Курсовая работа: Проект цеха по производству полимер-песчаной черепицы

Непременным условием экономической эффективности внедрения нового промышленного предприятия является определенный срок окупаемости капиталовложений. При правильно выбранном технологическом процессе и соответствующем оборудовании срок окупаемости, как правило, ниже нормативного времени и составляет не более двух – трех лет.

1. Технологическая часть

1.1 Требования к сырью для черепицы

номенклатура бетон контроль качество

Предлагаемая технология производства полимерпесчаной черепицы из полимерных отходов не предполагает очистку и глубокую сортировку сырья. Предлагается лишь придерживаться соотношения 40–50/60–50 так называемых мягких (полиэтилены) и жёстких (полипропилены, полистиролы, АБС пластики, ПЭТ и пр.) полимеров. В таком примерно соотношении отходы и находятся на свалках.

НЕ подходят тугоплавкие полимеры (поликарбонаты, фторопласты) и резины. Легкоплавкие, типа ПВХ, могут частично выгорать, но на качество полимерпесчаной черепицы это не влияет. Также выгорают примеси (бумага, пищевые отходы), испаряется влага Кроме отходов полимеров в производстве черепицы требуется песок. Он используется как наполнитель и должен быть сухим, просеянным без глинистых и пылевидных включений. Не имеет значения, какого цвета песок и происхождения. Допустимая фракция песка до 3х мм. Может и использоваться другой наполнитель, более доступный в выбранной местности, но прежде промышленного его использования необходимо исследовать его влияние на качество продукции. Таким образом, эта невероятная новая технология получения стройматериалов из бесплатного сырья. Для производства песчано-полимерных изделий необходимо иметь сырье: отходы полиэтилена (полиэтилен высокого низкого давления), песок (фракция не более 3 мм) и краситель (неорганический термостойкий). Полиэтилен желательно использовать высокого и низкого давления (бытовые отходы полиэтилена-банки, канистры, пленка, пакеты, стрейч пленка). Идеальным решением будет приобретение готового полимера. Песок используется речной, мытый фракция до 3 мм. Если песок сильно сырой и разной фракции используется пескосушилка

1.2 Процесс производства

Подготовка полимерпесчаной массы.

После первого измельчения отходы пластиков попадают в экструзионную машину, где под нагревом перемешиваются. Любой химик скажет, что это невозможно и ненаучно – перемешать разнородные полимеры; всё равно, что смешивать керосин с водой. Но такая задача и не ставиться – перемешивать полимеры на молекулярном уровне, достаточно перемешать отходы пластиков, используя свойства вязкости расплавленных полимеров.

В структуре полимерных отходов большое место занимают плёнки полиэтилена и полипропилена. Они без измельчения добавляются в экструзионную машину.

Полученную полимерпесчанную массу с консистенцией дрожжевого теста оператор рукавицей снимает на выходе из экструзионного узла линии, и, сваляв руками шар (агломерат до 100 мм.), бросает в воду для охлаждения. Вынутый из воды, не совсем остывший, но уже затвердевший агломерат быстро сохнет, остывая.

Случается, что происходит перегрев полимерной массы, и она вытекает из экструзионки на пол, пока оператор не выключит нагрев. Остывшая такая масса, затем пригодна для использования. Весь остывший агломерат подвергается повторному измельчению в щепу с размером фракции до 1–10 мм. Таким образом, получается готовое сырьё для полимерно-песчаной смеси.

Получение полимерпесчаной массы и формовка черепицы

Этот этап производства плитки завершающий. Некоторые отделяют его от заготовительного участка, располагают в отдельном помещении. Кроме эстетических соображений (заготовка полимерной усреднённой смеси сопровождается выделением газов, и требует обеспечения вытяжки), имеются ещё и практические выгоды: проще осуществлять контроль и учёт. А в случаях работы в исправительных учреждениях, просто необходим из-за режимности предприятия.

Смешивание песка, полимеров и красителей происходит в термосмесительном агрегате (Агрегат Плавильно-Нагревательный). Важно поддерживать массу смеси в АПН постоянной, добавляя по мере расхода готовой массы новые порции. Измельчённая полимерпесчаная масса смешивается с песком и красителями в разных пропорциях в зависимости от выпускаемой продукции. Для, например, черепицы это соотношение: 24/75/1, а для тротуарной плитки может быть 5/94/1.

