Разработка технологического процесса производства керамзитового гравия марки M 500 пластическим способом

_объему = N_{42 по массе} / ρ_{н кг} = 50175 / 1,38 = 36359 м³/год

ρ_{н кг} – насыпная плотность подсушенных до влажности 6% гранул, 1,38 т/м³.

5.  Нужна годовая производительность сушильного барабана:

N_{5 по массе} = N_{42 по массе} / (1 – 0,01 · х₅) = 50175 / (1 – 0,01 · 1) = 50682 т/год

х₅ – механические потери при сушке, 1%.

N_{5 по объему} = N_{5 по массе} / ρ_{н кг} = 50682 / 1,38 = 36726 м³/год

6.  Нужная годовая продуктивность дырчатых вальцов:

N_{6 по массе} = [N_{5 по массе} · (1 – 0,01 · w₁)] / [(1 – 0,01 · w₂) · (1 – 0,01 · х₆)] = [50682 · (1 – 0,01· 6)] / [(1 – 0,01 · 20) · (1 – 0,01 · 0,5)] = 47641/0,8 · 0,995 = 59851 т/год

w₁, w₂ – влажность подсушенных и исходных гранул, 6% і 20% соодтветственно;

х₆ – потери при формировании гранул, 0,5%.

N_{6 по массе} = N_{6 по массе} / ρ_{н сг} = 59851 / 1,62 = 36945 м³/год

ρ_{н сг} – насыпная плотность исходных гранул с влажностью 20%, 1,62 т/м³.

7.  Нужная годовая продуктивность вальців тонкого помола:

N_{7 по массе} = N_{6 по массе} / (1 – 0,01 · х₇) = 59851 / (1 – 0,01 · 0,5) = 60152 т/год

х₇ – потери при помоле, 0,5%.

N_{7 по объему} = N_{7 по массе} / ρ_{н ш} = 60152 / 1,62 = 37131 м³/год

ρ_{н ш} – насыпная плотность шихты с влажностью 20%, 1,62 т/м³.

8.  Нужная годовая продуктивность двухвального смесителя:

N_{8 по массе} = N_{7 по массе} / (1 – 0,01· х₈) = 60152 / (1 – 0,01· 0,5) = 60454 т/год

х₈ – потери при смешивании, 0,5%.

N_{8 по объему} = N_{8 по массе} / ρ_{н ш} = 60454 / 1,62 = 37317 м³/год

9.  Нужная годовая продуктивность вальців, которые удоляют камни:

N_{9 по массе} = [0,01 · а₁ · N_{8 по массе} · (1 – 0,01 · w₃)] / [1 – 0,01 · w₄) · (1 – 0,01 · х₉)] = [0,01 · 95 · 60454 · (1 – 0,01 · 20)] / [(1 – 0,01· 15) · (1 – 0,01 ·2)] = 57431 · 0,8 / 0,85 · 0,98 = 29112 / 0,833 = 55156 т/год

а₁ – содержание глины в сухой смеси, 95%;

w₃, w₄ – влажность шихты і глины, 20% і 15%;

х₉ – потери при измельчении и удалении камней, 2%.

N_{9 по объему} = N_{9 по массе} / ρ_{н г} = 55156 / 1,53 = 36050 м³/год

ρ_{н г} – насыпная плотность глины с влажностью 15%, 1,53 т/м³.

10.Количество глины на складе сырья:

N_{10 по массе} = N_{9 по массе} / (1 – 0,01 · х₁₀) = 55156 / (1 – 0,01 · 1) = 55713 т/год

х₁₀ – потери на складе, 1%.

N_{10 по объему} = N_{10 по массе} / ρ_{н г} = 55713 / 1,53 = 36414 м³/год

11.Количество глины, которая добывается в карьере:

N_{11 по массе} = N_{10 по массе} / (1 – 0,01 · х₁₁) = 55713 / (1 – 0,01· 2) = 56850 т/год

х₁₁ – потери при добиче и транспортировке, 2%.

N_{11 по объему} = N_{11 по массе} / ρ_{н г} = 56850 / 1,53 = 37157 м³/год

Расходный коэффициент сухой глины на 1 м³ керамзитового гравия:

q = [N_{11 по массе} · (1 – 0,01· w₄] / [ρ_{н сг} · N_{по объему}] = [56850 · (1 – 0,01 · 15)] / [1,3 · 80000] = 48323 / 104000 = 0,46

ρ_{н сг} – насыпная плотность сухой глины, 1,3 т/м³.

12.Расходы твердых добавок:

N_{12 по массе} = [0,01· a₂ · N_{8 по массе} · (1 – 0,01 · w₃)] / [1 – 0,01 · х₁₂] = [0,01 · 4 · 60454 · (1 – 0,01 · 20)] / [1 – 0,01 · 1] = 1935 / 0,99 = 1955 т/год

а₂ – содержание твердых добавок в сухой смеси, 4%;

х₁₂ – потери твердых добавок, 1%.

13.Расходы жидких добавок:

N_{13 по объему} = [0,01 · а₃ · N_{8 по массе} · (1 – 0,01 · w₃)] / [1 – 0,01 · х₁₃] = [0,01 · 1 · 60454 · (1 – 0,01 · 20)] / [1 – 0,01 · 1] = 484 / 0,99 = 489 т/год

а₃ – содержание жидких добавок в смеси, 1%;

х₁₃ – потери жидких добавок, 1%.

