Цех по производству керамовермикулитовых изделий

Федеральное агентство по образованию

Пермский государственный технический университет

Кафедра строительных материалов и специальных технологий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект по дисциплине           

«Технология теплоизоляционных материалов» на тему:

« Цех по производству керамовермикулитовых изделий»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                        Выполнил: студент гр. ПСК-03-2

                                             Щеколдина Е.Н.

                                                             Проверил преподаватель:

                                           Семейных Н.С.

 

 

 

 

 

 

 

Пермь, 2007

Содержание.

 

1. Введение	3
2. Технологическая часть	5
2.1. Характеристика и номенклатура  изделия	5
2.2.  Выбор, обоснование и описание принятой схемы технологического процесса	10
2.3. Режим работы и производственная  программа предприятия	17
2.4.Характеристика исходного сырья. Расчет потребности в сырьевых  материалах (материальный баланс)	18
2.5. Выбор и расчет количества основного технологического оборудования	21
2.6. Расчет потребности в энергетических  ресурсах	24
2.7. Контроль производства и качества  готовой продукции	24
3. Техника безопасности и охрана  труда	25
4. Список используемой литературы	28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение.

 

Керамовермикулит – эффективный теплоизоляционный материал, разработанный в УралНИИстромпроекте, который сочетает высокие теплоизоляционные свойства с достаточно высокими температуростойкостью, долговечностью и низкой плотностью. Керамовермикулитовые теплоизоляционные изделия изготавливаются из вспученного вермикулита, огнеупорной глины с различными добавками путем формования, сушки и обжига. [2]

В различных отраслях промышленности требуется большое количество теплоизоляционных материалов для высокотемпературной изоляции (900—1250° С) печей, котлов и других агрегатов. В настоящее время эта потребность покрывается в основном, теплоизоляционными керамическими изделиями, изготавливаемыми из диатомита, трепела или огнеупорных глин (пенокерамика), а также перлито-керамическими изделиями.

Современным требованиям к таким материалам в наибольшей степени удовлетворяют так называемые ультралегковесные керамические изделия, изготавливаемые формованием вспененных огнеупорных глиняных масс с последующей сушкой и обжигом. Однако полное удовлетворение потребности в этих материалах сдерживается рядом причин, связанных с нераспространенностью сырьевой базы (диатомиты, трепелы, огнеупорные глины), сложностью технологии изготовления пеноглиняных керамических изделий и, как следствие этого, высокой стоимостью изделий.

Существующий дефицит в высокотемпературных теплоизоляционных материалах может быть значительно сокращен, если: для производства их использовать вспученный вермикулит. Поскольку последний не претерпевает каких-либо существенных, изменений до температур 1100—1250 °С, при подборе соответствующей керамической связки можно, по несколько измененной, для обычной керамики технологии производить теплоизоляционные керамические изделия—плиты, кирпич,  блоки, скорлупы с температурой применения 900—1250° С.

Исследования в области технологии вермикулито-керамических материалов проводились в УралНИИСтромпроект , ЛИСП, ВНИИСТРОМе , ВНИПИ Теплопроект и других научно-исследовательских организациях.

Эксплуатация в изоляции стекловаренных печей показала, что изделия должны иметь температуру применения не ниже 1000 °С, размеры изделий составляют: по длине 300—500 мм, по ширине 230 мм на бакоре, 370 мм и более на подвесных стенках, по толщине 115 мм (толщина изоляционного слоя).

Преимущества керамовермикулитовых изделий:

• многократно снижает массу футеровки;
• возможность получения изделий различной конфигурации с пустотами, переменной плотности;
• материал легко обрабатывается вручную, в т.ч. пилится ножовкой по дереву;
• повышенная термическая стойкость материала позволяет использовать изделия в тепловых агрегатах с жесткими режимами нагревания;
• низкая теплопроводность при высоких температурах позволяет значительно снижать теплопотери в окружающую среду;
• значительно увеличивается межремонтный период эксплуатации тепловых агрегатов;
• экономия топлива в тепловых агрегатах с футеровкой из керамовермикулита (снижение расхода топлива на 15-25%).

Достигаемый эффект:

• Снижение расхода ТЭР на 15-18% за счет уменьшения потерь в окружающую среду;
• Низкая теплопроводность при высоких температурах, позволяющая значительно снизить толщину футеровки;
• Увеличение межремонтного периода эксплуатации тепловых агрегатов.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Технологическая часть.

2.1. Характеристика и номенклатура продукции.

Исходя из требований ГОСТ 2.114- 70 «Технические условия. Правила построения, изложения и оформления в состав разработанных  ТУ-21- РСФСР -1 318.87

«Изделия керамовермикулитовые теплоизоляционные» вошли следующие разделы, содержащие требования к керамовермикулитовым изделиям и определяющие показатели качества  продукции  применительно  к  условиям и  режимам эксплуатации:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

-  общие положения;

-  технические требования;

-  правила приемки;

-  методы   контроля   (испытаний, анализа, измерений);

-  транспортирование и хранение;

-   гарантия поставщика.

