Щукина Е.Г., Беппле Р.Р. Методические указания Производство строительных материалов, изделий и конструкций

Методические указания к комплексному курсовому проекту

по курсам «Технология изоляционных строительных

материалов и изделий» и «Проектирование предприятий по

производству строительных материалов и изделий» для

студентов специальности 290600 «Производство

строительных материалов, изделий и конструкций»

Ключевые слова: изоляционные, стеновые, теплоизоляци-

онные, материальный баланс, экономический расчет

Составители: Щукина Е.Г., Беппле Р.Р.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Восточно-Сибирский государственный технологический

университет

Методические указания

к комплексному курсовому проекту для студентов

специальности 290600 «Производство строительных

материалов, изделий и конструкций»

Улан-Удэ 2004

Введение

Курсовое проектирование по дисциплине «Технология

изоляционных строительных материалов и изделий» и

«Проектирование предприятий по производству строитель-

ных материалов и изделий» являются для студентов специ-

альности 290600 основным этапом самостоятельного реше-

ния комплекса инженерных задач в данной области.

Выполнение комплексного курсового проекта способ-

ствует систематизации и закреплению студентами теорети-

ческих разделов курса.

Основой проекта является разработка и проектирова-

ние технологической части, которая требует от студентов

глубоких знаний и творческого подхода к теме проекта. Для

этого студент должен кроме основной рекомендуемой лите-

ратуры изучить специальную техническую документацию,

отражающую отечественный и зарубежный опыт.

1. ЦЕЛЬ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

- приобретение навыков самостоятельного выбора оп-

тимальных технологических решений в области производ-

ства стеновых, отделочных и изоляционных материалов;

- обучение основным технологическим расчетам:

сырьевой шихты, материального баланса, теплотехническо-

го расчета, выбора основных видов оборудования, расчета

себестоимости готовой продукции;

- приобретение навыков проектирования технологи-

ческих схем и создание экологически чистых безотходных

технологий;

- приобщение к работе с нормативной литературой и

другими информационными источниками.

2. ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА:

- проведение критического анализа существующих

технологий;

- выполнение основных технологических расчетов;

- выбор и обоснование технологических линий по

производству стеновых, изоляционных и отделочных мате-

риалов.

3. ТЕМАТИКА И ОБЪЕМ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Тематика комплексного курсового проекта охватывает

все разделы программы курса, в том числе проектирование

предприятий или цехов по производству одного из видов

стеновых, отделочных и теплоизоляционных материалов.

При выполнении проекта рекомендуется использовать

научные разработки в области производства и применения

стеновых, отделочных и изоляционных материалов, выпол-

ненных на кафедре «Производство строительных материа-

лов и изделий» ВСГТУ.

Проект состоит из двух частей: 1. Расчетно-

пояснительной записки объемом 30-40 страниц с приложе-

нием схем, рисунков, графиков и таблиц. 2. Графической

части на 4-5 листах формата А-24 или А-12.

Расчетно-пояснительная записка и чертежи должны

быть выполнены в соответствии с требованиями единой

системы конструкторской документации и действующих

стандартов и включает титульный лист и задание на курсо-

вое проектирование.

Текст пояснительной записки отражает полную характери-

стику материала, детальное описание технологического

процесса, подбор оборудования, расчет материального ба-

ланса, обоснование количества принятого оборудования,

теплотехнический расчет, технику безопасности производ-

ства, технико-экономические показатели производства.

Графическая часть курсового проекта содержит план и

разрезы цеха с размещением оборудования в масштабе

1:100 (допускаются масштабы 1:50 и 1:200), технологиче-

скую схему производства, генеральный план предприятия и

фасады. Чертежи выполняются карандашом, маркером или

тушью.

Выполнение проекта начинается с разработки техно-

логической схемы производства материалов и изделий, по-

сле чего производят все технологические расчеты.

Затем составляется эскиз компоновки оборудования в

цехе и после согласования его с руководителем выполняют-

ся чертежи с применением ЭВМ.

