Производство кирпича

Материальный баланс производства

 

Общие исходные данные для  технологических расчетов

Исходные данные:
1.   Производительность завода	40 млн. шт. год
2.   Средняя масса одного изделия	3,12 кг
Нормы потерь и брака по технологическим переделам:
Разгрузка на выставочной  площадке (бой)	2%
3.   Брак при обжиге	3%
4.   Садка на обжиговые вагонетки	0,5%
5.   Сушка (брак при сушке)	2%
6.   Укладка на сушильные вагонетки	0,5%
7.   Формование (брак)	0,5% (возврат)
8.   Складирование шихты	0,2%
9.   Смешение (лопастной смеситель)	0,05%
10. Камневыделительные вальцы	0,1%
11. Объемное дозирование  (ящичный питатель)	0,1%
12. Транспортировка опилок	0,02%
13. Переработка опилок	1%
14. Пароувлажнение	0,4%
15. Остаточная влажность  кирпича после сушки	6%
16. Влажность карьерной  глины	16%
17. Влажность шамота ( уноса)	5%
18. Влажность опилок	20%
19. Формовочная влажность	21%
20. Потери при прокаливании  глины	3,87%

Расчет химического  состава шихты по шихтовому составу  массы

 

При расчете из состава  массы исключают шамот, так как  он по химическому составу практически  одинаков с химическим составом массы.

1. Пересчет шихтового  состава массы после исключения  шамота на 100%:

Глина – 96,77%

Коэффициент пересчета:

∑=84,85+2,83=87,68%

К=100/87,86=1,14

2. Химический состав шихты:

 

Химический состав компонентов  массы, %

Наименование компонентов	SiO2	Al2O3	TiO2	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	Na2O+K2O	п.п.п.
Глина	58,65	19,16	1,22	9,16	1,28	1,28	0,10	2,66	6,94
Опилки	0	0	0	0	0	0	0	0	100

 

Таблица

Химический состав шихты, %

SiO2	Al2O3	TiO2	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	Na2O+K2O	п.п.п.
56,76	18,54	1,18	8,86	1,24	1,24	0,10	2,57	8,72

 

SiO₂ (шихта)=58,65∙0,9677=56,76%

Потери при прокаливании:

ППП=6,94∙0,8485+100∙0,0283=8,72

Расчет  производственной программы цеха.

Эффективный фонд времени  работы оборудования Т_эф. определяем по формуле:

Для непрерывного производства :

Т_эф = Т_кал. К_исп.

 

где Т_кал. - календарный фонд работы оборудования, маш.-ч;

при непрерывном режиме, Т_кал.- 8760 маш.-ч;

К_исп. - коэффициент использования оборудования во времени,

рассчитывается согласно, К_исп. - 0,81.

Тогда

Т_эф = 8760 • 0,81 = 7095 маш.-ч.

Часовая производительность Q _час. технологического комплекса:

 

Q _час. = Q _год.

 

Т_эф

Q _год. – годовая производительность технологического комплекса,

Q _год. = 40 млн. шт. усл. кирпича

Q _час. = 40000000 / 7095 = 5637 шт/ч

Сменная производительность Q _смен. :

 

Q _смен. = Q _час. · t _см.

 

Q _смен. = 5637 · 8 = 45096 шт/см

Суточная  производительность Q _сут. :

 

Q _сут. = Q _смен. · Z _см.

 

Q _сут. = 45096 · 3 = 135288 шт/сут

Найдем массу одного кирпича  размером 250 х 120 х 65 (мм).

Плотность кирпича 1600 кг / м³. m = p V;

Площадь кирпича: S = a · b = 250·120 = 30000 мм² = 0,03 м².

Объем кирпича: V = 0,03·0,065 = 0,00195 м³.

m = 1600 · 0,00195 = 3,12 кг.

При условии, что масса  одного кирпича m = 3,12 кг, часовая Q _час., сменная Q _смен. и суточная Q _сут.массовые производительности соответственно составят.:

 

Q _час. = Q _час. · m = 5637 · 3,12 = 17587,44 кг/ч. = 17,58 т/ч.

Q _смен. = Q _смен. · m = 45096 ·3,12 = 140699,52 кг/см. = 140,69 т/см.

Q _сут. = Q _сут. · m = 135288 ·3,12 = 422098,56 кг/сут. = 422,09 т/сут.

 

Масса выпускаемого кирпича  в тн:

40000 000 ·3,12/1000 = 124 800 т

Расчёт  материального баланса цеха.