Соотношение песка и полимеров влияет и на производительность – та масса, которая имеет в составе больше песка и нагреваться будет дольше.

Это свойство следует учитывать при расчёте себестоимости и учёте продукции.

Важно получить качественную смесь – частицы песка должны полностью обволакиваться полимерами, без пробелов. Это достигается уникальной конструкцией вала, рассчитанной «Полимер технологией» г. Орска. Точнее не рассчитанной, а вымученной опытными конструкциями и научными исследованиями. В результате лопасти на валу расположены так, что при вращении вала скорость продвижения массы разная в 3х зонах нагрева, что обеспечивает полный расплав полимера и качественное смешивание с наполнителем.

Кстати, в этом узле мы видим некоторые недостатки конструкции, изменение которых ведёт к повышению производительности всей линии.

Таким образом, полученная полимерно-песчанная масса с температурой на выходе около 170–190 градусов и консистенцией тугого пельменного теста выдавливается из машины после открытия заслонки. Оператор отрезает ножом необходимое количество, взвешивает на весах, и получив нужное (около 2-х кг.), обычным совком укладывает в форму.

Форма, установленная на прессе с подвижной нижней плитой, охлаждается по-разному.

Верхняя часть имеет температуру около 80 градусов, а нижняя 45, или охлаждается как можно сильнее, для быстрейшего формования черепицы (30–50 сек).

Это сделано для создания глянца на наружной стороне полимерно песчаной черепицы, полимер как бы выдавливается вверх, заполняя поры между наполнителем.

В этом ещё один секрет технологии. Хотя такое неравномерное охлаждение может привести к изгибу черепицы, для чего она укладывается на стол охлаждения и прижимается грузом до окончательной формовки. Для получения матовой поверхности полимерно-песчаной черепицы достаточно охладить верхнюю форму также сильно, как и нижнюю. Это применяется для производства полимерно-песчаной брусчатки. Краситель может и не добавляться, и изделие получается серым по цвету, как бетон.

2. Производственная мощность предприятия и режим работы

Производственная мощность предприятия равна 1.96 млн. штук цементно-песчаной черепицы в год. Принимаем следующий режим работы:

– количество рабочих суток в году 262;

– количество рабочих смен в сутки 1;

– длительность рабочей смены 8 часов.

Годовой фонд рабочего времени определяем по формуле:

, ч                                

где CP – расчетное количество рабочих суток в году;

с – продолжительность смены, ч;

п – количество смен.

, ч

Годовой фонд времени работы основного технологического оборудования находим по формуле:

, дней         

где Kоб – коэффициент использования оборудования, Kоб = 0,943.

, дней.

Годовой фонд работы основного технологического оборудования определяем по формуле:

, ч                      

, ч

Результат расчёта режима рабочего цеха сведём в таблицу 2.

Таблица 2. Режим работы цеха

Исходя из принятого режима работы цеха, производим расчёт производственной программы изделий и полуфабрикатов.

Определяем суточную, сменную и часовую производительность по формуле:

– суточная и сменная производительность:

, м3.

где Пгод – годовая производительность цеха, Пгод = 8200 м3/год.

 м3.

– часовая производительность:

 м3.                               

 м3.

Далее производим расчет производственной программы по отдельным технологическим переделам с учетом потерь, результаты сводим в таблицу 3.

Таблица 3: Производственная программа завода

3. Потребность в сырье предприятия

Расчет потребности в сырьевых материалах выполняется с учетом производственной программы и удельного расхода сырья. На 1м2 готовой продукции из расчёта песок/ пластик/ пигмент 75/24/1 приходится 803 кг песка 268 кг пластика и 11 кг пигмента «Bauer» Результаты представлены в таблице 4. 2,02м2 продукции=1000 шт. черепицы.

Таблица 4: Потребность в сырьевых материалах.

4. Расчёт и подбор технологического оборудования

1. Дробилка радиальная

Дробилка радиальная – измельчитель пластика. Предназначена для измельчения твёрдых отходов полиэтилена (банки, бутылки, канистры и другие отходы полимеров) с толщиной стенки не более 8 мм.

Для переработки пленки и пленочных отходов необходимо использовать агломератор.

Использование радиальной дробилки позволяет сэкономить на полимере, т. к. стоимость отходов полимера на порядок ниже стоимости готового полимера.

Табл. 5 Технические характеристики дробилки:

2. Агломератор

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5