наименование камня;
номер партии, дату отправки и объем партии;
сорт, размер фракции;
обозначение настоящего стандарта.
При транспортировании и хранении камень должен быть защищен от загрязнения посторонними примесями.
1.8. Технологические схемы производства гипсового вяжущего [6],[2]
Существует несколько технологических схем производства гипсового вяжущего: в одних помол предшествует обжигу, в других помол производится после обжига, а в третьих помол и обжиг совмещаются в одном аппарате. Тепловую обработку гипсового камня производят в варочных котлах, сушильных барабанах, шахтных или других мельницах (I). Полуводный гипс –модификации получают путем запаривания гипсового щебня в автоклаве, самозапарочных аппаратах, демпферах. Высокопрочный гипс получают в котлах(реакторах)
1. Производство гипса с применением варочных котлов. Гипсовый камень, поступающий на завод в крупных кусках, сначала дробят, затем измельчают в мельнице, одновременно подсушивая его. В порошкообразном виде камень направляют в варочный котел периодического или непрерывного действия. Варка происходит за счет обогрева днища и стенок котла, а также жаровых труб внутри котла, которые в охлажденном состоянии удаляются по дымовой трубе. Продолжительность варки 90…180 мин. При варке в котле гипс не соприкасается с топочными газами, что позволяет получать чистую продукцию, не загрязненную золой топлива.
2. Гипсовое вяжущее в сушильных барабанах получают путем обжига гипсового камня в виде щебня размером до 20 мм. Обжиговой частью сушильного барабана служит наклонный стальной цилиндр диаметром до 2.5 м и длиной до 20м, установленный на роликовых опорах и непрерывно вращающийся. Гипсовый щебень подается в барабан с приподнятой стороны и в результате вращения наклонного барабана перемещается в сторону наклона. Из топки в барабан поступают раскаленные дымовые газы, которые при движении вдоль барабана обжигают гипсовый камень, а с противоположной стороны удаляются вентилятором. Далее гипсовый камень измельчают в мельницах.
3. При обжиге гипса во взвешенном состоянии совмещают две операции: измельчение и обжиг. В мельницу(шахтную, шаровую, или роликовую) подают гипсовый щебень и одновременно нагнетают горячие дымовые газы. Образующиеся при размоле мельчайшие зерна гипса товарной фракции увлекаются из мельницы потоком дымовых газов и в процессе транспортирования в раскаленном газовом потоке обжигаются. Пылевоздушная смесь поступает в циклоны и фильтры для осаждения гипса.
Наибольшую производительность из рассмотренных схем имеет последняя, затем схема обжига в сушильных барабанах, и, наконец в варочных котлах. Однако первые две схемы существенно уступают по качеству продукции схеме с варкой гипса.
4. Высокопрочный гипс получают путем нагревания природного гипса паром под давлением 0.2…0.3Мпа с последующей сушкой при температуре 160…180.
1.9. Технологические факторы, влияющие на качество продукта [8],[7]
Технологическая операция помола обожженного гипса сильно влияет на конечное качество гипсовых изделий, а именно – водопотребность, прочность и усадку.
Структура твердеющего гипса относительно однородна. Кристаллы дигидрата имеют случайную ориентацию и образуют трехмерную решетку. По мере срастания и переплетения кристаллов дигидрата гипсовая смесь постепенно превращается в затвердевшее камневидное тело. В затвердевшем, но еще влажном гипсе продолжают протекать процессы перекристаллизации – растворения части вещества в межкристаллических контактах и укрупнения кристаллов, что приводит к разрыхлению структуры. Отсюда малая объемная масса. Таким образом, гидратация гипсового вяжущего представляет собой непрерывный совместный процесс растворения полугидрата и выкристаллизовывания из раствора дигидрата. По мере роста кристаллов гипса и их переплетения формируется поликристаллическая структура затвердевшего гипса.
Механические свойства гипсовой отливки полностью определяются величиной порового пространства, которое, в свою очередь зависит от В/Г фактора, а именно: с уменьшением В/Г увеличивается объем пор.
Так как с уменьшением водогипсового фактора размер кристаллов дигидрата уменьшается, то число кристаллов в единице объема увеличивается, так же как и степень их срастания, а следовательно, увеличивается структурная прочность.
Поры влияют не только на прочность, ползучесть и деформативность, но и на другие свойства гипсовой отливки. Пористостью, например, обусловлены хорошие теплотехнические гипсовых материалов, а также способность их быстро поглощать и отдавать влагу.
Основными требованиями к повышению качества полуводного гипса сводятся к повышению активности гипса без снижения нормальной густоты гипса и при повышении его удельного веса.