График выполнения:

1-3 неделя – сбор и обработка информационного мате-

риала, составление литературного обзора.

4-6 неделя – технологические расчеты.

7-8 неделя – выбор оборудования и разработка техно-

логической схемы.

9-11 неделя – выполнение графической части проекта.

12 неделя – оформление курсового проекта

13 неделя- защита курсового проекта

4. СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ

ЗАПИСКИ

Введение

Основные направления развития отрасли в стране и за

рубежом (по теме курсового проекта).

Экономическая эффективность проектируемого про-

изводства.

4.1. Обзор и оценка современных достижений научно-

технического прогресса в производстве строительных мате-

риалов (по теме курсового проекта).

Краткая характеристика прогрессивных способов про-

изводства и обоснование принятого способа, со сравнением

основных технико-экономических показателей передовых

предприятий.

4.2. Обоснование организации производства, нового

строительства, расширения, реконструкции или техническо-

го перевооружения предприятия.

Потребности района строительства в производстве

данного вида изделий или материалов, наличие сырьевой и

топливно-энергетической базы, транспортных связей. Усло-

вия инженерного обеспечения (водоснабжение и канализа-

ция, тепло- и энергоснабжение). наличие рынка сбыта гото-

вой продукции, рабочей силы и строительных материалов

для строительства данного предприятия.

Обоснование мощности предприятия с учетом состоя-

ния и перспектив развития района.

4.3.Сырьевая и топливно-энергетическая база.

Характеристика сырьевой базы (природное сырье, от-

ходы промышленности других отраслей и т.п.), доступность

сырья, его запасы, расстояние проектируемого предприятия

до сырьевой базы, способы доставки к месту потребления.

Химический, гранулометрический и минералогиче-

ский состав сырья. Соответствие сырья требованиями ГОС-

Та или ТУ.

Характеристика материалов и полуфабрикатов (марка, сорт

и т.д.), заводы-поставщики.

При использовании отходов промышленности- приро-

да отходов предприятия и их характеристика, а также науч-

но-исследовательские работы, подтверждающие возмож-

ность использования этих отходов.

4.4.Назначение и состав предприятия.

Характеристика структуры проектируемого предприятия

(комбинат, завод, цех). Перечень основных и вспомогатель-

ных цехов, складов сырья, готовой продукции, компрес-

сорной, отделения приготовления добавок и их краткая ха-

рактеристика и др.

4.5.Производственная мощность и номенклатура

продукции предприятия.

Общие сведения и характеристика продукции пред-

приятия, технические требования, ГОСТ, ТУ на продукцию

(сведения могут быть представлены в табличной форме).

Производственная мощность предприятия по видам выпус-

каемой продукции.

4.6.Режим работы предприятия.

Режим работы предприятия, цехов, участков в соот-

ветствии с нормами технологического проектирования по

данной отрасли промышленности строительных материалов

и изделий.

Таблица 1

Наиме-

нова-

ние це-

ха, от-

деле-

ния,

участка

Кол-во

рабочих

дней в

году

Число

смен

в су-

тки

Чис-

ло

ча-

сов в

сме-

ну

Годо-

вой

фонд

эксплу

атации

обо-

руд.

Ко-

эфф.

ис-

польз.

обору-

дова-

ния

Годо-

вой

фонд

рабо-

чего

вре-

мени,

т/ч

1 2 3 4 5 6 7

4.7.Технологическая часть проекта.

- Краткая характеристика и обоснование решений по

принятой технологии производства материалов и изделий с

учетом анализа двух-трех возможных вариантов схем тех-

нологического процесса, поточности производства, механи-

зации трудоемких операций, автоматизации и контроля

производственных процессов, повышение производитель-

ности труда и т.п.; технико-экономические показатели по

производству аналогичной продукции по данным типовых

проектов или действующих передовых предприятий; реше-

ние по применению малоотходных и безотходных техноло-

гических процессов и производств; соответствие принятых

технических решений новейшим достижениям науки и тех-

ники.