1. Производительность завода

40000000 • 3,5 = 140000000 кг/год  = 140000 т/год

2. Масса кирпича, поступающего  на склад с учетом боя при  разгрузке на выставочной площадке

140000*100/(100-2) = 142857,14 т/год

Бой на складе 142857,14 – 140000 = 2857,14 т/год

3. Масса кирпича, поступающего  на обжиг с учетом брака  при обжиге

142857,14*100/(100-3) = 147275,40 т/год

Брак при обжиге 147275,4 – 142857,14 = 4418,26 т/год

4. Масса кирпича, поступающего  на обжиг с учетом остаточной  влажности после сушки

147275,4 *100/(100-6) = 156675,95 т/год

Потери влаги при обжиге 156675,95 – 147275,4 = 9400,55 т/год

5. Масса кирпича, поступающего  на обжиг с учетом п.п.п.

156675,95*100/(100-6,33) = 167263,74 т/год

Потери при прокаливании 167263,74 – 156675,95 = 10587,79 т/год

6. Масса кирпича, поступающего  на обжиг с учетом брака  при садке на вагонетки обжига

167263,74 *100/(100-0,5) = 168104,26 т/год

Потери при садке на вагонетки обжига 168104,26-167263,74 = 840,52 т/год

7. Масса кирпича, поступающего  на сушку с учетом брака  при сушке

168104,26*100/(100-2) = 171534,95 т/год

Брак при сушке 171534,95 -168104,26 = 3430,69 т/год

8. Масса кирпича, поступающего  на сушку с учетом формовочной  влажности

171534,95*(100-6)/(100-21) = 204104,87 т/год

Потери влаги при сушке 204104,87 – 171534,95 = 32569,92 т/год

9. Масса кирпича, поступающего  на сушку с учетом брака  при садке на вагонетки сушки

204104,87*100/(100-0,5) = 205130,52 т/год

Потери при садке на вагонетки сушки 205130,52 – 204104,87 = 1025,65 т/год

10. Масса шихты, поступающей  на формование с учетом брака  при формовании

205130,52*100/(100-0,5) = 206161,32 т/год

Брак при формовании (возвратный) 206161,32 – 205130,52 = 1030,80 т/год

11. Масса шихты, поступающей  в смеситель

с учетом пароувлажнения

206161,32*(100-21)/100-(21-0,4) = 205122,73 т/год

Вода на пароувлажнение 205122,73 – 206161,32 = 1038,59 т/год  с учетом потерь

205122,73*100/(100-0,05) = 205225,34 т/год

Потери при перемешивании 205225,34 – 205122,73 = 102,61 т/год

12. Масса шихты, поступающей  на вальцы тонкого помола с  учетом потерь

205225,34*100/(100-1) = 207298,32 т/год

Потери 207298,32 – 205225,34 = 2078,98 т/год

13. Масса шихты, поступающей  на дозирование с учетом потерь

207298,32*100/(100-0,1) = 207505,82 т/год

Потери 207505,82 – 207298,32 = 207,5 т/год

14. Масса шихты, поступающей  на камневыделительные вальцы  с учетом потерь

207505,82 *100/(100-0,1) = 207713,53 т/год

Потери при камневыделении 207713,53 – 207505,82 = 207,71 т/год

15. Масса глины, поступающей  на дозирование с учетом потерь

207713,53*(100-20,6)/100-(20,6-0,4) = 206672,35 т/год

Потери 207713,53 – 206672,35 = 1041,18 т/год

16. Масса глины, поступающей  на рыхление с учетом потерь

206672,35 *100/(100-0,05) = 206775,73 т/год

Потери при рыхлении 206775,73 – 206672,35 = 103,38 т/год

17. Масса глины с учетом  транспортных потерь

206775,73 *100/(100-0,02) = 206817,09 т/год

Потери при транспортировке 206817,09 – 206775,73 = 41,36 т/год

Масса глины 206817,09 т/год 

 

Материальный  баланс

Приход			Расход
статьи	т/год	%	статьи	т/год	%
Глина	206817,09	99,03	Готовый кирпич	140000	63,97
Вода на пароувлажнение	1038,59	0,97	Потери влаги при обжиге	9400,55	7,14
			П.П.П.	10587,79	7,24
			Потери при садке на вагонетки обжига	840,52	0,41
			Брак при сушке	3430,69	1,68
			Потери влаги при сушке	32569,92	11,70
			Потери при садке на вагонетки сушки	1025,65	0,48
			Потери при перемешивании  шихты	102,61	0,05
			Потери на вальцах тонкого  помола	2078,98	0,97
			Потери при дозировании  шихты	207,5	0,10
			Потери при вылеживании	275,99	0,19
			Потери воды на пароувлажнение шихты	1038,59	0,50
			Потери потери при формовании глины	1030,80	0,49
			Потери при камневыделении	207,71	0,10
			Потери при дозировании  глины	1041,18	0,51
			Потери при рыхлении глины	103,38	0,04
			Транспортные потери глины	41,36	0,013
Итого:	207855,68	100	Итого:	207855,68	100

Режим работы цехов предприятия

 

1. Режим работы массозаготовительного цеха.

