Характеристика сырья и вспомогательных материалов

В данном подразделе должны быть приведены:

- выбор вида и физико-механические характеристики сырья для изготовления продукции, принятой в проекте;

- требования к сырью, предъявляемые стандартом и техническими

условиями;

- расчет потребности в сырье и полуфабрикатах для выполнения заданной программы завода (с учетом потерь).

Расход сырьевых материалов (кг) на 1м³ тяжелого бетона определяют по методикам, приведенных в литературах [8-10].

Расход сырьевых материалов (кг) на 1м³ ячеистого бетона определяют по следующим формулам [11]:

Вяжущего: ; (5)

Извести: Р _И = Р _ВЯЖ ∙ n; (6)

Цемента: Р _Ц = Р _ВЯЖ - Р _И; (7)

Кремнеземистого компонента: Р _К = Р _ВЯЖ ∙ С; (8)

Гипса молотого двуводного: Р _Г = Р _И ∙ 0, 03; (9)

Воды: В = (Р _ВЯЖ + Р _К) ∙ В/Т; (10)

где Р_СУХ – заданная средняя плотность ячеистого бетона в сухом состоянии, кг/л;

К_С – коэффициент увеличения массы сухой смеси в результате твердения вяжущего, принимается равным 1, 1;

V - объем замеса в л, равный объему форм, заполняемых из одного замеса, умноженному на коэффициент избытка смеси, принимаемый равным 1, 05 для пенобетона и 1, 1-1, 15 для газобетона (при изготовлении лабораторных образцов коэффициент избытка смеси в обоих случаях принимают не менее 1, 5);

С– число массовых частей кремнеземистого компонента, приходящихся на 1 массовую часть вяжущего;

n– массовая доля извести в вяжущем (0, 5 для газобетона автоклавного твердения, 0, 25 – неавтоклавного твердения);

В/Т – водотвердое отношение, определяют исходя из требований к текучести и температуре смеси. Ориентировочно В/Т для ячеистых бетонов принимают при применении песка – 0, 5; золы – 0, 6; те же компоненты при вибротехнологии соответственно – 0, 3 и 0, 4.

При расчете расхода порообразователя (пенообразователя или газообразователя) предварительно находят величину пористости, которая должна создаваться порообразователем для получения ячеистого бетона данной средней пористости:

П_Г (11)

где W–плотность сухой смеси, л/кг принимают в зависимости от вида кремнеземистого компонента, вида вяжущего вещества и их массового соотношения. Его можно определить по формуле:

(12)

где: фактическая плотность растворной смеси.

Порообразователь не полностью используется на создание пористости в растворе. Поэтому расход его Р_ппринимают больше, чем теоретически необходимый, и определяют по формуле:

Р_П ; (13)

где К– выход пор (количество газа или объем пены, получаемые из 1 кг порообразователя) л/кг;

а - коэффициент использования порообразователя.

Принимают а = 0, 85; К=18-20 л/кг при использовании пенообразователя и К=1390 л/кг при использовании алюминиевой пудры.

При производстве минераловатных изделий расчет сырьевой шихты может выполнен по методу составления и решения системы алгебраических уравнений [11, 12]. Обычно шихта для производства минераловатных изделий состоит из двух видов сырья, поэтому при расчете шихты составляют систему 2-х уравнений с двумя неизвестными х и у, которые выражают количество составных частей шихты. Одно уравнение имеет вид:

х+у=1 (14)

Второе уравнение представляет собой выражение модуля кислотности:

(15)

М_к – принятый модуль кислотности; SiO^/₂, Al₂O^/₃, CaO^/ и MgO^/ - содержание этих оксидов в первом виде сырья, %;

SiO^//₂, Al₂O^//₃, CaO^// и MgO^// - содержание этих оксидов во втором виде сырья, %. Решая уравнения относительно х или у получают содержание сырьевых материалов в шихте в долях единицы, а затем выражают состав шихты в процентах по массе. Расхождение величины модуля кислотности заданного и полученного не должно превышать 5 %.

М_к = (16)

М_к принимают в пределах: для вагранок – 1, 2-2, 0; для ванных печей – 1, 5- 2, 0.

Часовой расход сырья компонентов шихты определяют по формуле /29-32/:

(17)

где: Q – производительность правильного агрегата по расплаву, кг/ч;

I и II – процентное содержание в шихте компонентов I и II, соответственно;

n.n.n. – потери при прокаливании, %;

К_п – коэффициент, учитывающий потери сырья при складировании (0, 97), сортировке и дроблении (0, 85 – 0, 9);

W – влажность, %.

