Курсовая работа: Модернизация производства керамического кирпича

Курсовая работа: Модернизация производства керамического кирпича

Содержание

Введение

1. Общая характеристика проектируемого предприятия

1.1 Перспективы развития народного хозяйства

1.1.1 Обоснование необходимости модернизации производства

1.2 Сырьевая база, источники электроснабжения, транспортные связи

1.3 Характеристика условий района

1.4 Номенклатура выпускаемой продукции

1.5 Технические требования к выпускаемой продукции

1.6 Мероприятия по улучшению теплотехнических характеристик

1.7 Перечень основных и вспомогательных цехов

2. Расчёт конструкций

2.1 Требования, предъявляемые к кирпичной кладке

2.2 Теплотехнический расчет толщины наружной стены

2.3 Требования, предъявляемые к железобетонной перемычке в процессе эксплуатации, транспортирования и монтажа

2.4 Расчет железобетонной перемычки в стадии эксплуатации

2.5 Расчет железобетонной перемычки на усилия, возникающие при эксплуатации, изготовлении, транспортировании и монтаже

2.5.1 Расчет железобетонной перемычки по предельным состояниям первой группы

2.5.2 Расчет железобетонной перемычки по предельным состояниям второй группы

2.5.2 Расчет железобетонной перемычки на усилия возникающие при изготовлении, транспортировании и монтаже

3. Технологическая часть

3.1 Состав и свойства глины, добавок и сырьевой шихты

3.2 Выбор и обоснование способа и схемы производства

3.3 Режим работы отделений предприятия

3.4 Расчет расхода компонентов

3.5 Описание процесса производства

3.5.1 Добыча, транспортирование и складирование материалов

3.5.2 Массоподготовительное отделение

3.5.3 Формовочно-перегрузочное отделение

3.5.4 Сушильно-перегрузочное отделение

3.5.5 Обжиговое отделение

3.5.6 Отделение выгрузки и складирования готовой продукции

3.6 Физико-механические и физико-химические процессы

3.7 Производственно-технологические расчёты основных отделений

3.7.1 Расчет количества туннельных сушилок, сушильных вагонеток

3.7.2 Расчет туннельной печи и количества печных вагонеток

3.7.3 Основное технологическое оборудование

3.7.4 Транспортирующее и дозирующее оборудование

3.7.5 Оборудование и сооружения для хранения компонентов

3.7.6 Пылеосадительное оборудование и аспирационные системы

3.7.7 Ведомость основного технологического оборудования

3.8 Контроль технологического оборудования, качества продукции

3.9 Вопросы стандартизации

4. Теплотехнический расчёт

4.1 Расчёт туннельной печи

4.2 Мероприятия по экономии топлива и энергетических ресурсов

5. Электрические устройства и автоматика

5.1 Комплексная механизация и автоматизация производства кирпича, уровень автоматизации технологических процессов

5.2 Силовое оборудование, расход электроэнергии

6. Строительные и санитарно-технические сооружения и устройства

6.1 Объемно-планировочные и конструктивные решения

6.1.1 Данные для разработки архитектурно-конструктивной части

6.1.2 Краткая характеристика главного производственного корпуса

6.1.3 Конструктивные решения реконструируемых сооружений с указанием структурных элементов и основных размеров

6.1.4 Санитарно-технические и бытовые условия

6.2 Генеральный план предприятия      

6.2.1 Климатические и геологические условия местности

6.2.2 Мероприятия, обеспечивающие блокировку цехов и зонирование    

6.2.3 Инженерные коммуникации

6.2.4 Объёмно-планировочные решения застройки территории

7. Организационно-экономическая часть

7.1 Расчёт сводной сметы затрат на модернизацию предприятия

7.2 Расчёт себестоимости продукции

7.3 Расчёт годового экономического эффекта

8. Безопасность жизнедеятельности на предприятии

8.1 Безопасные условия труда при выполнении каменных работ

9. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях

9.1 Строительство простейших сооружений в особый период

9.2 График строительства перекрытой щели

Заключение

Введение

В современном строительстве, на данном этапе его развития, доля керамического кирпича в общем объеме стеновых материалов в Краснодарском крае составляет 40%. Его широкое использование в строительстве объясняется повсеместным залеганием сырья и относительно простой технологией, которая имеет колоссальную базовую основу во всех аспектах производства.