- Описание технологической схемы производства с ана-

лизом факторов влияющих на свойства готовой продукции;

параметры ведения технологического процесса изготовле-

ния продукции с их обоснованием.

Расчет выпуска продукции, исходя из годовой программы

проектируемого завода и годового фонда времени работы

предприятия. Расчет по производительности предприятия

(цеха, линии) необходимо свести в табл. 2.

Таблица 2.

Расчетная производитель-

ность

Наиме-

нование

техн.

переде-

ла

Ед.

изм.

Цифровая

формула

для годо-

вой про-

изводит.

в год,

в су-

тки,

сме-

ну,

см

в час

Расчеты в этой таблице следует располагать сверху

вниз, в порядке, обратном технологическому потоку, при-

няв за исходную величину количество продукции, посту-

пающей на склад предприятия. Например, для завода по

производству заполнителей первая строчка – расчет по го-

товой продукции, затем расчет производительности по об-

жигу, далее – производительность по сушке и т.д.

- Расчет состава шихты, состава бетона и т.п. Расчет по-

требности сырья и материалов, исходя из режима работы

предприятия в год, сутки, час с учетом производственных

потерь и нормируемого брака продукции. Руководствуясь

данными по расчету производительности и данными, полу-

ченными при расчете расхода сырья на единицу продукции,

составляют материальный баланс – потребность проекти-

руемого предприятия, цеха, участка в сырье и полуфабрика-

тах. Конечные результаты сводят в таблицу 5.

Таблица 3.

Потребность в материалах Наиме-

нование

сырья,

мате-

риалов,

полу-

фабри-

катов

Ед.

изм.

Норма

расхода

на ед.

прод.

в год в су-

тки

сме-

ну

в час

Примечание: Единицы измерения сырья и полуфаб-

рикатов принимаются в зависимости от процесса и вида

оборудования. Например, при дроблении и сортировке сы-

рья – м

, при помоле и обжиге – в т.

- Состав, обоснование и расчет количества применяемо-

го технологического оборудования; гибких автоматизиро-

ванных систем, промышленных роботов, показателей их

загрузки от машин и агрегатов для обработки сырья до вы-

хода готовой продукции.

- Расчет количества подъемно-транспортного оборудо-

вания; бункеров, силосов, емкостей складов заполнителей,

химических добавок, готовой продукции.

Выбор и расчет основного технологического и транс-

портного оборудования.

Под технологическим оборудованием понимают опре-

деление производительности машин или установок и опре-

деление числа машин, необходимых для выполнения рас-

четной производственной программы.

Расчету должен предшествовать выбор оборудования,

при котором учитываются физико-механические свойства

сырья и требования, предъявляемые к конечному продукту.

При выборе типа оборудования следует принимать в уста-

новке серийно выпускаемые промышленностью машины

отечественного производства. В исключительных случаях

допускается установка машин зарубежного производства.

Общая формула для расчета количества агрегатов име-

ет вид:

п =

иа

КП

•

где п – число машин, подлежащих установке;

– требуемая производительность (принимается по

табл. 4);

– часовая производительность выбранного агрегата;

– коэффициент использования оборудования, при-

нимается для разных групп оборудования в сле-

дующих пределах:

а) оборудование технологическое, непрерывно дейст-

вующее (шаровые мельницы, дробилки, ленточные прессы

и т.д.) –0,8-0,9;

б) оборудование периодического действия (мешалки,

дозаторы и т.д.) – 0,5-0,6;

в) оборудование транспортное, непрерывно дейст-

вующее (элеваторы, конвейеры, шнеки) –0,8-0,9;

г) оборудование подъемно-транспортное повторно-

кратковременного режима (краны и кран-балки, лебедки,

скиповые подъемники и т.д.) –0,3-0,4.

