таблица расчета шихты

Расход сырья рассчитывается в год, сутки, смену, час по формуле

,

где ПП - расходы сырья (в год, сутки, смену, час), т; П - производительность цеха по готовой продукции (в год, сутки, смену, час), т; Р_у - удельный расход сырья на единицу готовой продукции (в тоннах на I т готовой продукции); Б - возможные производственные потери для данного сырьевого компонента, %.

 (м³/год);

 (м³/сут);

 (м³/см);

 (м³/ч).

Таблица 8.1. Потребности цеха основных сырьевых материалах

. Выбор и расчёт основного технологического оборудования

Щековая дробилка СМД-28 относится к дробилкам со сложным качанием подвижной щеки.

Необходимое для выполнения производственной программы количество дробилок К рассчитывается по формуле

где П_т - требуемая часовая производительность по данному пределу, м³/ч;

П_т = 22,9 ; П_ч - часовая производительность выбранной машины; П_ч = 27 (м³/ч); К_н = 0,8 ... 0,9 - нормативный коэффициент использования оборудования по времени.

Гранулятор

Шаровая мельница

Смеситель СБ-138Б

10. Ведомость основного оборудования

Таблица 10.1. Ведомость оборудования цеха

. Технологический контроль производства

Таблица 11.1. Схема контроля производства