Характеристика строительного гипса

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

ХАРАКТЕРИСТИКА СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА

Общие сведения

Твердение строительного гипса

Свойства строительного гипса

Применение строительного гипса

ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ

Общие сведения о гипсовом камне

Месторождения, запасы и добыча гипсового камня

Требования, применяемые к гипсовому камню

ДЕГИДРАТАЦИЯ ДВУВОДНОГО ГИПСА

ПРОИЗВОДСТВО СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА

ОПИСАНИЕ ВЫБРАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

ФОНДЫ РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС

ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

РАСЧЕТ БУНКЕРОВ И СКЛАДА

РАСЧЕТ РАСХОДА ЭНЕРГОРЕСУРСОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ОХРАНА ТРУДА НА ГИПСОВЫХ ЗАВОДАХ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Промышленность вяжущих материалов играет важную роль в создании материально-технической базы, обеспечении дальнейшего роста материального и культурного уровня жизни народа, успешной реализации программы строительных работ. От темпов роста выпуска вяжущих материалов зависят масштабы капитального строительства, его экономичность и технический уровень.

Неорганическими (минеральными) строительными вяжущими веществами являются порошкообразные материалы, образующие при смешивании с водой пластичную удобообрабатываемую массу, со временем затвердевающую в прочное камневидное тело.

Вяжущие вещества в зависимости от состава, основных свойств и областей применения делятся на группы:

1. Гидравлические вяжущие вещества (наиболее обширная группа) - будучи затворены водой, способны твердеть на воздухе и после предварительного затвердевания на воздухе продолжают сохранять и наращивать свою прочность в воде. В соответствии с этим гидравлические вяжущие вещества можно применять как в надземных, так и в подземных и гидротехнических сооружениях, подвергающихся воздействию воды.Вгруппу гидравлических вяжущих входят портландцемент и его разновидности, пуццолановые и шлаковые вяжущие,
глиноземистый и расширяющиеся цементы, гидравлическая известь. Их используют как в надземных, так и в подземных и подводных конструкциях.

2. Воздушные вяжущие вещества - после смешивания с водой могут твердеть и длительно сохранять свою прочность только на воздухе. Поэтому эти вяжущие вещества применяют лишь в надземных сооружениях, не подвергающихся действию воды. К воздушным вяжущим веществам относятся гипсовые и магнезиальные вяжущие, воздушная известь и кислотоупорный цемент.

3. Вяжущие вещества автоклавного твердения - наиболее эффективно твердеют при автоклавной (гидротермальной) обработке в течение 6-10 ч при давлении насыщенного пара 0,9- 1,3 МПа (9-13 атм.). В группу вяжущих веществ автоклавного твердения входят известково-кремнеземистые и известково-нефелиновые вяжущие.

4. Кислотоупорные вяжущие вещества - после затвердевания на воздухе могут продолжительное время сохранять свою прочность при воздействии кислот.

 

ХАРАКТЕРИСТИКА СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА

Общие сведения

 

Строительным гипсом называется вяжущее вещество, состоящее из β - полуводного гипса и получаемое обжигом природного гипса с последующим или предшествующим этой обработке измельчением в тонкий порошок.

Обжигают строительный гипс в тепловых установках, в которых кристаллизационная вода, в основном в виде пара, выделяется из двуводного гипса, что сопровождается образованием преимущественно β - полугидрата.

Двугидрат переходит в полугидрат по схеме:

 

CaSO₄ ∙ 2H₂O = CaSO₄ · 0,5H₂O + 1,5H₂O (с поглощением тепла).

Для получения 1 кг β - полуводного гипса из двугидрата теоретически необходимо затратить 580 кДж тепла. Двуводный гипс при переходе в полуводный теоретически теряет воду в количестве 15,76 % своей массы [2, стр. 28].

 

ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ

Основным источником сырья для производства гипсовых материалов и изделий являются природные месторождения гипса и ангидрита, а также в небольшой степени месторождения гипсосодержащих пород. Кроме того, в качестве перспективного сырья для получения гипсовых вяжущих материалов следует рассматривать гипсосодержащие отходы ряда производств (фосфогипс, фторангидрит, титаногипс, витаминный гипс, борогипс и др.).

В данном курсовом проекте приведен способ производства строительного гипса Г3, в качестве сырья для которого используется природный гипсовый камень.

 

Требования, применяемые к гипсовому камню

 

При производстве строительного гипса Г3 в качестве сырья применяют гипсовый камень с размером фракций 60 - 300 мм.

По стандарту (ГОСТ 4013-82) гипсовый камень по содержанию гипса подразделяют на сорта, указанные в таблице 4.

