Аспекты проектирования технологического обеспечения предприятий по производству композиционных материалов. Учебное пособие

Технические требования к камере:

–производительность;

–характеристика материала (размер, вес, прочность);

–технологические параметры (скорость движения – 10м/мин; температура – 50–180 ° С; непрерывного действия; обогрев ИК-излучателями);

–технические параметры (2 секции; режим работы; система

вытяжной вентиляции; КИП и автоматика; тип конвейера – сетчатый, требования ТБ; эстетические требования).

У нас в стране и за рубежом производится широкая номенклатура нетвердеющих герметизирующих мастик (НГМ), из которых наибольшее распространение получили (табл. 3.4):

–УМС – на основе ИК (полиизопренового каучука);

–бутепрол – на основе смеси бутилкаучука со СКЭП (этиленпропиленовый каучук).

Эти мастики работают в интервале температур от +70 до

-50 ° С;

–тегерон – на основе смеси бутилкаучука с добавкой крошки пенополистирола, работает от +70 до -60 ° С;

–гэлан – на основе бутилкаучука.

Все мастики используются для герметизации стыков в бетонных и железобетонных, асбестоцементных и металлических конструкциях.

Таблица 3.4

Основные свойства НГМ

71

Пример стандартной технологической схемы производства НГМ

Компоненты

↓

Дозировка

↓

Перемешивание

↓

Брикетирование → Упаковка → Склад

Коэффициент использования технологического оборудования в производстве мастик составляет 0,85.

Нормы расхода сырья на 1 т мастики, кг

73

Расход ПЭ пленки для упаковки – 5,25 кг, или 75 м2 на 1 т. Потери при транспортировке, складировании, смещении – 5 %. Потери мастики при выгрузке и зачистке оборудования – 1 %.

Примеры разработки технологических схем производства НГМ

74

Резиносмеситель 250–20 (периодического действия)

↓

Вальцы 2130 мм

↓

Червячная машина М4Т 380/450

75

ПАРАМЕТРЫ СМЕШЕНИЯ (РЕЗИНОСМЕСИТЕЛЬ)

Последовательность загрузки (загрузка 170 кг, плотность 1,76 г/см3): каучук → масло → мел (1) → масло + мел (2) → масло + мел + добавки → выгрузка.

Формование (машина ЭШ-400) – t = 60÷80 °С. Упаковка – t = 50÷60 °С.

При выборе предпочтительного способа производства НГМ производится сравнительный анализ рассмотренных в примерах вариантов технологии (табл. 3.5).

Второй вариант является предпочтительным по следующим причинам:

1)простота технологии и минимальное количество оборудования;

2)вдвое меньшая энергоемкость оборудования;

3)меньшая стоимость оборудования;

4)вдвое меньшая металлоемкость (масса оборудования);

5)площадь, занимаемая оборудованием, меньше на треть;

6)численность рабочих также меньше на треть.

76

При назначении технологического оборудования для рассмотренного варианта технологии можно воспользоваться данными табл. 3.6.

Таблица 3.6 Спецификация основного технологического оборудования

Контроль производства

Подготовка сырья – каждая партия. Дозировка сырья – два раза в смену. Хранение сырья в бункерах – автоматический постоянный контроль. Перемешивание – постоянный порядок загрузки, температура и продолжительность смешивания. Формование – температура, время выгрузки. Упаковка – проверка расфасовки каждой партии лаборантами.

Складирование сырья

КАУЧУКИ

Бутилкаучук поступает в бочках, остальные – в ПЭ мешках. Склад закрытый, температура не ниже +10 ° С.

Норма запаса – 15 сут.

Мешки складываются на поддоны в штабели высотой не более 4,5 м, проходы между штабелями – не менее 1,5 м.

МАСЛА

Индустриальное талловое масло, хлорпарафин поступают в цистернах, сливаются в цистерны-хранилища с помощью насосов.

