Керамический камень

5 Материальные  расчеты процесса

 

 

Материальный расчет производства заключается в определении количества загружаемых и получаемых продуктов на каждой стадии технологического процесса с обоснованием расходных коэффициентов по сырью и составам и количеством отходов.

Материальный расчет технологического процесса производят на основании закона сохранения масс. Полученные результаты заносим в таблицу 5.1.

∑G _исх = ∑G _получ + ∑G _отх

 

где ∑G _исх и ∑G _получ - сумма масс исходных и полученных материалов;

       ∑G _отх - потери (отходы).

Расчет ведется в порядке  обратном технологическому потоку, начиная  с отпуска готовой продукции. Полученные данные записываем в таблицу 5.2.

Расчеты производим в м³, следовательно 30 млн. шт камня переводим в м³ следующим образом (объем одного камня 4,14 см³):

30∙10⁶∙4,14∙10³=124200м³

1. Склад готовой продукции.

-в год: Х₁= N (1+0,01П) =124200∙1,005=124821;

-в  сутки: Х₂=Х₁/D=124821/260=480,1;

-в  смену: X₃=Х₂/n=480,1/2=240,05;

-в  час X₄=X₃/8=240,5/8=30_.

2. Транспортировка.

-в год: 124821∙1,01=126069;

-в сутки: 126069/260=484,9;

-в смену: 484,9/2=242,45;

-в час: 242,45/8=30,3.

3. Обжиг.

-в год: 126069∙1,08=136154,5;

-в сутки: 136154,5/303=449,4;

-в смену: 449,4/3=149,8;

-в час: 149,8/8=18,7.

4. Сушка изделий.

-в год: 136154,5∙1,06=144323,8;

-в сутки: 144323,8/303=476,3;

-в смену: 476,3/3=158,8;

-в час: 158,8/8=19,9.

Так как при сушке  изделий теряется болшое количество воды (около 18-22%), то следующие расчеты  правильно вести с добычи сырья. Для этого высчитываем объем сырья, который нам необходимо добыть, следующим образом:

-необходимо узнать объемное  количество камня на 1000 условных  камней. Для этого опираемся на  данные приведенные для кирпича (на 1000 шт. кирпича приходится 2,5 м³). Составляем пропорцию:

1,95∙1000=2,5

4,14∙1000=V_кам

Подставляя значения получаем:

V_кам=м³;

-так как расход на 1000 шт. камня  равен 5,3 м³, высчитываем сколько м³ расходуется на 30 млн. шт. камней.

V= м³.

5. Заготовка сырья в карьере.

-в год: 159000∙0,99=157410;

-в сутки: 157410/260=605,4;

-в смену: 605,4/2=302,75;

-в час: 302,75/8=37,8.

6. Транспортирование.

-в год: 160590∙0,99=155835,3;

-в сутки: 155835,3/260=599,37;

-в смену: 599,37/2=299,68;

-в час: 299,68/8=37,47.

7. Подготовка сырьевых  материалов.

-в год: 155835,3∙0,86=134018;

-в сутки: 126226/260=515,5;

-в смену: 515,5/2=257,74;

-в час: 257,74/8=32,2.

8.  Формование.

-в год: 134018∙0,98=131337;

-в сутки: 131337/260=505,14;

-в смену: 505,14/2=252,5;

-в час: 252,5/8=31,5.

 

Таблица 5.2 – Потребность  в сырье и полуфабрикатах

 

Наименование технологической операции	Потери (%)	Производительность (м3)
		Год	сутки	смена	час
1.СГП	0,5	124821	480,1	240,05	30
2.Транспортировка	1	126069	484,9	242,45	30,3
3.Обжиг	8	136154,5	449,4	149,8	18,7
4.Сушка	6	144323,8	476,3	158,8	19,9
5.Формование	2	131337	505,14	252,5	31,5
6.Подготовка сырьевых  материалов	14	134018	515,5	257,74	32,2
7.Транспортировка	1	155835,3	599,37	299,68	37,47
8. Заготовка сырья в  карьере	1	157410	605,4	302,75	37,47

6 Расчет основного аппарата. Туннельная  печь.

 

 

В данном разделе производится детальный  расчёт одного из основных аппаратов, принятых в технологии заданного  производства.

Исходные  данные туннельной печи ТП 499-21-44.

Основные характеристики:

-годовая производительность – 35 млн. шт/год;

-продолжительность цикла - 24ч;

-влажность сырца после обжига – 5%;

-размеры обжигательного канала, м :                   

длина(с форкамерой) - 127,3;

ширина - 1,87;

высота - 1,87;

-размеры печной вагонетки, м :

длина 3;                       

ширина 3,68

-количество вагонеток, шт: 42;

-вместимость вагонетки – 1000 шт;

-температура обжига 1100 - 1150 ºС.

 

1) Задаются  числом устанавливаемых аппаратов  и определяют производительность одного аппарата по формуле:

Q_a = ·K_H,

где Q – мощность производства (часовая) по переработке материала или готовой продукции;

q – производительность одного аппарата (принимается по паспортным данным);

K_H = 0,942 – нормативный коэффициент использования оборудования.

==0,8 Для производства керамических камней заданной производительности понадобится 1 туннельная печь.

2) Зная  свойства перерабатываемого материала  и производительность одного аппарата, определяют его основные размеры

При заданной годовой производительности печи П_г расчетную часовую производительность П_ч определяют по формуле:

П_ч=П_г/24∙Z_p∙K_в=30000000/24∙303∙0,96=4297 шт/ч;

где Z_p- число рабочих дней в году;

       К_в- коэффициент использования рабочего времени, равный 0,96.

