operatii si utilaje in industria silicatiilor

- 1 -

Tem: Studiul tehnologic a fabricrii unor piese din ceramica oxidic utilizat n industria textil cu o productivitate de 9000 t/an

- 2 -

Cuprins:

1. Consideraii generale privind proiectarea produselor tehnice.3 2. Stabilirea reetei. Alegerea i calculul masei ceramice..4 2.1. Calculul amestecului de materii prime..4 3. Descrierea fluxului tehnologic pe baza schemei de operaii.6 3.1. Descrierea produsului tehnologic..7 3.1.1. Depozitarea i pregtirea materiilor prime pentru mas i glazur....7 3.1.2. Prepararea barbotinei de atomizare..7 3.1.3. Atomizarea obinerea pudrei de presare....8 3.1.4. Presarea fasonarea semifabricatului crud..8 3.1.5. Uscarea produselor semifabricate.8 3.1.6. Glazurarea produselor ceramic.8 3.1.7. Arderea produselor9 3.1.8. Sortarea produselor...9 3.1.9 Ambalarea. Depozitarea. Expedierea...9 4. Calculul bilanului de material...9 4.1. Premise de calcul....9 4.2. Bilanul general de material pe ntregul flux tehnologic.12 5. Dimensionarea tehnologic a utilajelor din fluxul tehnologic.14 5.1. Concasorul cu valuri pentru Caolin Aghire..14 5.2 Moara cu bile.15 5.3. Sita vibratoare..18 5.4. Omogenizatorul pentru barbotin...19 5.5. Dozator cu cutie23 6. Bibliografie25

- 3 -

1. Consideraii generale privind proiectarea produselor tehnice

Masele ceramice sunt adecvate realizarii unor piese tehnice elaborate in vederea echiparii

instalatiilor sau aparatelor deoarece multe din caracteristicile lor sunt superioare altor materiale concurente cum ar fi masele plastice sau metalele. Obtinerea unei anumite piese presupune, pe de-o parte, proiectarea materialului optim iar pe de alta realizarea formei si a dimensiunilor impuse de functia de utilizare. Proiectarea materialului, a unui material nou, indeit, este un proces complex, care trebuie sa tina seama de toate caracteristicile legate de functia de utilizare, de ierarhia solicitarilor impuse de aceasta si de satisfacerea deplina a celor mai stringente conditii de exploatare. In cazul in care piesa trebuie realizata se da si trebuie reprodusa (asimilata) problema se simplifica, fiind necesare totusi investigatii prealabile pentru asimilarea materialului, urmate de studii privind stabilirea tehnologiei optime de fabricare. Masele ceramice pot asigura, prin tehnologia adoptat, o suprafat n care cristalele dezvoltate s confere o anumita rugozitate, bine definit cu adncituri care s ajung la 0.2 0.5 microni, cu cristale plate sau uor rotunjite. Coeficientul de frecare i capacitatea de reflexie R sunt dependente de microrugozitatea suprafeei.

Pentru o funcionare corespunztoare a ansamblului piesa fir, se impune alegerea unui coeficient de frecare optim pentru fibra dat, deci un anumit grad de prelucrare a suprafeei.

innd cont de condiiile de lucru, se sisteaz caracteristicile ce trebuie s le ndeplineasc piesa propus:

rezistene mecanice mari rezistena la temperaturile ridicate dezvoltate ca urmare a frecrii cu firul artificial rezistena chimica bun, fa de materialul fibrei i substanele de impregnare compactitate avansat pentru a nu se mbiba cu lichidele folosite duritate ridicat pentru a se opune aciunii de taiere a firului tras rezistena la soc termic provocat de secvene alternative n funcionare (activitate-oprire) un grad de prelucrare al suprafeei bine definit i adaptat fibrei, pentru a asigura un anumit

coeficient de frecare

forme si dimensiuni ct mai riguroase pentru a permite asamblarea cu piese metalice n liniile de funcionare

resurse material i tehnice pentru realizarea piesei cerute. n concluzie, se opteaz pentru porelanul tradiional tare, care se reine ca fiind cel mai

convenabil scopului propus. Principalele proprieti ale porelanului tare sunt:

adsorbia apei: sub 1% duritate: 7 8 Mohs densitate aparent: 2.25 2.5 g/cm3 densitate real: 2.3 2.7 g/cm3 rezisten la compresiune: 1500 7500 daN/cm2 rezisten la ncovoiere: 700 1500 daN/cm2 coeficient de dilatare termica: (3.8 4.5)*10-6 caldur specific: 0.22 Kcal/kg*grad

- 4 -

2. Stabilirea reteei. Alegerea i calculul masei ceramice.

Proiectarea unei linii tehnologice de obinere a 10000 t/an produse tehnice din porelan.

