Технология производства керамзита

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

Факультет инженерных систем и техносферной безопасности

Кафедра «Безопасность  жизнедеятельности в техносфере»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине:

«Расчет и проектирование систем безопасности»

на тему:

«Технология производства керамзита»

Выполнила:

Проверил:

Волгоград 2013

Содержание

Введение

Керамзит представляет собой легкий пористый материал ячеистого строения в виде гравия, реже в виде щебня, получаемый при обжиге легкоплавких глинистых пород, способных всучиваться при быстром нагревании их до температуры 1050 – 1300 С в течение 25–45 мин. Качество керамзитового гравия характеризуется размером его зерен, объемным весом и прочностью. В зависимости от размера зерен керамзитовый гравий делят на следующие фракции: 5 – 10, 10 – 20 и 20 – 40 мм, зерна менее 5 мм относят к керамзитовому песку. В зависимости от объемного насыпного веса (в кг/м3) гравий делят на марки от 150 до 800. Водопоглощение керамзитового гравия 8–20 %, морозостойкость должна быть не менее 25 циклов.

Керамзит применяют в качестве пористого заполнителя для легких бетонов, а также в качестве теплоизоляционного материала в виде засыпок.

Керамзитовый гравий — частицы округлой формы с оплавленной поверхностью и порами внутри. Керамзит получают главным образом в виде керамзитового гравия. Зерна его имеют округлую форму. Структура пористая, ячеистая. На поверхности его часто имеется более плотная корочка. Цвет керамзитового гравия обычно темно-бурый, в изломе — почти черный. Его получают вспучиванием при обжиге легкоплавких глин во вращающих печах. Такой гравий с размерами зерен 5 – 40 мм морозоустойчив, огнестоек, не впитывает воду и не содержит вредных для цемента примесей. Керамзитовый гравий используют в качестве заполнителя при изготовлении легкобетонных конструкций.

Керамзитовый щебень — заполнитель для легких бетонов произвольной формы, преимущественно угловатой с размерами зерен от 5 до 40 мм, получаемый путем дробления крупных кусков вспученной массы керамзита.

1. Технологическое описание производства керамзита.

Основным сырьём являются глины, содержащие естественные расширяющие  примеси. Во время производства не используются никакие искусственные порообразующие примеси, условием для расширения во время обжига является только подходящий естественный состав глины и её доброкачественная переработка.

При использовании качественной глины и соблюдении технологического процесса производства, можно достичь  фракций 8-16 мм отличного насыпного  веса 300кг/м³, что представляет один из самых лёгких строительных материалов этого вида.

Сырье самосвалами из карьера доставляют на склад вместительностью 3500 м3 (восьмисуточный запас). Мостовым грейферным краном глину равномерно распределяют по площади склада и  подают в производство.

Глина в нескольких стадиях  молота и пластифицирована. Обработка  глины заключается в её помолке  в бегунах, мелком помоле в вальцовой  мельнице, перемешивании в выдавливающей  мешалке и формовке гранул необходимого размера и формы. Гранулы сушатся  в конвейерной сушилке при температуре 120-150°C. Машинное оборудование для подготовки сырья:

-стальная воронка

-транспортёрные ленты

-бегуны

-вальцовая мельница

-пресс-мешалка

-конвейерная сушилка

-камерный питатель 

Сформованные гранулы  окатываются и подсушиваются в сушильном барабане до влажности не более 19%, а затем их транспортируют в печное отделение для обжига в агрегате(вращающейся печи), где происходит их вспучивание при температуре 1150-1250 °С. После обжига вспученные гранулы сначала охлаждаются в печи (примерно до 900...1000 °С), а затем в слоевом холодильнике (СМ1250) до 80 °С.

Охлажденный керамзит транспортируют ленточными конвейерами на склад  готовой продукции, где элеватором его подают на рассев в гравиесортировку.

