Производство газосиликатных плит

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1 Технологическая часть

1.1. Номенклатура выпускаемой продукции

1.2 Исходные сырьевые материалы

1.3 Технологическая схема производства

1.4 Режим работы проектируемого предприятия

1.5 Расчёт производительности проектируемого предприятия

1.6 Расчет потребности в исходном сырье и полуфабрикатах

1.7 Выбор основного технологического и транспортного оборудования

1.8 Контроль технологического процесса и качества готовой продукции

2 Охрана труда и техника безопасности на предприятии

3 Мероприятия инженерной защиты окружающей среды

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список использованных источников

Приложение А. Патент № 2018438 РФ

Приложение Б. Патент № 2264777 РФ

Задание

на курсовую работу по дисциплине:

«Технология теплоизоляционных и акустических материалов»

1Тема: «Завод по производству теплоизоляционных плит из газосиликата

2 Исходные данные для выполнения курсовой работы:

2.1 Производительность завода - 65 тыс. м3 в год

2.1 Сырьевые материалы: кальциевая известь, кварцевый песок, газообразователь.

3 Содержание курсовой работы

3.1 Согласно методических указаний по выполнению и оформлению курсовой работы

4 Перечень графических материалов:

4.1Лист формата А1, на котором изображена технологическая схема производства теплоизоляционных плит из газосиликата

5 Срок предоставления к защите: декабрь 2014 г.

Введение

Развитие строительства жилья повышенной комфортности, отвечающего современным теплотехническим нормам для проектирования ограждающих конструкций, предполагает создание более эффективных по сравнению с традиционными строительных материалов и новых конструкций с улучшенными теплотехническими свойствами.

Одним из наиболее перспективных направлений решения этих задач является изготовление стеновых материалов с использованием ячеистых бетонов. Применение ячеистых бетонов в качестве стеновых и теплоизоляционных материалов позволяет, по сравнению с традиционными изделиями, повысить тепловое сопротивление ограждающих конструкций от 1,5 до 2 раза и снизить расход тепла на отопление зданий от 20 до 40 %.

В условиях современного энергетического кризиса высокие теплозащитные свойства для строительного материала имеют первостепенное значение, так как расходы на содержание зданий при постоянно растущей стоимости энергии все больше определяются расходами на отопление и кондиционирование. Ячеистый бетон, обладая высокими теплозащитными свойствами и теплоаккумулирующей способностью, предотвращает значительные потери тепла зимой и позволяет избежать слишком высоких температур в помещении летом, исключает резкое колебание температуры в помещениях, что обуславливает благоприятный микроклимат, как для нормальной жизнедеятельности людей, так и для работы приборов и установок, чувствительных к изменениям температуры и относительной влажности воздуха.

Разработанная прогрессивная технология и современное оборудование позволяют производить газобетон плотностью от 300 до 1200 кг/м3, твердеющий при атмосферном давлении с высокими физико-механическими и теплотехническими показателями.

По ряду важных показателей, таких как низкая плотность, высокая теплоизолирующая способность и др., изделия из ячеистого бетона превосходят традиционные строительные материалы. Они имеют существенные преимущества перед кирпичными и другими стеновыми материалами. Стены домов из них втрое легче по сравнению со стенами из кирпича и поэтому дешевле и теплее. Трудозатраты в производстве этого материала и при кладке жилых домов из него соответственно в два-три раза меньше, чем при строительстве зданий из кирпича.

Развитие строительной отрасли в последние годы в нашей стране повлекло за собой увеличение количества заводов по изготовлению газосиликата. Не последнюю роль в этом сыграла и правительственная программа по обеспечению населения доступным жильем. В городской черте, а также в сельской местности возросло количество малоэтажных объектов.

Целью курсовой работы является проектирование технологической схемы производства газосиликатных плит с учетом современных требований менеджмента качества.

Технологическая часть

1.3 Технологическая схема производства

В связи с большим разнообразием технологическим схем производства строительных материалов и изделий необходимо определить возможные способы производства, варианты технологических линий.

Плиты из газосиликата изготавливаются по литьевой и вибрационной технологиям. В соответствии с этим компонуются схемы технологического процесса производства.

По литьевой технологии производства газосиликатная смесь разливается в металлические формы с заданными размерами ячеек. Форма для газосиликата состоит из поддона, четырёх откидных бортов, замков и разделительных перегородок. Заливка газосиликата в формы производится без вибрации с последующим разравниванием поверхности металлической линейкой.