Глиняный кирпич обладает рядом достоинств, которые делают его конкурентоспособным по сравнению с силикатным кирпичом: более высокая огнестойкость, морозостойкость, химическая стойкость и водостойкость, а также меньшая теплопроводность и масса. Он имеет более широкую сферу применения, в том числе в сейсмически активных районах. Пустотелый кирпич имеет следующие преимущества: при производстве снижается расход сырья и топлива, повышается производительность сушилок, а применение его для наружных стен позволяет уменьшить их толщину, сокращает транспортные расходы и снижает нагрузки на фундамент. Экономическая эффективность применения пустотелых кирпичей определяется максимально допустимой средней плотностью изделий, составляющей 1350 кг/м3, при которой возможно уменьшить во II климатическом поясе толщину наружной стены на 120 мм (½ кирпича). Лицевой керамический кирпич обладает высокой декоративностью и широким цветовым ассортиментом. Наиболее целесообразной является технология получения лицевого кирпича широкой цветовой палитры путем объемного окрашивания глиняной массы тонкомолотыми недефицитными металлическими рудами и комплексными добавками. Актуальность его применения выражается в умеренных затратах на сооружение зданий с высокой архитектурно-художественной выразительностью, но главное – в значительном сокращении затрат на ремонт фасадов при их длительной эксплуатации, так как срок службы лицевого кирпича более 50 лет.

В старину мастерство русских зодчих давало возможность минимальным числом типов профильного кирпича достигать большой выразительности элементов и фасадов зданий. В наше время особенность цвета служит прекрасным средством для подчеркивания зрительных соотношений. Например, в цокольных этажах используется лицевой кирпич тяжелых темных тонов, а в вышележащих частях здания более легких светлых тонов и другие комбинации.

Развитие производства лицевого керамического кирпича широкой цветовой палитры, фактуры и формы способствует улучшению архитектурного облика застройки населённых пунктов с учетом особенностей природного ландшафта, что позволит обеспечить духовные потребности, моральное и физическое здоровье человека. Все данные факторы обуславливают ликвидность продукции, предлагаемой к выпуску, и предоставляют перспективные предпосылки для дальнейшего развития технологии.

В массовом строительстве наиболее разумен и экономически оправдан подход, используемый краснодарскими строительными организациями: строительство несущих конструкций из железобетона, а ограждающих из эффективного лицевого кирпича. Общий ввод жилья в России в 2002 г. составил 35 млн. м2, а в то же время в стране ежегодно в аварийное состояние приходит 23 млн. м2 жилого фонда. Значит, производство высококачественной стеновой керамики является одним из важных условий выполнения программ строительства жилья, ремонта и реконструкции существующего жилого фонда. В 2002 г. в России было произведено 10781,4 млн. шт. усл. кирпича. /2.4/

В настоящее время набирает обороты Федеральная целевая программа «Жилище». Однако в Градостроительном кодексе РФ и в градостроительной доктрине не уделяется достаточно внимания такому показателю качества жилья, как долговечность или жизненный цикл. Поэтому некорректно сравнивать эффективность инвестиций в жилье, ориентируясь только на себестоимость строительства 1м2. Необходимо, чтобы проекты разных объектов имели характеристику долговечности, а государство стимулировало застройщиков к строительству более экологически чистого и долговечного жилья.

Наиболее приемлема реконструкция и модернизация существующих предприятий. Стоимость модернизации будет окупаема за 2-4 года, завод сможет выйти на новый уровень качества продукции и приобрести экономическую устойчивость. Таким образом, широкий спектр керамических стеновых материалов, который востребован рынком, может быть обеспечен действующими предприятиями при условии их усовершенствования с учетом индивидуальных особенностей и внедрения эффективных технологических решений.

1. Общая характеристика проектируемого предприятия

Энемский кирпичный завод построен в 50-е годы 20-го века. В настоящее время на нем выпускается только полнотелый кирпич марок 75 и 100. За годы длительной эксплуатации производство было механизировано, но не отвечает современным требованиям: большая часть оборудования изношена, низкая конкурентоспособность, а годовая производительность снизилась с проектной мощности завода в 20 млн. шт. усл. кирп. до 12 млн. шт. усл. кирп.