Рассортированный керамзит складируется в закрытых бункерах или в открытом складе. Часть керамзита, большей фракции (8-32) далее обрабатывается с помощью дробления с последующей сортировкой.

Из закрытых бункеров может быть транспортирован заказчику  почти высушенный материал, свободно положенный или можно установить упаковывающую машину.

Для транспортировки  сырья и керамзита будут использованы ленточные транспортёры и элеваторы. Все перегрузочные пункты будут  капотированы, пыль будет отсасываться, будет производиться очистка  отсасываемого воздуха в матерчатом фильтре большой эффективности.

Управление всей установкой автоматизировано. Продолжительность  загрузки и разгрузки печи контролируется реле времени. Изменение продолжительности  или температуры обжига вызывает изменение насыпной плотности обжигаемого материала и наоборот. Зона обжига контролируется телевизионной камерой, а работа печи регулируется с пульта управления. 

Печь вращающаяся 1218, СМ 875Б (переменного сечения), СМС 199, СМ 875А (с опудривающим устройством)

Печи вращающиеся предназначены для производства керамзитового гравия. Печь вращающаяся состоит из следующих основных сборочных единиц: цилиндрического корпуса, приводов, загрузочной и разгрузочной головок, уплотнений холодного и горячего концов печи, станции опорной, станции опорно-упорной, кожуха венцовой пары.

Корпус печи вращающейся  представляет собой стальной барабан, состоящий из отдельных обечаек. В местах установки бандажей толщина  обечаек увеличена до 30 мм. Корпус печи устанавливается на двух опорах, для которых делаются специальные фундаменты. Опоры состоят из сварной рамы и двух опорных роликов, положение которых регулируется. Для контроля положения корпуса печи в продольном направлении опора, находящаяся у привода, имеет упорные ролики, устройство для остановки вращения печи и сигнализацию о недопустимых осевых перемещениях печи. Холодный конец печи входит в головку загрузочную, а горячий - в разгрузочную головку. Для устранения подсоса воздуха головки снабжены уплотнениями холодного и горячего концов печи. На головке разгрузочной устанавливается топливная форсунка. В нижней части головки имеется колосниковая решетка для просыпания вспученного керамзита.

Основной привод предназначен для вращения печи во время работы, а вспомогательный - розжиге, охлаждении и во время ремонта печи, а также в аварийных случаях. Основной привод состоит из открытой зубчатой передачи, эластичной муфты, редуктора двигателя. Вспомогательный привод состоит из редуктора, двигателя и тормоза, который предназначен для остановки печи в необходимом положении при ремонтных, футеровочных, монтажных и других работах.

Соединение вспомогательного редуктора с главным редуктором осуществляется через кулачковую муфту  свободного хода, благодаря которой  предоставляется возможность легкого  запуска печи на быстрое рабочее вращение от вспомогательного привода. Работа печи протекает по принципу противотока.

Сырьевой материал, поступивший  в печь через течку загрузочной  головки, продвигается к разгрузочному  концу печи за счет ее уклона и вращения. Во время движения материал подвергается воздействию горячих газов, движущихся от горелки навстречу материалу. По мере продвижения материала в зоне горячих газов происходят физико-химические процессы образования керамзита.

Обжиг высушенных сырцовых гранул является наиболее ответственной технологической операцией, во многом предопределяющей качество керамзитового гравия и технико-экономические показатели предприятия.

2. Негативные факторы производства

Механические  опасности

Под механическим травмированием человека понимают повреждение кожных покровов, мышц, костей, сухожилий, позвоночника, глаз, головы и других частей тела.

Механические опасности  могут возникнуть у любого объекта, способного причинить человеку травму в результате неспровоцированного  контакта объекта или его частей с человеком.

Источником механических травм могут быть: движущиеся механизмы  и машины, незащищенные подвижные  элементы производственного оборудования, острые кромки и заусенцы на поверхности  оборудования, а также падение  предметов  с высоты.