 

Таблица 4 - Сорта гипсового камня

Сорт	Содержание в гипсовом камне, %, не менее
	гипса (СаSО4 · 2Н2О)	кристаллизационной воды
1 2 3 4	95 90 80 70	19,88 18,83 16,74 14,64

 

В гипсовых породах лучших месторождений обычно содержится до 2 - 5% примесей, но часто их количество достигает 10 - 15 % и более.

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА

 

Рисунок 5 - Технологическая схема производства строительного гипса Г3 с применением варочных котлов периодического действия

 

ФОНДЫ РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ

Т = N n t k₁ k₂,

 

где N - количество рабочих дней в году; n - количество смен; t - количество часов в смену; k₁ - коэффициент учитывающий простои связанные с текущим ремонтом оборудования; k₁ = 0,9 … 0,95 для оборудования работающего с перерывами; k₁ = 0,85 … 0,9 для оборудования работающего непрерывно; k₂ - коэффициент учитывающий простои связанные с плановыми остановками на ремонт; k₂= 0,9

. Приемное отделение:

N = 260, n = 2, t = 8, k₁ = 0,95, k₂ = 0,9

Т = = 3557 ч.

. Дробильное отделение:

N = 260, n = 2, t = 8, k₁ = 0,95, k₂ = 0,9

Т = = 3557 ч.

. Помольное отделение:

N = 365, n = 3, t = 8, k₁ = 0,9, k₂ = 0,9

Т = = 7096 ч.

. Обжиговое отделение:

N = 365, n = 3, t = 8, k₁ = 0,9, k₂ = 0,9

Т = = 7096 ч.

. Склад:

N = 365, n = 3, t = 8, k₁ = 0,9, k₂ = 0,9

Т = = 7096 ч.

 

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС

Таблица 6 - Материальный баланс

Наименование операции	Ед. изм.	Плот- ность, кг/м^3	По- тери, %	Производительность
				В час	В смену	В сутки	В год
Склад	т	1300		6,34	50,72	152,16	45000
	м^3			4,88	39,02	117,06	34615,4
Транспортировка на склад винтовым конвейером	т	1300	0,5	6,37	50,96	152,88	45226
	м^3			4,9	39,2	117,6	34789
Подача на винтовой конвейер элеватором	т	1300	0,5	6,41	51,28	153,84	45453
	м^3			4,93	39,45	118,35	34964
Транспортировка к элеватору винтовым питателем	т	1300	0,5	6,44	51,52	154,56	45681
	м^3			4,95	39,63	118,89	35139
Бункер томления	т	1300	0,5	6,47	51,76	155,28	45911
	м^3			4,98	39,82	119,46	35316
Подача в бункер винтовым питателем	т	1300	0,5	6,5	52	156	46142
	м^3			5	40	120	35494
Варка в гипсоварочном котле	т	1300	Гипс	8,01	64,08	192,24	56822
	м^3			6,16	49,29	147,87	43709
Подача в гипсоварочный котел винтовым конвейером	т	1400	0,5	8,05	64,4	193,2	57108
	м^3			5,75	46	138	40791,43
Бункер над гипсоварочным котлом	т	1400	0,5	8,08	64,64	193,92	57395
	м^3			5,77	46,17	138,51	40996
Подача в бункер винтовым конвейером	т	1400	0,5	8,13	65,04	195,12	57683
	м^3			5,81	46,46	139,38	41202
Бункер для высушенного гипса	т	1400	0,5	8,21	65,68	197,04	58264
	м^3			5,86	46,91	140,73	41617
Пылеосадительные устройства	т	1400	1,0	8,29	66,32	198,96	58853
	м^3			5,92	47,37	142,11	42038
Сушка и помол в шахтной мельнице	т	1400	2,0	8,46	67,68	203,04	60054
	м^3			6,04	48,34	145,02	42896
Подача в мельницу тарельчатым питателем	т	1300	0,3	8,49	67,92	203,76	60235
	м^3			6,53	52,25	156,75	46335
Расходный бункер гипсовой щебенки	т	1300	0,1	8,5	68	204	60295
	м^3			6,54	52,31	156,93	46381
Подача в бункер цепным элеватором	т	1300	0,3	17	136	272	60476
	м^3			13,07	104,6	209,2	46520
Щековая дробилка	т	1300	0,2	17,04	136,32	272,64	60597
	м^3			13,11	104,86	209,72	46613

 

Подача в дробилку ленточным конвейером	т	1300	0,1	17,05	136,43	272,86	60658
	м^3			13,12	104,95	209,9	46660
Приемный бункер гипсового камня	т	1300	0,1	17,07	136,56	273,12	60719
	м^3			13,13	105,05	210,1	46707