 

Требуемую емкость печи Е_п подсчитывают по формуле:

 

где τ_ц – длительность цикла, ч;

       Б – отходы обжига, % .

Расчетную длину  рабочей части обжигательного канала L_p подсчитывают по формуле:

= n_вр∙l_в=42∙3=126 м;

где l_в – габаритная длина одной вагонетки, м;

       n_вр- количество вагонеток в рабочей части печи.

Общую длину  печи и общее количество вагонеток  n_в определяют по формуле:

L=L_p+n_вф∙l_в=126+2∙3=132 м;

n_в=n_вр+n_вф=42+2=44 шт.

где n_вф – количество вагонеток в форкамерах.

Длина отдельных  зон в соответствии с принятым графиком составит:

зона  подогрева

42 м, или 14 вагонеток;

зона  обжига

42 м, или 14 вагонеток;

зона  охлаждения

42 м, или 14 вагонеток.

3) Далее  приводится расчёт фактической  производительности выбранного  аппарата, определяется коэффициент  использования аппарата по производительности:

K_n = ·100 %= ·100%=86%

где q и q – соответственно фактическая и требуемая производительность аппарата в сопоставимых единицах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Выбор и составление спецификации  оборудования

 

 

Кроме основного аппарата, расчет которого производится для осуществления технологического процесса, требуется основное технологическое оборудование других типов и назначения, подъемно-транспортное оборудование, а также вспомогательное оборудование.

Для типового оборудования достаточно указать номер, тип или марку. Все выбранное оборудование сводится в таблицу 7.1.

 

Таблица 7.1 – Спецификация оборудования для производства керамических камней

 

№	Аппарат	Кол-во ед.	Характеристика аппарата	№ чертежа
1	Глинорыхлитель СМ-1031 А	2	Производительность – 18 м3/ч; угловая скорость вала с ножами -7,85 об/мин; мощность электродвигателей – 10 кВт; габаритные размеры - 4600*1800*1200 мм; масса – 3,5 т.	2
2	Ящичный питатель СМК 214	2	Производительность – 17 м3/ч; количество камер – 2; емкость камеры – 2,8 м3; мощность – 3 кВт; скорость движения ленты транспортера– 1,5 – 2 м/мин; габаритные размеры - 6500*2670*1580 мм; масса – 3,9 т.	3
3	Камневыдели - тельные вальцы СМК517	1	Производительность – 35 м3/ч; диаметр валков гладкого 1000 мм, ребристого – 560 мм; длина валков – 800 мм; мощность – 42,5 кВт; габаритные размеры - 3200*2850*1350 мм; масса – 5 т.	1
4	Лопастной двухвальный смеситель СМК-126А	1	Производительность – 36,2 м3/ч; диаметр окружности описываемой лопастями  – 600 мм; расстояние между осями лопастных  валов – 420 мм; частота вращения валов -0,7 с-1; мощность привода – 37 кВт; частота вращения – не более 1000 об/мин; габаритные размеры - 5900*1700*1350 мм; масса – 4,4 т.	4

 

Продолжение таблицы 7.1

 

5	Вальцы тонкого помола СМК516	1	Производительность – 35 м3/ч; диаметр валков – 1000 мм; длина валков - 800 мм; размер кусков - 15 мм; мощность – 86 кВт; габаритные размеры 4000х3300х1280мм; масса – 9,29 т.	5
6	Ленточный шнековый безвакуумный пресс СМ-294	2	Производительность – 24 м3/ч; диаметр валков – 1000 мм; длина валков - 800 мм; размер кусков - 15 мм; мощность электродвигателя – 55 кВт; габаритные размеры 5100х1600х1100мм; масса –3,7 т.	6
7	Автомат резки СМ-293	2	Производительность –26 м3/ч; скорость движения бруса – 0,48 м/мин; мощность электродвигателя – 1 кВт; габаритные размеры 1960х1100х1450мм; масса –0,79 т.	7
8	Автомат-укладчик СМ-676	2	Производительность- 24,7 м3/ч; мощность электродвигателей – 11, 8 квт; габаритные размеры - 6500×9000×3200 мм; масса-6,1 т; емкость вагонетки – 200 шт. сырца; колея – 750 мм; шаг полок - 240 мм; масса вагонетки– 189 кг.	8
9	Туннельное сушило	1	Годовая производительность – 148400 м3 в год; емкость одной вагонетки - 250-280 шт; количество вагонеток - 20-22 шт; количество туннелей - 15-20 шт; габаритные размеры туннеля  – 2500×1200×1700 мм; продолжительность цикла -  28 ч; удельный расход теплоты – 4600-5500 кДж/кг.	9
10	Туннельная печь	1	Годовая производительность – 35 млн. шт/год; продолжительность цикла - 24ч; размеры обжигательного канала, м :                    длина(с форкамерой) - 127,3 ширина - 1,87 высота - 1,87 размеры печной вагонетки, м : длина - 3            ширина - 3,68 вместимость вагонетки – 1000 шт; температура обжига 1100 - 1150 ºС.		10

 

 

8 Контроль и автоматизация процесса

 

 

Проектирование  автоматизации производств должно осуществляться  в  соответствии с требованиями «Временных указаний по проектированию систем автоматизации  технологических процессов», «Общеотраслевых  руководящих методических материалов по созданию и применению автоматизированных  систем  управления  технологическими процессами в отраслях промышленности»,  «Указаний по проектированию силового электрооборудования  промышленных  предприятий и инструкций»