Основные опасности механического травмирования на производстве керамзита связаны с обслуживанием ленточных конвейеров. Большая часть несчастных случаев на них происходит в момент устранения на ходу конвейера неполадок вследствие захвата частей тела и одежды набегающими движущимися частями оборудования. Поэтому на работающем конвейере запрещается исправлять смещение ленты и устранять ее пробуксовку, убирать просыпавшийся и налипший материал, подметать под конвейером.

При обслуживании гидравлических прессов, вальцовых мельниц существует опасность попадания пальцев, кистей рук и одежды рабочих в зоны захвата зубчатых и клиноременных передач.

Особую осторожность следует соблюдать при выполнении работ внутри барабанов мельниц  и выдавливающих мешалок. Основными  причинами получения механических травм внутри оборудования являются: падение на скользкой поверхности, выброс частиц удаляемого материала, заусенцы, острые кромки, включение оборудования.

Выброс частиц глины, шликера и пыли при загрузке в  мельницы, ящичные подаватели являются источниками поражения глаз работающих.

При обслуживании и наладке  гидравлического пресса возможно сдавливание  кистей рук при попадании их в  зону прессования.

При нарушении правил ведения технологического процесса и инструкций по охране труда муфты  и валы приводов вальцовых мельниц, винты  мешалок и другие вращающиеся части производственного оборудования могут стать серьезными источниками получения механических травм.

Источником механических травм может быть ручной (отвертки, ножи, молотки и т. д.) и механизированный (дрели, пилы и т. д. с электро- и пневмоприводом). Как правило, этими видами инструментов повреждаются пальцы, и руки при их попадании в зону обработки материала, а также глаза отлетающими из зоны обработки осколками, стружкой, пылью.

Неправильная организация рабочего места, загромождение технологических проходов увеличивает риск механического травмирования.

Также причинами получения  механических травм может являться технологический транспорт (электрокары, погрузчики), передвигающийся в рабочей зоне, цеху, на территории предприятия.

Большинство процессов  производства автоматизировано, что  является одним из наиболее эффективных  путей улучшения условий труда  работающих, но с другой стороны  не исключает вероятности травмирования. Основными причинами воздействия на работающих производственных факторов при использовании производственного оборудования являются: нарушение условий эксплуатации оборудования; нарушение требований безопасности труда при организации автоматизированного участка, связанные с неправильной планировкой оборудования, пультов управления, транспортно-накопительных устройств; отказ или поломка технологического оборудования, манипуляторов, промышленных роботов; ошибочные действия работающего при наладке, регулировке, ремонте оборудования или во время работы его в автоматическом цикле; появление человека в рабочем пространстве оборудования; нарушение требований инструкций по технике безопасности; отказы в функционировании средств аварийной и диагностической сигнализации и отображения информации; ошибки в работе устройств программного управления и ошибки в программировании.

Производственный  шум

Шум от оборудования производства керамзита обусловлен колебаниями  деталей машин и их взаимным перемещением. Он вызывается силовыми воздействиями неуравновешенных вращающихся масс, ударами в сочленениях деталей, стуками в зазорах, колебаниями деталей машин.

Производственное оборудование (вальцовые мельницы, вращающаяся  печь) в своей конструкции имеет  зубчатые передачи, являющиеся значительным источником шума. Шум зубчатых передач вызывается колебаниями колес и элементов конструкций, сопряженных с ними. Причинами этих колебаний являются: взаимное соударение зубьев при входе в зацепление, переменная деформация зубьев, вызванная непостоянством сил, приложенных к ним, кинематические погрешности зубчатых колес, переменные силы трения.

На уровень шума мельницы влияет  степень ее загрузки размалываемым  материалом: при значительных недогрузках  шум может возрастать на 10–15 дБ. При равной общей загрузке мелющих тел уровень шума мельницы тем выше, чем тяжелее единица мелющего тела.

