3.1. Описание технологического процесса
Производство предназначено для изготовления изделий, на основе термопластичного связующего - ПЭ и дисперсных наполнителей.
Процесс получения полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе ПЭ включает в себя следующие стадии:
-получение однородной композиции;
- гранулирование полученного ПКМ;
- формование изделий;
- механическая обработка изделий;
- упаковка готовой продукции;
- переработка отходов.
Все материалы, используемые в данном производстве, могут храниться при температуре производственного помещения и без каких-либо других ограничений.
Технологическая схема процесса получения изделий из полиэтилена представлена на рис 6. Гранулированный ПЭ из бункера 2, дробленые отходы из бункера 1, измельченная БВ из бункера 3, через секторные дозаторы 5, а также ПЭС из емкости 4 через весовой мерник 6 по трубопроводам прямотеком поступают в смеситель 7 для предварительного перемешивания. Так как при введении в гранулированный полимер жидких компонентов вначале возможно слипание массы и прилипание ее к поверхности смесителя, то смешение проводят в лопастном смесителе. Продолжительность перемешивания 20 мин.
Наиболее равномерное распределение компонентов достигается при смешении полимеров в вязкотекучем состоянии, то есть при температурах выше температуры текучести, что особенно важно при больших степенях наполнения. Поэтому смесь через ленточные дозировочные весы 8 подаются в бункер червячного смесителя-гранулятора 9. В цилиндре червячного смесителя под влиянием тепла нагревателей и под воздействием вращательного движения червяка происходит смешение, пластикация и гомогенизация. Смешение происходит при температуре Т=120-180°С по зонам экструдера и давлении Р=8-10 МПа. Далее однородная масса продавливается через многогнездный мундштук в виде прутков диаметром 2-5 мм. На расстоянии 10-15 мм от торца мундштука, обеспечивающем частичное охлаждение прутков без их слипания, установлен многоножевой диск гранулятора с индивидуальным электродвигателем. Полученные гранулы в процессе транспортировки с помощью пневматического транспортирующего устройства 10 охлаждаются и подаются в литьевую машину 11 для формования готового изделия. Пластикация материала происходит в цилиндре литьевой машины, который имеет три зоны обогрева с автоматическими обогревателями электрического типа. Материал перерабатывается при температуре Т=180-210°С и давлении Р= 100 МПа.
Отформованные изделия из приемной тары 15 подаются на механообработку 12 для удаления облоя и литников. Готовые изделия упаковываются на упаковочном столе 13 и поступают на склад. Отходы, полученные в ходе механообработки, а также бракованные изделия перерабатываются на роторно-ножевых измельчителях серии ИНР 14, а затем добавляются к исходному сырью в количестве, не превышающем 15-20% по массе.
3.2.Основные параметры технологического процесса
Основные параметры технологического процесса представлены в таблице 7.
Таблица 7
| Стадии технологического процесса | Параметры технологического процесса |
| Предварительное перемешивание исходного ПЭ с ПЭС и БВ в лопастном смесителе | Продолжительность = 20 минут |
| Смешение и грануляция композиции в червячном смесителе-грануляторе | Температура Т = 120-180°С, давление Р = 8-10МПа |
| Литье под давлением | Температура Т = 180-210°С, давление Р= 100 МПа |
3.3 Материальный баланс
Для производства обойм, которые применяются для изоляции проводов компоненты берутся в следующем соотношении: 1:0,15:0,05:0,15 массовых частей (ПЭ:БВ:ПЭС:Отходы).
Следовательно в 1 тонне готовой продукции содержится:
| ПЭ: | 1,35 - 1000 х=740кг 1 - х; |
| БВ: | 1,35 - 1000 х=111кг 0,15 - х; |
| ПЭС: | 1,35 - 1000 х=38 кг 0,05 - х; |
| Отходы: | 1,35 - 1000 х=111 кг 0,15 - х. |
Потери ПЭ составляют 2,58%;
Потери БВ составляют 2%;
Потери ПЭС составляют 0,5%.
С учетом потерь:
ПЭ: 740/(1-0,0258)=760 кг;
БВ: 111/(1-0,02)=113 кг;
ПЭС: 38/(1-0,005)=38,2 кг.
