Расчет состава бетона. расчет состава бетона. Методическое пособие для студентов специальности 1 70 01 01 Производство строительных изделий и конструкций
 Скачать 268.21 Kb.
|
|
4. СОСТАВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ 4.1. Постановка задачи При составлении материального баланса студент рассчитывает поставки сырьевых материалов в единицу времени для обеспечения выполнения производственной программы предприятия, рассчитанный выше по заданной производительности. В качестве примера рассматривается составление материального баланса цементного завода, работающего по мокрому способу, поскольку при сухом способе расчеты упрощаются из-за отсутствия расчетов шлама. Пусть заданы следующие исходные данные для расчета. Годовая производительность 1350000 т цемента. Состав портландцемента: клинкер 87 %, гипс 3 %, АМД – 10 %. Состав 3-х компонентной сырьевой смеси: известняк 82,79 %, глина 10,48 %, опоки 6,73 %. Естественная влажность сырьевых материалов: известняк 5 %, глина 15 %, АМД (трепел) 20 %, гипс 6 %, опоки 20 % . Потери при прокаливании сырьевой смеси 35,54 % . Производственные потери: сырьевых материалов 2,5 %, клинкера 0,5 %, добавок (каждой) 1 %, цемента 1 %. Коэффициент использования вращающихся печей 0,92. Режим работы основных подразделений в течение года: карьер и дробильное отделение 307 дней по 6 ч (4912 ч); отделение помола сырья 307 дней по 24 ч (7368 ч); цех обжига клинкера 337 дней по 24 ч (8088 ч); отделение помола цемента 307 дней по 24 ч (7368 ч); силосно-упаковочное отделение 365 дней по 24 ч (8760 ч). Годовая производительность завода по клинкеру составит 1350000  т/год, где 87 – содержание клинкера в цементе, % . При коэффициенте использования вращающихся печей 0,92, печи работают в течение года 365· 0,92 = 337 сут или 8088 ч. Отсюда часовая производительность всех печей составит  т/ч.В табл. 11 приведена производительность вращающихся печей при мокром способе производства в зависимости от диаметра и длины. Таблица 11 Характеристики вращающихся печей
При сухом способе производства принимают короткие печи длиной не более 75 м с установками для использования тепла отходящих газов или шахтные печи. В последних обжигают мергельные породы или искусственно приготовленную сырьевую смесь в виде брикетов. В данном расчете принимаем решение об установке двух вращающихся печей Ø 5 м,l= 185 м, П = 75 т/ч, суммарная производительность которых составит 75·2 = 150 т/ч, 150·24 = 3600 т/сут, 150·8088= 1213200 т/год. 4.2. Расчет расхода сырьевых материалов Если в качестве топлива используется природный газ, расход сырьевых материалов рассчитывается на расчетную производительность 150 т/ч. Если же печи работают на угольной пыли, после ее сгорания происходит присадка золы к сырьевой массе, что уменьшает расход сырьевых материалов. Пусть величина такой присадки составляет 4 %. Тогда расходсырьевых материалов надо считать не для производства 150 т/ч, а  т/ч.Теоретический удельный расход сухого сырья для производства клинкера определяют с учетом потерь при прокаливании сырьевой смеси:  т/т клинкера.Для обеспыливания отходящих газов вращающихся печей устанавливаются электрофильтры, что позволяет считать потери с отходящими газами не более 1 %. Тогда расход сухого сырья при расчетной производительности составит 1,55· 100·(100-1)=1,566 т/т клинкера, а потребность в сырье в единицу времени окажется равной 1,566· 144 =225,5 т/ч; 225,5· 24 =5412 т/сут.; 225,5·8088 = 1823844 т/год. Далее, как показано в табл. 12, на основе общей потребности в сырье рассчитывается расход отдельных компонентов сухой сырьевой смеси. Таблица 12 Результаты расчета расхода отдельных компонентов