1.1 Перспективы развития народного хозяйства

Посёлок городского типа Энем находится на удалении 15 км от города Краснодар, на предприятиях и в организациях которого работает большинство жителей. Другая часть населения занята в местной сфере услуг и торговли.

Краснодар – один из крупнейших административно-промышленных центров Северо-Кавказского региона России. Город расположен на пересечении важнейших транспортных путей, связывающих Черноморское побережье с центральными регионами Российской Федерации. По объёму производства промышленной и сельскохозяйственной продукции, развитию курортной сферы и туризма Краснодарский край занимает ведущее место в стране.

В Краснодаре и его пригородной зоне проживает более 1 миллиона жителей; население постоянно растёт. В городе хорошо развито машиностроение, нефтепереработка, особенно широко – лёгкая и пищевая промышленность. В последние годы администрацией поставлена и выполняется задача благоустройства центра, а также значительного роста жилищного многоэтажного и индивидуального строительства.

Промышленность строительных материалов и изделий в Краснодаре представлена: ДСК, ОБД, рядом заводов ЖБИ и несколькими кирпичными заводами, но большая часть их технически устарела, и они не обеспечивают потребности в качественной продукции. Лицевой кирпич в крае выпускает только Славянский завод в объёме 25 млн. шт. усл. кирп. в год, удалённый от Краснодара на значительное расстояние. Все эти факторы привели к использованию дальнепривозного лицевого кирпича из Ростовской области и Украины.

1.1.1 Обоснование необходимости модернизации производства

В условиях структурной перестройки в области гражданского строительства с ориентированием на индивидуальное жилье, с повышением требований к качеству и комфортности жилых помещений, внешнему виду зданий повысились требования к стеновым материалам, в том числе и к керамическому кирпичу. Значителен спрос на лицевой эффективный керамический кирпич высоких марок, в том числе фигурный, безусловно, по доступной цене. Устойчивая тенденция к повышению рыночного спроса на качественный керамический кирпич находится в явном несоответствии с современным положением дел в отрасли производства, где многие заводы практически полностью технически изношены и нуждаются в реструктуризации. Многие предприятия перешли или переходят в собственность владельцев, не обладающих профессиональными знаниями и не имеющих опыта работы в кирпичном производстве. В сложившихся условиях удовлетворить запросы строителей и архитекторов по объемам производства, номенклатуре и качеству керамического кирпича необходимо решениями оперативного характера. /2.4/

Наиболее рационально прибегнуть к реконструкции и техническому перевооружению предприятий с использованием новых технологических решений. Основной принцип модернизации - работа «под ключ»:

— комплексное обследование производства и разработка технического предложения, основанного на наиболее эффективных и экономичных решениях, учитывающих наличие сырьевой базы и энергоресурсов, свойств сырья и возможности увеличения производственной мощности;

— рабочий проект, соответствующий регламентирующим документам и согласованному с заказчиком техническому заданию; поставка технологического оборудования, систем автоматического управления; наладка системы с выводом на оптимальные параметры и получение продукции высокого качества;

— обучение специалистов заказчика правилам эксплуатации и методам поддержания работоспособного состояния оборудования, а также ремонтным и профилактическим работам. /2.4/

Мелкоштучные стеновые материалы из бетона, керамический и силикатный кирпич, а также другие, конкурируя между собой, все чаще используются в различных конструкциях при создании одного строительного объекта. Определяющим является качество материала при определенных условиях строительства, влияние его на скорость строительства и финансовые затраты.

В Европе при существенно ограниченных земельных возможностях доля индивидуального жилищного строительства весьма велика, и достигает 80%.

Применение керамических стеновых материалов занимает одно из ведущих мест в решении проблем повышения уровня жизни и обустройства населенных пунктов в ЕЭС. С 1990 г. по 1999 г., производство керамических стеновых материалов увеличилось в Германии на 28,4%, Австрии - 15,8%, Франции - 8,8% при снижении количества работающих. Анализ состояния в целом производства керамических стеновых материалов по ведущим странам европейского экономического союза приведен в табл. 1. /2.3/

Таблица 1 - Объёмы производства керамического кирпича в ЕЭС.