Хранилища – обогреваемые до температуры не ниже 0 ° С, наземные.

77

Подача масла в цех должна осуществляться автоматически. Склад масел пожароопасен. Предусматривается хранение масел и в бочках.

НАПОЛНИТЕЛИ

Поступают в мешках и бочках. Хранятся в закрытых складах на поддонах в штабелях при t = +5 ° С.

Склад готовой продукции: температура – не менее +5 ° С, объем склада – на 3 сут, склад штабельного типа, закрытый.

Отходы производства, сточные воды, выбросы в атмосферу:

–безвозвратные отходы – нет;

–производственные стоки – нет;

–выбросы в атмосферу:

∙бутилкаучук – 0,1 %;

∙СКЭП – 0,03 %;

∙ПИ-каучук – 0,1 %.

Цеховой транспорт

Со склада сырья материалы доставляются: каучук – электрокарами, масла – насосами, наполнители – электрокарами, элеваторами или пневмотранспортом. В резиносмесигель – ленточными питателями. Из резиносмесителя – самотеком в шнек, откуда – в виде жгута на упаковку. Диаметр жгута – 40–50 мм, длина – до массы брикета 1÷2,5 кг. Брикеты упаковываются в деревянные или картонные ящики. Масса брутто – 50 кг. Ящики устанавливаются на поддоны и отвозятся на электрокарах на склад готовой продукции.

3.3. Выбор решений в производстве композиционных материалов для покрытий пола и отделки стен

В общем объеме отделочных материалов доля композиционных материалов составляет более 20 %. В основном это линолеум и полимерные отделочные пленки.

Линолеум выпускается на основе различных полимеров: поливинилхлоридный (ПВХ), резиновый, глифталевый, коллоксилиновый. Предпочтение отдается ПВХ линолеуму с многоцвет-

78

ной печатной пленкой на войлочной или поризованной основе. Для покрытия полов эффективны также ковровые покрытия – ворсонит и ворсолин.

За рубежом около 80 % покрытий полов синтетические, причем большая часть – ковровые. В Германии, например, 50 % покрытий полов – ковровые.

Основные технологические задачи в области производства полимерных покрытий полов:

–производство новых материалов с улучшенными эстетическими и эксплуатационными свойствами (линолеум на вспененной основе, ТЗИЛ – теплозвукоизоляционный линолеум по промазной технологии);

–создание высокомеханизированных и автоматизированных производств;

–реконструкция существующих предприятий. Применяемые технологии изготовления линолеума распре-

деляются в следующей пропорции: 60 % – вальцовый и вальцевокаландровый способы, 15 % – экструзионный, 25 % – промазной.

Вальцево-каландровый способ

Оборудование создано в основном в 1960-е годы. Скорость каландрирования 6–7 м/мин определяет производительность линий.

Однако исследования показывают, что каландрирование можно производить при 14–18 м/мин, но для этого требуется модернизировать массозаготовительное отделение. Например, использовать более производительные смесители ДСП-230

(V = 230 л, τц = 5 мин).

Стандартное оборудование предназначено для выпуска только однотонного линолеума. В технологической линии не предусмотрена операция отделки. Для получения линолеума с улучшенными эстетическими свойствами может быть использована модернизированная линия:

79

Дублирование в технологии линолеума осуществляется на пресс-барабане (скорость – 2÷3,2 м/мин), который часто выходит из строя. Разработана дублирующая линия ЛВД-1 – двухбарабанная с возможностями дублирования как с основой, так и с лицевой пленкой. Скорость дублирования – 2,5÷25 м/мин. Производительность линии при этом возрастает вдвое при прежнем количестве работающих.

При условии синхронизации полировальной установки с вальцевокаландровой (за счет корректировки состава сырьевой смеси) производительность линии может быть повышена в 2,5 раза:

Использование лицевых пленок позволяет повысить эстетические и эксплуатационные свойства линолеумов, а также их

80