Методические указания к комплексному курсовому проекту для студентов специальности 290600 - ''Производство строительных материалов, изделий и конструкций''

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Восточно-Сибирский государственный технологический университет 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, теплоизоляционные, материальный баланс, экономический расчет

Методические указания к комплексному курсовому проекту для студентов специальности 290600 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»

Составители: Щукина Е.Г., Беппле Р.Р.

Улан-Удэ 2004

Введение Курсовое проектирование по дисциплине «Технология изоляционных строительных материалов и изделий» и «Проектирование предприятий по производству строительных материалов и изделий» являются для студентов специальности 290600 основным этапом самостоятельного решения комплекса инженерных задач в данной области. Выполнение комплексного курсового проекта способствует систематизации и закреплению студентами теоретических разделов курса. Основой проекта является разработка и проектирование технологической части, которая требует от студентов глубоких знаний и творческого подхода к теме проекта. Для этого студент должен кроме основной рекомендуемой литературы изучить специальную техническую документацию, отражающую отечественный и зарубежный опыт. 1. ЦЕЛЬ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ - приобретение навыков самостоятельного выбора оптимальных технологических решений в области производства стеновых, отделочных и изоляционных материалов; - обучение основным технологическим расчетам: сырьевой шихты, материального баланса, теплотехнического расчета, выбора основных видов оборудования, расчета себестоимости готовой продукции; - приобретение навыков проектирования технологических 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 материалов. 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, выполненных на кафедре «Производство строительных материалов и изделий» ВСГТУ. Проект состоит из двух частей: 1. Расчетнопояснительной записки объемом 30-40 страниц с приложением 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 курсовое проектирование. Текст пояснительной записки отражает полную характеристику материала, детальное описание технологического процесса, подбор оборудования, расчет материального баланса, обоснование количества принятого оборудования,

теплотехнический расчет, технику безопасности производства, 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), технологическую схему производства, генеральный план предприятия и фасады. Чертежи выполняются карандашом, маркером или тушью. Выполнение проекта начинается с разработки технологической схемы производства материалов и изделий, после чего производят все технологические расчеты. Затем составляется эскиз компоновки оборудования в цехе и после согласования его с руководителем выполняются чертежи с применением ЭВМ. График выполнения: 1-3 неделя – сбор и обработка информационного материала, составление литературного обзора. 4-6 неделя – технологические расчеты. 7-8 неделя – выбор оборудования и разработка технологической схемы. 9-11 неделя – выполнение графической части проекта. 12 неделя – оформление курсового проекта 13 неделя- защита курсового проекта

4.1. Обзор и оценка современных достижений научнотехнического прогресса в производстве строительных материалов (по теме курсового проекта). Краткая характеристика прогрессивных способов производства и обоснование принятого способа, со сравнением основных технико-экономических показателей передовых предприятий. 4.2. Обоснование организации производства, нового строительства, расширения, реконструкции или технического перевооружения предприятия. Потребности района строительства в производстве данного вида изделий или материалов, наличие сырьевой и топливно-энергетической базы, транспортных связей. Условия инженерного обеспечения (водоснабжение и канализация, тепло- и энергоснабжение). наличие рынка сбыта готовой продукции, рабочей силы и строительных материалов для строительства данного предприятия. Обоснование мощности предприятия с учетом состояния и перспектив развития района. 4.3.Сырьевая и топливно-энергетическая база.

4. СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ Введение Основные направления развития отрасли в стране и за рубежом (по теме курсового проекта). Экономическая эффективность проектируемого производства.

Характеристика сырьевой базы (природное сырье, отходы промышленности других отраслей и т.п.), доступность сырья, его запасы, расстояние проектируемого предприятия до сырьевой базы, способы доставки к месту потребления. Химический, гранулометрический и минералогический состав сырья. Соответствие сырья требованиями ГОСТа или ТУ. Характеристика материалов и полуфабрикатов (марка, сорт и т.д.), заводы-поставщики.

При использовании отходов промышленности- природа отходов предприятия и их характеристика, а также научно-исследовательские работы, подтверждающие возможность использования этих отходов. 4.4.Назначение и состав предприятия. Характеристика структуры проектируемого предприятия (комбинат, завод, цех). Перечень основных и вспомогательных цехов, складов сырья, готовой продукции, компрессорной, отделения приготовления добавок и их краткая характеристика и др. 4.5.Производственная мощность и номенклатура продукции предприятия. Общие сведения и характеристика продукции предприятия, технические требования, ГОСТ, ТУ на продукцию (сведения могут быть представлены в табличной форме). Производственная мощность предприятия по видам выпускаемой продукции. 4.6.Режим работы предприятия. Режим работы предприятия, цехов, участков в соответствии с нормами технологического проектирования по данной отрасли промышленности строительных материалов и изделий.

