Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Технологическая линия по производству перегородочных гипсовых плит

Введение

Одной из важнейших задач промышленности строительных материалов является развитие отечественного производства эффективных и современных по дизайну строительных материалов и изделий. В результате появления новых конструктивно-технологических систем зданий и сооружений и конструкционных материалов, совершенствования технологических процессов в строительстве произошла существенная переоценка подходов к выбору материалов, используемых для отделочных и монтажных работ. Основными требованиями, предъявляемыми сегодня к строительным материалам, является качество, надежность, экологичность и невысокая стоимость. Этим параметрам удовлетворяют гипсовые перегородочные плиты.

Гипсовое природное сырье и гипсосодержащие отходы различных производств распространены повсеместно, и их переработка в гипсовые вяжущие отличается простотой и экологической безопасностью. На производство 1 т гипсового вяжущего топлива расходуется в 4 раза меньше, чем на такое же количество портландцемента, а удельные капиталовложения в гипсовой промышленности в 2 раза меньше, чем в цементной [1].

По химическому составу гипс не токсичен, а при его переработке не выделяется в окружающую среду углекислый газ. Получаемые из него вяжущие в отличие, например, от цемента и извести, не являются аллергенами и не вызывают заболевание силикозом.

В настоящей курсовой работе разработана технологическая линия по производству перегородочных гипсовых плит, производительностью 180000 м² в год.

Курсовая работа выполнена в соответствии с заданием на курсовое проектирование, выданным кафедрой строительных материалов ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет».

Проектирование осуществляли в соответствии с требованиями и рекомендациями Общесоюзных норм технологического проектирования предприятий по производству гипсовых вяжущих и изделий (ОНТП - 15-86) и других нормативных документов, а также на основании анализа научно-технической литературы и патентных исследований.

Содержание

Введение……………………………………………………………………………4

1 Общая часть………………………………………………………………….......5

1.1 Характеристика выпускаемой продукции…………………………….6

1.2 Сырьевые материалы………………………………………………….. 7

1.3 Годовая производительность и режим работы предприятия..………8

2 Технологическая часть…………………………………………………………11

2.1 Анализ существующих технологических схем производства

изделий, предусмотренных к выпуску………………………………… .……..11

2.2 Описание технологической схемы производства изделий,

указанной в задании на проектирование ………………...………… ..………..12

2.3 Потребность производства в сырьевых материалах……………… .. ..15

2.4 Выбор оборудования технологической линии…………………………17

2.5 Определение численности производственных рабочих……………….17

3 Контроль качества продукции и точности процесса…………………….18

Литература………………………..…………………………………………...21

Введение

Курсовая работа выполнена в соответствии с заданием на курсовое проекти рование, выданным кафедрой строительных материалов ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет».

1 Общая часть

1.1 Характеристика выпускаемой продукции

В соответствии с заданием на проектирование разрабатывается технологическая линия по производству гипсовых плит для перегородок в соответствии с ГОСТ 6428-83 [4].

Плиты изготовляют в форме прямоугольного параллелепипеда, могут быть плиты с пазами и выступами - пазогребневые (рисунок 1).

Рисунок 1 – Плиты пазогребневые.

Плиты из неводостойкого гипсового вяжущего предназначены для устройства перегородок в зданиях различного назначения с сухим и нормальным режимом помещений по СНиП 23-02-2003 [4], а плиты из водостойких гипсовых вяжущих – и с влажным режимом помещений согласно указанного ГОСТ.

Плиты относятся к группе трудносгораемых материалов. Плиты изготавливают на основе неводостойких и водостойких гипсовых вяжущих с минеральными и (или) органическими заполнителями или без них.

Прочность плит определяется пределом прочности при сжатии и изгибе образцов-балочек, значение которого должно быть не менее указанного в таблице 1.

Таблица 1

Предел прочности образцов-балочек, МПа, при
сжатии		изгибе
в возрасте 2 ч	высушенных до постоянной массы	в возрасте 2 ч	высушенных до постоянной массы
3,5	5,0	1,7	2,4

Средняя плотность плит должна быть не более 1100 кг/м³для высшей категории качества и 1350 кг/м³ для первой категории качества. Отпускная влажность плит по массе не должна превышать 12 %.