Существенны различия в структуре производства керамического кирпича по степени пустотности, что наглядно показано в табл. 2. /2.3/

Таблица 2 - Производство эффективных изделий в ЕЭС

За 2001 г. в ЕЭС произведено 5 млрд. 292 млн. шт. усл. кирпича (250x125x65).

Немаловажное значение имеет создание и выпуск специализированной литературы по производству керамического кирпича, а также обеспечение специалистов отрасли достоверными сведениями. Российские предприятия должны вернуться к существовавшей ранее системе производственной практики студентов на производстве, в том числе на современных заводах. /4.2/

В целом отечественная промышленность строительных материалов ориентирована в основном на внутренний рынок и обеспечивает основные потребности строительного комплекса. Осуществляется перепрофилирование предприятий индустриального домостроения на выпуск изделий и конструкций архитектурно-строительных систем. Но степень износа основных фондов в отрасли достигла угрожающих величин, а тенденция их сокращения сохраняется. Средний возраст основной части машин и оборудования превышает 30 лет. Промышленность строительных материалов и изделий является одной из наиболее энергоёмких отраслей народного хозяйства, поэтому энергосбережение является одной из первостепенных задач.

В России, в том числе в Краснодарском крае, керамический кирпич был в прошлом и остается в настоящем предпочтительным материалом в строительстве жилья, а доля эффективных изделий за последние двадцать лет выросла. Сейчас она достигает 25%. В 80-е – 90-е годы прошлого века, общий объем строительства и выпуск керамического кирпича снизился, но, начиная с 2002 г. наблюдается рост его производства, при заметном изменении ассортимента. На Кубани по текущему состоянию доля эффективного кирпича и камня достигла приблизительно 1/3 части общего объема, что близко к показателям в целом по России и значительно ниже, чем за рубежом.

Полная автоматизация всех переделов и высокая насыщенность оборудованием глиноподготовительных отделений приводит к большему удельному расходу газ и электроэнергии (табл. 3). /2.3/

Таблица 3 – Энергоёмкость заводов Краснодарского края

Значительны успехи в механизации производства, снижении доли ручного труда, введён в эксплуатацию ряд автоматизированных заводов (ФКИ, Губский, Славянский, Новокубанский), но следует учитывать, что полная автоматизация требует больших капиталовложений и принципиального изменения технологической линии, а также является сложной в плане осуществления внедрения в реальных условиях и энергоёмкой. В связи с этим в данном проекте применена частичная автоматизация

Изделия из керамики благодаря своим физико-механическим свойствам, в частности равновесной гигроскопической влажности, создают здоровый, комфортный климат в помещении. Простой надежный способ строительства, сравнительно низкие затраты, невысокие эксплуатационные издержки и долговечность сооружений также весьма веские аргументы в пользу керамических материалов. Стены, возведённые с использованием лицевого кирпича, практически не требуют обслуживания и ремонта, то есть являются более эффективными при долговременной эксплуатации. Краснодарский край в течение многих лет является лидером среди регионов России по производству керамического кирпича. Его удельный выпуск сопоставим с развитыми странами и заметно выше среднего по России (табл. 4). /2.3/

Таблица 4 - Удельное производство керамического кирпича

Общий выпуск керамического кирпича в крае имеет тенденцию к снижению. Кубань имеет хорошую сырьевую базу, но для получения качественной продукции требуется приготовление сложной шихты. Стоимость энергоносителей в значительной мере определяет себестоимость керамического кирпича. Это вызывает необходимость технического перевооружения заводов, направленного на экономию энергетических затрат.

Традиции строительства в крае, особенно в частном секторе, ориентированы на предпочтение керамического кирпича и потребность в нём выше, чем в среднем по стране. Сложилась следующая ситуация: удельное производство лицевого и обычного эффективного керамического кирпича и камня на современном этапе развития увеличилось на 50% и на 2002 год составило 180 млн. шт. усл. кирп., а рядового полнотелого уменьшилось на 35% (с 550 млн. шт. усл. кирп. до 360 млн. шт. усл. кирп.). Таким образом, общий выпуск стеновой керамики в крае снизился на 20%, что является закономерным на фоне уменьшения количества предприятий в стране и снижения выпуска керамических стеновых изделий заводами с устаревшей материально-технической базой.