Основными недостатками литьевой технологии являются:

- трудоёмкость и металлоёмкость;

- низкая производительность;

- расхождение плит по геометрическим размерам ± 5 мм (особенно на высоте) и различие качества поверхностей;

- для производства газосиликатных плит с другими размерами требуется приобретение других металлических форм.

Поэтому многие отечественные фирмы применяют вибрационную технологию производства, которая обеспечивает более высокий уровень механизации и производительности.

Вибрационная технология изготовления предусматривает заливку газосиликатной смеси в формы без ячеек с легкосъёмной опалубкой. После заполнения форм газосиликатной массой и достижения ею необходимой пластической прочности массив подается на резательную машину, где специальной струной осуществляют резку в трех плоскостях на изделия заданного размера. Конструкция комплекса для резки газосиликата обеспечивает изготовление плит с точностью ± 5 мм и качеством поверхности, отвечающим требованиям стандартов.

При резке газосиликатных плит по сравнению с литьевой технологией:

- улучшается качество выпускаемых плит;

- уменьшается количество трудоёмких операций;

- уменьшается количество рабочих;

- уменьшается себестоимость плит;

Учитывая все характеристики, на проектируемом предприятии принят агрегатнопоточный способ производства по вибрационной технологии изготовления газосиликатных плит [7].

Технологический процесс производства газосиликатных плит включает в себя следующие операции:

а) складирование, подготовка и подача исходного сырья;

б) совместный помол извести и песка;

в) приготовление суспензии;

г) приготовление и дозирования бетонной смеси;

д) формование массива в формах - массивах;

е) распалубка и подготовка форм (очистка, смазка, сборка);

ж) разрезка массива на изделия заданного размера;

з) автоклавная обработка изделий на поддонах;

и) снятие плит с поддонов;

к) маркировка и упаковка готовых изделий.

Кварцевый песок железнодорожным транспортом поступает на склад песка. Затем конвейером поступает в расходный бункер смесителя.

Негашеная порошковая известь поступает в вагонах, где она находится в контейнерах. Из контейнеров известь выгружается в силоса.

Газообразователь поступает автомобильным транспортом в емкостях и хранится на складе.

Известь и песок из расходных бункеров поступают поочередно в шаровую мельницу, где происходит измельчение сырья до удельной поверхности от 300 до 400 м2/кг.

После измельчения сырье поступает в весовой дозатор сухих компонентов, вода подается через весовой дозатор жидкости. Весовые дозаторы, установленные на линии, объединены системой управления, обеспечивающей набор требуемого количества сырьевых компонентов и разгрузку дозаторов в смеситель по заданной программе.

Загруженные в смеситель компоненты перемешиваются до получения гомогенного раствора, после чего в смеситель подается алюминиевая суспензия. В технологии используется смеситель объемом 1,4 м3, обеспечивающий заполнение формы объемом до 1,1 м3. Готовая смесь через нижнюю горловину смесителя выгружается в металлическую форму.

Форма состоит из поддона на четырех колесах перемещаемого по рельсам и съемного колпака. Поддон представляет собой тележку на четырех стальных колесах с деревянным основанием, выступающим над металлическим каркасом. Съемный колпак состоит из двух частей «г» - образной формы и в собранном виде образует четыре грани, формирующих массив. Перед заливкой газосиликатной смеси, съемная опалубка собирается, смазывается специальным раствором или прокладывается промасленной бумагой и ставится на поддон. Колпаки закрепляются на поддонах клиновыми запорами. По контуру соприкосновения колпаков с поддоном имеются резиновые уплотнения.

Подготовленную форму устанавливают на рельсы виброплощадки. Время циклического действия виброплощадки при заливке и вспучивании смеси составляет от 3 до 10 мин, в зависимости от вида вяжущего.

После заполнения газосиликатной смесью, форма при помощи толкателя форм доставляется к месту набора распалубочной прочности. Толкатель перемещения форм расположен под формами между рельсами и состоит из штанги с упорами, перемещаемой по роликам. Привод перемещения - электромеханический. Толкатель перемещает форму через позицию заливки, зону выдержки и резательную машину, выталкивая поддон на передаточную тележку.

Для обеспечения высоких прочностных характеристик материала очень важно в момент набора прочности обеспечить жесткий температурный режим. Время выдержки массива в формах до разрезки составляет от 1,5 до 2 часов.