1.   Календарный фонд времени 365 дней

2.   Число праздничных дней 11 дней

3.   Сменность 3 смены в сутки

4.   Длительность смены 8 часов

5.   Плановый ремонт 18 суток

6.   Аварийные остановки 1%

7.   Чистка и уборка оборудования 0,5 ч/смену

Годовой фонд времени работы оборудования: 

часа

2. Режим работы  цеха формования, сушки, обжига.

1.   Календарный фонд времени 365 дней

2.   Число праздничных дней 11 дней

3.   Сменность 3 смены в сутки

4.   Длительность смены 8 часов

5.   Плановый ремонт 18 суток

6.   Аварийные остановки 1%

7.   Чистка и уборка оборудования 0,5 ч/смену

Годовой фонд времени работы оборудования: 

часа 

 

Выбор и расчет оборудования цеха формования, сушки и обжига

 

Подбор оборудования производится согласно выбранной ранее технологической  схеме и производственной программой цеха.

Количество единиц оборудования:

 

,

 

где R-количество материала, которое необходимо переработать;

P- производительность оборудования.

Коэффициент использования  определяет эффективность использования  оборудования:

 

 

1. Ленточный вакуумный  пресс СМК-133.

№	Элементы характеристики	Ед. изм.	Показатели
1	Производительность	шт/час	7000
2	Диаметр шнека на выходе	мм	550
3	Мощность электродвигателя	кВт	75
4	Габаритные размеры: длина ширина высота	мм	7000 1430 2600
5	Вес	т	5,46

 
 

 

Принимаем n=1. 

 

Туннельная сушилка  конструкции Гипрострома.

№	Элементы характеристики	Ед. изм.	Показатели
1	Производительность	шт/час	0
2	Температура: воздуха, поступающего из зоны охлаждения туннельной печи в смесительную камеру воздуха, подогреваемого в  калорифере и поступающего в смесительную камеру смеси продуктов горения  газов в печи с воздухом из зоны остывания, на входе в смесительную камеру разбавленных дымовых  газов, поступающих из подтопка рециркулята, поступающего в смесительную камеру теплоносителя, поступающего в туннель отработанного теплоносителя  в конце туннеля	оС	450 180   128   150   400 40 80 47
3	Относительная влажность  отработанного теплоносителя	%	85
4	Общий максимальный расход тепла на испарение влаги с  учетом всех потерь в трубопроводах  в зимних условиях	ккал/кг	1630
5	Габаритные размеры туннеля: длина ширина высота	м	30 1,1 1,7

 

Расчет количества туннелей в сушилке:

Необходимо высушивать 5223,28 штук в час.

Время сушки – 60 часов.

Количество вагонеток  – 23 штуки.

Количество кирпича на одной вагонетке – 220 штук.

1. Единовременная емкость  туннеля:

250∙23=5750 штук

2. Количество кирпичей, высушиваемых  одним туннелем, учитывая время  сушки 60 часов:

5750/60=96,83 шт/ч

3. Количество вагонеток,  выталкиваемых в час:

95,83/250=0,383 ваг/ч

4. Общее количество туннелей:

5223,28/95,83=54,51=55 туннеля

Имеются два запасных туннеля, следовательно, всего 57 туннелей (5 блоков по 10 туннелей и один блок имеет 7 туннелей).  

 

3. Туннельная  печь конструкции Гипрострома.

№	Элементы характеристики	Ед. изм.	Показатели
1	Производительность	млн.шт. усл. кирп./год	40
2	Время обжига	ч	36
3	Длина канала: Ширина: внутреннего канала средняя по наружным размерам Высота: от пода вагонетки до замка  свода по наружным размерам (зона подогрева и охлаждения/зона обжига)	м	124,35   2,9 4,1/5   1,8   3,075/3,875
4	Длина технологических зон: подогрева обжига охлаждения	м	78 72 45
5	Количество вагонеток  в печи	шт.	80
6	Количество кирпича на вагонетке	шт. усл. кирп.	2784 (4 пакета по 696)
7	Размеры вагонетки: длина ширина высота	мм	3000 3000 875

 

 

Теплоэнергетические расчеты. Краткая  характеристика туннельной печи

 

Туннельные печи относятся  к печам с подвижным составом. Они представляют собой прямой канал (туннель) различных размеров. Внутри туннеля проложен рельсовый путь, ширина которого зависит от ширины печи. Вагонетки по внутрицеховому рельсовому пути подаются к печи и  одна за другой, через определенные промежутки времени, проталкиваются в  печь толкателем. Каждая вагонетка, пройдя всю длину туннеля, выдается из печи с другого конца при каждом проталкивании. Таким образом, создается  непрерывное перемещение вагонеток  в печи, постепенный подогрев, обжиг  и охлаждение изделий, находящихся  на поду вагонетки.

Зоны туннельных печей.

Всю длину печи можно разделить  на отдельные зоны, в которых протекают  различные процессы. Печь имеет следующие  три зоны (рис. 3.13): подогрева, обжига и охлаждения. Каждая зона печи имеет  определенную длину, свои конструктивные особенности и свой режим.