Таблица 1 Наиме- Кол-во Число Чис- Годо- КоГодоноварабочих смен ло вой эфф. вой ние це- дней в в су- чафонд исфонд ха, от- году тки сов в эксплу польз. рабоделесме- атации обору- чего ния, ну ободова- вреучастка руд. ния 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 технологического процесса, поточности производства, механизации трудоемких операций, автоматизации и контроля производственных процессов, повышение производительности труда и т.п.; технико-экономические показатели по производству аналогичной продукции по данным типовых проектов или действующих передовых предприятий; решение по применению малоотходных и безотходных технологических процессов и производств; соответствие принятых технических решений новейшим достижениям науки и техники. - Описание технологической схемы производства с анализом факторов влияющих на свойства готовой продукции; параметры ведения технологического процесса изготовления 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. Наиме- Ед. Цифровая Расчетная производительнование изм. формула ность техн. для годо- в год, в су- в в час передевой про- По тки, смела изводит. ну, Пс Псм Расчеты в этой таблице следует располагать сверху вниз, в порядке, обратном технологическому потоку, приняв за исходную величину количество продукции, поступающей на склад предприятия. Например, для завода по производству заполнителей первая строчка – расчет по готовой продукции, затем расчет производительности по обжигу, далее – производительность по сушке и т.д. - Расчет состава шихты, состава бетона и т.п. Расчет потребности 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, полученными при расчете расхода сырья на единицу продукции, составляют материальный баланс – потребность проектируемого предприятия, цеха, участка в сырье и полуфабрикатах. Конечные результаты сводят в таблицу 5. Таблица 3. Потребность в материалах Наиме- Ед. Норма нование изм. расхода в год в су- в в час сырья, на ед. тки смематепрод. ну риалов, полуфабрикатов

Примечание: Единицы измерения сырья и полуфабрикатов принимаются в зависимости от процесса и вида оборудования. Например, при дроблении и сортировке сырья – м3, при помоле и обжиге – в т. - Состав, обоснование и расчет количества применяемого технологического оборудования; гибких автоматизированных систем, промышленных роботов, показателей их загрузки от машин и агрегатов для обработки сырья до выхода готовой продукции. - Расчет количества подъемно-транспортного оборудования; бункеров, силосов, емкостей складов заполнителей, химических добавок, готовой продукции. Выбор и расчет основного технологического и транспортного оборудования. Под технологическим оборудованием понимают определение производительности машин или установок и определение числа машин, необходимых для выполнения расчетной 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 установке серийно выпускаемые промышленностью машины отечественного производства. В исключительных случаях допускается установка машин зарубежного производства. Общая формула для расчета количества агрегатов имеет вид: Пч п= , Па • Ки где п – число машин, подлежащих установке; Пч – требуемая производительность (принимается по табл. 4); Па – часовая производительность выбранного агрегата;

Ки – коэффициент использования оборудования, принимается для разных групп оборудования в следующих пределах: а) оборудование технологическое, непрерывно действующее (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 действующее (элеваторы, конвейеры, шнеки) –0,8-0,9; г) оборудование подъемно-транспортное повторнократковременного режима (краны и кран-балки, лебедки, скиповые подъемники и т.д.) –0,3-0,4. Производительность машин (Па) должна определяться расчетными методами с использованием формул и диаграмм, приведенных в учебниках, справочниках, нормах проектных институтов и других аналогичных литературных источниках. При отсутствии методики расчета агрегата разрешается принимать его производительность по паспорту или каталогу. Если производительность минимального типоразмера серийно выпускаемых машин данного назначения значительно выше требуемой часовой производительности, то в таком случае к установке принимается одна единица оборудования и рассчитывается проектный коэффициент использования оборудования: Пч Ки = Писп После расчета основного оборудования выбирается остальное оборудование технологических линий и составляется ведомость оборудования. В ведомости должны быть указаны название, тип и краткая характеристика оборудования, производительность и мощность установленных электродвигателей. Для кранов дополнительно указывается гру-

зоподъемность, для конвейеров – длина между осями барабанов, для элеваторов – высота в габарите. Сводная ведомость оборудования составляется в соответствии с принятым технологическим потоком производства (см. табл.9). Таблица 4. Наименование Ед. Кол-во Мощность Примечание и краткая ха- изм. единиц эл. двигатерактеристика обор-я ля оборудования ед. общая Итого: Σ 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 данными сводной ведомости оборудования (см. табл. 9) и выполняют расчет по группам оборудования (см. табл. 10). Наименование участка

Общая мощность устан. двигат., кВт

Годовой фонд рабочего времени

Коэффициент использования во времени, Ки

Таблица 5 ПотребКоэфность эл. фициент за- энергии в год, груж. кВт/ч по мощности, КЗ.М. Итого: Э год

Расчет производится по формуле: Эгод= ∑ Эу ⋅ Ки ⋅ Кзм ⋅ Т ⋅ Ким , кВт ч/год,

Расчет и организация складов и бункеров сырья и готовой продукции.