Размеры плит и предельные отклонения этих размеров приведены в таблице 2.

Таблица 2

Длина

мм

Ширина

мм

Толщина

мм

Допускаемые предельные отклонения размеров для плит, мм

высшей категории

качества

первой категории качества

пазогребневых

по длине

по ширине

по тол-щине

по дли-не

по ши-рине

по тол-щине

667

900

800

600

500

300

400

300

100; 80

+0,5

Условное обозначение плит должно состоять из сокращенного наименования продукции; типа; цифр, обозначающих размеры плит в мм и обозначения стандарта. В соответствии с заданием на проектирование в качестве базового изделия приняты плиты ПлГ – 900x300x100 ГОСТ 6428-83 [4]:

- плита пазогребневая;

- длина 900 мм;

- ширина 300 мм;

- толщина 100мм.

1.2 Сырьевые материалы

1.2.1 Для изготовления перегородочных гипсовых плит применяют следующие основные сырьевые материалы:

- гипсовые вяжущие вещества по ГОСТ 125, марок Г-4 –Г-7 всех сроков твердения и степеней помола;

- шлаковый песок по ГОСТ 5578 [5].

1.2.2 На проектирование технологической линии предполагается использовать гипсовое вяжущее марки Г5-II-2Б, со следующими показателями качества:

- предел прочности при сжатии образцов-балочек размерами 40х40х160 мм в возрасте 2 ч – не менее 5 МПа;

- то же, при изгибе – не менее 2,5 МПа;

- начало схватывания – не ранее 6 мин;

- конец схватывания – не позднее 20 мин;

- остаток на сите с размерами ячеек в свету 0,2 мм – не более 14%.

1.2.3 Песок шлаковый должен применяться в соответствии с требованиями ГОСТ 5578 [5].

Применяемый шлаковый песок характеризуется следующими показателями:

- наибольший размер зерен – 5 мм;

- влажность – не более 10%;

- группа по крупности – средний (полный остаток на сите с сеткой №063 – свыше 30 до 45; модуль крупности – от 1,4 до 2,5).

1.2.4 Вода

Согласно Общесоюзным нормам технологического проектирования предприятий по производству гипсовых вяжущих и изделий (ОНТП – 15-86) вода, используемая при формовании гипсовых изделий, должна удовлетворять следующим требованиям:

- содержание ионов натрия и калия – не более 15 мг/л;

- содержание ионов хлора – не более 30 мг/л;

- водородный показатель рН – 6,5-7,5.

1.3 Годовая производительность и режим работы предприятия

Режим работы предприятия принимают в соответствии с ОНТП 15-86.

В соответствии с заданием курсовой работы количество рабочих суток в году – 305; количество рабочих смен в сутки – 2.

1.3.1Годовой эффективный фонд времени Т_Г, ч, определяется по формуле

Т_Г = 7320 ^. k_П ^. k_Т , (1)

где k_П - коэффициент использования:

- в формовочных отделениях - 0,85,

- в сушильных отделениях – 0,8;

k_Т – коэффициент готовности, равный 0,96.

Т_Г = 7320 ^. 0,85 ^. 0,96 = 5973 ч

1.3.2. Режим работы предприятия представлен в таблице 6.

Таблица 6

Показатель	Значение показателя
Номинальное количество рабочих суток для предприятия в год	305
Номинальное количество рабочих суток для складов сырья и готовой продукции по приему и отгрузке продукции железнодорожным транспортом	365
Число рабочих смен в сутки в проектируемом цехе а) формовочное отделение б) сушильное отделение	2 3
Годовой эффективный фонд времени, ч	5973

1.3.3 Нормируемая годовая производительность технологической линии в соответствии с заданием на курсовое проектирование составляет 180000 м² перегородочных гипсовых плит в год.

1.3.4 Часовая производительность технологической линии Р_Ч, м²/ч, рассчитывается по формуле:

Р_Ч = Р_Н / Т_Г, (2)

где Р_Н - нормированная годовая производительность технологической линии, м²/ год

Т_Г – годовой эффективный фонд времени работы, ч.