В дробящих деталях мельниц  возникают динамические деформации, которые передаются на сопрягаемые  элементы корпуса, вызывая шум.

Шум от ленточных конвейеров обусловлен приводными, натяжными и концевыми барабанами.

Длительное воздействие  интенсивного шума приводит к снижению слуха. В зависимости от длительности и интенсивности воздействия  шума происходит большее или меньшее  снижение чувствительности органов  слуха, выражающееся временным смещением порога слышимости, которое исчезает после окончания воздействия шума, а при большой длительности или (и) интенсивности шума происходят необратимые потери слуха (тугоухость), характеризуемые постоянным изменением порога слышимости.

Действие шума на организм человека не ограничивается воздействием на орган слуха. Через волокна слуховых нервов раздражение шумом передается в центральную и вегетативную нервные системы, а через них воздействует на внутренние органы, приводя к значительны изменениям в функциональном состоянии организма, влияет на психическое состояние человека, вызывая чувство беспокойства и раздражения.

Работающие в условиях длительного шумового воздействия  испытывают раздражительность, головные боли, снижение памяти, повышенную утомляемость и т. д. Под воздействием шума снижается концентрация внимания, нарушаются физиологические функции, появляется усталость в связи с повышенными энергетическими затратами и нервно-психическим напряжением, ухудшается речевая коммутация. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда.

Производственная  вибрация

Вибрация — это  физический фактор, действие которого определяется передачей человеку механической энергии от источника колебаний; основными характеристиками вибрации являются амплитуда смещения, частота колебаний, скорость и ускорение.

Основными источниками  вибрации являются зубчатые передачи мельниц, выдавливающие мешалки.

В зависимости от вида вибрации (общая или локальная) их воздействие на организм человека различно. При частотах вибрации менее 0,7 Гц тело человека и его отдельные внутренние органы не испытывают взаимных перемещений. В этом случае возникают симптомы не вибрационной, а морской болезни, происходящей из-за нарушения нормальной деятельности механизма равновесия.

Основа вибрационной болезни – рефлекторные воздействия, оказываемые вибрацией на центральную  нервную систему. Симптомы вибрационной болезни: головные боли, головокружения, плохой сон, сердечно-сосудистые заболевания.

Локальная вибрация вызывает спазм сосудов, вследствие чего нарушается периферическое кровоснабжение. Одновременно наблюдается воздействие вибрации на нервные окончания, мышечные и костные ткани, возникает побледнение пальцев рук, при более выраженных формах сопровождающееся судорогами в пальцах.

К факторам производственной среды, усугубляющим вредное воздействие  вибрации на организм человека, относятся  повышенные мышечные нагрузки, неблагоприятные  микроклиматические условия (прежде всего  пониженная температура и повышенная влажность), шум высокой интенсивности, психо-эмоциональная напряженность.

Действие вибрации на человека зависит от частоты и  уровня вибрации, продолжительности  воздействия, места приложения вибрации, направления оси вибрационного  воздействия, индивидуальных способностей организма человека воспринимать вибрацию.

Гигиеническое нормирование вибраций регламентируют документы  ГОСТ 12.1.012 - 2004 [11] и СН - 2.2. 4/2.1.8. 556 - 96.

Большинство операций по производству керамзита автоматизировано и исключает контакта работающего с вибрирующими частями оборудования. Воздействие общей вибрации через напольные покрытия не превышает гигиенических нормативных значений, так как основное вибрирующее оборудование установлено на массивные фундаменты, препятствующие распространению вибрации.

Микроклимат производственных помещений

Контроль температуры  воздуха в производственных помещениях осуществляется согласно ГОСТ 12.1.005-88 [10] и СанПиН 2.2.4.548-96, которые устанавливают  оптимальные и допустимые микроклиматические условия в зависимости от характера производственных помещений, времени года и категории выполняемой работы.