КПД

где Σ Эу – общая мощность одновременно работающих двигателей линии; Ки – коэффициент использования по времени, принимается в зависимости от вида оборудования (см. табл.2); Кзм – коэффициент загрузки по мощности, зависит от использования технической производительности оборудования и находится в пределах 0,8-0,9; Кпм – коэффициент потерь мощности 1,05 –1,1; КПД – коэффициент полезного действия привода 0,80,9. После приведения расчетов определяют удельный расход электроэнергии Эуд= Эгод , Q

где Эуд – уд. расход электроэнергии; Э год – годовой расход электроэнергии, итоговый результат последней графы табл. 10, кВт*ч; Q – годовая производительность проектируемого участка, цеха, линии. Далее составляется сводная таблица потребности в энергетических ресурсах. Наименование Вода технологическая Пар технологический, Р=атм Сжатый воздух, Р=атм Топливо (вид) Электроэнергия

Ед. изм. м

3

т м3 т кВт*ч

Таблица 6. Расходы Норма расхода на ед. час сме- сут продукц. на .

год

В соответствии с суточной потребностью в материалах (см. табл. 5) и нормами проектирования складов определяются их емкости и подбираются типовые решения (см. табл. 12). Таблица 7. Вид материала

Ед. изм.

1 Зола, глина, шахтн. порода: при наличии собственного карьера не менее при доставке сырья автотранспортом то же железнодорожным Твердое топливо Готовая продукция Запас шликера не менее Шихта в шихтохранилище

2

Расчетное время хранения 3

ч сут сут “ “ ч ч

4 5-7 7-10 25-30 10 10 24

Коэффициент использования емкостей складов заполнителей закрытого типа принимается 0,9. Коэффициент использования площади открытого склада готовой продукции – 0,6-0,7. Максимальная высота штабелей при свободном падении нерудных материалов – 12 м, золы и шлака – 15м. Угол естественного откоса – 400. Площадь склада рассчитывается по формуле: 2,7 ⋅ v 2 S = 0,9 ⋅ 3v / h = м , h где 0,9 - коэффициент использования склада; v - Объем запаса; h - принятая высота штабеля. Объем запаса рассчитывается по формуле

V = Псут ⋅ n , где Псут – суточная производительность цеха, участка, линии, м3/сут; n – расчетное время хранения, сут. Расчет бункеров запаса производится в зависимости от принятого режима работы участка или цеха. Перед сушильным агрегатом, мельницами запас устанавливается на 2-4 часа, перед вращающимися печами – на 8-10 часов, перед формовкой – на 8-12 часов. Расчет ведут по формуле: П ⋅t V = ч , r⋅k где V – объем бункера; Пчас – производительность агрегата, т/ч; t – время хранения, ч; к – коэффициент использования бункера – 0,750,8; γ - объемная насыпная масса материала, т/м3.

Расчет состава работающих Расчет состава работающих ведется в соответствии с принятой технологией и по аналогии с типовыми решениями. Это явочное число работающих – Чя. Численность вспомогательных 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. НаименоваКоличество рабо- Длитель- Кол-во ние профес- тающих чел. –ч.

сии или видов 1 работ смена А. Производственные рабочие Б. Вспомогательные рабочие В. ИТР и служащие Всего по цеху:

2 смена

3 ность смена смены

сут

год

- Решения по организации ремонтного хозяйства. Материальный и топливно-энергетический балансы технологических процессов. - Рекомендации по освоению проектных мощностей в нормативные сроки. Решение по специализации цехов, участков и технологических линий по выпуску продукции. Структура и организация технологического процесса; технологическая карта изготовления одного из видов изделий (выполняется на чертеже); расчетная длительность производственного цикла для одного вида изделий с расчленением технологического процесса, изготовление изделия на отдельных операциях и определением продолжительности каждой операции и межоперационных перерывов. Определение необходимого количества постов на технологических линиях с учетом обеспечения технологической и организационной синхронизации линии и оснащение постов необходимым оборудованием. - Виды брака и пути его устранения.

4.8.Контроль и управление качеством продукции. Основные решения по организации входного, пооперационного и приемочного контроля в соответствии с установленными режимами и технологическими картами. Организация заводской лаборатории службы технического контроля. Перечень основного лабораторного оборудования. Схема контроля производства и цехового контроля могут быть представлены в таблицах. Таблица 9 Схема контроля производства Наименование контролируемой продукции 1

Периодичность

Место контроля

2

3

Кто контролирует 4

Правила приемки, маркировки, хранения и транспортировки 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 задач проектирования, планирования и управления производством. Состав и возможности пакетов прикладных программ, используемых в информационных технологиях строительного производства.

