Цементный фибролит

     2.2. Месторождения.  

     Так как древесную шерсть получают из дерева, его добывают в лесных промышленностях. По обеспеченности лесами Россия занимает первое место в мире, обладая примерно 1/5 мировых лесонасаждений и запасов древесины, а в отношении бореальных и умеренных лесов является практически монополистом, обладая 2/3 мирового запаса. 

      Массив  лесов США и Канады составляет около одной десятой общемировой  величины (по каждому государству). В Бразилии эта доля несколько  выше. Более одной двадцатой мировых  лесных ресурсов сосредоточено на территории Китая и Индии (суммарно). Месторождение сосновых лесов находиться на территории СССР повсеместно в лесной и лесостепной зонах, за исключением районов Северо-Восточной Сибири, пустынных и полупустынных территориях Казахстана и Средней Азии. На южной границе распространения сосны отмечается её островное произрастание в степной зоне (Бузулукский бор, островные боры в Казахском мелкосопочнике, Кулундинские ленточные боры в Западной Сибири и др.). В таёжной зоне обычна примесь берёзы, осины и сосны, в зоне смешанных лесов — дуба, липы и осины, в Карпатах и на Кавказе — пихты и бука, в Сибири — пихты и сосны кедровой сибирской, на Дальном Востоке — сосны кедровой корейской, ясеня, пихты. Для Е. л. характерно большое разнообразие типов леса. Пихтовые леса в СССР образованы 10 видами пихт. Наиболее продуктивные леса сформированы пихтой Нордманна. Они занимают площадь около 320 тыс. га и распространены на Северном Кавказе.

      Месторождения цемента ОАО «Холдинговая компания "Сибирский цемент"» создано в 2004 году. Основное направление деятельности – производство и реализация цемента на территории Сибирского федерального округа. В состав компании входят: ООО «Топкинский цемент» (Кемеровская область), ООО «Красноярский цемент», ООО «Комбинат "Волна"» (Красноярск), ОАО «Ангарский цементно-горный комбинат» (Иркутская область), ООО «Тимлюйский цементный завод» (Республика Бурятия). Также в состав компании входит сбытовая и логистическая компания ООО «Запсибцемент», которая занимается реализацией цемента, производимого всеми заводами холдинга; ООО «Сибирский бетон», специализирующееся на производстве товарного бетона и растворов высокого качества. Кроме того, «Сибирский цемент» владеет единственной в России собственной специализированной транспортной компанией «Кузбасстрансцемент», насчитывающей более 1,3 тыс. хоппер-цементовозов.

           Месторождения гипса  и ангидрита встречаются в  большинстве геологических систем – от кембрийского периода до четвертичного. В России промышленнозначимые гипсовые месторождения встречаются в  слоях осадков, которые образовывались в кембрийский девонский каменноугольный, пермский юрский и четвертичный геологические  эпохи существования Земли. При  этом свыше 55% запасов гипса и  ангидрита образовались в каменноугольный  период, около 32% в пермский период и 10% в девонский период. 3% гипсоносных  пород образовались в юрский и  кембрийский период и лишь 0,3% в  четвертичный. 

         2.3. Добавки. 

     В моей курсовой работе добавкой является гипс, рассмотрим месторождения гипса. В свою очередь осадочные месторождения в соответствии с условиями их образования подразделяются на синтетические и эпигенетические. При этом сингенетические месторождения образовались одновременно с породами, вмещающими гипс и ангидрит, вследствие протекавших реакций химического осаждения из растворов. А эпигенетические месторождения гипса возникли в результате гидратации ранее образовавшегося ангидрита под действием подземных вод.

     Залежи  гипса и ангидрита в сингенетических  осадочных месторождениях имеют  форму линз и пластов мощностью  до 20 м и более. Залежи гипса эпигенетических  месторождениях представляют собой  пласты и линзы, осложненные развитием  внутренней тектоники (внутри пластовая  складчатость, раздувы, пережимы) и  приконтактовых зон дробления  и брекчирования, так как процесс гидратации ангидрита неизбежно сопровождается увеличением объема породы примерно на 30%.

