Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Процеси та апарати в технології виробництва будівельних матеріалів

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний університет водного господарства та природокористування

Кафедра технології будівельних виробів і

матеріалознавства

Курсовий проект

Процеси та апарати

в технології виробництва будівельних матеріалів

Виконав:

студент ІІІ курсу ФБА,

групи ТБК-31

Куклінський О.С.

Перевірив:

Гарніцький Ю. В.

Рівне-2012

Зміст

Вступ………….........................................................................................................3

1. Характеристика сировини і вихідного продукту…..........................................3

2. Технологічна схема виробництва заповнювачів важкого бетону, визначення об`єму робіт……………………………………………………….....4

3. Параметричний розрахунок апаратів:

3.1. Просіювання матеріалів…………………………………………………….10

3.2. Крупне подрібнення…………………………………...…………………...33

3.3. Середнє подрібнення……………………………………...………………..34

3.4. Миття подрібненого продукту……………..……………………………....37

3.5. Класифікація дрібного заповнювача……………………………...………38

3.6. Компоновка апаратів подрібнювально-сортувального заводу….……..42

3.7. Транспортування матеріалів……………………………………………….42

4. Основні технологічні показники заводу…………………………………….46

Література………………………………………………....……………………..48

Вступ

В курсовому проекті виконане технологічне проектування подрібнювально-сортувального заводу. В ньому наводиться фізико-механічна характеристика вихідної гірської маси, що надходить у якості сировини. По заданим розмірам фракцій щебеню і піску складена технологічна схема заводу, де прийняті стадії і ступінь подрібнення, способи миття і класифікації матеріалу, вибрані необхідні апарати для виконання цих процесів та визначена їх планова продуктивність.

Подрібнення матеріалу виконується в дві стадії за допомогою дробарок ККД-1500А – перша стадія, ККД-2200Гр – друга стадія. На кожній стадії подрібнення передбачене попереднє просіювання грохотами ГНВ-5.1, ГІВ-5.1та ГГВ-5.1, ГСС-5.1. Це дає можливість значно зменшити навантаження дробарок і уникнути переподрібнення кінцевого продукту.

За допомогою коритних мийок К-14 з продукту подрібнення видаляються глинисті та пилуваті частинки. Промитий матеріал самобалансним грохотом ГСС-5.1 розділяється на щебінь фракціїї 40..70 та 5…40 мм і пісок.

Гідрокласифікатор ГКД 2-400 з піску видаляє крупну фракцію 0,63…5мм. Її зневоднення здійснюється спіральними класифікаторами КСП-7,5. Видалення дрібної фракції піску 0,16…0,63 мм і його зневоднення здійснюється також спіральним класифікатором КСП-7,5.

Переміщення матеріалу в межах заводу здійснюється пластинчатими живильниками та стрічковими конвейєрами. Для забезпечення безперервної роботи апаратів запроектовано приймальний та проміжний бункери місткістю 84,85 м3 і 310 м3. Щебінь і пісок складуються на конусних естакадно-траншейних складах. Глинисті та пилуваті домішки із

розміром зерен 0…0,16 мм акумулюються у хвостосховищі.

В проекті розраховані технічні параметри прийнятих апаратів, прийнята їх необхідна кількість, приведені розрахункові схеми та конструктивні креслення, виконана компоновка апаратів технологічної лінії подрібнювального корпусу і визначені основні технічні показники заводу.

Продуктивність заводу при однозмінній роботі становить:

Назва продукту	Продуктивність
Назва продукту
Щебінь фракції 20…40мм	220,58	1764,64	1764,64	446454
Щебінь фракції 5…20мм	285,27	2282,16	2282,16	577386
Пісок фракції 0,63…5мм	75,77	606,16	606,16	153358
Пісок фракції 0…0,63мм	6,97	55,76	55,76	14107

1. Характеристика сировини і вихідного продукту

Згідно завдання сировиною для отримання заповнювача важкого бетону є вапняк, що надходить із кар`єру, максимальний розмір куска становить 1080 мм, а міцність породи на стиск 80 МПа.

В результаті виконання подрібнювально-сортувальних процесів необхідно отримати щебінь з розмірами фракцій 20..40, 5…20 мм і пісок з розмірами фракцій 0,16…0,63 мм та 0,63…5 мм.

Пиловидні та глинисті домішки становлять 3 % і повинні бути відмиті. Насипна густина щебеню 1,41 т/м3, насипна густина піску 1,40 т/м3.