Нормируются оптимальные  и допустимые параметры производственного  микроклимата – температура, относительная  влажность и скорость движения воздуха, тепловое излучение нагретых поверхностей.

Влияние метеорологических  факторов на организм рассматривается  только в их совокупности. Длительное влияние высокой температуры  в сочетании со значительной влажностью может привести к накоплению тепла  в организме и к состоянию, при котором температура тела повышается до 38...40 °С. Перегрев организма вызывается также воздействием тепловых излучений от нагретых материалов.

При низкой температуре, значительной скорости и влажности  воздуха возникает переохлаждение организма.

Повышение скорости движения воздуха способствует усилению процесса теплоотдачи конвекцией и  испарением пота.

Недостаточная влажность приводит к интенсивному испарению влаги со слизистых  оболочек, их пересыханию и эрозии, загрязнению болезнетворными микробами. Вода и соли, выделяемые из организма потом, должны замещаться, поскольку их потеря приводит к сгущиванию крови и нарушению деятельности сердечно-сосудистой системы.

Производственная  пыль и вредные вещества

Многие технологические  процессы и операции производства керамзита (дозирование, загрузка сыпучих материалов, помол, просеивание, транспортирование)сопровождаются значительным выделением пыли.

Загрузка глины в ящичные  подаватели, опудривание гранул, дробление  крупных фракций, транспортирование, просеивание сопровождаются пылевыделением.

Сушка и обжиг керамзита производится продуктами сгорания природного газа, в результате чего происходит выделение оксида углерода, оксидов азота, бенз/а/пирена. Кроме того, при температурном режиме обжига выделяются фтористый водород и диоксид серы.

Постоянная работа в  запыленных помещениях вызывает профессиональные заболевания, называемые силикозами (пыль, содержащая свободную двуокись кремния SiO₂).

Оседая на кожный покров человека, пыль затрудняет выходы из сальных и потовых желез, что приводит к воспалительным заболеваниям кожи (дерматитам, экземам и т. п.). Пыль действует на глаза, вызывая конъюктивиты – покраснении и отек век.

Наиболее распространенными  отходящими газами являются: оксид  углерода, оксид азота, серы диоксид, фтористый водород, бенз/а/пирен.

Оксид углерода – бесцветный газ без запаха, ядовитый. Наряду с двуокисью углерода всегда образуется при горении топлива, чему способствует недостаток кислорода и высокая  температура в зоне горения. В  результате действия СО наступает кислородное голодание и удушье. При хроническом отравлении появляются одышка, утомление, головные боли, бессонница. При остром отравлении происходит паралич дыхательного центра.

Фтористый водород – бесцветный газ легче воздуха, хорошо растворяется в воде, образует при этом плавиковую кислоту. Раздражает слизистые оболочки глаз, вызывает кровоизлияния и язвы дыхательных путей, отек легких, носовые кровотечения, гнойный бронхит, поражение мышцы сердца, удушье, спазм гортани и судороги.

Диоксид серы – бесцветный газ с острым запахом, тяжелее воздуха, растворяется в воде. Оказывает общетоксическое и раздражающее действие. При контакте со слизистыми оболочками оказывает местное раздражающее действие, нарушая обменные процессы.

Электрический ток

На предприятии используется электрический ток промышленной частоты 50 Гц и напряжением 380 В, тип  электрической сети – четырехпроводная сеть с заземленной нейтралью.

Нарушение правил безопасности при использовании машин с  электроприводом, электроустановок и электрооборудования создает опасность поражения человека электрическим током.

Основной причиной поражения работающих электрическим током является непосредственное соприкосновение с открытыми  токоведущими частями и приводами, случайное, или вследствие ошибочной подачи напряжения во время осмотров и ремонтов.