Расход товарной смолы на 1м³ изделий определяет по формуле:

(18)

где: Р - расход товарной смолы, кг;

- средняя плотность продукции, кг/м³

С- содержание связующего в готовой продукции, %

К _с – концентрация товарной смолы, %

К_п – потери при нанесении связующего,

К_о – коэффициент потерь на обрезку ковра;

(19)

где: П_Н – потери при нанесении связующего, %;

(20)

где: П_о – потери на обрезку, %

Часовой расход раствора связующего вычисляют по формуле:

(21)

где: Р_с – количество раствора связующего, кг/ч;

Q – средняя производительность потока, кг/ч;

С – заданное содержание связующего в изделиях в пересчете на сухое вещество, %;

Z – коэффициент, учитывающий потери связующего;

К – концентрация рабочего раствора связующего, %.

(22)

где: П - потери, %.

Данные, необходимые для раствора связующего, т.е. нормы технологических показателей приготовления связующего приведены в литературе [13, 14].

Расчет перлитового и вермикулитового сырья (без учета потерь) на 1м³ вспученного материала производят по формуле:

(23)

где: Рс – расход сырья, кг/м³;

ρ _п – средняя плотность материала до вспучивания, кг/м³;

Кв – коэффициент вспучивания, Кв колеблется от 6 до 16.

Расчет расхода материалов на 1м³ продукции при производстве изделий на основе перлита и вермикулита определяют по формуле:

(24)

где: Рк – расход определяемого компонента шихты, кг/м³;

- средняя плотность изделия, кг/м³;

m – содержание определяемого компонента в шихте по массе, %;

П – производственные потери, в том числе брак, %;

W- влажность сырья, %;

– потери при подготовке сырья, %.

Количество воды, необходимые для приготовления массы при производстве изделий на основе перлита и вермикулита, определяют по следующей формуле:

(25)

где: Рв – расход воды на 1м³, кг;

- средняя плотность изделий, кг/м³;

- рабочая влажность массы, %.

Расчет шихты для производства известково-кремнеземистых изделий производят исходя из следующих условий:

- основность массы в зависимости от вида сырья должна находиться в пределах = 0, 65-0, 80;

- содержание асбеста должно быть равно 20% от массы сухих исходных материалов.

Расход активный извести на 1кг кремнеземистого компонента К рассчитывают по формуле:

К=0, 933С/S (SiO₂+0, 589 Al₂O₃) (26)

где: С/S – заданная основность известково-кремнеземистой смеси;

SiO₂, Al₂O₃ - cодержание кремнезема и глинозема в сухом кремнеземистом материале (в долях по массе).

Содержание сырьевых материалов по сухой массе 1м³ изделий определяют следующим расчетом:

известь гашеная – И_Г = (27)

где: К – расход активной извести на 1кг кремнеземистого компонента, кг/кг

Аи – активность гашеной извести, А_и = 70;

- средняя плотность изделий, кг/м³

– содержание асбеста в 1м³ изделий, кг

известь негашеная комовая – И_К = (28)

где: А _к – активность негашеной комовой извести, может быть принята равной 85%.

Кремнеземистый компонент Р_к определяют по формуле:

(29)

Расход воды на 1м³ продукции с учетом влажности и потерь определяют из соотношения:

(30)

Расход сырьевых материалов на 1м³ продукции с учетом влажности и потерь определяют из соотношения:

(31)

где: Р_х – расход определяемого сырьевого компонента, кг;

Р_с – содержание определяемого сырьевого компонента в сухой массе 1м³ изделий, кг;

W- влажность сырьевого компонента, %;

П_Т – сумма технологических и транспортных потерь, %.

Для заводов стеновых керамических изделий (кирпича и камней) учитываются потери сырья при разгрузке и складировании в размере 2% и транспортировании со склада в размере 1%. Потери сырья в процессе формования (брак формовки – 2%) не учитываются, так как бракованные отпрессованные изделия возвращаются в производство. Остальные виды потерь сырья в процессе переработки незначительны, и они учтены при разработке норм расхода сырья на 1000 штук изделий.

При определении потребности в сырье необходимо учитывать его влажность, потери при транспортировании и технологические потери.

Для сырьевых компонентов теплоизоляционных материалов данные по влажности и потери могут быть приняты следующими:

Влажность (в %):

- горных пород (в том числе перлитовой) -5

-вермикулитового сырья -10

асбеста -3-6

-глины -10-20

-диатомита -30-45

-песка -6

Содержание пустой породы (в %):

в перлитовой породе - 3

в вермикулитовом сырье - 10

в асбесте (гали) - 1, 5

Потери при транспортировании (в %) - 1

На основании расчетов расходов сырья на единицу продукции определяют потребность проектируемого предприятия в сырье и полуфабрикатах. Результаты расчетов сводят в таблице 4.

Таблица 4 Данные о расходах сырья