2. Технологічна схема виробництва заповнювачів важкого бетону, визначення об`єму робіт

На подрібнювально-сортувальному заводі матеріал подрібнюється за кілька стадій із застосуванням різних дробарок, які вибираються з урахуванням фізико-механічних властивостей вихідного матеріалу. Число стадій подрібнення визначається із необхідного ступеня подрібнення. При максимальному розмірі кусків вихідного матеріалу та максимальною крупністю щебеню загальний ступінь подрібнення становить:

Ступінь подрібнення однієї дробарки складає 3…5. Для отримання загального ступеня подрібнення необхідно прийняти три стадії. На першій та третій стадії приймається конусна дробарка, на другій стадії – роторна.

Попереднє просіювання матеріалів виконується за допомогою грохоту. Розмір щілин нерухомого колосникового грохоту для попереднього просіювання на першій стадії подрібнення (крупне подрібнення) приймаємо = = 370 мм. Ступінь подрібнення матеріалу на цій стадії:

Розмір щілини інерційного колосникового грохота для проміжного просіювання матеріалу на другій стадії подрібнення (середнє подрібнення) приймаємо = = 120 мм.

Ступінь подрібнення матеріалу на цій стадії:

Розмір щілини інерційного колосникового грохота для проміжного просіювання матеріалу на другій стадії подрібнення (середнє подрібнення) приймаємо = = 40 мм.

Ступінь подрібнення матеріалу на цій стадії:

Розрахуємо загальний ступінь подрібнення:

Подрібнений матеріал промивають в коритній мийці, після чого за допомогою самобалансного грохоту з розмірами отворів = 20 мм і = 5 мм розділяють на щебінь і пісок. Відокремлення піску від фракцій 0…0,16 мм проводять в спіральних класифікаторах. Розподіл піску на класи проводять в гідрокласифікаторах. Готову продукцію класифікують на склад.

Технологічна схема виробництва заповнювачів приведена на рис. 1. Розрахунок складу зернового матеріалу виконують за масовою продуктивністю:

Зерновий склад вихідного матеріалу визначають за допомогою типової характеристики крупності вихідної гірської маси. Зерновий склад продуктів подрібнення визначають по типовим характеристикам дробарок. Розміри вихідної щілини дробарок визначають по залежностям:

де – максимальний розмір зерен подрібненого продукту на виході дробарки, – коефіцієнт, який відповідає перетину кривої зернового складу з віссю абсцис ( = 1,7 , = 3,5 для конусних).

Розрахунок зернового складу продуктів подрібнення дробарок для порід з міцністю більше 150 МПа виконується по кривій 1, від 80 МПа до 150 МПа – по кривій 2, менше 80 МПа – по кривій 3.

Таблиця 1

Зерновий склад вихідної гірської маси

№ з/п	Фракції	Зерновий склад				Розподіл на нерухомому грохоті
№ з/п	Фракції	l/D	γ, %	γ, т/год	Част. зал, т/год	Розподіл на нерухомому грохоті
1	360…1080	0,33	79	423,3	423,3	Верхній продукт
2	120…360	0,11	91	487,6	64,3	Нижній продукт
3	40…120	0,037	94	503,6	16
4	20….40	0,019	98	525,1	21,5
5	5…20	0,0046	99	530,4	5,3
6	0…5	0	100	535,8	5,4
	Разом:				535,8

Таблиця 2

Зерновий склад на першій стадії подрібнення (ККД)

№ з/п	Фракції	Зерновий склад				Нижній продукт з вихід- ноїгір- ської маси	Матеріал, що потрапляє на грохіт		Розподіл на ІІ грохоті
		l/	γ, %	γ, т/год	Част. зал, т/год		Матеріал, що потрапляє на грохіт
		l/	γ, %	γ, т/год	Част. зал, т/год		Часткові	повні
1	120…360	0,56	65	275,1	275,1	64,3	339,4	339,4	Верхній продукт
2	40…120	0,19	91	385,2	110,1	16	126,1	465,5	Нижній продукт
3	20….40	0,09	96	406,4	21,2	21,5	42,7	508,2
3	5…20	0,024	99	419,1	12,7	5,3	18	526,2
4	0…5	0	100	423,3	4,2	5,4	9,6	535,8
	Разом:				423,3

Таблиця 3

Зерновий склад на другій стадії подрібнення (роторна дробарка)