Производительность машин (П

) должна определяться

расчетными методами с использованием формул и диа-

грамм, приведенных в учебниках, справочниках, нормах

проектных институтов и других аналогичных литературных

источниках. При отсутствии методики расчета агрегата раз-

решается принимать его производительность по паспорту

или каталогу. Если производительность минимального ти-

поразмера серийно выпускаемых машин данного назначе-

ния значительно выше требуемой часовой производитель-

ности, то в таком случае к установке принимается одна еди-

ница оборудования и рассчитывается проектный коэффици-

ент использования оборудования:

исп

После расчета основного оборудования выбирается

остальное оборудование технологических линий и состав-

ляется ведомость оборудования. В ведомости должны быть

указаны название, тип и краткая характеристика оборудова-

ния, производительность и мощность установленных элек-

тродвигателей. Для кранов дополнительно указывается гру-

зоподъемность, для конвейеров – длина между осями бара-

банов, для элеваторов – высота в габарите.

Сводная ведомость оборудования составляется в соот-

ветствии с принятым технологическим потоком производ-

ства (см. табл.9).

Таблица 4.

Мощность

эл. двигате-

ля

Наименование

и краткая ха-

рактеристика

оборудования

Ед.

изм.

Кол-во

единиц

обор-я

ед. общая

Примечание

Итого:

Эу

Расчет энергетических ресурсов.

К энергетическим ресурсам относятся вода и пар,

идущие на технологические нужды, топливо, сжатый воздух

и электроэнергия. Расходы воды, пара, топлива и сжатого

воздуха принимаются по справочным пособиям, исходя из

средних технологических норм на единицу продукции.

Для расчета расхода электроэнергии пользуются дан-

ными сводной ведомости оборудования (см. табл. 9) и вы-

полняют расчет по группам оборудования (см. табл. 10).

Таблица 5

Наиме-

нова-

ние

участка

Общая

мощ-

ность

устан.

двигат.,

кВт

Годо-

вой

фонд

рабо-

чего

вре-

мени

Коэффи-

циент

исполь-

зования

во вре-

мени, К

Коэф-

фици-

ент за-

груж.

по

мощ-

ности,

З.М.

Потреб-

ность эл.

энергии

в год,

кВт/ч

Итого: Э год

Расчет производится по формуле:

год

КПД

КимТКзмКиЭу

∑

⋅⋅⋅⋅

, кВт ч/год,

где Σ Эу – общая мощность одновременно работаю-

щих двигателей линии;

– коэффициент использования по времени, прини-

мается в зависимости от вида оборудования (см. табл.2);

Кзм – коэффициент загрузки по мощности, зависит от

использования технической производительности оборудо-

вания и находится в пределах 0,8-0,9;

Кпм – коэффициент потерь мощности 1,05 –1,1;

КПД – коэффициент полезного действия привода 0,8-

0,9.

После приведения расчетов определяют удельный рас-

ход электроэнергии

Эуд=

Эгод

где Эуд – уд. расход электроэнергии;

Э год – годовой расход электроэнергии, итоговый

результат последней графы табл. 10, кВт*ч;

Q – годовая производительность проектируемого уча-

стка, цеха, линии.

Далее составляется сводная таблица потребности в

энергетических ресурсах.

Таблица 6.

Расходы

Наименование Ед.

изм.

Норма рас-

хода на ед.

продукц.

час сме-

на

сут

год

Вода технологиче-

ская

Пар технологиче-

ский, Р=атм

Сжатый воздух,

Р=атм

Топливо (вид)

Электроэнергия

кВт*ч

Расчет и организация складов и бункеров сырья и го-

товой продукции.

В соответствии с суточной потребностью в материалах

(см. табл. 5) и нормами проектирования складов определя-

ются их емкости и подбираются типовые решения (см. табл.

12).

Таблица 7.

Вид материала Ед.

изм.

Расчетное

время

хранения

1 2 3

Зола, глина, шахтн. порода:

при наличии собственного карьера не ме-

нее

при доставке сырья автотранспортом то

же железнодорожным

Твердое топливо

Готовая продукция

Запас шликера не менее

Шихта в шихтохранилище

сут

“

5-7

7-10

25-30

Коэффициент использования емкостей складов заполните-

лей закрытого типа принимается 0,9. Коэффициент исполь-

зования площади открытого склада готовой продукции –

0,6-0,7. Максимальная высота штабелей при свободном па-

дении нерудных материалов – 12 м, золы и шлака – 15м.