2. Расчетно-проектный раздел
2.1. Расчетная функциональная технологическая схема производства продукта
Компоненты | На входе | На выходе | ||
% | т/ч | % | т/ч | |
1. Шлам:- CaSO4∙2H2O- H2O- примеси | 100 41 52 7 | 10,47 | ||
2. Готовый продукт:-CaSO4∙0,5H2O- примеси | 34,6 7 | 6,37 | ||
3. Физическая влага 1,5H2O + H2O | 58,4 | 10,47-6,37=4,1 |
2.3. Расчет производственной программы технологической линии
Стадия процесса | Gгод,Тонн/год | Потери, % | Расчет годового фонда времени | Часовая производительность | |||||||
Мех. | Физич. | Химич. | nсут. в год | n раб. часов в сутки | Кисп оборудования | Годовой фонд | Т/час | ρнас т/м3 | м3/ч | ||
Вагон | 50000 | 365 | 8 | 0,95 | 8322 | 6,01 | 0,9 | 6,68 | |||
Силос | 50500 | +1 | 365 | 8 | 0,95 | 8322 | 6,07 | 1,1 | 5,52 | ||
Сушка Помол | 53025 | +1 | +4 | 365 | 8 | 0,95 | 8322 | 6,37 | 1,5 | 4,25 | |
Бункер | 53025 | 365 | 8 | 0,95 | 8322 | 6,37 | 1,5 | 4,25 | |||
Центрифуга | 81870,6 | +54,4 | 365 | 8 | 0,95 | 8322 | 9,84 | 1,5 | 6,56 | ||
Автоклав | 87110,3 | 6,4 | 365 | 8 | 0,95 | 8322 | 10,47 | 1,5 | 6,98 | ||
Бункер | 87110,3 | 365 | 8 | 0,95 | 8322 | 10,47 | 1,5 | 6,98 | |||
Склад сырья | 87981,4 | 365 | 8 | 0,95 | 8322 | 10,57 | 1,5 | 7,05 |
2.4 Подбор основного механического оборудования [11], [12], [13]
На основании производственной программы подберем технологическое оборудование
1. Подберем сушильную установку:
По производственным расчетам производительность сушильной установки должна составлять 6,37 т/ч или 4,25 м3/ч
Таким образом, наиболее оптимальной сушильной установкой будет являться установка: сушильный барабанД 1.2
Диаметр 1200мм
Длина корпуса барабана 8000 мм
Объем корпуса барабана 11,31 м3
Масса 7430 кг
Частота вращения барабана 3-6 об/мин
Мощность двигателя 8-12,5 кВт
Производительность 6-7,5 т/ч
2. Подберем мельницу:
По производственным расчетам производительность мельницы должна составлять 6,37 т/ч или 4,25 м3/ч
Таким образом, наиболее оптимальной мельницей будет: мельница молотковая ММА 1000. 700. 1000
Диаметр ротора 1000 мм
Длина ротора 700 мм
Число оборотов вала 980 об/мин
Масса 4900 кг
Мощность электродвигателя 75 кВт
Производительность 3-7 т/ч
3. Подберем центрифугу:
По производственным расчетам производительность центрифуги должна составлять 9,84 т/ч или 6,56 м3/ч
Таким образом, наиболее оптимальной центрифугой будет: Центрифуга осадительная Д1.4
Диаметр 1400 мм
Максимальное число оборотов 1500 об/мин
Максимальная мощность двигателя 500 кВт
Производительность 6-10 т/ч
4. Подберем автоклав:
По производственным расчетам производительность автоклава должна составлять 10,47т/ч или 6,98 м3/ч
Таким образом, наиболее оптимальным автоклавом будет: автоклав вулканизационный D2L12
Диаметр 2000 мм
Длина 12000 мм
Объем 37, 68 м3
Разработанное давление 1, 38 МПа
Разработанная температура 178 градусов
Масса 14,3 тонн
Мощность электродвигателя 4,0 кВт
Производительность 8-11 т/ч
2.5 Оценка энергетической эффективности процесса
Наименование оборудования | Кол-во обор-я | Производительность G, т/ч | Ким | Мощность N, кВт | ||||||
Gпасп | Gфакт | Nпасп | Nфакт | |||||||
Ед. | n | Ед. | n | Ед. | n | Ед. | n | |||
Сушильный барабан Д 1.2 | 1 | 7 | 7 | 6,37 | 6,37 | 0,91 | 12,5 | 12,5 | 11,4 | 11,4 |
Мельница молотковая ММА 1000. 700. 1000 | 1 | 7 | 7 | 6,37 | 6,37 | 0,91 | 75 | 75 | 68,3 | 68,3 |
Центрифуга осадительная Д 1.4 | 1 | 10 | 10 | 9,84 | 9,84 | 0,98 | 500 | 500 | 490 | 490 |
Автоклав вулканизационный D2L12 | 1 | 11 | 11 | 10,47 | 10,47 | 0,95 | 4 | 4 | 3,8 | 3,8 |
Примечание: Ким = Gфакт/Gпасп ≤ 1%
Nnфакт = Nnпасп * Ким
Список литературы
1) http://www.sandin.ru/pub/gipsporody
2) Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества
3) http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-32/22.htm
4) http://www.portal-student.ru/Lstmat1-102.php
5) ГОСТ 4013-82 http://www.vashdom.ru/gost/4013-82/
6) http://www.sdelaemsami.ru/gips03.html
7) Булычев Г.Г. Смешанные гипсы
8) http://alfapol.ru/publikacii/id12/
9) ГОСТ 26871-86 http://www.gostrf.com/standart/Pages_gost/19915.htm
10) ГОСТ 125-79*http://www.docload.ru/Basesdoc/3/3528/index.htm
11) http://tobis.ru/products/drums
12) http://www.irimex.ru/files/catalog/files/r_1097_7.pdf
13) http://www.polgroup.ru/autoclave_cn.html