 |
Характеристика и номенклатура продукции
|
|
|
|
Курсовой проект
по дисциплине:
«Технология теплоизоляционных материалов»
на тему: «Цех по производству вспученного перлитового щебня производительностью 25 тыс. м³/год»
| Выполнил: студент группы ПСКз – 05 Лисовский И.Г. Проверила: кандидат техн. наук, доцент Семейных Н. С. Дата выдачи задания на курсовой проект 9.04.09.г. Дата защиты курсового проекта Оценка за курсовой проект |
Пермь 2009г.
Содержание
| № п/п | Наименование раздела | Стр. |
| Теоретический раздел | ||
| 1. | Введение | |
| Технологическая часть | ||
| 2.1. | Характеристика и номенклатура продукции | |
| а) | Технические требования | |
| б) | Приемка | |
| в) | Методы контроля | |
| г) | Транспортирование и хранение | |
| д) | Характеристика изделий | |
| 2.2.2. | Выбор, обоснование и описание схемы технологического процесса | |
| 1. | Подготовка сырья | |
| 2. | Технология изготовления перлитового щебня | |
| 3. | Оборудование для термической подготовки и вспучивания перлитового щебня | |
| 2.2.3. | Режим работы и производственная программа предприятия | |
| 2.2.4. | Характеристика исходного сырья. Расчет потребности в сырьевых материалах (материальный баланс) | |
| 2.2.5. | Выбор и расчет количества основного технологического оборудования | |
Введение
Тепловая изоляция в современном строительстве и промышленности играет важную роль. С ее помощью решают вопросы жизнеобеспечения, организации технологических процессов, экономии энергоресурсов. Теплоизоляционные конструкции являются неотъемлемой частью защитных элементов промышленного оборудования, трубопроводов, частей жилых, общественных и промышленных зданий. Благодаря изоляции значительно повышаются надежность, долговечность и эффективность эксплуатации зданий, сооружений и оборудования.
|
|
|
Промышленный выпуск вспученного перлита и изделий на его основе был налажен за последние два десятилетия и продолжает расти. Это объясняется специфическими свойствами перлита, позволяющими эффективно использовать сырье и отходы производства. В последние годы в связи с развитием производства и внедрением в строительстве легких ограждающих конструкций промышленностью освоены новые эффективные теплоизоляционные материалы, в том числе перлитовые теплоизоляционные изделия средней плотностью 100-300 кг/м³ и другие изделия на неорганической связке, используемые для высокотемпературной изоляции в промышленности и энергетике.
Как за рубежом, так и в нашей стране развитие производства теплоизоляционных работ идет по пути индустриализации с применением современных теплоизоляционных материалов и конструкций, высокомеханизированных инструментов и приспособлений, а также сборных средств подмащивания (лесов, подмостей). В практике теплоизоляционных работ все чаще используются конструкции полной заводской готовности, поставляемые с предприятий в виде готовых комплексных элементов, состоящих теплоизоляционного покровного слоев, оснащенных комплектом крепежных деталей. Производство теплоизоляционных работ при этом сводится к установке готовых элементов на изолируемую поверхность.
Утеплители на неорганической основе, являются доминирующими в решении вопросов теплозащиты зданий и оборудования. Это объясняется их экологической чистотой, пожаробезопасностью и долговечностью.
Наибольшее распространение в строительстве получили теплоизоляционные бетоны – как газонаполненные (пенобетон, ячеистый бетон, газобетон), так на основе легких заполнителей (керамзитобетон, перлитобетон, полистиролбетон).
|
|
|
При достаточно интенсивном развитии строительства из пенобетона, пенополистирола в стране не выпускают теплые кладочные растворы и сухие смеси. Вместе с тем за рубежом (например, фирма «Otavi», Германия) для улучшения теплотехнических характеристик зданий, строящихся из таких материалов, выпускают и используют кладочные растворы на вспученном перлите. Плотность такого раствора в шве составляет 500-600 кг/м³. Это позволяет ликвидировать мостики холода в кладке. Производство такого материала несложно организовать на заводах, производящих вспученный перлит, либо на заводах сухих смесей.