Угол естественного откоса – 40

Площадь склада рассчитывается по формуле:

7,2

/39,0 м

hvS

⋅

=⋅= ,

где 0,9 - коэффициент использования склада;

v - Объем запаса;

h - принятая высота штабеля.

Объем запаса рассчитывается по формуле

nПV

сут

⋅= ,

где П

сут

– суточная производительность цеха, уча-

стка, линии, м

/сут;

n – расчетное время хранения, сут.

Расчет бункеров запаса производится в зависимости от

принятого режима работы участка или цеха.

Перед сушильным агрегатом, мельницами запас уста-

навливается на 2-4 часа, перед вращающимися печами – на

8-10 часов, перед формовкой – на 8-12 часов.

Расчет ведут по формуле:

tП

⋅

где V – объем бункера;

час

– производительность агрегата, т/ч;

t – время хранения, ч;

к – коэффициент использования бункера – 0,75-

0,8;

- объемная насыпная масса материала, т/м

Расчет состава работающих

Расчет состава работающих ведется в соответствии с приня-

той технологией и по аналогии с типовыми решениями. Это

явочное число работающих – Ч

. Численность вспомога-

тельных рабочих должна составлять 15-20%, служащих и

ИТР-20-25 % от численности производственных рабочих.

На основании полученных расчетов составляется штатная

ведомость цеха (табл.13).

Таблица 8.

Наименова-

ние профес-

Количество рабо-

тающих

Длитель- Кол-во

чел. –ч.

сии или видов

работ

сме-

на

сме-

на

смена

ность

смены

сут год

А. Производ-

ственные ра-

бочие

Б. Вспомога-

тельные рабо-

чие

В. ИТР и слу-

жащие

Всего по це-

ху:

Решения по организации ремонтного хозяйства. Ма-

териальный и топливно-энергетический балансы техноло-

гических процессов.

Рекомендации по освоению проектных мощностей в

нормативные сроки.

Решение по специализации цехов, участков и технологиче-

ских линий по выпуску продукции. Структура и организа-

ция технологического процесса; технологическая карта из-

готовления одного из видов изделий (выполняется на чер-

теже); расчетная длительность производственного цикла

для одного вида изделий с расчленением технологического

процесса, изготовление изделия на отдельных операциях и

определением продолжительности каждой операции и меж-

операционных перерывов. Определение необходимого ко-

личества постов на технологических линиях с учетом обес-

печения технологической и организационной синхрониза-

ции линии и оснащение постов необходимым оборудовани-

ем.

Виды брака и пути его устранения.

4.8.Контроль и управление качеством продукции.

Основные решения по организации входного, поопе-

рационного и приемочного контроля в соответствии с уста-

новленными режимами и технологическими картами.

Организация заводской лаборатории службы техниче-

ского контроля. Перечень основного лабораторного обору-

дования. Схема контроля производства и цехового контроля

могут быть представлены в таблицах.

Таблица 9

Схема контроля производства

Наименование

контролируемой

продукции

Периодичность Место

контроля

Кто кон-

тролиру-

ет

1 2 3 4

Правила приемки, маркировки, хранения и транспор-

тировки готовой продукции.

Соответствие продукции международным стандартам

качества ЦСО.

4.9. Использование ЭВМ.

Особенности и возможности систем программирования на

базе языков высокого уровня для решения прикладных за-

дач проектирования, планирования и управления производ-

ством. Состав и возможности пакетов прикладных про-

грамм, используемых в информационных технологиях

строительного производства.

Обоснованно выбрать средства информационных тех-

нологий для практического решения научных, инженерно-

технических и организационных задач. Использование при-

кладных информационных систем для решения прикладных

научных и производственных задач.