№ з/п	Фракції	Зерновий склад			Нижній продукт після І стадії подріб-нення	Матеріал, що потрапляє на грохіт		Розподіл на ІІІ грохоті
		γ, %	γ, т/год	Част. зал, т/год		Матеріал, що потрапляє на грохіт
		γ, %	γ, т/год	Част. зал, т/год		Часткові	повні
1	40…120	50	169,7	169,7	126,1	295,8	295,8	Верхній продукт
2	20….40	72	244,4	74,7	42,7	117,4	413,2	Нижній продукт
3	5…20	93	315,6	71,2	18	89,2	502,4
4	0…5	100	339,4	23,8	9,6	33,4	535,8
	Разом:			339,4

Таблиця 4

Зерновий склад на третій стадії подрібнення (КМД)

№ з/п	Фракції	Зерновий склад				Нижній продукт після ІІ стадії подрібнення	Матеріал, що потрапляє на миття (сума)
		l/	γ, %	γ, т/год	Част. зал, т/год		Матеріал, що потрапляє на миття (сума)
		l/	γ, %	γ, т/год	Част. зал, т/год		Часткові	повні
1	20….40	1,75	30	88,7	88,7	117,4	206,1	206,1
2	5…20	0,44	86	254,4	165,7	89,2	254,9	461
3	0,63…5	0,055	98	289,9	35,5	33,4	68,9	529,9
4	0…0,63	0	100	295,8	5,9	0	5,9	535,8
	Разом:				295,8	Разом:	535,8

Таблиця 5

Зерновий склад в процесі миття і поділу на фракції

№ з/п	Фракції	Матеріал до миття	Матеріал після миття	Розподіл щебеню на фракції		Розподіл на щебінь і пісок
№ з/п	Фракції	Часткові залишки	Часткові залишки		Повні залишки		Повні залишки
1	20….40	206,1	201,9	Верхній продукт	201,9
2	5…20	254,9	249,8	Нижній продукт	451,8	Верхній продукт	451,8
3	0,63…5	68,9	67,5		519,3	Нижній продукт	519,3
4	0…0,63	5,9	5,78		254,98	Нижній продукт	254,98
5	Разом	535,8	524,98

Таблиця 6

Планова продуктивність апаратів

Апарат	Клас	Вихідний матеріал	Верхній продукт	Нижній продукт
Грохіт попер.просій.на І стадії подрібнення	360	535,8	423,3	48,2
Конусна дробарка І стад.подрібн.		423,3		423,3
Грохіт попер.просій.на ІІ стадії подріб.	120	535,8	339,4	196,4
Роторна дробарка ІІ стад.подріб.		339,4		339,4
Грохіт попер.просій.на ІІІ стадії подріб.	40	535,8	295,8	240
Конусна дробарка ІІІ стад.подріб.		295,8		295,8
Коритна мийка		535,8	525	10,8
ГР для розподілу на фракції	20	525	201,9	323,1
Грохіт для розподілу на щебінь і пісок	5	323,1	249,8	73,3
Гідрокласифікатор	0,63	73,3	67,5	5,8
Спіральний класифікатор 1	0,63	67,5	67,5	Вода
Спіральний класифікатор 2	0,16	5,78	5,78	Вода

3. Параметричний розрахунок апаратів

В залежності від виду процесу, характеристик вихідного матеріалу та необхідного продукту по технічним характеристикам з довідникової літератури вибирають відповідне обладнання. Склад та послідовність виконання процесів приведені на технологічній схемі роботи подрібнювально-сортувального заводу (рис. 1). Характеристика зернового складу вихідного матеріалу і продукту подрібнення після класифікації та миття наведені в таблиці 5, а планова продуктивність апаратів – в таблиці 6.

Для вибраного апарату розглядаємо конструктивну та кінематичну схему його роботи, виконуємо параметричний розрахунок діючих процесів та визначаємо основні технологічні параметри.

Розрахунок кількості обладнання ведеться по організаційній продуктивності апаратів:

де – машинна продуктивність апарату при безперервній роботі, яка розрахована в проекті або взята з довідкової літератури;

– коефіцієнт організації роботи апарату.

Кількість паралельно діючих апаратів для виконання даного процесу визначається за формулою:

де R – планова продуктивність апарату за годину.

3.1 Просіювання матеріалів

Процес просіювання матеріалів виконується за допомогою грохоту. Щоб запобігти переподрібненню вихідного матеріалу на всіх трьох стадіях використовують попереднє просіювання. Згідно рекомендаціям на першій стадії застосовують нерухомий, а на другій – інерційний похилий колосниковий грохіт. На третій стадії для попереднього і перевірочного просіювання застосовують гіраційні похилі решітчасті грохоти. Після миття

подрібнений матеріал розділяється на щебінь і пісок за допомогою горизонтальних самобалансних грохотів оснащених дротяними ситами.