С учетом потерь на 1 тонну готовой продукции необходимо: ПЭ=760 кг, БВ=113 кг, ПЭС=38,2 кг.
| Приход | Расход | ||
| ПЭ | 760 | Гот. Продукция | 1000 |
| БВ | 113 | Потери ПЭ | 20 |
| ПЭС | 38,2 | Потери БВ | 2 |
| Отходы | 111 | Потери ПЭС | 0,2 |
| Итого: | 1022,2 | Итого: | 1022,2 |
Невязка=0
5. Безопасность и экологичность проекта
Забота о создании безопасных и здоровых условий труда всегда находилась и находится в центре внимания. Охрана труда является одним из важнейших социально-экономических и санитарно-гигиенических мероприятий, направленных на обеспечение безопасных и здоровых условий труда.
Переработка пластмасс литьём под давлением и другими методами сопровождается нагреванием пресс-форм до 150-200°С. При этих температурах большинство пластмасс начинает подвергаться термической деструкции (распаду) сопровождаемой выделением различных по составу и токсичности продуктов.
Характерной особенностью современного производства является применение на одном предприятии самых разнообразных технологических процессов, сложных по своей физико-химической основе. Современному производству свойственна быстрая смена технологий, обновление оборудования, внедрение новых процессов и материалов, которые часто недостаточно изучены с точки зрения негативных последствий их применения. На большинстве предприятий широко применяются высокотоксичные, легковоспламеняющиеся вещества, различного рода излучения, технологические процессы зачастую сопровождаются значительными уровнями шума, вибрации, ультра- и инфразвука, жесткими и стабильными параметрами микроклимата, большинство операций производится в условиях высокого зрительного напряжения, запыленности и загазованности[40].
В связи с этим увеличивается потенциальная опасность возникновения травмоопасных ситуаций, степень риска возникновения профессионального заболевания, негативного воздействия условий труда на состояние здоровья работающих.
В данном курсовом проекте рассматривается технология получения базальтопластиков на основе ПЭ и БВ.
Опасными производственными факторами является повышенная температура, применение давления и производственный шум. Вредными производственными факторами является пыль БВ и пыль после механической обработки готовых изделий, а также ацетальдегид, аммиак, оксид углерода, формальдегид, выделяющиеся при плавлении ПЭ.
Аммиак - бесцветный газ с удушливым резким запахом (порог восприятия 0,037 мг/л) и едким вкусом.
Острое отравление. Высокие концентрации вызывают обильное слезотечение и боль в глазах, удушье, сильные приступы кашля, головокружение, боли в желудке, рвоту. Тяжелое отравление протекает на фоне резкого уменьшения легочной вентиляции, острой эмфиземы, увеличения печени. Возможен химический ожог глаз верхних дыхательных путей. Последствиями перенесенного острого отравления могут быть помутнение хрусталика, роговицы, даже ее прободение и потеря зрения; охриплость или полная потеря голоса, хронический бронхит, эмфизема легких; возможна активизация туберкулезного процесса. При небольших концентрациях - более легкое раздражение глаз и головная боль, покраснение лица, потливость, боль в груди.
Хроническое отравление. У рабочих химических заводов выявлены (при концентрации 0,0005 - 0,024 мг/л) неврастения, понижение биоэлектрической активности головного мозга, снижение уровня витамина С в крови. Повышена заболеваемость катарами верхних дыхательных путей, ангинами, тонзиллитами. Отмечены сдвиги в жировом и белковом обмене и учащение заболеваний катаром верхних дыхательных путей у подростков, проходивших
практику на заводе, даже при трехчасовом рабочем дне и концентрациях, не превышающих предельно допустимые [41].
Ацетальдегид (уксусный альдегид, этаналь) - бесцветная жидкость с резким запахом. Кроме легкого преходящего раздражения слизистых оболочек при концентрации 0,1- 0,4мг/л при хроническом воздействии ацетальдегида других патологических сдвигов не отмечается. При больших концентрациях -учащение пульса, ночные поты, удушье, резкий кашель, головные боли, бронхиты, воспаления легких. К небольшим концентрациям возможно привыкание [41].
Оксид углерода (угарный газ) - бесцветный газ без вкуса и запаха.
Острое отравление. При вдыхании небольших концентраций (до 1 мг/л) тяжесть, ощущение сдавливания головы, головная боль, шум в ушах, покраснение и жжение кожи лица, слабость, жажда, учащение пульса, тошнота, рвота. Больше всего при отравлении страдает центральная нервная система.