Кладочные растворы на вспученном перлите начиная с 2002 года начало выпускать ОАО «Головной завод». В зависимости от теплопроводности используемого материала стен выпускается раствор с тем же коэффициентом теплопроводности и доставляется в жидком виде на строительную площадку. С заданными теплофизическими свойствами может быть изготовлена и сухая смесь, затворение которой может быть произведено непосредственно на строительной площадке. Такие растворы могут быть использованы как при изготовлении сэндвич-панелей стеновых конструкций, так и при изоляции методом заливки полостей стен кирпичной кладки и при монолитном домостроении. Перлитовые растворы хорошо зарекомендовали себя при изоляции пространства между потолком верхнего этажа и кровлей при утеплении домов старых серий.
Рассматривая вопрос производства и применения теплоизоляционных материалов в строительстве, нельзя не остановиться на проблеме легких бетонов.
Сегодня производство однослойных стеновых ограждений базируется большей частью на применении такого легкого заполнителя, как керамзит. Панели получаются тяжелыми, с низкими показателями по теплозащите. Это в большей степени связано с тем, что в качестве мелкого заполнителя используется тяжелый керамзитовый песок либо просто кварцевый песок.
Между тем в стране имеется опыт использования в таких бетонах легких перлитовых песков, что позволяет снизить их плотность до 600-800 кг/м³. Такой опыт имеется в ЦНИЭПЖилища. С керамзитоперлитобетонами и перлитобетонами долгие годы работали Воронежский ДСК (п. Придонской), Улан-Удэнский ДСК-1, завод ЖБИ (г. Нальчик). Город Шелехово Иркутской области более четверти века строит дома из перлитобетона.
|
|
|
Около 50 лет был получен в промышленных условиях первый кубический метр вспученного перлита. С тех пор мировой объем выпуска этого материала достиг 20 млн. м³ в год. За год в мире перерабатывается около 2 млн. т. Перлитовых пород. В среднем в 1990-х годах, ежегодный прирост объемов производства этого материала составил около 10 %
Наиболее крупным производителем вспученного перлита являются США, где производится около 7 млн. м³ в год этого продукта. Анализ потребления вспученного перлита в США показывает, что основная его часть (70 %) используется в строительстве.
В настоящее время работают 14 предприятий, которые производят в общей сложности около 600 м³ вспученного перлита в год.
В России разработано и внедрено в производство большое количество перлитовых теплоизоляционных материалов и изделий. Среди них такие выпускаемые сегодня промышленностью материалы и изделия, как перлитоцементные плиты и скорлупы (Хотьковский АО «Теплоизолит», Дмитровский ЗТПИ), перлитобитумные плиты (ЖЗБИ-2, г. Железногорск), перлитофосфогенные и перлитопластбетонные плиты (АО «Стройперлит» г. Мытищи).
Теплопроектом были разработаны и прошли все необходимые испытания такие теплоизоляционные материалы на основе перлита, как лгноперлит, эпсоперлит, термоперлит и перлитодиатомит.
В настоящее время введена в эксплуатацию линия по производству термоперлита на Апрелевском опытном заводе Теплопроекта.
В настоящее время выпускают изделия из вспученного перлита на различных связующих. Перлитовые изделия применимы в широком интервале температур от – 200 до + 1200 ºС. Вспученный перлит в них является высокопористым заполнителем. Варьируя зерновой состав вспученного перлита, можно получать изделия с различной средней плотностью и свойствами. Для изготовления более плотных и прочных изделий берут перлитовый песок мелких фракций, а для легких, низкопрочных применяют более крупные фракции вспученного перлитового щебня.
|
|
|
Вспученный перлит пригоден как заполнитель в штукатурных растворах, перлитобетонах на различных вяжущих. Для изоляции горячих поверхностей с 800-900 ºС наиболее эффективны керамические перлитовые изделия на глиняной или диатомитовской связке. Поверхности с температурой до -50ºС изолируют перлитовыми изделиями на битумной или синтетическом связующих. Перлитовые изделия, выпускаемые в виде цилиндров, сегментов и скорлуп, применимы для изоляции труб и трубопроводов. Известково- и гипсоперлитовые штукатурные растворы используют как звукопоглощающие покрытия и прослойки.
