Наименование и основание для выполнения работы

Наименование и основание для выполнения работы

Цель: разработать техническое задание на производство базальтового ровинга.

Основание для выполнения работы: задание преподавателя кафедры ХТГС Богатеева Г.Г.

Цель, наименование и назначение изделия

Цель: Освоить основы проектирования технологического процесса и научиться применять их на практике.

Наименование изделия: Ровинг из базальтовых комплексных нитей на замасливателе №76.

Назначение изделия:

Базальтовый ровинг используются для производства:

а) профильных прутков толщиной 4 - 60 мм;

б) профилей различной конфигурации;

в) базальтопластиковой арматуры;

г) труб и емкостей (методом намотки);

д) фильтровальных тканей;

е) армирующих ровинговых тканей для производства базальтопластиков;

ж) подложек для производства мягких кровель;

з) кровельных и облицовочных материалов;

и) геотекстильные материалы (сетки, полотна) для армирования дорожных покрытий;

к) укрепления насыпей, земляных валов;

л) иглопробивные материалы для теплозвукоизоляции, звукоизоляции автомобильных глушителей.

 

 

Состав изделия

Таблица № 1 – Состав базальтового ровинга

Компоненты	Массовая доля,%
Непрерывное базальтовое волокно	70
Замасливатель №76	30

 

Описание компонентов:

а) Базальт:

В качестве сырья для производства базальтовых волокон, используются базальтовые горные породы, средний химический состав которых следующий (% по массе):

Si - 47,5-55,0; Ti -1,36-2,0; -l4,0-20,0; 

 + FeO -5,38-13,5; MnO-0,25-0,5; MgO-3,0-8,5;   

CaO-7,0-11,0; О-2,7-7,5; О - 2,5-7,5;

-не более 0,5; S - не более 0,5.

б) Замасливатель

Замасливатель № 76 представляет собой эмульсию белого цвета, содержащую в своём составе водорастворимые, эмульсирующие и эмульгируемые вещества.

 Замасливатель № 76 предупреждает взаимное истирание элементарных волокон, склеивает их в нить и защищает поверхность волокна от разрушения при текстильной переработке.

 

Таблица № 2 - Состав замасливателя

Наименование компонентов замасливателя	Содержание веществ в весовых, %
Парафин (ГОСТ 734-53)	1,6 ± 0,1
Стеарин или синтетические жирные кислоты фракции, С16-С18 (ГОСТ 6484-64)	1,0 ±0,1
Закрепитель ДЦУ (ГОСТ ТУ-6-14187-67)	2,0 ± 0,2
АГМ-9 – смесь изомеров -аминопроцилтриэтоксилана и –аминоизопропилтриатоксиаилана (ГОСТ982-68)	0,5 ± 0,1
ГВС-9 (винилтриэтоксисилан) (ГОСТ 3852-52)	2,0 ± 0,2
Эмульсол Т – смесь триатаноламиновой соли олеиновой кислоты и масла индустриального – 12 (веретенного) (ГОСТ 10730-64)	2,0 ± 1,1
Вода дистиллированная или конденсат	до 100

1.4 Технические требования к изделию

Технические требования к ровингу устанавливаются ТУ 5952-030-00204949-95 (описывается ниже).

Требования по назначению

По назначению выделяют ровинги для получения теплоизоляционных, звукоизолирующих, огнеупорных, электроизоляционных, химически стойких и фильтрующих изделий.

Требования по живучести и стойкости к внешним воздействиям

Свойства ровинга указаны в таблице 3.