Действие данных технических условий распространяется на опытную партию керамовермикулитовых теплоизоляционных  изделий,  изготовляемых  из  вспученного вермикулита и глины с добавками (или без них), путем формования, сушки и обжига. Изделия,  предназначенные для  изоляции   тепловых  агрегатов  в  промышленности строительных   материалов   (съемные   панели   покрытия кольцевых  печей,  наружная  изоляция  стекловаренных печей, футеровка роликовых печей) и для изоляции промышленного оборудования в других отраслях народного хозяйства.

В разделе «Технические требования» содержится условие, что изделия должны соответствовать требованиям настоящих технических условий и изготовляться по технологическим регламентам, утвержденным в установленном порядке.

Номинальные размеры изделий:

длина — 300, 500, 600 мм;

ширина — 230, 250, 370 мм;

толщина — 70, 115, 125 мм.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                

По согласованию с заказчиком допускается выпуск изделий других размеров. 

Предельные отклонения от номинальных размеров по длине +/- 10 мм, по ширине и толщине +/- 5 мм.

Изделия должны иметь правильную геометрическую форму с прямыми углами и ребрами, с четкими гранями и ровными поверхностями. Отклонения от перпендикулярности смежных граней не должно превышать 5 мм по длине 250 мм. Отбитость углов и ребер по глубине должна составлять не более 15 мм.

На  поверхности изделий допускаются трещины глубиной не более 1/3 толщины, длиной – до 150 мм и шириной 0,5-1,0 мм.

Для изготовления изделий должны применяться следующие сырье и материалы: вермикулит вспученный по ГОСТ 12865-67, огнеупорная глина, имеющая число пластичности не менее 18, шамотный порошок по ГОСТ 20956-75*, отработанный катализатор производства синтетического каучука по ТУ 383032-78 и некоторые другие тугоплавкие и огнеупорные дисперсные заполнители.

В зависимости от средней плотности керамовермикулитовые теплоизоляционные изделия подразделяют на несколько марок, причем каждая марка имеет свою предельную температуру применения (табл.2)

 

Марки керамовермикулитовых изделий                                       Таблица №2

Марка	Средняя плотность, кг/м3	Предельная    температура применения  оС,  не выше
КВИ-400 КВИ-500 КВИ-600 КВИ-800 КВИ-1000	400 500 600 800 1000	1000 1050 1100 1150 1150

       

В технические условия для каждой марки изделий введен показатель теплопроводности при нижних и верхних пределах температуры применения. Как видно из табл.3  керамовермикулит имеет низкую теплопроводность по сравнению с другими материалами, особенно при высокой температуре за счет мелкопористой структуры и кристаллохимического строения вспученного вермикулита, являющегося основным компонентом керамовермикулита.

Опыт эксплуатации керамовермикулита в изоляции стекловаренных печей, в футеровке роликовых печей и в съемных панелях свода кольцевых печей показал, что при таких показателях теплопроводности толщина теплоизоляционного слоя может быть снижена с 400 мм до 120 мм,  например в изоляции стекловаренных печей, с 460 до 230 мм в футеровке роликовых печей для обжига керамической плитки при температуре службы 1000-1150 °С. Таким образом, показатель теплопроводности играет большую роль при выборе теплоизоляционного материала для применения в изоляции промышленных тепловых агрегатов, в частности, определенной марки керамовермикулитовых изделий.

Важным показателем качества керамовермикулитовых изделий является линейная температурная усадка при предельно допустимой температуре применения.

Для всех марок керамовермикулитовых изделий она должна быть не более 2%, так как ее увеличение ведет к образованию трещин в кладке при эксплуатации. При выборе теплоизоляционного материала для теплоизоляции или футеровки печей потребитель должен учитывать этот показатель и определять возможность использования материала в эксплуатационных условиях.

Готовые изделия в изломе должны иметь однородную структуру без пустот, посторонних включений, расслоений и трещин.

 

 

 

 

Физико-механические показатели изделий                                  Таблица №3

Показатели	Марка изделия
	400	500	600	800	1000
Средняя плотность, кг/м3, не более Теплопроводность, Вт/м К, не более, при средней температуре:                 25 ±5оС                 500 ±5оС Предел прочности при сжатии, Мпа, не менее Линейная температурная усадка при предельно допустимой температуре применения, %, не более Термическая стойкость, возд. теплосмен	400     0,087 0,146   0,6     2,0 40	500     0,105 0,152   0,8     2,0 40	600     0,120 0,178   1,0     2,0 40	800     0,160 0,230   2,0     2,0 30	1000     0,250 0,350   2,5     2,0 30