Технология производства асбестоцементных листов производительностью 393700.7 т в сутки

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. Характеристика выпускаемой  продукции.........................................................6

2. Технологическая часть..................................................................................13

    2.1. Выбор сырьевых  материалов и обоснование технологической схемы производства......................................................................................................13

    2.2. Блок схема  технологического процесса………………………………20

    2.3 Определение режима работы предприятия и расчет материального баланса............................................................................................................21

    2.4 Выбор оборудования и компоновка поточной линии производства...25

    2.5 Расчет емкости складов и бункеров.......................................................27

3. Технико-экономические  показатели............................................................34

4. Контроль качества  сырья и готовой продукции…………………………….37

5. Техника безопасности  при производстве …………………………………...40 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Асбестоцемент является композиционным материалом. Изготавливают  его из цемента, асбеста и воды. Он обладает высокими физико-механическими  свойствами благодаря армированию цементного камня тонкими волокнами асбеста: высокой механической прочностью при изгибе, небольшой плотностью, малой теплопроводностью, стойкостью против выщелачивания минерализованными водами, малой водонепроницаемостью и высокой морозостойкостью [8].

Недостатками асбестоцемента являются понижение прочности при  насыщении водой, хрупкость и  коробление при изменении влажности  и токсичность. Основным сырьем для  производства асбестоцементных изделий  являются асбест 3-, 4-, 5- и 6-го сортов (10...20% по массе), и портландцемент марок 300, 400, 500 (80...90 %). При производстве цветных асбестоцементных изделий наряду с асбестом и цементом применяют красители, а также цветные лаки, эмали и смолы.

На сегодняшний день работают более десятка предприятий, производящих шифер. Эти компании расположены в самых разных городах страны, имеют разное оборудование – если на некоторых предприятиях продолжает эксплуатироваться старое оборудование белорусского производства, то на других заводах уже давно работают современные европейски технологические линии.

  Невысокая цена, широкая цветовая гамма и конкурентоспособные потребительские качества делают его особенно популярным, и сегодня такой шифер можно смело назвать качественной кровлей для  эконом класса.

Большая часть поставок импортного шифера в Казахстан осуществляется из Китая. Китайский шифер характеризуется неплохим качеством, однако по своим потребительским характеристикам он часто уступает отечественным аналогам, а по цене — превышает [3] .

    При строительстве зданий, большинство людей выбирают в качестве материала для кровли именно шифер. Плоский и волновой шифер изготавливается из негорючих материалов, что позволяет обеспечить высокую безопасность, так же этот материал очень прочный и долговечный, по сравнению с другими материала для кровли.  
Производители шифера, асбестоцементных труб и листов при производстве своей продукции используют цемент и прочное асбестовое волокно. 
       Ведущие крупнейшие асбестоцементные заводы и шиферные заводы России, Украины, Белоруссии, Казахстана, Москвы уже давно ориентировали свое производство на удовлетворение потребностей своих клиентов.  Асбестоцементные заводы России выпускают продукцию, которая имеет различную длину и ширину, что позволяет в значительной степени расширить круг потенциальных клиентов.  

  Наличие асбеста  и цемента послужило предпосылкой  для возникновения асбестоцементного  производства.

   Первый промышленный  выпуск асбестоцементных изделий  относится к 1900 году. Изобретателем  метода производства этих изделий является чех Людвиг Гашчек.

   В 20-х годах  20 века  в Италии, а затем и  в других странах начинает  быстро развиваться производство  асбестоцементных труб.

  Асбестоцементная  промышленность превратилась в  одну из ведущих отраслей производства  строительных материалов. В 1984 году было выпущено около 9 млрд. усл. плиток асбестоцементных листовых изделий и 76 тыс. км. усл. Труб [10].

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ.

    Асбестоцементные изделия производят более 40 видов. Они подразделяются на листы, трубы, панели и плиты, фасонные детали.