 

Таблица № 3 – Свойства ровинга

Температурные свойства
Температура применения, ^0С	от -260 до +600
Температура спекания, ^0С	1050
Коэффициент теплопроводности, вт/м*К	0,031 - 0,038
Физические свойства
Диаметр волокна, мкм	9 -23
Текс, г/км	28 - 480
Плотность, кг/м^3	2600 - 2800
Модуль упругости, кг/м^2	9100 - 11000
Остаточная прочность при растяжении (%) после термообработки при температуре: -20 ^0С -200 ^0С -400 ^0С	100 95 82
Химическая стойкость (потеря веса в % после трехчасового кипячения)
в Н 2 О в NaOH в HCl	1,6 2,75 2,2
Электрические
Удельное элетрическое сопротивление, Ом.	1х10 ^12
Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 1 МГц.	0,005
Относительная диэлектрическая проницаемость при частоте 1 МГц	2,2
Акустические
Нормальный коэффициент звукопоглощения	0,9 - 0,99

                         

Требования по технической эстетике

Получаемый ровинг должен имень монотонный белый цвет, так же отсутствие на волокнах ворсинок, ярко выраженная разнооттеночность,

масляные пятна и прочие загрязнения.

     1.4.4 Требования по эксплуатации, удобству технического

Требования по транспортабельности

Каждая бобина ровинга весом от 5 до 19 кг упаковывается в термоусадочную пленку, после чего устанавливаются на поддоны, для дальнейшей транспортировки заказчику.

Требования по стандартизации и унификации

Состав, соотношение компонентов и технические параметры должны соответствовать ТУ 5952-030-00204949-95.

Требования по технологичности

Производство ровинга не должно быть трудоемким, опасным и материально затратным.

1.4.8 Конструктивные требования

Готовая продукция должна соответствовать следующим требованиям:

Таблица № 4 – Предъявляемые требования к ровингу

Наименование показателя	Норма ровинга
диаметр элементарного волокна, мм	9-23
удельная разрывная нагрузка, мН/текс, не менее	500
номинальная линейная плотность, текс	2800(+/-10%)
массовая доля влаги, %, не более	0,5
массовая доля замасливателя, %, не более	30
содержание веществ, удаляемых при прокаливании, %, не более	0,3
провисание, мм, не более	60
влажность, %, не более		1

1.5 Технико-экономические требования

Ниже представлен расчет необходимого сырья для получения 1 кг базальтового ровинга

Таблица № 5 – Расчет расходов сырья и основных материалов на 1 кг получаемого ровинга

№	Статьи расходов	Расход на 1 кг	Стоимость еденицы, (дол. США)	Стоимость в одном кг. волокна, (дол. США)
1	2	3	4	5
1	Базальтовое сырье, кг	1,15	0,020	0,023
2	Замасливатель № 76	0,3	1,9	0,35
3	Заработная плата	0,187	1	0,187
4	Электроэнергия, кВт	4	0,06	0,24
5	Газ природный для получения расплава, м^3	1,5	0,15	0,225
6	Сжатый воздух, м^3	17,6	-	-
7	Техническая вода на охлаждение	0,1	0,01	0,001
8	Расход драгметаллов(платина-80%, родий-20%)	-	-	0,015
9	Амортизационные отчисления	-	-	0,44
Итого: 1,58

Требования к сырью

Исходное сырьё должно соответствовать среднему химическому составу базальтовой горной породы ТУ 5952-030-00204949-95. Содержание примесей не более 5%.

    Замасливатель № 76 должен иметь белый цвет, остальные требования указаны в таблице 2.

Требования к консервации, упаковке и маркировке

Каждая бухта ровинга весом от 5 до 20 кг. Упаковываются в термоусадочную плёнку, устанавливаются в короба из гофрокартона, с внутренним диаметром 80 и 150 мм., которые устанавливаются на деревянный поддон в несколько рядов. Верхний ряд закрывается коробом. Упаковочное место обвязывается полипропиленовой лентой и обтягивается стретч-плёнкой.

Маркировка ровинга по ГОСТ 2910-91.

Транспортная маркировка – по ГОСТ 14192-96.

По согласованию с потребителем допускаются другие виды упаковки, обеспечивающие сохранность фибры базальтовой в течение гарантийного срока хранения.