Р_Ч = 180000 / 5973= 30,1 м²/ч

1.3.5 Суточная производительность технологической линии Р_СУТ, м²/ сут, вычисляется по формуле

Р_СУТ = Р_Н / 305, (3)

где 305 – номинальное количество рабочих суток в год для предприятий и цехов гипсовой промышленности.

Р_СУТ = 180000 / 305 = 590,2 м²/сут

1.3.6 Сменная производительность технологической линии Р_СМ, м²/ смену, определяется по формуле

Р_СМ = Р_СУТ / n, (4)

где Р_СУТ – суточная производительность технологической линии,

м²/ сут;

n – число рабочих смен в сутки.

Р_СМ = 590,16 / 2 = 295,1 м²/ сут

1.3.7 Производительность технологической линии, м³, рассчитывается следующим образом:

-из 1 м³ гипсовой смеси получается 37 перегородочных плит, размером 900*300*100 мм, объемом изделия 0,027 м³.

Таким образом 1 м³ гипсобетона обеспечивает получение 10 м² перегородки. Исходя из этого, рассчитывается производительность технологической линии, м³ перегородки в год, сутки, смену, час.

Результаты расчетов приведены в таблице 7

Таблица 7

Вид производительности	Размерность
Вид производительности	м² перегородки	м³ перегородки	штук изделий
Годовая	180000	18000	666666
Часовая	30,14	3,01	111
Суточная	590,16	59,02	2185
Сменная	295,08	29,51	468

2 Технологическая часть

2.1 Анализ существующих технологических схем производства изделий

Плиты гипсовые перегородочные изготавливаются преимущественно литьевым способом по конвейерной технологии в карусельных или кассетных установках.

При конвейерном способе процесс изготовления осуществляется на нескольких специализированных постах конвейера с заданным ритмом перемещения изготавливаемого изделия. Этот способ характеризуется взаимосвязанностью технологических операций, заданной скоростью и принудительным ритмом движения конвейера. Преимуществом данного способа является высокая степень механизации и автоматизации производственных процессов, межоперационных транспортных операций, связывающих звенья технологического процесса в единую цепь. В некоторых случаях транспортные средства служат не только для перемещения изделий по мере изменения степени их готовности, но и являются опалубкой в течение всего процесса формования продукции.

Карусельные установки используются на предприятиях большой производительности (500000 м² перегородки в год и более). Производство полностью механизировано и автоматизировано.

На карусельных установках изготавливают перегородочные плиты, в том числе пазогребневые, размером 800х400 мм при толщине 80 мм. Формование на карусельных машинах происходит на 28-ми сдвоенных формах (всего 56 форм), что позволяет осуществить процесс формования за 6 - 8 мин.

Основными технологическими операциями при производстве изделий в карусельных установках являются:

- подача гипсового вяжущего из гипсоварочного цеха или склада в промежуточный бункер, расположенный над карусельной формовочной машиной.

- приготовление формовочной смеси в гипсомешалке непрерывного действия. Удобоукладываемость формовочной смеси оценивают по диаметру расплыва лепешки при вытекании смеси из стандартного вискозиметра Суттарда и составляет (160+5) мм. Сроки схватывания раствора должны наступать: начало не ранее (3+1) минут и конец не позднее (5+1) минут после затворения.

- подача готового гипсового раствора в распределительно-заглаживающее устройство, расположенное непосредственно над карусельной установкой.

- подготовка формовочного оборудования, формование и твердение изделий осуществляется в процессе вращения стола карусельной установки в очень короткий промежуток времени (обычно 5 – 10 мин).

- укладка изделий на сушильные вагонетки с помощью пневмосъемника или гидравлического захвата. Изделие укладывают в 3 ряда по высоте с зазором 40 – 50 мм по ширине. Емкость вагонетки 36 штук плит.

- сушка изделий в тоннельных сушилах до остаточной влажности не превышающей 12 %. Длительность сушки 18 – 20 часов (может длится до 60 часов), а температура не выше 70 ^оС.