Листы производят разные по форме, размерам, виду отделки, способу изготовления и назначению. По форме различают листы плоские и профилированные, а профилированные делят на волнистые, двоякой кривизны и фигурные.

 Волнистые листы бывают низкого, среднего и высокого профиля, размером в длину до 2000 мм — мелкоразмерные и более 2000 мм — крупноразмерные.

В зависимости от назначения различают  листы кровельные, стеновые, облицовочные, для элементов строительных конструкций и электротехнические. Трубы асбестоцементные бывают напорные и безнапорные, круглого и прямоугольного сечения, а в зависимости от назначения — водопроводные, газопроводные, канализационные, вентиляционные, обсадные и муфты [2].

Панели и плиты классифицируют по назначению, технологии изготовления и конструкции. По назначению панели и плиты подразделяют на кровельные (покрытия и подвесные потолки), стеновые и перегородки; их производят как цельноформованные, так и из отдельных элементов — сборные, а по конструкции — неутепленные, утепленные и акустические.

Широкое применение для промышленного, жилищного, гражданского    и сельского строительства получили кровельные изделия. В промышленном строительстве применяют кровельные изделия для неутепленных и утепленных покрытий. Для неутепленных покрытий в горячих цехах и неотапливаемых складских зданиях используют волнистые и полуволнистые большеразмерные листы с фасонными деталями (рисунок 1.1).

(Рисунок 1.1) - Волнистый лист обыкновенного профиля ВО:

1 — накрывающая кромка; 2 — накрываемая кромка [4].

      Для утепленных покрытий применяют полые и лотковые плиты. Полые плиты представляют собой два профилированных асбестоцементных листа, соединенных алюминиевыми заклепками и имеющих   внутри   прокладку   из   минеральной   ваты.   Лотковые плиты - это  асбестоцементные лотки, заполненные теплоизоляционным материалом.

Волнистые листы периодического профиля  применяют для устройства стеновых ограждений здания различного назначения.

Листы асбестоцементные волнистые унифицированного профиля     УВ-7,5 применяют для устройства бесчердачных, а также утепленных кровель и стеновых ограждений промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружений. Их производят длиной 1750, 2000 и 2500 мм, шириной 1125 мм и толщиной 7,5 мм. Эти плиты обладают высокой прочностью при изгибе не менее 20 МПа и плотностью не менее 1700 кг/м3, морозостойкостью F50. Их изготовляют на автоматизированных линиях беспрокладочным способом.

Листы асбестоцементные волнистые унифицированного профиля УВ-6 выпускают длиной 1750, 2000 и 2500 мм, шириной 1125 мм и толщиной     6,0 мм, с шагом волны 200 мм и высотой рядовой волны 54 мм, пределом прочности при изгибе не менее 18 МПа, плотностью 1700 кг/м3 и морозостойкостью не менее F25. Листы УВ- 1750 применяют для чердачных кровель жилых и общественных зданий, листы УВ-б-2000 — для свесов чердачных кровель и стеновых ограждений производственных зданий и УВ- 2500 — для стеновых ограждений зданий и сооружений [ 10].

  Листы асбестоцементные волнистого профиля СВ-40 используют для кровельных покрытий в массовом жилищном строительстве, а также для стеновых ограждающих конструкций промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружений. Их выпускают длиной 1750 мм и 2500 мм, шириной 1130 мм и толщиной 5 и 6 мм, с шагом волны 150 мм и высотой 40 мм.[2]

     Существует два основных типа асбестов — серпентин-асбест (хризотил-асбест, или белый асбест) и амфибол-асбесты.

Хризотил-асбест (3MgO·2SiO₂·2H₂O) — гидросиликат магния, структурно относится к слоистым силикатам. Из-за несоразмерности тетраэдрического и октаэдрического слоев в структуре серпентина возникают напряжения, которые компенсируются за счет изгиба Т-О пакетов, что обычно приводит к их "гофрировке", однако в случае хризотила направленность изгиба сохраняется и такие слои закручиваются в трубочки с внешним диаметром около 200 ангстрем . Хризотил-асбест стоек к щелочным средам, разлагается в кислотах с образованием аморфного кремнезёма, что ограничивает возможности его применения. Основной, на сегодня, вид асбеста, применяемый в промышленности. 