 

Обжиг в гипсоварочном котле

Дано: φ(CaSO₄) = 2,18 %

m_кон. = 46142 т

W = 4,23 %

Решение:

) Пусть 1000 кг - сырьё, тогда 21,8 кг - примеси CaSO₄

- 21,8 = 978,2 кг

,8 х

CaSO₄ · 2H₂O → CaSO₄ ∙ 0,5H₂O + 1,5H₂O

145

 

 кг

 

С учетом примесей: m_{готов.продукта} = 824,6 + 21,8 = 846,4 кг

) 1000 кг сырья - 846,4 кг продукта

y кг сырья - 46142 т продукта

y = m_сух. = 54516 т С учетом влажности: W = 4,23 %

m_сух. = 54516 т

 

m_вл. =  · m_сух. + m_сух.

m_вл. =  · 54516 + 54516 = 56822 т

Электрофильтр ДВПН-4-20

Площадь сечения активной зоны электрофильтра, м² 80

Габаритные размеры, м:

длина 17

ширина 6

высота 20

Масса, т 117,2

Мощность, кВт 48

Производительность, м³/с 120

Количество электрофильтров 5

 

Винтовой конвейер СТ - 90:

Диаметр трубопровода, мм 90

Диаметр спирали, мм 68

Максимальная длина транспортера, м 25

Мощность электродвигателя, кВт 2,2

Производительность, м³/ч 7

 

Винтовой конвейер СТ - 90:

Диаметр трубопровода, мм 90

Диаметр спирали, мм 68

Максимальная длина транспортера, м 25

Мощность электродвигателя, кВт 2,2

Производительность, м³/ч 7

 

Гипсоварочный котел:

Диаметр, м 4,6

Высота, м ≈ 4

Вместимость, м³ 15

Винтовой питатель:

Диаметр винта, м 0,3

Шаг винта, м 0,24

Угловая скорость винта, об/мин 30

Коэффициент разрыхления и наполнения 0,25

Производительность, т/ч 10

 

Винтовой питатель:

Диаметр винта, м 0,3

Шаг винта, м 0,24

Угловая скорость винта, об/мин 30

Коэффициент разрыхления и наполнения 0,25

Производительность, т/ч 10

 

Винтовой конвейер СТ - 90:

Диаметр трубопровода, мм 90

Диаметр спирали, мм 68 Максимальная длина транспортера, м 25

Мощность электродвигателя, кВт 2,2

Производительность, м³/ч 7

 

РАСЧЕТ БУНКЕРОВ И СКЛАДА

 

Бункера

 

 

Приемный бункер гипсового камня:

a = 4000 мм

b = 3000 мм= 4000 мм₁ = 2000 мм₁ = 1000 мм₁ = 2000 мм

V = 61 м³

Расходный бункер гипсовой щебенки:

a = 2000 мм= 3000 мм= 3500 мм₁ = 1000 мм₁ = 1000 мм

h₁ = 2500 мм

V = 29 м³

Бункер для высушенного гипса из пылеосадительных устройств:

a = 2000 мм= 3000 мм= 3500 мм₁ = 1000 мм₁ = 1000 мм

h₁ = 2500 мм

V = 29 м³

Бункер над гипсоварочным котлом:

a = 2000 мм= 3000 мм= 3500 мм₁ = 1000 мм₁ = 1000 мм

h₁ = 2500 мм

V = 29 м³

Бункер томления:

a = 2000 мм= 2000 мм= 4000 мм₁ = 1000 мм₁ = 1000 мм

h₁ = 3000 мм

V = 29 м³

Склад

 

Принимаем 2 склада:

h = 6000 мм

d = 7000 мм

V = 230 м³

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В данном курсовом проекте рассчитан гипсовый завод с производительностью 45000 т/год.

Для этого завода выбрана технологическая схема с применением гипсоварочного котла, в которой используется следующее оборудование: щековая дробилки, шахтная мельница, гипсоварочный котел, пылеосадительные устройства - спареный циклон, батарейный циклон, электрофильтр, цепной элеватор, винтовые конвейеры; тарельчатый и винтовой питатели.

Завод с такой производительностью ежегодно потребляет 2305180,4 кВт ч электроэнергии и 60719 т/год исходного продукта.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Бутт Ю. М., Сычев М.М., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов: Учебник для вузов/ Под ред. Тимашева В.В. - М.: Высш. школа, 1980. - 472 с., ил.

. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества: (технология и свойства). Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1979. - 476 с.

. Вяжущие материалы. А.А. Пащенко, В.П. Сербин, Е.А. Старчевская. Издательское объединение «Вища школа», 1975. - 444с.

. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение). Справочник. Под общей ред. А.В. Ферронской. - М.: Издательство АСВ, 488 с., с ил.

. Ильевич А. П. Машины и оборудование для заводов по производству керамики и огнеупоров: Учебник для вузов. - М.: Высш. шк., 1979. - 344с.

. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины: Учеб. пособие для машиностроительных вузов, - 3-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1983. - 487 с., ил.

. Строительные материалы: Справочник/ А.С. Болдырев, П.П. Золотов, А.Н. Люсов и др.; Под ред. А.С. Болдырева, П.П. Золотова. - М.: Стройиздат, 1989. - 567 с.: ил.

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

ХАРАКТЕРИСТИКА СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА

Общие сведения

Твердение строительного гипса

Свойства строительного гипса

Применение строительного гипса

ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ

Общие сведения о гипсовом камне

Месторождения, запасы и добыча гипсового камня

Требования, применяемые к гипсовому камню

ДЕГИДРАТАЦИЯ ДВУВОДНОГО ГИПСА

ПРОИЗВОДСТВО СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА

ОПИСАНИЕ ВЫБРАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

ФОНДЫ РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС

ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

РАСЧЕТ БУНКЕРОВ И СКЛАДА

РАСЧЕТ РАСХОДА ЭНЕРГОРЕСУРСОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ОХРАНА ТРУДА НА ГИПСОВЫХ ЗАВОДАХ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Промышленность вяжущих материалов играет важную роль в создании материально-технической базы, обеспечении дальнейшего роста материального и культурного уровня жизни народа, успешной реализации программы строительных работ. От темпов роста выпуска вяжущих материалов зависят масштабы капитального строительства, его экономичность и технический уровень.

Неорганическими (минеральными) строительными вяжущими веществами являются порошкообразные материалы, образующие при смешивании с водой пластичную удобообрабатываемую массу, со временем затвердевающую в прочное камневидное тело.

Вяжущие вещества в зависимости от состава, основных свойств и областей применения делятся на группы:

1. Гидравлические вяжущие вещества (наиболее обширная группа) - будучи затворены водой, способны твердеть на воздухе и после предварительного затвердевания на воздухе продолжают сохранять и наращивать свою прочность в воде. В соответствии с этим гидравлические вяжущие вещества можно применять как в надземных, так и в подземных и гидротехнических сооружениях, подвергающихся воздействию воды.Вгруппу гидравлических вяжущих входят портландцемент и его разновидности, пуццолановые и шлаковые вяжущие,
глиноземистый и расширяющиеся цементы, гидравлическая известь. Их используют как в надземных, так и в подземных и подводных конструкциях.

2. Воздушные вяжущие вещества - после смешивания с водой могут твердеть и длительно сохранять свою прочность только на воздухе. Поэтому эти вяжущие вещества применяют лишь в надземных сооружениях, не подвергающихся действию воды. К воздушным вяжущим веществам относятся гипсовые и магнезиальные вяжущие, воздушная известь и кислотоупорный цемент.

3. Вяжущие вещества автоклавного твердения - наиболее эффективно твердеют при автоклавной (гидротермальной) обработке в течение 6-10 ч при давлении насыщенного пара 0,9- 1,3 МПа (9-13 атм.). В группу вяжущих веществ автоклавного твердения входят известково-кремнеземистые и известково-нефелиновые вяжущие.

4. Кислотоупорные вяжущие вещества - после затвердевания на воздухе могут продолжительное время сохранять свою прочность при воздействии кислот.

 

ХАРАКТЕРИСТИКА СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА

Общие сведения

 

Строительным гипсом называется вяжущее вещество, состоящее из β - полуводного гипса и получаемое обжигом природного гипса с последующим или предшествующим этой обработке измельчением в тонкий порошок.

Обжигают строительный гипс в тепловых установках, в которых кристаллизационная вода, в основном в виде пара, выделяется из двуводного гипса, что сопровождается образованием преимущественно β - полугидрата.

Двугидрат переходит в полугидрат по схеме:

 

CaSO₄ ∙ 2H₂O = CaSO₄ · 0,5H₂O + 1,5H₂O (с поглощением тепла).

Для получения 1 кг β - полуводного гипса из двугидрата теоретически необходимо затратить 580 кДж тепла. Двуводный гипс при переходе в полуводный теоретически теряет воду в количестве 15,76 % своей массы [2, стр. 28].