После набора распалубочной прочности борта снимаются с поддона и захватом, установленном на тельфере, переносятся на тележку возврата опалубки, которая перемещается по рельсам параллельно линии формования.

Опалубка очищается, собирается, смазывается, устанавливается на свободный поддон и подается на заливку.

Поддон с массивом после съема опалубки проталкивается на резательный комплекс. На позиции разрезки поддон-вагонетка зажимается и на массив опускается рама с установленными на ней механизмами продольной и поперечной разрезки. Массив разрезается колеблющимися струнами одновременно в поперечном и продольном направлениях. Частота колебаний струн 80 двойных ходов в мин. Амплитуда колебаний струн 14 мм. Опускание и подъем рамы со струнами производится электромеханическим приводом. Привода комплекса разрезки изделий получают питание от преобразователя частоты, что обеспечивает регулирование скорости колебания струн поперечной и продольной разрезки, точную остановку подъемной рамы в конечных положениях, позволяет снизить скорость опускания и подъема рамы в момент входа струн в массив и при выходе из него.

После обрезки массива с боковых сторон остаются отходы, которые собираются на поддоне и сталкиваются толкателем на ленточный конвейер. Отходы от разрезки конвейером подаются в мешалку переработки отходов.Мешалка для сбора и переработки отходов состоит из корпуса с перемешивающим устройством. Обрезки от массива перемешивается с водой до получения однородной массы, которая центробежным насосом перекачивается в шламбассейн. Собранный шлам дозируется и подается в смеситель приготовления газосиликата.

После разрезки поддон расфиксируется и проталкивается на электропередаточный мост. Мост работает в автоматическом режиме и обеспечивает передачу поддона с массивом в камеру автоклавной обработки.

Передаточный мост состоит из платформы с рельсами, на которых располагается поддон с массивом, при этом платформа перемещается в поперечном направлении электроприводом. Привод состоим из электродвигателя, тормоза, редуктора и цепной передачи. Система управления двигателем обеспечивает замедление скорости тележки при подходе к рельсам.

Для проталкивающих поддонов с массивами перед автоклавом установлены толкатели. Толкатель вагонеток обеспечивает протаскивание состава вагонеток через автоклавную камеру. Ход штанги толкателя 2,5 м. Привод от электродвигателя через редуктор и цепную передачу. Камеры закрыты с двух сторон подъемными дверями, что обеспечивает поддержание в них требуемого режима термовлажностной обработки за счет тепла от гидратации цемента, без дополнительного подвода энергии.

Процесс тепловой обработки занимает от 70 до 80 % времени всего цикла изготовления газосиликатных плит. Тепловая обработка получаемых изделий происходит в автоклавах при температуре насыщенного водяного пара от 174 до 191 оС в течение 1214 часов, давлении от 0,9 до 1,3 МПа. Тепловая обработка теплоизоляционных изделий производится до достижения ими требуемой отпускной прочности.

Теплофизические свойства бетона при тепловлажностной обработке изменяются в зависимости от температуры, давления и влажности окружающей среды и в соответствии с этим процесс тепловлажностной обработки в автоклаве можно условно разделить на следующие стадии:

1-я стадия протекает при давлении в автоклаве 0,1 МПа и температуре не выше 100 °С при интенсивной конденсации пара ввиду его охлаждения при соприкосновении с холодными поверхностями изделий, что способствует быстрому нагреву последних.

2-я стадия отличается интенсификацией теплообмена, вызванного повышением давления и температуры среды в автоклаве. Конденсация насыщенного пара продолжается. Теплообмену способствует также увеличение температурного перепада между поверхностными и внутренними слоями бетона и теплопроводности бетона ввиду происходящих в нем физико-химических и структурных превращений.

3-я стадия характеризуется тем, что при достижении максимального давления 0,8, 1,0 или 1,2 МПа в зависимости от выбранного режима обработки и соответственно ему температуры 174,5; 183; 190,7 °С наступает период изотермической выдержки. Продолжается внутренний теплообмен, распространяющийся от поверхности вглубь изделия.

4-я стадия протекает при снижении давления до атмосферного и соответственно температуры, что сопровождается быстрым испарением накопившейся в бетоне влаги и охлаждением бетона. В этот период большой перепад давления по сечению крупноразмерных изделий из тяжелого силикатного бетона может привести к образованию трещин. В ячеистых же бетонах благодаря быстрому выравниванию давления большого перепада не наблюдается.