Используется для производства огнеупорных тканей (в том числе  для пошива костюмов для пожарных), в строительстве в составе  асбестоцементных смесей для производства труб и шифера.

Амфиболовый асбест — сложный гидросиликат. Сходен по физико-механическим свойствам с хризотил-асбестом. Отличается стойкостью к кислым средам, что мешает выведению из лёгочной ткани человека и может вызвать серьёзные заболевания.

Амфиболы бывают пяти видов:

родусит-асбест или голубой асбест (Na₂Fe₃²⁺Fe₂³⁺)Si₈O₂₂(OH)₂

амозит-асбест

тремолит-асбест

антофиллит-асбест

актинолит-асбест

Амфиболовые асбесты имеют худшие эксплуатационные характеристики по сравнению с хризотил-асбестом, поэтому применяются значительно реже и там где требуется устойчивость к кислотам Амфиболы имеют прямые иглообразные волокна — из-за хрупкости этих структур они образуют частицы, вдыхание которых является канцерогенным фактором.

Химический состав

   По химическому составу асбесты представляют собой водные силикаты магния, железа, отчасти кальция и натрия. К классу хризотил-асбестов относятся следующие вещества:

Mg₆[Si₄O₁₀](OH)₈;    2Na₂O*6(Fe,Mg)O*2Fe₂O₃*17SiO₂*3Н₂О [7]

  Асбестообогатительные фабрики поставляют асбест семи сортов, из которых в асбестоцементной промышленности находят применение в основном лишь четыре сорта: 3, 4, 5 и 6-й.

  Портландцемент для  производства асбестоцементных  изделий изготавливается путем  совместного измельчения клинкера нормированного состава и необходимого количества гипса. Клинкер получается в результате обжига до спекания сырьевой смеси надлежащего состава, обеспечивающего преобладания в нем высокоосновных силикатов кальция. В состав цемента допускается введение не более 3% добавок, улучшающих свойства цемента, а при помоле цемента, с согласия потребителя, допускается введение специальных добавок в качестве не более 0,5% по массе цемента, не ухудшающих его качества, но облегчающих процесс измельчения клинкера.

  Портландцемент для производства асбестоцементных изделий выпускают двух марок: 400 и 500. Марку цемента устанавливают путем определения предела прочности при изгибе образцов -балочек размером 4х4х16 см. и при сжатии их половинок, изготовленных из пластичного (В/C=0,4) цементного раствора состава 1:3 с нормальным песком и испытанных через 28 сут.  [8]

(таблица 1.1)

Таблица 1.1- Прочностные свойства цементов

   Свойства асбестоцементных изделий определяют следующими факторами: качеством цемента, маркой асбеста, их количественным соотношением по массе, степенью распушки асбеста, расположением волокон асбеста в изделии, степенью уплотнения массы, условиями и продолжительностью твердения, а также влажностью асбестоцемента. Асбестоцементные изделия обладают высокой сопротивляемостью разрыву, изгибу и сжатию. Асбестоцементные непрессованные изделия имеют предел прочности при растяжении 10...17 МПа, при изгибе 16...27 МПа, а прессованные асбестоцементные изделия имеют предел прочности при растяжении 20...25 МПа, а при изгибе — 27...42 МПа. С возрастом механическая прочность и плотность изделий возрастают. Асбестоцемент легко пилится, сверлится и шлифуется. Изделия из асбестоцемента обладают высокой морозостойкостью и водонепроницаемостью, под влиянием влаги не корродируют, поэтому могут применяться без окраски. По сравнению со сталью и чугуном они имеют в несколько раз меньше теплопроводность и (в 3,5...4 раза) плотность. Асбестоцемент обладает высокими электроизоляционными свойствами. Недостатками асбестоцементных изделий являются малое сопротивление удару и коробление [7].