     Почти все крупные месторождения гипсового  минерального сырья России являются месторождениями осадочного типа. Остаточные месторождения возникают в результате накопления гипса и ангидрита как остаточных продуктов при выщелачивании легкорастворимых минералов в соляных залежах, так называемые месторождения «гипсовых шляп». Метасоматические месторождения образуются вследствие замещения карбонатных пород гипсовыми при действии на CaCo₃ сернокислых вод. В России промышленных месторождений этого типа практически нет. Месторождения выветривания образуются за счет растворения гипса, рассеянного в осадочных породах, переноса его растворов грунтовыми и поверхностными водами с последующим отложением в смеси с песчаными, глинистыми и известковыми частицами в виде так называемых глиногипса, землистого гипса, гажи и т.п.

      Полезная  толща большинства месторождений является смесью гипса и ангидрита, обычно со значительным преобладанием гипса (до 90%). На долю ангидрита приходится менее 10% от общего объема запасов. Мировые разведанные запасы гипса составляют более 7500 млн. тонн из которых примерно половина приходится на Россию. Мировая добыча природного сырья составляет примерно 110 млн. тонн. В настоящее время объем добычи гипса в России достиг примерно 6 млн. т. В год, что составляет 5-6% мировой добычи. Три четверти мировой добычи гипса приходится на 9 стран: США, Тайланд, Канада, Иран, Китай, Испания, Мексика, Япония и Франция. При этом на США. Из стран СНГ наибольший объем добычи гипсового сырья имеет место на Украине и в Таджикистане. Сейчас он составляет примерно по 100 тыс. т/год в каждой из них. Имеющиеся в России запасы большинства разрабатываемых месторождений позволяют значительно увеличить объем добычи сырья. Из 62-х неразрабатываемых месторождений значительными запасами обладают только 9, но 6 из них имеют запасы свыше 100 млн. тонн каждое. 

     Вывод: в данном курсовом проекте сырьевыми  материалами является древесная  шерсть, портландцемент, в качестве добавки используется гипс, а также минерализаторами являются раствор жидкого стекла, сернокислый глинозем. Поставку цемента производит ОАО «Холдинговая компания "Сибирский цемент"». Древесной шерстью обеспечивает бор в Казахском мелкосопочнике, а гипсовым сырьем Таджикистан. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Технологическая  часть. 

3.1. Общие сведения. 

      Производство  фибролитовых плит может быть организовано по мокрому и сухому способам.

      При мокром способе древесную шерсть для фибролита окунают в ванну  с водным раствором цемента и  минерализатора с последующим удалением  излишнего раствора на виброгрохоте. Этот способ требует постоянного  перемешивания цементного раствора во избежание его расслоения, введения в формовочную массу большого количества воды, что отрицательно сказывается на качестве плит. Кроме  того, цемент часто отверждается в  ванне, что приводит к существенным его потерям и требует дополнительных затрат труда по очистке ванны.

      Наибольшее  распространение получил сухой  способ производства фибролита, включающий подготовку сырья, получение древесной  шерсти, приготовление формовочной  смеси, формование плит прессованием и  их тепловую обработку.

      Подготовка  сырья для фибролита заключается  в следующем. Поступающую на завод  древесину окоривают и отправляют на выдержку, чтобы устранить вредное  воздействие "цементных ядов". Древесину выдерживают на открытом воздухе не менее 4.6 весенне-летних месяцев. В этот период под действием  солнечных лучей и тепла происходит окисление экстрактивных веществ  и перевод простейших водорастворимых  Сахаров и гемицеллюлозы древесины  в менее растворимые формы. После  выдержки древесину распиливают  на чураки, удаляют гниль и другие пороки, затем чураки подают к древесношерстным станкам. Используемые для получения  древесной шерсти станки имеют рабочий  орган, работающий лажности 20.22 % для  уменьшения отрицательного воздействия  водорастворимых веществ на цемент и улучшения условий минерализации  шерсти (чем суше древесная шерсть, тем глубже раствор минерализатора проникает в поры и капилляры  древесины, тем эффективнее минерализация). 