Вспученный перлитовый щебень выпускают марок 300 – 600. Его применяют как заполнитель в тяжелых бетонах.
Для нужд сельского хозяйства выпускают вспученный перлит укрупненных размеров (для дренажа почв). В пищевой промышленности для фильтрации применяют молотый перлитовый песок.
Введение в композицию вспученного перлита позволило в несколько раз сократить время тепловой обработки, а следовательно, и затраты тепла на его производство. Оборудование позволяет на небольших производственных площадях выпускать значительные объемы продукции различных размеров – от кирпичей до плит. Кирпич может быть использован при строительстве печей, других тепловых агрегатов, в коттеджном малоэтажном строительстве, как несущий теплоизоляционный конструкционный материал, а в многоэтажном строительстве - как утеплитель.
Технологическая часть
Характеристика и номенклатура продукции
Наибольшее распространение в строительстве получили теплоизоляционные бетоны -
По способу получения, в зависимости от связующих, различают два вида изделий:
безобжиговые – битумоперлит, пластоперлит, цементоперлит, силикатоперлит, стеклоперлит, гипсоперлит, где связующим является битум, синтетические смолы, цемент, известь, жидкое стекло, гипс;
обжиговые – керамоперлит, перлиталь, перлитофосфат, керамоперлитофосфат на глиняном и фосфатном связующих.
Вспученный перлит и другое вспученное вулканическое стекло, в том числе и обсидиан, из которого в естественных условиях образовался перлит, представляет собой рыхлый теплоизоляционный материал по ГОСТ 16381-70 «Материалы строительные теплоизоляционные. Классификация». Вспученный перлит относится:
по структуре – к пористозернистым;
по форме – к сыпучим;
по виду основного исходного сырья – к неорганическим;
по теплопроводности – к классам А и Б, т.е. к мало и среднепроводным, имеющим теплопроводность, Вт/(м*К), не более 0,058 и 0,116 при 25 ºС; при 125ºС – 0,081 – 0,14 и при 300 ºС – не более 0,116 и 0,185;
|
|
|
по средней плотности – к группам особо легких (менее 100 кг/м³) и легких (менее 350 кг/м³).
Вспученный перлит – огнестойкий, биостойкий, химически инертный материал. Водопоглощение перлитового песка составляет 30-40 % к объему в зависимости от размера составляющих частиц.
Теплопроводность вспученного перлита зависит от средней плотности, температуры, влажности и зернового состава перлита. Теплопроводность при 20 ºС для засыпной изоляции со средней плотностью 86 кг/м³ - не более 0,048 Вт/(м*К). Однако по мере повышения средней температуры tср в теплоизоляционном слое и увеличения средней плотности и влажности теплопроводность перлита увеличивается.
Вспученный перлит в зависимости от размера частиц подразделяют на щебень, песок, порошок и пудру.
а) Технические требования
1. Щебень должен изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в установленном порядке.
3. Щебень изготовляют следующих основных фракций: от 5 до 10 мм,
св. 10 до 20 мм.
По согласованию изготовителя с потребителем допускается выпуск щебня фракции от 2,5 до 10 мм и смеси фракций от 5 до 20 мм, при этом содержание зерен размером от 5 до 10 мм должно быть от 30 до 45% по массе.
4. Зерновой состав щебня каждой фракции должен соответствовать указанному в табл. 1.
Таблица 1
| Диаметр отверстий контрольных сит, мм | d | D | 2D |
| Полный остаток на сите, % по массе | От 85 до 100 | До 10 | Не допускается |
Примечание. D и d - соответственно наибольший и наименьший номинальные диаметры контрольных сит.