 Внешний вид:

Листы и детали могут  выпускаться окрашенными и неокрашенными.

Листы и детали не должны иметь отколов, пробоин и сквозных трещин.

Допускаются малозначительные дефекты:

- отдельные сдиры протяженностью  в любом направлении не более  100 мм;

- отдельные щербины  с одной стороны листа (детали) размером не более 15 мм в направлении, перпендикулярном кромке изделия. Общая величина щербин, измеренная вдоль кромки изделия, не должна превышать 60 мм;

- отдельные поверхностные  разрывы длиной не более 100 мм и шириной 2 мм.

Суммарное число малозначительных дефектов на одном листе (детали) в любой комбинации не должно быть более трех, а число листов (деталей) с такими дефектами в выборке не должно быть более одной трети ее объема.

Цвет окрашенных листов и деталей и интенсивность  их окраски должны соответствовать образцам-эталонам, утвержденным предприятием-изготовителем [3].

  Поверхность листов и деталей должна быть равномерно окрашенной, без высолов и пятен, видимых на расстоянии 10 м. Окрашенная поверхность листов и деталей должна быть устойчива к истиранию. Прочность цветного покрытия, измеряемая количеством израсходованного при истирании кварцевого песка, должна быть не менее 3 кг.

Таблица 2.7 Физико-механические показатели листов и деталей

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ

2.1. Выбор сырьевых материалов и обоснование технологической схемы      производства

 В настоящее время существует три способа производства асбестоцементных изделий: мокрый способ — из асбестоцементной суспензии; полусухой — из асбестоцементной массы; и сухой — из сухой асбестоцементной смеси. Наиболее широкое распространение получил мокрый способ. Два других применяют только в опытных установках.

Процесс производства асбестоцементных листов складывается из следующих основных технологических операций:

1) Транспортирование  цемента в закрытые бункера  по трубопроводу;

2) Дозировка цемента  весовыми дозаторами;

3) Подача асбеста в расходные бункера с помощью электропогрузчика;

4) перемешивание асбеста транспортером в расходный бункер;

5) Дозирование;

6) Первичная обработка  шихты;

7) Обработка асбеста  в гидропушителях  при наличие большого количества воды;

8) Перекачка асбестовой  суспензии в турбосмеситель и  смешивание с цементом;

9) Перемешивание асбестоцементной  массы;

10) Поступление массы  в ковшовую мешалку;

11) Перемещение массы  на валы сетчатых цилиндров  листоформовочных машин (ЛФМ);

12) Формование листов;

13) Разрезка на листы  заданных размеров;

14)Волнировка листов  на механизированных линиях;

15) Предварительное твердение  в конвейере.

16) Твердение в увлажнителе.

17) Перемещение на склад  готовой продукции и окончательное твердение.

Технологическая схема мокрого способа производство волнистых асбестоцементных листов с использованием низко-концентрированных  суспензий:

(рисунок 2.1)

1,3,12,15,17-конвейры, 2,4,8-дозатор, 5-бегуны, 6-гидропушитель, 7-бункер, 9-турбосмеситель, 10-ковшовая мешалка, 11-листоформовочная  машина, 13-ножницы, 14-волнировщик, 16-передачик, 18-камера предварительного твердения, 19-конвейр водного твердения, 20-переборщик листов, 21-обрезомешалка, 22,23-рекуператоры.

Описание  технологической схемы производства асбестоцементных  листов:

       Цемент транспортируется по трубопроводу в закрытые бункера и дозируется строго по весу весовыми дозаторами. Асбест складируется по сортам и маркам в закрытом помещении. Дозировка асбеста также осуществляется по весу согласно заданной шахты.

Асбест доставляют на заводы в бумажных мешках в железнодорожных  вагонах. На заводе хранят в закрытом складе на деревянном полу в отдельных  отсеках для разных марок и  сортов. Если асбест поступил на склад  в таре, то его можно хранить в штабелях. Над каждым отсеком или штабелем указывают сорт и марку асбеста.