Частой причиной электротравматизма является нарушение изоляции токопроводников, наличие незаземленных корпусов машин, механизмов и конструкций  и соприкосновение с ними обслуживающего персонала. С течением времени материал изоляции проводов изменяет механические и диэлектрические свойства. Механические повреждения, образование трещин в результате перегревов и резких изменений температуры, а также увлажнение приводят к уменьшению сопротивления изоляции и пробою на металлические части установок, обычно не находящиеся под напряжением.

Также причинами электротравматизма могут быть организационные причины: несогласованность и ошибочные  действия персонала (подача напряжения на установку, где работают люди; оставление электроустановок под напряжением без надзора; производство работ без отключения токоведущих частей и проверки отсутствия напряжения, заземления).

Общие и местные явления, вызываемые воздействием электрического тока на организм, могут быть различными по силе, распространенности и своим особенностям – от незначительных болевых ощущений при отсутствии органических и функциональных изменений со стороны органов и тканей до тяжелых ожогов с обугливанием отдельных частей тела, потерей сознания и смерти.

Поражение электрическим током  может произойти как через  отдельные части установки, не неизолированные  или с поврежденной или смоченной  изоляцией, так и через посторонние  предметы, случайно оказавшиеся в  соприкосновении с ними.

Исход поражения зависит от многих факторов: значение и род поражающего тока; приложенного напряжения; сопротивления человеческого тела; путь прохождения тока через тело человека; индивидуальные особенности человека; продолжительность воздействия тока; состояние окружающей среды.

Определяющую роль в поражающем действии тока играет величина силы электрического тока, протекающего через организм человека. Электрический ток возникает тогда, когда создается замкнутая электрическая цепь, в которую оказывается включенным человек.

Чем продолжительнее протекает  ток через человека, тем он опаснее. При протекании электрического тока через человека в месте контакта с проводником верхний слой кожи (эпидермис) быстро разрушается, электрическое  сопротивление тела уменьшается, ток  возрастает, и отрицательное действие усугубляется. Кроме того, с течением времени накапливаются отрицательные последствия воздействия тока на организм.

Наиболее опасным считается  переменный ток частотой 50 Гц, силой 0,5 А и напряжением свыше 250 В. Ток  силой 0,1 А считается смертельным. Однако, опасной и смертельной может оказаться и значительно меньшая величина тока. При этом большое значение имеет реактивность организма и психическое состояние в момент поражения током.

Предельно допустимые напряжения прикосновения и токи устанавливаются ГОСТ 12.1.038-82.

Освещение производственных помещений

Для освещения рабочих  мест применяется совмещенное освещение (сочетание естественного и искусственного освещения). Естественный свет поступает  на рабочие места через оконные проемы в стенах (боковое освещение), искусственное освещение создается электрическими источниками света.

При выполнении почти любой работы орган зрения человека имеет ту или  иную степень напряжения, а, следовательно, при определенных условиях способен утомляться, а это, в свою очередь, приводит к общему утомлению организма. Напряжение органа зрения и работоспособность зависят от характера выполняемой работы, степени и качества освещения в производственном помещении, а так же на конкретном рабочем месте.

Освещение на рабочем месте должно быть таким, чтобы работающий мог без напряжения зрения выполнять свою работу. Утомляемость органов зрения зависит от ряда причин: недостаточности освещенности, чрезмерной освещенности, неправильного направления света.

Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, преждевременной усталости и ослабляет внимание. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочее место может создавать резкие тени, блики и дезориентировать работающего, что может привести к возникновению несчастного случая.

Большое значение в рациональном освещении имеет уровень освещенности. За единицу освещенности принят люкс, равный световому потоку в один люмен, падающий на поверхность в один квадратный метр.

Зрительный комфорт  и зрительная работоспособность  зависят от соотношения между  яркостью наблюдаемого объекта и  яркостью фона, непосредственно окружающего объект. Если отношение этих двух яркостей достаточно велико, наблюдатель испытывает зрительный дискомфорт. Кроме того, может ухудшиться работоспособность.