Формование в кассетных установках может осуществляется в вертикальном и горизонтальном положении.

В горизонтальных разборных многоячейковых формах, устанавливаемых в момент заполнения их массой на виброплощадке, могут изготавливаться мелкоразмерные перегородочные плиты. Длительность вибрирования 1,5 - 2,0 мин при частоте 1500 - 3000 колебаний в мин при амплитуде колебаний 0,5 - 0,7 мм. Формы перемещаются грузоподъемными механизмами или конвейером.

Горизонтальные разборные формы изготавливают из металла, чтобы получаемые изделия имели точные размеры по ширине и длине.

После виброуплотнения изделия выдерживают в форме до окончания схватывания массы. Затем формы разбирают, плиты грузят на вагонетку и отправляют на сушку. Формы чистят, смазывают, собирают и подают к месту заполнения массой.

Формование плит в вертикальном положении в пакетных формах, хотя и требует более разжиженных масс, имеет ряд преимуществ по сравнению с горизонтальным формованием.

При этом не тратится время на разравнивание и заглаживание лицевой поверхности плит, облегчена сборка и разборка самих форм. Кроме того, готовые изделия обладают гладкими лицевыми поверхностями и имеют незначительные отклонения по толщине от заданных размеров.

На большинстве предприятий для смазки форм и вагонеток применяется смазка, состоящая из 99 % технического вазелинового масла и 1 % стеарина, или соляровое масло, а также некоторые растительные масла.

С целью экономии расхода вяжущего вещества и получения изделий с определенной средней плотностью, теплопрововодностью, гвоздимостью и другими заданными свойствами в состав формовочной массы вводят различные заполнители органического или неорганического происхождения.

Для регулирования сроков схватывания, процесса твердения и структурообразования используют химические добавки, которые вводят при затворении вяжущих водой или непосредственно при их производстве [1].

Основные технологические операции производства плит в кассетных установках указаны в пункте 2.2.

2.2 Описание технологической схемы производства изделий

Проектирование технологической линии предполагает производство перегородочных гипсовых плит конвейерным способом в формах-вагонетках. Формование производится методом виброуплотнения.

Формы изготавливаются из специального пластика, обеспечивающего высокую точность геометрических размеров и идеальное качество поверхности. Кассеты легко собираются и разбираются. Требуемое время для распалубки 20-ти местной кассеты составляет 5 мин, для чистки и смазки – 8 мин. Общий цикл оборота одной кассеты – 40 мин.

Основными технологическими операциями при производстве изделий являются:

- складирование;

- дозирование;

- приготовление формовочной смеси;

- формование;

- виброуплотнение;

- распалубка;

- сушка;

- смазка и чистка форм;

- пакетирование;

- погрузка на автотранспорт.

Транспортирование гипсового вяжущего и заполнителя в расходные бункера осуществляется пневматическим насосом. Из расходного бункера шнековым конвейером гипсовое вяжущее подается в бункер дозирования с автоматическими весами. Из емкости хранения или водопроводной сети вода подается в резервуар дозирования, снабженный весовым или объемным дозатором.

Отдозированные вода, гипсовое вяжущее, заполнитель и добавка поочередно подаются в смеситель, причем компоненты подаются при непрерывном перемешивании.

Тщательно перемешанная растворная смесь выливается в предварительно смазанные кассетные формы. В форме отливаются 24 плиты размером 900х300х100 мм. Затем форма устанавливается на виброплощадку, на которой происходит уплотнение изделий. Длительность вибрирования 1,5-2,0 мин при частоте 1500-3000 колебаний в минуту и амплитуде колебаний 0,5-0,7 мм.

После виброуплотнения изделия выдерживают в форме до окончания схватывания массы. После этого плиты вынимаются из формы на посту распалубки, пакетируются и механическим захватом подаются и укладываются на вагонетку. После этого их отправляют в сушильную камеру. Освободившаяся кассета подается на пост чистки и смазки, а оттуда на пост формования.

После сушки, которая длится от 40 до 60 ч, плиты выгружаются из вагонеток с помощью механического захвата и подаются на пост пакетирования.