 1.8 Этапы проведения работы

·  доставка и разгрузка базальтового щебня фракции 5…..12 мм на склад;

· входной контроль исходного сырья;

· приготовление замасливателя;

· загрузка базальтового щебня в печь;

· плавление базальтового расплава;

· выработка непрерывного волокна в виде комплексной нити;

· технологический контроль комплексной базальтовой нити;

· выдержка комплексной нити в условиях цеха в течение 24 часов;

· перемотка комплексной нити и получение ровинга с заданным значением линейной плотности;

· сушка ровинга при температуре 120…..160°С в течение 12 часов

· контроль качества ровинга на соответствие требованиям ТУ;

· упаковка;

· транспортировка на склад и хранение.

Контроль качества

Контроль качества ровинга проводят согласно следующим пунктам:

а) Определение линейной плотности ровинга - по ГОСТ 6943.17333.

б) Определение массовой доли влаги и замасливателя - по ГОСТ

6943.8.

в) Определение разрывной нагрузки - по ГОСТ 6943.10.

г) Определение провисания - по ГОСТ 6943.12.

д) Определение массы паковки ровинга проводят взвешиванием

на весах с погрешностью не более ± 50 г.

е) Определение пороков внешнего вида и рассыпаемости

ровинга проводят визуально.

Метрологический контроль

В процессе производства необходим входной контроль исходного сырья на соответствие нормам ГОСТ и ТУ; контроль комплексной нити; контроль влаги нити; контроль текса ровинга; выходной контроль непосредственно перед упаковкой.

 

 

Режим работы цеха

Эффективный фонд времени работы оборудования рассчитывается из принятого режима работы цеха с учетом времени простоя оборудования в ремонтах

где  - режимный фонд времени, ч;

 – ремонтный фонд времени, ч;

Режимный фонд времени – годовой календарный фонд времени, в течение которого предприятие должно работать без каких-либо потерь. Определяется режимом работы производства

где  – календарный фонд времени, днях;

 - количество праздничных дней в году, днях;

 – время смены, ч;

 - количество смен в сутки;

Продолжительность простоя ведущего оборудования во всех видах планово-предварительного ремонта (ППР), проводимого в рабочее время

где  - время капитального ремонта в году, ч;

 – время текущего ремонта в году, ч;

Календарный фонд времени – 365 дней, количество праздничных дней в году – 8. Время капитального ремонта – 64 часов, время текущего ремонта – 344 часов.

Рассчитываем ремонтный фонд времени

= 64+344=408 часов

Рассчитываем режимный фонд времени

 = (365-8)*8*2=5712 часов

 

Рассчитываем эффективный фонд времени

= 5712 - 404=5308 часов

Расчетный фонд рабочего времени головного агрегата (БНВ 85) по различным техническим и организационным причинам полностью не используются, и для корректирования этого времени вводится коэффициэнт использования оборудования Кн, величина которого установлена 0,9. Отсюда эффективный фонд работы установки равен

= 0,9*5308 = 4777 часов

Коэффициент полезного действия установки равен

=4777/5308=0,84

Оценка качества изделия

Технология контроля, исходя из технических требований к изделию, деталям и заготовкам, дополняет технологический процесс производства элементами измерения и технического анализа, которые необходимы как источник информации о качестве продукции в ходе ее изготовления.

Технология контроля должна предусматривать оптимальную последовательность производственных и контрольных операций, обеспечивающих своевременное выявление заготовок, полуфабрикатов, деталей с отступлением от установленных технических требований и быстрое устранение всех возникающих в производстве нарушений заданных режимов технологического процесса.

Управление качеством продукции – это установление, обеспечение и поддерживание необходимого уровня качества продукции при её разработке, производстве и эксплуатации или потреблении. Осуществляют путем систематического контроля качества и целенаправленного воздействия на влияющие на него условия и факторы.

Для соответствия базальтового ровинга предъявляемым требованиям, указанным в таблице № 4, в производстве используются следующие этапы контроля:

а) входной контроль исходного материала

б) контроль качества комплексной нити

в) контроль качества ровинга.