Аналогичным образом выполняется расчет расхода сырьевых материалов с учетом карьерной влажности W, результаты которого представлены в табл. 13. 4.3. Расчет расхода шлама Часовой расход шлама Аш рассчитывают по формуле  ,Таблица 13 Расход отдельных компонентов с учетом карьерной влажности
где Аш – расход шлама, м3/ч; Ас – расход сухого сырья, т/ч; Wш – влажность шлама, %; ρ ш – плотность шлама, т/м3. Плотность шлама определяют интерполяцией по данным, приведенным в табл. 14 [13]. Таблица 14 Зависимость плотности шлама от его влажности
Для рассматриваемого примера влажность шлама принята равной 36%, что при интерполяции дает ρ ш = 1,64 т/м3. Тогда на обе печи необходимо подавать шлам в объеме  м3/ч или214,84·24 = 5156,16 м3/сут. или 214,84·8088 = 1737625,9 м3/год. Если принят сухой способ производства, то потребность в увлажненном сырье рассчитывается по формуле  где Wм – карьерная влажность сырьевого материала. 4.3.Материальный баланс отделения помола сырья Из рассчитанной выше потребности в сухих сырьевых материалах 1823844 т/год при принятом режиме работы отделения 307 суток в год по 3 смены следует, что сухого сырья должно быть размолото 1823844 : 307 = 5940,86 т/сут или 5940,86 : 24 = 247,54 т/ч. При этом помол отдельных компонентов составит следующие объемы (табл. 15). Таблица 15 Объемы помола отдельных компонентов
При мокром помоле сырья одновременно с сырьевыми материалами в мельницы подается вода. Ее количество Вш рассчитывается по формуле Вш = Аш· ρ ш – (Ас + Wи + Wr+ W0), где Вш – количество воды, необходимое для приготовления шлама, м3/г; ρ ш – плотность шлама, т/м3; Аш – потребность в готовом шламе, м3/г; Ас – потребность в сухом сырье, т/ч; Wи , Wг, W0 – количество воды, поступающее соответственно с известняком, глиной и опокой естественной влажности, т/ч. Из приведенных выше расчетов имеем Аш = 214,84 м3/ч; ρ ш = 1,64 т/м3; Ас = 225,50 т/ч; Wи = 195,95 – 183,92 = 12,03 т/ч; Wг = 27,15-23,62 = 3,53 т/ч; W0 = 18,32 – 15,26=3,06 т/ч. Подставляя эти данные в в исходную формулу для Вш, находим расход воды на приготовление шлама: Вш = 214,84 · 1,64 – (225,50+12,03+3,53+3,06) = 108,22 т/ч; 108,22· 24 = 2597,28 т/сут; 2597,28· 307 = 797364,96 т/год. 4.4 Материальный баланс карьера и дробильного отделения Согласно исходным данным потери сырья составляют 2,5 %. Из них 1,5 % – потери в карьере при транспортировке и дроблении в дробильном отделении, 1 % – потери сырья с отходящими газами вращающихся печей. Карьер, как и дробильное отделение, работает с выходными днями – 307 суток в году по две смены в сутки или 307· 16 = 4912 ч в год. Для производства 1213200 т/год клинкера необходимое количество сырьевых материалов, как рассчитано выше, составляет объемы: Известняка – 1588645 т/год; Глины – 224766 т/год. Опока является привозным сырьем и в расчетах не учитывается, необходимые поставки известняка и глины определим с учетом потерь 1,5 %. Для известняка получаем объемы: 1588645·  т/год;1612475 : 307 = 5252, 36 т/сут; 5252, 36: 16 = 328,27 т/ч; Объемы для глины : 224766·  т/год;228137 : 307 = 743,12 т/сут; 743,12: 16 = 46,45 т/ч. Таким образом, производительность карьера должна обеспечить добычу, а дробильное отделение подачу следующего количества дробленых материалов: В год – 1612475 т известняка, 228137 т глины; В сутки – 5252, 36 т известняка, 743,12 т глины; В час – 328,27 т известняка, 46,45 т глины; 4.5. Материальный баланс клинкерного склада и отделения помола цемента На клинкерный склад поступают клинкер, гипс и гидравлические добавки, в данном случае