5-я стадия характеризуется тем, что в целях сокращения срока выдержки изделий в автоклаве при атмосферном давлении рекомендуют для уменьшения температурного перепада в массе бетона производить вакуумирование автоклава. Вакуумирование способствует также быстрому испарению влаги из пор бетона.

После открывания крышки автоклава остывание поверхности изделий до температуры цеха происходит медленно еще ввиду продолжающегося испарения влаги с поверхности изделий и наличия в центре их более высокой температуры [8].

После автоклавной обработки массив охлаждают до температуры поверхности от 40 до 65 oС и при помощи сопла наносится полимер минеральное покрытие следующего состава, мас. %:

- бутадиен-стирольный латекс от 11 до 18;

- костный клей от 0,055 до 0,065;

- минеральный наполнитель фракции не более 2,5 мм от 41,8 до 80,0;

- вода.

На открытые грани до разделения массива на плиты наносят отделочный состав типа полимер минерального покрытия, затем отделяют от массива, по крайней мере, один горизонтальный или вертикальный ряд плит с отделочным составом и наносят отделочный состав на освободившиеся грани следующего ряда находящихся в массиве плит.

Газосиликатные плиты, поверхность которых обработана предлагаемым способом, приобретает следующие физико-механические качества защитного покрытия:

- адгезия покрытия к газосиликату от 2,2 до 2,3 МПа;

- водопроницаемость, не менее 500 ч;

- атмосферостойкость не менее 81 циклов;

- морозостойкость не менее 100 циклов [9].

Пройдя этап тепловлажностной обработки, готовые изделия должны выдерживаться в течение 2 часов в помещении с температурой не менее 18 оС.

Затем захватом изделия устанавливаются на транспортный поддон и обвязываются упаковочной лентой с помощью ручной упаковочной машинки. Далее изделия направляются на склад готовой продукции. Бортоснастки, снятые с массивов возвращаются в начало линии, смазываются, захватом на тельфере устанавливаются на поддоны, которые после съема с них изделий возвращаются на линию формования

1.8 Организация контроля на производстве

Менеджмент качества выпускаемой продукции должен соответствовать требованиям ГОСТ Р ИСО 9001 [15]. В соответствии с этими требованиями организация должна разработать, задокументировать, внедрить и поддерживать в рабочем состоянии систему менеджмента качества, постоянно улучшать ее результативность в соответствии с требованиями государственного стандарта.

Организация должна: определять процессы, необходимые для системы менеджмента качества, и их применение во всей организации; определять последовательность и взаимодействие этих процессов; определять критерии и методы, необходимые для обеспечения результативности, как при осуществлении, так и при управлении этими процессами; обеспечивать наличие ресурсов и информации, необходимых для поддержки этих процессов и их мониторинга; осуществлять мониторинг, измерение и анализ этих процессов; принимать меры, необходимые для достижения запланированных результатов и постоянного улучшения этих процессов. Организация должна осуществлять менеджмент этих процессов в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 9004 [16].

Для определения необходимых средств управления должна быть разработана документированная процедура, предусматривающая: проверку документов на адекватность до их выпуска; анализ и актуализацию по мере необходимости и переутверждение документов; обеспечение идентификации изменений и статуса пересмотра документов; обеспечение наличия соответствующих версий документов в местах их применения; обеспечение сохранения документов четкими и легко идентифицируемыми; предотвращение непреднамеренного использования устаревших документов и применение соответствующей идентификации таких документов, оставленных для каких-либо целей.

Высшее руководство должно анализировать через запланированныеинтервалы систему менеджмента качества организации с целью обеспечения ее постоянной пригодности, адекватности и результативности. В анализ следует включать оценку возможностей улучшения и потребности в изменениях в системе менеджмента качества организации, в том числе в политике и целях в области качества.

Организация должна определить и обеспечивать ресурсы, требуемые для: внедрения и поддержания в рабочем состоянии системы менеджмента качества, а также постоянного повышения - ее результативности; повышения удовлетворенности потребителей путем выполнения их требований.

Организация должна создавать производственную среду, необходимую для достижения соответствия требованиям к продукции, и управлять ею.