5. Характеристики
В зависимости от насыпной плотности песок и щебень подразделяют на марки, указанные в табл. 2.
Таблица 2
| Марка насыпной плотности | Насыпная плотность, кг/м3 |
| до 75 включ. | |
| св. 75 до 100 " | |
| " 100 " 150 " | |
| " 150 " 200 " | |
| " 200 " 250 " | |
| " 250 " 300 " | |
| " 300 " 350 " | |
| " 350 " 400 " | |
| " 400 " 500 " |
Примечание - Допускается по согласованию изготовителя с потребителем при соответствующем технико-экономическом обосновании выпуск песка марки по насыпной плотности 600, щебня марок по насыпной плотности 600, 700 для конструкционных легких бетонов:
Физико-механические показатели песка должны соответствовать указанным в табл.3.
Таблица 3
| Наименование показателя | Марка песка по насыпной плотности | ||||||||
| Теплопроводность при температуре (25±5) °С, Вт/(м·°С), не более | 0,043 | 0,052 | 0,058 | 0,064 | 0,070 | 0,076 | 0,079 | 0,081 | 0,093 |
| Прочность МПа, не менее | Не нормируется | 0,10 | 0,15 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,60 |
В зависимости от прочности, определяемой испытанием в цилиндре, щебень подразделяют на марки, указанные в табл. 4.
Таблица 4
| Марка по прочности | Прочность при сдавливании в цилиндре, МПа |
| П15 | До 0,3 |
| П25 | Св. 0,3 до 0,5 включ. |
| П35 | " 0,5 " 0,7 " |
| П50 | " 0,7 " 0,9 " |
| П75 | " 0,9 " 1,2 " |
| П100 | " 1,2 " 1,5 " |
| П125 | " 1,5 " 1,8 " |
| П150 | " 1,8 " 2,0 " |
| П200 | " 2,0 |
Примечание. Соотношение между маркой по прочности и прочностью при сдавливании в цилиндре допускается уточнять на основании испытания в бетоне по ГОСТ 9758.
Марки по прочности и водопоглощение щебня для различных марок по насыпной плотности должны соответствовать указанным в табл. 5.
Таблица 5
| Наименование | Марка щебня по насыпной плотности | |||||||
| показателя | ||||||||
| Марка по прочности, не менее | П15 | П25 | П35 | П35 | П50 | П75 | П100 | П150 |
| Водопоглощение, % по массе, не более |
Щебень должен быть морозостойким. Потеря массы после 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания не должна превышать 8%.
Влажность поставляемого песка и щебня должна быть не более 2% по массе.
Щебень и песок в зависимости от величины суммарной удельной эффективной активности естественных радионуклидов Аэфф применяют:
во вновь строящихся и реконструируемых жилых и общественных зданиях при Аэфф до 370 Бк/кг;
при возведении производственных зданий и сооружений при Аэфф свыше 370 Бк/кг до 740 Бк/кг.
При необходимости в национальных нормах, действующих на территории государства, величина удельной эффективной активности естественных радионуклидов может быть изменена в пределах норм, указанных выше.
б) Приемка
1. Щебень должен быть принят техническим контролем предприятия-изготовителя.
2. Поставку и приемку щебня производят партиями. Каждая партия должна состоять для щебня - одной фракции и одной марки по насыпной плотности и прочности, изготовленного на предприятии из сырья одного качества в течение суток, но не более 50 куб.м - для щебня.
3. Соответствие качества щебня требованиям настоящего стандарта устанавливают по данным операционного и приемочного контроля. Результаты операционного и приемочного контроля должны быть зафиксированы в соответствующих журналах лаборатории, ОТК или других документах.
Порядок проведения, объем и содержание операционного контроля устанавливают в технологической документации.
Приемочный контроль осуществляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта путем проведения периодических и приемосдаточных испытаний.