14.Расходы огнеупорной добавки для обпудривания:

N_{14 по массе} = (0,01 · а₄ · N_{42 по массе}) / (1 – 0,01 · х₁₄) = (0,01 · 2 · 50175) / (1 – 0,01 · 1) = 1004 / 0,99 = 1014 т/год

а₄ – расходы огнеупорной добавки для обпудривания, 2%;

х₁₄ – потери огнеупорной добавки для обпудривания,1%.

2.4  Расчет режима работы предприятия по производству

 керамзитового гравия пластичным способом

Режим работы предприятия характеризуется количеством рабочих дней в году, смен в сутки и продолжительности рабочей смены в часах для каждого отделения производства. В зависимости от характера производства может быть принят односменный, двухсменный или трехсменный прерывный (262 суток в год) или непрерывный (365 суток в году) режим работы.

Для всех отделений завода по производству керамзитового гравия пластичным способом продолжительность рабочей смены принимаем восьмичасовой (t_С = 8 ч).

Для складов сырья и готовой продукции при применении железнодорожного транспорта, для отделения термической обработки (обжига и охлаждения) принимаем трехсменный непрерывный режим работы (n_C = 3; Д_Н = 0).

Работа подготовительного отделения может быть организована по двухсменным прерывным режимом, если перед агрегатами термической обработки установлены промежуточные склады бункерного типа достаточной емкости. Для подготовительного отделения принимаем двухсменный прерывный режим работы, поскольку третья смена вредна для обслуживающего персонала (n_C = 2; Д_Н = 105).

После определения режима работы каждого отделения предприятия вычисляют календарный, номинальный и действительный годовые фонды рабочего времени.

Предприятие керамзитового гравия состоит из таких отделений׃

1.  Склад сырья

2.  Подготовительное отделение

3.  Отделение обжига и охлаждения

4.  Сортировочное отделение и склад готовой продукции

1.  Календарный годовой фонд рабочего времени предприятия (F_K):

F_К = Д · t_Д

F_К = 365 · 24 = 8760

Д – количество суток в году (Д = 365);

t_Д – количество часов в сутки (t_Д = 24).

2.  Номинальный годовой фонд рабочего времени (F_Н)  каждого отделения предприятия по производству керамзитового гравия пластичным:

F_Н = (Д – Д_Н) · t_З · n_З

Д_Н – количество нерабочих (выходных и празднечных) суток в год при прерывном режиме работы (Д_Н = 105);

t_С –  продолжительность раб очей смены, час (t_С = 8);

n_С –  количество смен в сутки (1, 2 или 3).

1)  Склад сырья: F_Н = (365 – 0) · 8 · 3 = 8760;

2)  Подготовительное отделение: F_Н = (365 – 105) · 8 · 2 = 4160;

3)  Отделение обжига и охлаждения: F_Н = (365 – 0) · 8 · 3 = 8760;

4)  Сортировочное отделение и склад готовой продукции: F_Н = (365 – 0) · 8 · 3 = 8760.

3.  Действительный годовой фонд рабочего времени оборудования в каждом отделении (Fд) в любом отделении предприятия по производству керамзитового гравия пластическим способом:

F_Д = F_Н · k_В

k_и – нормативный коэффициент использования оборудования, который предусматривает затраты времени на ремонт и плановые перерывы (для агрегатов прерывного действия k_и = 0,8 ... 0,9, для агрегатов непрерывного действия kв определяют отдельно).

1)  Склад сырья: F_Д = 8760 · 0,88 = 7709;

2)  Подготовительное отделение: F_Д = 4160 · 0,88 = 3661;

3)  Отделение обжига и охлаждения: F_Д = 8760 · 0,92 = 8059;

4)  Сортировочное отделение и склад готовой продукции: F_Д = 8760 · 0,88 = 7709.

Таблица 2.2 – Расчет режима роботы предприятия

Отделе ния	Характеристика режима работы			Номинальный годовой фонд рабочего времени, FН, час.	Номинальный коэффициэнт использования обарудования kи	Действительный годовой фонд рабочего времени, FД, час.
	Продолжи тельность смены, tС, час.	Количество смен в сутки, nС	Количес тво рабочих суток в год, Д – Дн
Склад сырья	8	3	365	8760	0,88	7709
Подгото вительное отделение	8	2	260	4160	0,92	3661
Отделе ние обжига и охлажде ния	8	3	365	8760	0,88	8059
Сортиро вочное отделение и склад готовой продук ции	8	3	365	8760	0,88	7709

2.5  Выбор и расчет количества технологического оборудования

Выбор и расчет количества основного технологического оборудования выполняют на основе расчета материального баланса, выбранного режима работы предприятия, физических свойств материалов.

Основное технологическое оборудование в составе отделений завода по производству керамзитового гравия М500 пластическим способом с производительностью 80 тыс. м3/год:

·  Склад сырья: отсутствует;

·  Подготовительное отделение: вальцы, которые удаляют камни; двухвальный смеситель; вальцы тонкого помола; дырчатые вальцы;

·  Отделение обжига и охлаждения: обжиговая