трепел. Из материального баланса цеха обжига следует, что на склад поступает клинкера: в час 150 т; в сутки 3600 т; в год 1213200 т. При этом неизбежны некоторые потери поступающих материалов, величины которых приняты для клинкера 0,5 %, трепела 1 %, гипса 1 %. Тогда в отделение помола цемента за год клинкер поступит в количестве 1213200· (100+ 0,5)/100 = 1207134 т. При работе отделения помола цемента 307 суток в году по 3 смены (7368 ч в год) необходимое количество клинкера: В сутки – 1207134 : 307 = 3932 т; В час – 1207134 : 7368 = 163,83 т. Определяем потребность отделения помола цемента в компонентах. Трепел: 1207134· 10/87 = 138751 т/год; 138751: 307 = 452 т/сут; 138751: 7368 = 18,83 т/ч. Гипс : 1207134· 3/87 = 41625 т/год; 41625: 307 = 135,60 т/сут; 41625: 7368 = 5,65 т/ч. Отсюда следует, что производительность отделения помола цемента составляет 1207134+138751+41625=1387510 т/год цемента; 3932+452+135,6=4519,6 т/сут; 163,83+18,83+5,65=188 т/ч. При аспирации цементных мельниц потери цемента могут быть приняты порядка 0,5 %. Тогда действительная производительность помольного отделения составит: 1387510·(100-0,5)/100 = 1380572 т/год цемента; 4519,6· ·(100-0,5)/100 = 4497 т/сут; 188,31··(100-0,5)/100 = 187,36 т/ч. Если учесть, что трепел подается на помол после предварительной сушки (Wнач=20 %) и потери его на складе составляют примерно 1 %, то количество трепела, которое поступает на склад за год, должно быть 138751·  = 168183 т.Для гипса учитывается только 1 % его потерь, т.к. он поступает на помол без предварительной сушки и его поставка на склад составляет 41625·  = 42045 т/год.4.6. Материальный баланс силосно-упаковочного отделения В соответствии с приведенными выше расчетами в силосно-упаковочное отделение поступает цемента в год 1380572 т; в сутки 4497 т; в час 187,36 т. Учитывая потери цемента при упаковке и отгрузке порядка 0,5 %, рассчитаем количество цемента, подлежащее отгрузке: в год 1380572·  = 1373669 т;в среднем в сутки 1373669 : 365 = 3763,5 т. Часовая отгрузка не может быть рассчитана, поскольку зависит от ритмичности поступления транспорта под погрузку цемента. Литература Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. - М.: Стройиздат, 1986. - 409 с. Рояк С.М., Рояк Г.С. Специальные цементы. -М.: Стройиздат, 1983. - 279 с. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий по производству извести. ОНТП-10-85. – М.: Минстройматериалов СССР, 1986. –76 с. Ведомственные нормы технологического проектирования цементных заводов работающих по сухому способу производства, ВНТП 06-86. – Л.: Минстройматериалов СССР, 1986. –106 с. Пособие к Ведомственным нормам (ВНТП 06-86) технологического проектирования цементных заводов работающих по сухому способу производства. М.-Л.: Минстройматериалов СССР, 1987. - 297 с. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий по производству гипсовых вяжущих и изделий. ОНТП-15-86. -М.: Минстройматериалов СССР, 1986. Алексеев Б.В., Барбашев Г.К. Производство цемента. -М.: Высшая школа, 1985.- 262 с. Сулименко Л.Г. Технология минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе: учеб. для вузов/ Л.Г. Сулименко. - 3-е изд., пераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2000, 303 с. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий по производству изделий из ячеистого и плотного бетонов автоклавного твердения. ОНТП-09-81.- Таллинн: Минстройматериалов СССР, 1985.- 98 с. Инструкция по изготовлению изделий из ячеистого бетона. СН 277-80.-М.: Стройиздат, 1981. - 47 с. Инструкция по технологии изготовления конструкций и изделий из плотного силикатного бетона. СН 529-80.