4.10. Экономика производства

Технико-экономические расчеты по определению ка-

питальных вложений (сметной стоимости строительства),

полной себестоимости выпускаемой продукции, стоимости

товарной продукции, рентабельности предприятия, эконо-

мической эффективности капитальных вложений.

Основные технико-экономические показатели: удель-

ные капитальные вложения на единицу продукции, фондо-

отдача, фондовооруженность, фондоемкость; себестоимость

единицы продукции и годового выпуска продукции, при-

быль на единицу и годовой объем прибыли; режим работы

предприятия, списочная численность работающих, в том

числе рабочих (основных и вспомогательных) и инженерно-

технических работников (ИТР), производительность труда

на одного рабочего; расход топливно-энергетических ре-

сурсов, расход потребляемой воды; срок окупаемости капи-

тальных вложений.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Эффективность принятых решений, результаты НИР

и ТЭП.

6. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Технологическая схема производства.

План размещения технологического оборудования. Спе-

цификация оборудования.

3. Продольный разрез производственного (основного) кор-

пуса или цеха.

Поперечный разрез производственного корпуса или це-

ха.

Генеральный план предприятия

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Кашкаев И.С., Шейман Е.Ш. Производство керамиче-

ского кирпича. – М.: Высшая шк., 1983-248 с.

Мороз И.И. Технология строительной керамики. – Ки-

ев: Вища шк., 1980-382с.

Перегудов В.В., Роговой М.И. Тепловые процессы и

установки в технологии строительных изделий и деталей. –

М.: Стройиздат, 1983-340с.

Роговой М.И. Теплотехническое оборудование кера-

мических заводов. – М.: Стройиздат, 1983-367с.

Сайбулатов С.Ж., Сумийлинов С.Т., Ралко А.В. Золо-

керамические стеновые материалы. – Алма-Ата: Наука,

1982-290с.

Сайбулатов С.Ж. Производство керамического кирпи-

ча. – М.: Стройиздат, 1989 –200с.

Рахалин И.А. и др. Основы проектирования керамиче-

ских заводов. – М.: Стройиздат, 1973-158с.

Строительная керамика: Справочник. – М.: Стройиз-

дат, 1976-491с.

Воробьев Х.С., Бурмистров В.Н. Повышение техниче-

ского уровня предприятий стеновых керамических изделий /

ВНИИЭСМ. – М., 1980-51с. – Сер. 4. Промышленность ке-

рамических материалов и пористых заполнителей: Обзор

информ. /ВНИИЭСМ МП СМ СССР, вып. 3/.

10.

Строительные материалы: Справочник, - М.: Стройиз-

дат, 1989-567с.

11.

СНиП 11-3-95. Ч. II, Глава 3. Строительная теплотех-

ника. – М.: Стройиздат, 1982.

12.

Павлов В.Ф. Физико-химические основы обжига изде-

лий строительной керамики. М.: Стройиздат, 1977.

13.

Рекомендации по применению легких бетонов на по-

ристых заполнителях / ЦНИИЭП жилища. – М., 1986, 77с.

14.

Гладких К.В. Шлаки не отходы, а сырье. – М., 1966-

113с.

15.

Наназашвили И.Х. Строительные материалы, изделия

и конструкции. М.: Высшая шк., 1990-495с.

16.

Баженов П.И. Технология автоклавных материалов. –

М.: Стройиздат, 1978-366с.

17.

Воробьев Х.Г. Вяжущие для автоклавных изделий. –

М.: Стройиздат, 1972-287с.

18.

Трюхан Ю.П., Минеев В.П. Комплексы основного тех-

нологического оборудования для производства силикатного

кирпича. Минстройдормаш. – М., 1983-41с. (Сер. 8. Маши-

ны и оболрудование для промышленности строительных

материалов. Вып. 3).

19.Технология железобетонных изделий в примерах и за-

дачах /Под ред. Л.Н. Попова. – М.: Высшая школа, 1987.

Щукина Е.Г., Беппле Р.Р. Методические указания Производство строительных материалов, изделий и конструкций

Подождите немного. Документ загружается.