Контроль провисания

Определение величины провисания выполняют по требованию заказчика. Методика проведения согласно ГОСТ 6943.12. Для проведения испытания применяют устройство для определения провисания ровинга, представленное на рисунке 4.

 

1 – паковка ровинга, 2 – направляющая гребенка, 3 – груз, 4 – подвесной зажим, 5 – стойка, 6 – ролик, 7 – зажим правой стойки,

8 – стойка, 9 - шкала

Рисунок 4 – Схема устройства для определения провисания ровинга

 

Масса груза 2,8 кг. Величину провисания ровинга (П) по каждой единице продукции в миллиметрах, с учетом трех проведенных замеров, определяют как разность средних значений П₁ и П₂ с погрешностью +/- 1мм.

Контроль пороков внешнего вида и рассыпаемости ровинга проводят визуально упаковщики и работки склада.

Главным параметром контроля является массовое содержание замасливателя в ровинге, равный 30%.

 

 

Автоматизация технологического процесса производства базальтового ровинга производится согласно ГОСТ 24.104-85. Объектом управления в системе автоматизации является плавильная печь с фидерной системой BCF-1G.

В создания системы автоматического управления (САУ) применим многофункциональный контроллер средней информационной мощности типа ТКМ-700. Данный контроллер предназначен для сбора, обработки информации, реализации функции контроля, программно-логического управления, регулирования, противоаварийных защит и блокировок и может работать как автономное устройство управления. Кроме того, возможно его использование в качестве локального устройства управления в составе сложной распределительной системы управления.

Технические характеристики контроллера:

- питание, потребляемая мощность составляет 220В АС;

- мax количество входов/выходов – дискретных: 3584 вх./3584 вых.; аналоговых 448 вх./448 вых.;

- количество дискретных вх./вых. модуля – 64 вх., 32 вх.,16 вх./64 вых., 32 вых., 16 вых.;

- количество аналоговых вх./вых. модуля – 8 вх., 1 вх./8 вых., 1вых.;

- параметры аналоговых вх./вых. – 0…5мА, 0…20 мА, 4…20мА, 0…10 мА;

- скорость обработки – время цикла (6 ПИД – регуляторов, 500 параметров) менее 160 мс.

Каждый параметр стабилизируется системой автоматического регулирования (САР). Стабилизация параметров в плавильной печи осуществляется САР, содержащей:

а) Температурные датчики ТРИД ТП2, с которых сигнал поступает на многоканальный регулятор-контроллер типа ТКМ 700, где он подвергается обработке. При наличии рассогласования вырабатывается по ПИД - закону регулирования стабилизирующее воздействие, который поступает на  регулирующий клапан газовоздушной смеси с пневмоприводом АТА-7, устанавливающий заданную температуру.

б) Детектор уровня расплава в ванне LB6739, с которого поступает сигнал о низком уровне расплава в ванной на многоканальный регулятор-контроллер типа ТКМ 700. При необходимости регулирования, сигнал поступает на дозатор, для дозирования требуемой массы, после чего происходит открытие затвора дозатора.

в) Датчик контроля скорости вытяжки волокна MD-36, который преобразует вращательное движение вала в серию импульсов - 36 импульсов на оборот, используя высокоточный сдвоенный оптрон. С него сигнал поступает на многоканальный регулятор-контроллер типа ТКМ 700, где он подвергается обработке. При необходимости скорость вытяжки подвергается корректировке с помощью наматывающего аппарата DRH-1202, на котором установлен магнитный пускатель с управлением на переменном токе.

Спецификация приборов приведена в таблице № 7.

Схема системы автоматического управления показана на рисунке 5.

Наименование и основание для выполнения работы

Цель: разработать техническое задание на производство базальтового ровинга.

Основание для выполнения работы: задание преподавателя кафедры ХТГС Богатеева Г.Г.