Для изготовления изделий  устанавливают состав смески асбеста. Так, для асбестоцементных волнистых листов, применяемых для покрытия кровель жилых зданий, смеска асбеста установлена следующая: 50% асбеста 5-го сорта, 50% асбеста 6-го сорта, причем общее содержание мягкой текстуры не должно превышать 50%, в том числе содержание в смеске асбеста М-60-40 не должно быть более 15%. Сорта асбеста и их процентное содержание в применяемых смесках нормируют специальными технологическими картами [4].

Далее асбест на специальных  поддонах подаётся электропогрузчиком на площадку и загружается в расходные  бункера раздельно по группам  и маркам. Из них асбест по наклонным  транспортёрам подаётся в весовые дозаторы, где собирается готовая шихта асбеста. По команде с пульта управления шихта высыпается из дозаторов и с помощью передаточных и наклонных транспортёров поступает на раздаточный транспортёр, откуда поступает в бегуны, где шихта подвергается первичной обработке (увлажнению, облипанию). Одновременно с погрузкой асбеста в бегуны, его увлажняют осветленной рекуперацией водой, с помощью специального мерника в количестве не менее 5л на 1кг сухого асбеста. Продолжительность обработки асбеста в бегунах 12-15 мин, влажность асбеста не менее 28-80%.

     По окончании обработки асбест выгружается из бегунов без остатка. Далее асбест подвергается обработке в гидропушителях при присутствии большого количества воды с целью хорошей распушки. Время обработки 8 - 10 мин. Распушка асбеста не менее 80-90%. Распушка асбеста определяет в значительной мере качество продукции. Различают три вида распушки: сухую, мокрую и полусухую [11].

При сухом способе  распушку производят на бегунах и  пушителях. В бегунах разминаются пучки асбеста, нарушается связь между волокнами, а в пушителе (дезинтеграторе) происходит дальнейшее расщепление размятых пучков на отдельные волокна. Окончательно же распушиваются волокна асбеста в аппарате для приготовления асбестоцементной массы — голлендере. При мокром способе распушки асбест замачивают в воде 3-5 дней, затем смеску разминают на бегунах. Вода проникает в микрощели и оказывает расклинивающее действие, вследствие чего волокна распушиваются легче и лучше. Увлажнение асбеста повышает эластичность волокон, что увеличивает сопротивление излому при обработке на бегунах. В настоящее время для обмирания асбеста все большее распространение получает валковая машина. В отличие от бегунов эта машина выпускает высококачественный обмятый асбест непрерывным потоком.

По окончании распушки асбестовая суспензия насосом перекачивается в турбосмеситель, где происходит смешивание с цементом. Количество цемента, загружаемого на один замес  в смеситель 600- 800 кг.

Загрузка цемента в  смеситель производится постепенно равномерными порциями из расходного бункера через весовой дозатор. По окончании загрузки цемента асбестоцементная масса перемешивается в течение 45 мин. Готовая масса самотёком поступает в ковшовую мешалку, предназначенную для бесперебойного питания. Масса в мешалке непрерывно перемешивается. Из ковшовой мешалки асбестоцементная масса поступает на валы сетчатых цилиндров листоформовочных машин, на которых производится формование асбестоцементного макета полуфабриката. Формование листов производится на универсальной кругло - сетчатой трёхцилиндровой машине СМ 943. Асбестоцементный накат автоматически по достижении заданной толщины срезчиком снимается с формовочного барабана машины. Снятый накат ленточным транспортом подаётся к гильотинным ножницам которые разрезают на форматы размером 1750*10 мм [11].

Отводящим и питающим транспортёрами листы подаются на волнировщик, где подвергаются волнировке на механизированных линиях беспрокладочного формования СМ 115 и СМА 170 с применением ускоренного гидротермального твердения. В настоящее время применяют агрегаты для автоматического изготовления волнистых листов и укладывания их в стопку.