4. При периодических испытаниях определяют:
один раз в месяц - водопоглощение щебня;
один раз в полугодие - теплопроводность и морозостойкость щебня;
один раз в год, а также каждый раз при изменении месторождения и разновидностей сырья - содержание естественных радионуклидов в щебне.
5. При приемосдаточных испытаниях определяют:
зерновой состав;
насыпную плотность;
прочность.
6. Для проведения испытания из потока материала при загрузке специализированных транспортных средств отбирают не менее пяти точечных проб, из которых составляют одну объединенную пробу.
Объединенную пробу используют для определения всех показателей качества щебня. Насыпную плотность материала определяют в каждой точечной пробе.
7. Щебень считают принятым по результатам приемосдаточных и периодических испытаний, если показатели соответствуют требованиям пп.1.2.1-1.3.5, а значение насыпной плотности каждой точечной пробы, кроме того, не превышает максимального значения, установленного для данной марки, более чем на 5%.
8. Потребитель проводит контрольную проверку соответствия щебня требованиям настоящего стандарта, применяя следующий порядок отбора проб.
При проверке качества разгружаемого щебня точечные пробы отбирают:
при разгрузке специализированных железнодорожных вагонов - из трубопроводов пневмотранспортных устройств через равные промежутки времени, от одного вагона, выбранного методом случайного отбора, но не менее чем пять раз;
при разгрузке специализированных автомобилей - из трубопроводов пневмотранспортных устройств через равные промежутки за время разгрузки автомобиля, но не менее чем три раза;
из специализированных контейнеров – с помощью совка или пробоотборника с глубины 0,5 м, но не менее, чем из трех контейнеров, выбранных методом случайного отбора.
9. Объем точечной пробы и порядок получения объединенной пробы определяют по ГОСТ 9758.
10. Количество поставляемого щебня определяют по объему.
Потребитель количество поставленного песка определяет по объему с учетом коэффициента уплотнения, но не более 1,15. Допускается в зависимости от дальности транспортирования и высоты загрузки транспортного средства, а также для специализированных контейнеров высотой выше 1 м устанавливать коэффициенты уплотнения по согласованию с потребителем более 1,15.
Допускается отгрузка песка и щебня по массе.
11. Каждую партию щебня, поставляемую одному потребителю, сопровождают документом о качестве, в котором указывают:
наименование и адрес предприятия-изготовителя;
наименование и количество продукции;
номер и дату выдачи документа;
номер партии и количество продукции в партии (в кубических метрах);
зерновой состав щебня;
марку по насыпной плотности;
марку по прочности щебня;
теплопроводность для песка;
водопоглощение и морозостойкость щебня;
содержание естественных радионуклидов;
обозначение настоящего стандарта.
в) Методы контроля
Зерновой состав щебня, прочность, насыпную плотность, влажность, морозостойкость, водопоглощение щебня определяют по ГОСТ 9758, удельную активность естественных радионуклидов - гамма-спектрометрическим методом по ГОСТ 30108.
г) Транспортирование и хранение
1. Щебень транспортируют навалом в железнодорожных вагонах и автомашинах с защитой от увлажнения и засорения в соответствии с утвержденными в установленном порядке правилами перевозки грузов соответствующим видом транспорта.
При транспортировании щебня в железнодорожных вагонах должны соблюдаться требования ГОСТ 22235 и Правил перевозок грузов и технических условий погрузки и крепления грузов, утвержденных МПС.
2. Щебень хранят раздельно по фракциям и маркам по насыпной плотности.
3. При хранении щебень не должны подвергаться засорению и увлажнению.
| № п/п | Марка изделия | Размеры, м | Объем, м³ | Средняя плотность, кг/м³ | Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*ºС) | Прочность, МПа | ||
| l | b | h | ||||||
| П-190 (плиты) | 0,5 | 0,04 | 0,02 | 0,057 | 0,04 | |||
| Перлитовый щебень вспученный 300 | 0,076 | 0,5…0,7 | ||||||
Д) Характеристика изделий
|
|
|