3.2. Описание технологической линии. 

  Технологический процесс начинается с разделки отходов древесины. Затем нарезанные чурки подаются на станок и превращаются в древесную шерсть. В зимнее время чураки перед строганием оттаивают в специальных камерах. Полученная стружка просушивается до 12—15 процентов влажности и затем обрабатывается (опрыскивается) раствором хлористого кальция с концентрацией 1,03— 1,04. 
    Смешивание древесной шерсти с цементом производится в мешалке принудительного действия. Машина для смешивания выполняет операции по просеиванию стружки от мелочи и примесей, равномерной пропитке ее хлористым кальцием и подаче смеси в смесительный барабан для тщательного перемешивания стружки с цементом. Цемент из бункера подается в смесительный барабан при помощи нории. На приводе нории установлена коробка передач. Дозировка цемента производится путем изменения скорости движения нории. Для отсасывания пыли, получающейся при транспортировании стружки, машина закрыта металлическим кожухом и оборудована пылесосом — фильтром. Стекающий после пропитки раствор собирается в резервуар и насосом перекачивается обратно в ванну. Смесительный барабан имеет вал с насаженными на нем спиральными лопастями, который вращается со скоростью 20—22 об/мин. 
Наклонное расположение барабана под углом 10—15° и конструкция вала с лопастями обеспечивают хорошее перемешивание смеси из стружек и цемента и регулярное перемещение ее к выходному отверстию. Перемешивание продолжается 2—3 минуты до получения однородной по цвету массы. 
 Готовая смесь цемента со стружкой из мешалки поступает в формы и равномерно распределяется по всей ее площади и накрывается крышкой. Толщина слоя засыпки цемента с шерстью в формы в зависимости от толщины h готовой плиты составляет: 
а) 2—3 h — при изготовлении плит марок 300 и 350; 
б) 3,5—4 h — при изготовлении плит марок 400 и 500. 
Конструкция форм обеспечивает возможность пакетного прессования плит и оставления отпрессованных плит на длительное время в зажатом состоянии. 
Формы состоят из поддонов свободно лежащими бортовыми элементами. Высота бортовых элементов может равняться требуемой толщине плит или слоя засыпки смеси цемента с древесной шерстью в формы. В первом, случае верхняя плоскость плиты отформовывается при прессовании поддоном вышележащей плиты, а бортовые элементы формы служат ограничителями; во втором случае формы должны иметь специальные крышки, опускающиеся при прессовании внутрь формы до получения плиты необходимой толщины. 
Для прессования плит могут быть применены прессы любой конструкции, обеспечивающие возможность выдержки отпрессованного пакета плит при максимальном давлении в течение срока, необходимого для закрепления плит в зажатом состоянии.. Процесс должен обеспечивать давление: 
а) 0,1 — 1 кг/см² при прессовании плит марок 300 и 350; 
б) 1,5—4 кг/см² — при прессовании плит марок 400 и 500. 
Наилучшими следует считать прессы, обеспечивающие возможность приложения давления не только по плоскостям плит, но и по всем их боковым граням. По достижении необходимой степени уплотнения плит последние закрепляются в формах в зажатом состоянии при помощи специальных приспособлений, после чего давление пресса снимается, а формы убираются из-под пресса. 
Плиты, зажатые в формах, подвергаются твердению в естественных или искусственных условиях. Естественное твердение плит производится в закрытом помещении при температуре воздуха 18—20° С. Ориентировочно срок твердения при указанной температуре составляет 2 дня. 
Искусственное твердение плит производится в специальных камерах при температуре 30—40° С и влажности воздуха 60— 70%. Ориентировочный срок твердения в указанных условиях составляет 12—24 ч. Отвердевшие плиты расформовываются и сушатся в естественных или искусственных условиях. Формовка плит производится в деревянных пресс-формах. Твердение плит происходит в течение 16—20 часов при температуре +40 градусов. После чего плиты вынимаются из формы и направляются в сушку.