Каждый пакет укладывается в колпак из термоусадочной пленки и механическим захватом укладывается на паллету. В зимнее время, для предохранения плит от смерзания, каждая плита перекладывается полиэтиленовой пленкой шириной 400 мм.

Паллета с уложенными пакетами плит также упаковывается в термоусадочную пленку и автопогрузчиком вывозится на склад готовой продукции [1].

2.3 Потребность производства в сырьевых материалах

2.3.1 Удельные расходы сырьевых материалов на производство пере-городочных гипсовых плит в соответствии с заданием приведены в таблице 8.

Таблица 8

Наименование материала	Норма расхода на 1 м² плит
Гипсовое вяжущее, кг	92
Шлаковый песок, кг	46

2.3.2 Потребность производства в сырье и материалах.

2.3.2.1 Расчет потребности производства в гипсовом вяжущем

Сумма проектных норм потерь гипсового вяжущего, G_ГВ, на различных переделах производства изделий рассчитывается по формуле

G_ГВ = (1+g_1В /100) * ( 1+ g₂ / 100)*(1+ g₃ /100), (6)

где g_1ГВ – проектная норма потерь гипсового вяжущего при транспортировании и хранении, %;

g₂ – отходы при формовании гипсовых изделий, %;

g₃ – то же при сушке, %;

g₄– брак изделий при транспортировании и хранении, %.

g_ГВ= ( 1+1/100) * (1 + 2/100) * (1 + 0,5/100) = 1,035 %

Потребность производства в гипсовом вяжущем М_ГВ, кг в год, рассчитывается по формуле

М_ГВ = Р_Н ^. У_ГВ ^. G_ГВ (7)

где Р_Н – нормируемая производительность технологической линии в м² перегородки;

У_ГВ – удельные расходы гипсового вяжущего в кг/м³;

g_ГВ – сумма проектных норм потерь гипсового вяжущего на различных переделах производства.

М_ГВ = 18000 ^. 92 ^. 1,035 = 1713960 кг/год

2.3.2.2 Расчет потребности производства в шлаковом песке

Проектные нормы потерь шлакового песка:

G_П = (1+g_1П /100) * ( 1+ g₂ / 100)*(1+ g₃ /100), (8)

где g_1П - проектная норма потерь шлакового песка при транспортировании и хранении, %;

G_П= ( 1+1,9/100) * (1 + 2/100) * (1 + 0,5/100) = 1,045 %

Потребность производства в шлаковом песке М_П, кг в год, рассчитывается по формуле:

М_Ш = Р_Н ^. У_ОД ^. (100 + g_ОД) / 100, (9)

М_Ш = 18000 ^. 46 ^. 1,045 = 865260 м³/год.

2.3.3 Материалоемкость производства в сырье и материалах приведена в таблице 9

Таблица 9

Наименование материала, полуфабриката	Удельный расход на 1 м²	Сумма проектных норм потерь сырьевых материалов, %	Потребность производства в
Наименование материала, полуфабриката	Удельный расход на 1 м²	Сумма проектных норм потерь сырьевых материалов, %	год	час	сутки	смену
Гипсовое вяжущее	92	4,5	1713960	354,6	5673,8	2836,9
Шлаковый песок	46	5,5	865260	179,0	2864,1	1432,0

2.4 Выбор оборудования технологической линии

Ведомость оборудования технологической линии представлена в

таблице 10

Таблица 10

Наименование и техническая характеристика оборудования	Тип, марка оборудования	Коли-чество	Установленная мощность, кВт	Масса единицы, т	Общая масса, т
Шнековый конвейер	У 11 - УСШ	2	2,9	1,44	2,88
Бункерные весы	Поток	2	3,2	0,9	1,8
Дозатор гипса	СБ-90	2	3,5	1,57	3,14
Дозатор заполнителя	НО	1	1,8	1,3	1,3
Смеситель	СМ-156	1	4,3	4,5	4,3
Механический захват	Бульдог-2	3		0,15	0,45
Вагонетка	СМ-46 А	6		0,1	0,6
Сушильная камера	ТА 60/6	1	6	3	3