Организация должна сохранять соответствие продукции в ходе внутренней обработки и в процессе поставки к месту назначения. Это сохранение должно включать идентификацию, погрузочно-разгрузочные работы, упаковку, хранение и защиту.Организация должна решать вопрос с несоответствующей продукцией одним или несколькими следующими способами: осуществлять действия с целью устранения обнаруженного несоответствия; санкционировать ее использование, выпуск или приемку, если имеется разрешение на отклонение от соответствующего полномочного органа и потребителя, где это применимо; осуществлять действия с целью предотвращения ее первоначального предполагаемого использования или применения.

Когда несоответствующая продукция исправлена, она должна быть подвергнута повторной верификации для подтверждения соответствия требованиям. Если несоответствующая продукция выявлена после поставки или начала использования, организация должна предпринять действия, адекватные последствиям несоответствия.

Мероприятия инженерной защиты окружающей среды

Охрана окружающей среды в современных условиях развития производства является одной из важнейших задач. Она предусматривает проведение мероприятий, направленных на недопущение ухудшения состояния окружающей среды от работы проектируемого предприятия, в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 14031 [18] и ГОСТ Р ИСО 14001 [19]. Эти стандарты устанавливают требования к системе управления окружающей средой в целях оказания помощи организации в определении ее политики и целевых показателей с учетом требований законов и данных о значительных воздействиях на окружающую среду. Руководство должно определить экологическую политику организации и обеспечить, чтобы эта политика соответствовала характеру, масштабу и воздействиям на окружающую среду деятельности организации, продукции или услуг, включила обязательство в отношении постоянного улучшения окружающей среды и предотвращения ее загрязнения, отвечала надлежащему природоохранному законодательству.

Вопрос защиты окружающей среды решается путем проведения мероприятий по охране от загрязнения воздуха, природных вод, почв и природных ресурсов.

В процессе производства автоклавного газосиликата участвуют исключительно натуральные компоненты, такие как кварцевый песок, известь, вода. Для порообразования используется мелкодисперсионный алюминиевый порошок.

Газосиликатные плиты не содержат химические добавки и другие вредные примеси, что позволяет отнести материал к экологически чистым продуктам. При этом эксплуатационные характеристики настолько высоки, что обеспечивают сохранность материала на многие десятилетия.

Процесс производства ячеистого бетона не требует больших затрат энергии, т.к. материал затвердевает под воздействием пара при температуре всего лишь 180 °C. Вторичное применение отработавшего пара и вторичная переработка обеспечивают возврат энергии и воды в производственном кругообороте. Отходы производства могут быть применены вторично, что также является вкладом в дело охраны окружающей среды. Помимо этого в процессе производства сберегаются ресурсы, так как из одного кубометра твердых исходных материалов в результате порообразования, получается, пять кубометров стройматериала. Производственные остатки материалов возвращаются в технологический цикл и перерабатываются в другие изделия.

Производство не имеет сточных вод. Строительный мусор из строительных материалов не выделяет газов или других веществ, загрязняющих окружающую среду

Заключение

В данной курсовой работе на тему «Завод по производству теплоизоляционных газосиликатных плит» произведен краткий обзор состояния, перспективы развития, технология производства и свойства газосиликатных плит.

Курсовая работа состоит из пояснительной записки и графической части. Пояснительная записка включает в себя 47 листов, 14 таблиц и 27 источника информации. Графическая часть представлена форматом А1, на котором изображена технологическая схема завода по производству газосиликатных плит.

Пояснительная записка содержит следующие основные разделы: введение, технологическая часть, охрана труда и техника безопасности на проектируемом предприятии, мероприятия инженерной защиты окружающей среды, список использованных источников информации и заключение.

В технологической части представлена номенклатура выпускаемой продукции, подобраны исходные сырьевые материалы, выбрано основное и вспомогательное оборудование. Дано обоснование способа производства газосиликатных плит. Рассчитаны режим работы проектируемого предприятия и производственная программа. В разделе менеджмента качества представлен контроль качества исходного сырья, операционного процесса и готовой продукции в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.

В разделе охрана труда и техники безопасности на проектируемом предприятии и охраны окружающей среды изложены основные требования к условиям труда на предприятии с принятием организационных мер по их улучшению. Мероприятия инженерной защиты окружающей среды включают в себя современные проблемы охраны природы и борьбу с загрязнением, а также разработку методов защиты окружающей среды предприятиями стройиндустрии.