Характеристика зернового складу вихідного матеріалу при просіюванні розраховується в таблиці 4.

3.1.1 Типорозміри грохотів

Типорозмір грохота вибирають за максимальним розміром куска вихідного матеріалу і планової продуктивності. Нерухомі колосникові грохоти виготовляють як нестандартне обладнання, вони виконують роль живильника дробарки. Рекомендовані технічні параметри нерухомих грохотів наведені в таблиці 7.

Таблиця 7

Технічні параметри нерухомих грохотів

№

Показник

ГНВ5.1

Допустимий максимальний діаметр кусків вихідного матеріалу, мм

1150

Розміри поверхні просіювання:

ширина В, мм

довжина L, мм

1750

3500

6,125

По максимальному розміру кусків вихідного матеріалу = 1080 мм для попереднього просіювання вибираємо нерухомий грохіт-живильник ГНВ-5.1 з розмірами поверхні просіювання 1750 х 3500. Розміри поверхні просіювання вібраційних грохотів із умови їх однотипності приймаємо такими ж. Марки прийнятих грохотів та розрахунок їх основних параметрів приводяться в таблиці 8.

3.1.2 Параметри поверхні просіювання

Поверхня просіювання нерухомого грохота-живильника збирається із колосників, виготовлених із металевих рейок, з шириною біля основи а = 0,5 і висотою = 1,15 а у вигляді веєра із розширенням 10…20 мм на 1 м довжини в сторону похилу грохота.

В місці падіння вихідного матеріалу на всій ширині грохота встановлюється броньована плита товщиною 20…30 мм і довжиною 800…1000мм. Площа поверхні просіювання, що не закрита броньованою плитою: F=B(L-1)

a=0,5∙360=180 мм

=1,15∙180=207 мм

F=1,75∙(3,5-1)=4,375

Поверхня просіювання інерційного грохота збирається із колосників, що виготовлені із прокату трапецеїдальної форми, з шириною верхньої основи а = 0,5 та шириною нижньої –= 0,25 і висотою = 3а.

a=0,5∙120=60 мм

=0,25∙120=30 мм

=3∙60=180мм

F=1,75∙3,5=6,125

Решето гіраційного грохота штампується із металевого листа товщиною = 0,3, відстань між квадратними отворами а = 0,5 . Поверхня просіювання усіх вібраційних грохотів однакова і становить:F=B∙L.

a=0,5∙40=20 мм

=0.3∙40=12мм

F=1,75∙3,5=6,125

Сито самобалансного грохоту виготовляють із дроту діаметром а = 0,5 Поверхня просіювання усіх вібраційних грохотів однакова і

становить: F=B∙L .

а=0,5∙20=10 мм

а=0,5∙5=2,5 мм

F=1,75∙3,5=6,125

Рекомендований кут нахилу поверхні просіювання нерухомого грохота складає 40…45 і підбираємо дослідним шляхом із умови безперервної подачі без завалу надрешітчатого продукту дробарки. Для інерційного грохота 20…22 , для гіраційного =15…18 . Самобалансний грохіт має горизонтальне сито. Кут нахилу напрямку коливань до поверхні просіювання =35 .

3.1.3 Продуктивність грохотів

Машинна продуктивність нерухомого грохоту

а для вібраційного

де F – площа поверхні просіювання, ;

– ширина щілини між колосниками, мм;

q – питома продуктивність поверхні просіювання, м/год;

– коефіцієнт, що враховує кут нахилу грохота (для горизонтальних грохотів =1);

– коефіцієнт, що враховує процентний вміст нижнього класу у вихідному матеріалі;

– коефіцієнт, що враховує вміст в нижньому класі зерен, розмір яких менше половини розміру отворів просіювання;

m – коефіцієнт, що враховує нерівномірність живлення, нерівномірність зернового складу матеріалу і тип грохоту (при просіюванні щебеню на похилих грохотах m = 0,5, а на горизонтальних – m = 0,65);

Організаційна продуктивність грохоту , де – коефіцієнт організації роботи (0,86). Кількість паралельно діючих грохотів для виконання планової продуктивності: M= , де Q – планова продуктивність грохоту, т/год.