Учитывая всё вышеперечисленное, ввиду рациональности и экономической выгоды, в выполняемом проекте предусмотрено совершенствование технологии керамического кирпича на Энемском заводе: изменение ассортимента, перевод предприятия на выпуск пустотелого кирпича с улучшенными теплозащитными свойствами, увеличение мощности до 20 млн. шт. усл. кирп., повышение марки изделий за счёт улучшенной переработки сырьевой шихты и введения комплексных добавок. Половину продукции предлагается выпускать в виде лицевого кирпича широкой цветовой гаммы.

1.2 Сырьевая база, источники электроснабжения, транспортные связи

Энемский кирпичный завод в качестве основного сырья для производства керамических изделий использует глину Энемского месторождения, расположенного на удалении 2-х километров от предприятия, имеющего общую площадь 20 гектар. /10/ Данный фактор исключает дальние перевозки главного компонента шихты, что в свою очередь уменьшает себестоимость выпускаемой продукции. В целях дополнительного улучшения технико-экономических параметров в проекте предусмотрено создание собственного автопарка грузовых автомобилей и переход от практики привлечения подрядных организаций для доставки глины с карьера самосвалами к автономной транспортировке исходных материалов и при необходимости готовой продукции.

Для получения эффективного кирпича и камня высокого качества используются:

молотый уголь – комплексная добавка, которая улучшает спекаемость керамической массы. Он доставляется на завод со склада, находящегося около железнодорожной станции «Энем-2», которая располагается на удалении менее одного километра от модернизируемого предприятия и храниться в расходном бункере отделения добавок;

песок и молотый брак из сушки – смешанная отощающая добавка, которая благоприятно влияет на сушильные и обжиговые процессы. Источником песка является Вишневский участок Гирейского песчано-гравийного месторождения, общие запасы которого равняются 9766,7 тыс. м3, а удалённость до него составляет 106 километров. Залежи песчаника располагаются в 6 километрах от железнодорожной станции «Гирей» на левом берегу реки Кубань. Брак из сушки используется для создания замкнутого цикла производства и вводится в шихту в измельчённом виде после двух стадий дробления на этапе грубого измельчения из совместного расходного бункера;

лузга – выгорающая добавка, призванная обеспечить повышение формовочных характеристик шихты, трещеностойкость при сушке и поддержать окислительно-восстановительную среду при обжиге. Она является отходами сельского хозяйства, так что её применение экономически оправдано, и доставляется из находящегося в 12 километрах от завода сельхоза «Восход» Тахтамукайского района в расходный бункер отделения добавок.

Для получения лицевого эффективного кирпича и камня применяются:

шамот – отощающая добавка, которая к тому же является центром кристаллизации и положительно влияет на прочностные параметры. Он является браком от обжига, который используется для создания замкнутого цикла производства и вводится в шихту в измельчённом виде после двух стадий дробления на этапе грубого измельчения из расходного бункера;

Для объёмного окрашивания лицевых эффективных изделий применяются:

известняк и МР «ЮНС» – комплексная добавка, вводимая в виде шликера. ЮжНИИстром поставляет модифицирующий реагент с каталитическим эффектом МР «ЮНС». Он позволяет достигать заданного светлого цвета черепка при введении в глиняную массу относительно небольшого количества карбонатной породы, которая в свою очередь доставляется с Шедокского месторождения известняков, находящегося по координатам: 44о13I20II СШ и 40о50I10II ВД и имеющего общие запасы 131 млн. тонн.

марганцевая руда – объёмно-окрашивающий рудный компонент, вводимый в виде шликера. В качестве источника рекомендуется использовать Лабинское месторождение с общими запасами 33,9 млн. тонн, располагающееся между реками Белая и Лаба на удалении 86 километров от предприятия.

Завод снабжается электроэнергией от Майкопских электросетей. Общая мощность трансформаторной подстанции составляет 800 киловатт. Водоснабжение осуществляется собственной артезианской скважиной. Снабжение главного цеха топливом производится природным газом через трубопровод Новый сад – Краснодар. К предприятию со стороны посёлка примыкает асфальтированная дорога. Все остальные коммуникации входят в местную сеть населённого пункта. /10/

1.3 Характеристика условий района

Энемский кирпичный завод расположен в посёлке Энем Тахтамукайского района республики Адыгея на удалении 15 километров к юго-западу от города Краснодар. Климатический пояс – умеренный. Средняя месячная относительная влажность воздуха – 60%. Среднегодовая температура наружного воздуха +10,8оС, а средняя амплитуда колебаний температуры воздуха за сутки – 10,2оС. Доминирующее направление ветров: юго-запад – северо-восток. Уровень грунтовых вод 4 метра. Рельеф местности – равнинный.