Листы после профилирования, имеющие внешние дефекты сбрасываются на стоящий транспортёр к мешалочным обрезкам для переработки.

Далее происходит процесс  твердения в три стадии:

1. предварительное твердение  в конвейере;

2. твердение в увлажнителе;

3. окончательное твердение  на тёплом складе.

 После увлажнителя  переборщиком осуществляется комплектование  стоп. Окончательное твердение изделий осуществляется на складе готовой продукции и далее на открытых площадях. На складе листы выдерживают семь суток, после чего происходит приём готовой продукции ОТК и испытание партий согласно ГОСТ 16233 70.[10]

  В асбестоцементной промышленности работают листоформовочные машины СМ-943 для производства листов СВ и СМ-942. Унифицированная круглосеточная формовочная машина является основным агрегатом технологических линий, выпускающих асбестоцементные листовые изделия. Машина имеет две модификации, позволяющие использовать ее при производстве листовых изделий различных видов. Первая модификация машины СМ-942А – широкая, предназначена для выпуска волнистых листов ВО, а также плоских. Она представляет собой трехцилиндровую машину, изготовляющую накат с полезной шириной до 1640 мм (после обрезки кромок). Вторая модификация машины СМ-943А – узкая, предназначена для выпуска волнистых листов типа УВ и СВ

  На листоформовочных машинах СМ-942А и СМ-943А установлены три сетчатых цилиндра, что увеличивает толщину слоя на форматном барабане и тем самым повышает производительность листоформовочных машин.

Асбестовая суспензия поступает  в ванны через отверстия в  торцовых стенках. Отфильтрованные  от сетчатых цилиндрах пленки асбестоцемента отжимаются пресс- валами и последовательно снимаются с поверхности цилиндров сукном, накладываясь одна на другую. В результате этого образуется бесконечная асбестоцементная лента толщиной 0,6-1,1 мм.

Перенесенная на верхнюю часть  сукна лента обезвоживается, проходя над коробкой высокого вакуума. Затем она на форматном барабане уплотняется двумя дополнительными пресс-валами и основным пресс-валом. Далее сукно направляется на разгонный ролик, а асбестоцементная лента начинает навиваться на форматный барабан, образуя накат. По достижении необходимой толщины накат снимается с барабана срезчиком.

  Форматный барабан состоит из двух торцовых дисков и литой чугунной обечайки, закрепленной на дисках при помощи шпилек. Один из двух дисков соединен с осью шпонкой. Ось форматного барабана установлена на двух радиальных сферических подшипниках. Корпусы подшипников закреплены неподвижно на станине.

Пресс-вал – это  чугунная трубчатая обечайка, напрессованная в средней части на вал, имеющий  форму цилиндрическую на небольшом  участке в середине и сужающуюся к концам.

Сетчатый цилиндр помещен  в ванне. Корпус ванны состоит  из сварного корпуса и литых  боковин. Днище ванны имеет профиль горки с двумя впадинами по сторонам. В этих впадинах, по обе стороны от горки, расположены две  трехлопастные мешалки. Их назначение – не допустить осаждения массы на дно ванны. В это же время они не должны смывать слой асбестоцементной массы, осаждающийся на сетчатом цилиндре [11].

(рисунок 2.2) [1] -  Схема листоформовочной машины   

1-сечатый цилиндр; 2- ванна; 3- техническое сукно; 4- отрезные  обрезиненные валики; 5- вакуум коробка; 6- пресс-вал; 7-формовочный барабан.

 2.2  Блок-схема технологического процесса

 Блок-схема технологического процесса производства асбестоцементных изделий:

1 – расщепление (распушка) асбеста на тонкие волокна;

2 – приготовление  асбестоцементной смеси;

3 – формование изделий;

4 – твердение отформованных  изделий в пропарочных камерах,  водных бассейнах, автоклавах  и выдерживание их в утепленных  складах до приобретения заданной прочности [7].