     Плиты, зажатые в формах, подвергаются твердению  в естественных или искусственных  условиях. Естественное твердение плит производится в закрытом помещении  при температуре воздуха 18—20°  С. Ориентировочно срок твердения при  указанной температуре составляет 2 дня. 
Искусственное твердение плит производится в специальных камерах при температуре 30—40° С и влажности воздуха 60— 70%. Ориентировочный срок твердения в указанных условиях составляет 12—24 ч. Отвердевшие плиты расформовываются и сушатся в естественных или искусственных условиях. 
 Естественная сушка плит производится в проветриваемом помещении при положительной температуре воздуха; в летний период сушка может производиться под навесом. Ориентировочно срок естественной сушки при температуре воздуха 18—20° С до остаточной влажности плит 20% составляет 10 дней. 
 Естественная сушка может сочетаться как с естественным, так и искусственным твердением плит. 
Искусственную сушку плит осуществляют в специальных камерах в условиях интенсивного воздухообмена при температуре 60—70° С и влажности воздуха 60—70%. Ориентировочно срок искусственной сушки в указанных условиях до остаточной влажности плит 20% составляет 12—24 ч. Искусственную сушку следует сочетать с искусственным твердением плит. 
Необходимые сроки твердения и сушки плит уточняются заводской лабораторией в зависимости от применяемого сырья (вид применяемого цемента, влажность древесной шерсти и др.). 
В случае применения шерсти иной влажности, чем 22%, расход материалов соответственно меняется; в случае применения цемента марки выше 400 расход материалов устанавливается опытным путем заводской лабораторией. 
Плиты должны храниться в условиях, не допускающих их увлажнения, уложенными плашмя и рассортированными по маркам и размерам. 
 В целях ускорения твердения плит в состав цемента рекомендуется вводить добавку гипса в количестве 2— 3 процентов. 

3. Выбор технологической  схемы.

     В моем курсовом проекте завод по производству теплоцементного фибролита мощностью 30000 м² в год. Выработка в смену на одного работающего составляет 47 м, а на одного производственного рабочего 68,5 м². Всего в смену выпускается 1200—1400 м² фибролита. Линию обслуживают 27 человек, в том числе 19 производственных рабочих, включая занятых ни складских операциях.

     Полуметровые  чураки и поленья подвозятся на вагонетках емкостью по 0,5 м² к установленным в ряд пяти древесношерстным станкам 1—2. Готовая шерсть падает вниз на скребковый транспортер 3; скребковый транспортер, проходя по ванне для минерализации, в конце ее поднимается вверх под углом 100—110°, наклонная часть транспортера заключена в четырехугольный лоток. Древесная шерсть, попадая в ванну, насыщается раствором минерализатора и вносится транспортером вверх. Во время движения шерсти с нее стекает излишек раствора минерализатора, попадающий по стенкам шахты обратно в ванну. С транспортера 3 минерализованная шерсть падает на короткий ленточный транспортер 4, который направляет ее в смесительный барабан 5. Одновременно элеватор подает в этот же барабан цемент из бункера 6. Поступление цемента регулируется автоматически в зависимости от толщины слоя древесной шерсти посредством вращающегося валика-щупа. Из смесительного барабана шихта падает на (поперечный ленточный транспортер 7, который подает ее на реверсивный ленточный транспортер 8. Этот транспортер, совершая возвратно-поступательное движение, подает шихту в наклонные желоба 9, откуда она падает в пресс-формы 10. Каждая порция шихты равна объему, требуемому для изготовления одной плиты заданного размера.