Зерновий склад вихідного матеріалу при просіюванні

1 – попереднє просіювання на І стадії подрібнення гірської маси

=1080; l = 360; =38

l/2=180; =62

2 – попереднє просіювання на ІІ стадії подрібнення матеріалу

=360; l = 120; =65

l/2=60; =85

3 – просіювання для розподілу на фракції

=120; l = 40; =50

l/2=20; =72

4 – просіювання для розподілу продукту подрібнення на щебінь і пісок

=40; l = 20; =30

l/2=10; =67

5 – просіювання для розподілу продукту подрібнення на щебінь і пісок

=20; l = 5; =75

l/2=2,5; =87

Машинна продуктивність

Для нерухомого грохота:

Для інерційного грохота:

6,1251,280,80,6750,5=398,5 т/год

Для гіраційного грохота:

6,1251,00,920,80,5=197 т/год

Для самобалансного грохота:

6,12511,080,8470,65=220,8 т/год

6,12510,770,660,65=34,2 т/год

Організаційна продуктивність грохота:

де – коефіцієнт організації роботи (0,86)

Для нерухомого грохота:

Для інерційного грохота:

Для гіраційного грохота:

Для самобалансного грохота:

Кількість паралельно діючих грохотів, для забезпечення планової продуктивності:

M= , де Q – планова продуктивність грохоту, т/год.

Для нерухомого грохота: М==0,16

Приймаємо 1 грохіт

Для інерційного грохота: М==1,56

Приймаємо 2 грохоти

Для гіраційного грохота:М==3,16

Приймаємо 4 грохоти

Для самобалансних грохотів:

М==2,6 М==10,98

Приймаємо 3 грохоти Приймаємо 11 грохотів

3.1.4 Ефективність просіювання

Ефективність просіювання нерухомого грохоту становить 60…70%, а вібраційного E=ek₁`k₂`k₃`, %, де е – еталонна ефективність (при просіюванні щебеню на похилому грохоті е = 86%, на горизонтальному – е = 89%).

Для інерційного грохота: Е = 86·0,95·0,925·0,9= 68,02 %

Для гіраційного грохота: Е = 86·1,01·0,97·0,94 = 79,20 %

Для самобалансних грохотів: Е = 89·1·1,02·0,959 = 87,06 %

Е = 89·1·0,88·0,9 = 70,49 %

3.1.5 Кінематичні параметри грохота

Лінійна швидкість коливань короба із умови самоочищення поверхні просіювання похилого грохота становить

, м/с,

а для горизонтального грохота , м/с.

Швидкість переміщення матеріалу по нерухомому грохоту визначається із умови рівності товщини шару продукту, що надходить у грохот, максимальному розміру куска:

, м/с.

Швидкість переміщення матеріалу по вібраційному похилому грохоту

, м/с,

по горизонтальному грохоту , м/с.

Амплітуда коливань короба приймається в межах 3…8 мм а частота визначається

об/хв.

Для інерційного грохота:=0,938(м/с).

Для гіраційного грохота: =0,548(м/с).

Для самобалансного грохота:=0,691(м/с).

=0,345(м/с).

Швидкість переміщення матеріалу по похилому, нерухомому, колосниковому грохоті:

Швидкість переміщення матеріалу на вібраційних похилих грохотах:

На інерційному грохоті:.

На гіраційному грохоті:.

Швидкість переміщення матеріалу на горизонтальному самобалансному грохоті:

. .

Амплітуда коливань короба приймається в межах 3…8 мм. Приймаємо амплітуду коливань 6мм.

Частота коливань короба:.

Для інерційного грохота:.

Для гіраційного грохота:

Для самобалансного грохота:

3.1.6 Розміри короба

Товщина шару вихідного матеріалу на початку короба:

Для нерухомого грохота:

Для інерційного грохота:

Для гіраційного грохота:

Для самобалансного грохота:

Товщина шару надрешітного продукту в кінці короба: .

Для нерухомого грохота:

Для інерційного грохота:

Для гіраційного грохота:

Для самобалансного грохота:

Товщина шару підрешітного продукту в кінці короба: .

Для нерухомого грохота:

Для інерційного грохота:

Для гіраційного грохота:

Для самобалансного грохота:

Запас висоти бортів короба з урахуванням процесу просіювання: .

Для нерухомого грохота:

Для інерційного грохота:

Для гіраційного грохота:

Для самобалансного грохота:

Висота короба: .

Для нерухомого грохота:.

Для інерційного грохота:.

Для гіраційного грохота:.

Для самобалансного грохота:.

Потужність двигуна вібраційних грохотів: .

Для інерційного грохта:

Процеси та апарати в технології виробництва будівельних матеріалів