1.4 Номенклатура выпускаемой продукции

На модернизируемом Энемском заводе, в соответствии с рекомендациями к выпуску, предполагается изготавливать одинарный и утолщенный кирпич и камень керамические, (см. табл. 5.) Вся продукция - изделия с 18 сквозными щелевидными технологическими пустотами расположенными перпендикулярно постели /8/; 1/2 - по ГОСТ 530 - 95 и 1/2 - по ГОСТ 7484 - 78.

Рекомендуемая мощность завода - 20 млн. шт. усл. кирп. По производственной программой необходимо выпускать: эффективного - 10 млн. шт. усл. кирп.; лицевого эффективного с добавкой марганцевой руды - 5 млн. шт. усл. кирп.; лицевого эффективного, используя МР «ЮНС» - 5 млн. шт. усл. кирп. /10/

Таблица 5 – Номенклатура выпускаемых изделий

1.5 Технические требования к выпускаемой продукции, правила приемки, маркировки, хранения и транспортировки

Требования ГОСТ 530-95:

Таблица 6 – Номинальные размеры эффективных изделий

Отклонение от перпендикулярности граней не должно превышать ± 3 мм. Известковые включения, вызывающие после пропаривания изделий разрушение поверхностей и отколы глубиной более 6 мм, не допускаются. На поверхности изделий допускается наличие отколов по наибольшему измерению от 3 до 10 мм числом не более 3 шт. Количество половняка в партии не должно быть более 5%. Не допускается поставка потребителю недожженных и пережженных изделий.

Таблица 7 – Нормы дефективности эффективных изделий

Прочность изделий с вертикально расположенными щелевидными пустотами, ширина которых должна быть не более 16 мм [8], приведена в таблице 3.

Таблица 8 – Марки выпускаемых эффективных изделий

Экономическая эффективность применения пустотелых кирпичей определяется максимально допустимой средней плотностью изделий, составляющей 1350 кг/м3, при которой возможно уменьшить во втором климатическом поясе толщину наружной стены на 120 мм (½ кирпича). Масса такого кирпича в высушенном состоянии не должна быть более 2,6 кг. По морозостойкости изделия подразделяют на марки: F15, F25, F35 и должны выдерживать количество циклов не меньше нижнего предела. Водопоглощение не должно быть для пустотелых изделий менее 6%. Кирпич керамический относят к группе негорючих строительных материалов по ГОСТ 30244. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов (АЭФФ) в изделиях не должна быть более 370 Бк/кг.

Изделия должны изготовляться в соответствии с требованиями ГОСТа по технологическому регламенту, утвержденному предприятием-изготовителем и маркироваться в каждом пакете по одному в среднем ряду по ГОСТ 14192.

Изделия должны быть приняты техническим контролем предприятия-изготовителя. Изделия принимают партиями. Объем партии устанавливают в количестве не более выработки одной печи в сутки. Партия должна состоять из изделий одного вида, одной марки по прочности и морозостойкости. Для проверки соответствия изделий требованиям настоящего стандарта проводят приемосдаточные и периодические испытания.

Приемосдаточные испытания осуществляют по следующим показателям: внешний вид (наличие дефектов внешнего вида), размеры и правильность формы, масса изделия, предел прочности при сжатии изделий, предел прочности при изгибе для кирпичей марки 100. Периодические испытания проводят не реже одною раза: в две недели - для определения наличия известковых включений; в месяц - для определения водопоглощения, предела прочности при изгибе кирпичей марки 125 и 150; в квартал - для определения морозостойкости; в год - для определения Аэфф в том случае, если отсутствуют данные поставщика сырьевых материалов. Периодические испытания по показателям водопоглощения, морозостойкости и Аэфф проводят при изменении сырья и технологии, а также других влияющих факторах.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6