Обоснованно выбрать средства информационных технологий для практического решения научных, инженернотехнических и организационных задач. Использование прикладных информационных систем для решения прикладных научных и производственных задач. 4.10. Экономика производства Технико-экономические расчеты по определению капитальных вложений (сметной стоимости строительства), полной себестоимости выпускаемой продукции, стоимости товарной продукции, рентабельности предприятия, экономической эффективности капитальных вложений. Основные технико-экономические показатели: удельные капитальные вложения на единицу продукции, фондоотдача, фондовооруженность, фондоемкость; себестоимость единицы продукции и годового выпуска продукции, прибыль на единицу и годовой объем прибыли; режим работы предприятия, списочная численность работающих, в том числе рабочих (основных и вспомогательных) и инженернотехнических работников (ИТР), производительность труда на одного рабочего; расход топливно-энергетических ресурсов, расход потребляемой воды; срок окупаемости капитальных вложений. 5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Эффективность принятых решений, результаты НИР и ТЭП. 6. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1. Технологическая схема производства. 2. План размещения технологического оборудования. Спецификация оборудования.

3. Продольный разрез производственного (основного) корпуса или цеха. 4. Поперечный разрез производственного корпуса или цеха. 5. Генеральный план предприятия СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Кашкаев И.С., Шейман Е.Ш. Производство керамического кирпича. – М.: Высшая шк., 1983-248 с. 2. Мороз И.И. Технология строительной керамики. – Киев: Вища шк., 1980-382с. 3. Перегудов В.В., Роговой М.И. Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий и деталей. – М.: Стройиздат, 1983-340с. 4. Роговой М.И. Теплотехническое оборудование керамических заводов. – М.: Стройиздат, 1983-367с. 5. Сайбулатов С.Ж., Сумийлинов С.Т., Ралко А.В. Золокерамические стеновые материалы. – Алма-Ата: Наука, 1982-290с. 6. Сайбулатов С.Ж. Производство керамического кирпича. – М.: Стройиздат, 1989 –200с. 7. Рахалин И.А. и др. Основы проектирования керамических заводов. – М.: Стройиздат, 1973-158с. 8. Строительная керамика: Справочник. – М.: Стройиздат, 1976-491с. 9. Воробьев Х.С., Бурмистров В.Н. Повышение технического уровня предприятий стеновых керамических изделий / ВНИИЭСМ. – М., 1980-51с. – Сер. 4. Промышленность керамических материалов и пористых заполнителей: Обзор информ. /ВНИИЭСМ МП СМ СССР, вып. 3/. 10. Строительные материалы: Справочник, - М.: Стройиздат, 1989-567с.

11. СНиП 11-3-95. Ч. II, Глава 3. Строительная теплотехника. – М.: Стройиздат, 1982. 12. Павлов В.Ф. Физико-химические основы обжига изделий строительной керамики. М.: Стройиздат, 1977. 13. Рекомендации по применению легких бетонов на пористых заполнителях / ЦНИИЭП жилища. – М., 1986, 77с. 14. Гладких К.В. Шлаки не отходы, а сырье. – М., 1966113с. 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 технологического оборудования для производства силикатного кирпича. Минстройдормаш. – М., 1983-41с. (Сер. 8. Машины и оболрудование для промышленности строительных материалов. Вып. 3). 19.Технология железобетонных изделий в примерах и задачах /Под ред. Л.Н. Попова. – М.: Высшая школа, 1987.

СОДЕРЖАНИЕ Введение 3 Цель курсового проектирования 3 1. Задачи курсового проекта 4 2. Тематика и объем курсового проекта 4 3. Содержание расчетно-пояснительной записки 5 4. 6 4.1. Обзор и оценка современных достижений научно-технического прогресса в производстве строительных материалов (по теме дипломного проекта). 4.2. Обоснование организации производства, 6 нового строительства, расширения, реконструкции или технического перевооружения предприятия. 4.3. Сырьевая и топливно-энергетическая база. 7 4.4. Назначение и состав предприятия. 7 4.5. Производственная мощность и номенклатура 7 продукции предприятия. 4.6. Режим работы предприятия 7 4.7. Технологическая часть проекта. 7 4.8.Контроль и управление качеством продукции. 16 4.9.Использование ЭВМ. 17 18 4.10. Экономика производства. Заключение. 5. Графическая часть. Список использованной литературы Содержание.

Подписано в печать 25.10.2004. Формат 60х84 1/16 Усл. печ .л. 1,39, уч.-изд.л.1,0 Тираж 80 экз. Заказ № Издательство ВСГТУ г.Улан-Удэ, ул. Ключевская 40 в