-М.: Стройиздат, 1981. - 47 с. Дзабиева Л.Б. Новые направления в технологии ячеистых бетонов. – Мн.:БПИ, 1978. – 34 с. Мельник М.Т. Расчеты сырьевых смесей и материального баланса цементного завода/ М.Т. Мельник, И.Д. Берхоер, Ю.С. Ковалев. – Киев, Вища школа, 1972. – 148 с. Колбасов В.М., Леонов И.И., Сулименко Л.М. Технология вяжущих материалов. -М.: Стройиздат, 1987. - 432 с. Монастырев А.В. Производство извести. -М.: Стройиздат, 1986. - 188 с. Пащенко А.А. Вяжущие материалы/ А.А. Пащенко, В.П. Сербин, Е.А. Старчевская. – 2 изд. – Киев: Вища школа, 1985, – 440 с. Зозуля П.В. Проектирование цементных заводов/ П.В. Зозуля, Ю.В. Никифоров. – М.: Изд-во «Синтез», 1995. – 439 с. Кузьменков М.И. Вяжущие вещества и технология производства изделий на их основе/ М.И. Кузьменков, Т.С. Куницкая. – Минск: БГТУ, 2003. – 212 с. Теория цемента. под ред. А.А, Пащенко. – Киев: Будiвельник, 1991. – 168 с. Кузьменков М.И. Химическая технология вяжущих веществ/ М.И. Кузьменков, О.Е. Хотянович. – Минск: БГТУ, 2008. – 263 с. Дзабиева Л.Б. Технологические расчеты сырьевых смесей в производстве вяжущих веществ. – Мн.: БГПА, 1998. – 23 с. ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия. ГОСТ 965-89 Портландцементы белые. Технические условия. СТБ 1239-2000 Портландцемент для производства асбестоцементных изделий. ГОСТ 1581-96 Портландцементы тампонажные. Технические условия. СТБ 1185-99 Панели из автоклавных ячеистых бетонов для наружных стен зданий. СТБ 1117-98 Блоки из ячеистого бетона стеновые. СТБ 1034-96 Теплоизоляционные плиты из ячеистого бетона. ТУ-21-00010257-380-92 Блоки из ячеистого бетона для перегородок. СТБ 1570-2005 Бетоны ячеистые. Технические условия. ГОСТ 25818-91 Зола-унос ТЭС для бетонов. ТУ. СТБ 942-93 Безусадочный портландцемент. ГОСТ 22266-94 Сульфатостойкий портландцемент. ТУ 590118065.562-2008. Портландцемент песчанистый. СТБ 1335-2002 Цемент напрягающий. ТУ. СТБ 1285-2001 Породы карбонатные для производства строительной извести. СТБ ЕН 459-2-2002 Известь строительная. ГОСТ 31108-2003 Цементы общестроительные. ТУ. СТБ ЕН 197-1-2000 Цементы. Ч. 1. Состав, спецификации и критерии соответствия общих цементов. ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие ТУ. 41. СТП БНТУ 3.01-2003 «Курсовое проектирование. Общие требования и правила оформления». C О Д Е Р Ж А Н И Е Введение …………………………………………………………….3 1. ТЕМЫ И ЗАДАНИЯ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ 4 2. СОДЕРЖАНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ…..…………5 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ СЫРЬЕВЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ 10 3.1. Расчет сырьевой смеси для получения портландцементного клинкера .10 3.2. Расчеты сырьевых смесей в производстве изделий на основе автоклавных вяжущих 13 3.3. Расчет расхода карбонатной породы для получения строительной извести…….……………………………………....22 4. СОСТАВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ .25 Литература….…………………………………….........................34 ПРИЛОЖЕНИЕ 35 Приложение Образец оформления титульного листа курсового проекта Белорусский национальный технический университет Кафедра __________________________________________ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту по дисциплине__________________________________________ Тема __________________________________________________ Исполнитель ___________________________ (Фамилия, инициалы) (подпись) Студент __________ курса ______________ группы Руководитель ___________________________(Фамилия, инициалы) (подпись) Минск 2010 |
= 25,9
= 16,66
=