Compoziia molar adoptat:

0.4186 2.7311 0.0778 13.6722

Materii prime

Caolin Aghire 53.15 29.70 2.25 0.39

Caolin Zettilitz 44.14 36.82 1.17 0.25

Nisip 96.97 0.90 0.50 0.15

Feldspat 68.81 18.89 0.34 6.29

Table 2.1. Compoziia oxidic a materiilor prime (%mas)

2.1. Calculul amestecului de materii prime

Calculul reetei are ca scop stabilirea proporiei de materii prime necesare obinerii unui produs cu compoziie dat.

Masele molare ale oxizilor aflai n produs sunt:

M( ) = 61.98 g/mol M( ) = 101.96 g/mol M( ) = 159.70 g/mol M( ) = 60.09 g/mol Se obine:

: 0.4186*61.98=25.945g : 2.73*101.96=278.463g : 0.0778*159.7=12.4547g : 13.6722*60.90=821.5625g Total: 1138.4252g Pentru exprimarea n procente:

1138.4252g..25.945g 278.463g ..12.4547g ..821.5625g 100a.b..c.d a=2.27% b=24.46% c=1.09% d=72.16%

Oxizi

%gr 72.16 1.09 24.46 2.27

Table 2.2.Compoziia oxidic a masei, calculate din compoziia molar data Se noteaz cu x, y, z i v fracia masic din cele patru materii prime disponibile care intervin n rete:

- 5 -

x - fracie masic de caolin de Aghire y - fracie masic de caolin Zettlitz z - fracie masic de nisip v - fracie masic de feldspat

: 72.16=53.15x+44.14y+96.97z+68.81v : 1.09=2.25x+1.17y+0.5z+0.34v : 24.46=29.70x+36.82y+0.90z+18.89v : 2.27=0.39x+0.25y+0.15z+6.29v x=0.21 y=0.31 z=0.24 v=0.32 Total: 1.08 1.08 pri amestec conine...0.21 pri caolin Aghire 100 pri amestec conine....x x = 19.44% caolin Aghire y = 28.70% caolin Zettlitz z = 22.22% nisip v = 29.62% feldspat

3. Descrierea fluxului tehnologic pe baza schemei de operaii

- 6 -

Fig. 3.1. Schema bloc a liniei tehnologice de fabricare a portelanului tehnic

3.1.Descrierea produsului tehnologic

MAT.PRIME PLASTICE AGHIRES ZETTLITZ

APA MAT.DEGRESANTE NISIP FELDSPAT

DOZARE DOZARE DOZARE DOZARE DOZARE

DELEIERE MACINARE UMEDA

SITARE-DEFERIZARE SITARE - DEFERIZARE

OMOGENIZARE BARBOTINA

STOCARE BARBOTINA

ATOMIZARE

DEPOZITARE PUDRA

PRESARE

USCARE

GLAZURARE

ARDERE

SORTARE

AMBALARE

DEPOZITARE PRODUS

CONCASARE

- 7 -

3.1.1.Depozitarea si pregatirea materiilor prime pentru masa si glazura

Stocarea materiilor prime se face intr-un depozit amplasat in afara halei de fabricatie, facand corp comun cu hala de preparare. Accesul mijloacelor de transport SNCFR si auto trebuie sa permita o descarcare usoara si o depozitare corecta a fiecarei materii prime. Materiile prime aduse in vrac se vor descarca cu mijloace mecanice, cele livrate in saci, se vor depozita prin stivuire pe paleti, in conditii ferite de umiditate si praf, lipsite de posibilitati de impurificare.

Capacitatea depozitului este astfel calculate incat sa asigure o rezerva de materii prime de cel putin doua luni de productie.Toate materiile prime intrate in fabrica se vor receptiona. Receptia se face cantitativ (de catre personalul administrativ) si calitativ (de catre laboratorul central).

Receptia calitativa se face pe baza buletinelor de analiza emise de laboratorul central in urma determinarilor fizico-chimice prevazute de standardele si normele de material. Materiile prime se descarca, se transporta si se depoziteaza numai dupa ce s-a efectuat receptia fiecarui lot si dupa ce s-a constatat ce se receptioneaza.

3.1.2.Prepararea barbotinei de atomizare

Prepararea masei ca barbotina de atomizare se face conform fluxului tehnologic caracteristic pentru ceramica fina, prin macinarea si omogenizarea umeda a materiilor prime. Prepararea barbotinei se realizeaza pe doua linii separate:

linia de preparare a materiilor prime plastic

linia de preparare a materiilor prime degresante Materiile prime plastice se dozeaza volumetric sau gravimetric, cele degresante numai gravimetric.Instalatia de preparare a barbotinei poate cuprinde urmatoarele utilaje principale: alimentator cutie, banda transportoare, deleior. Deleierea materiilor prime plastice

Operatia de deleiere a materiilor prime plastice consta in dispersarea acestora in apa. Ordinea de incarcare a deleiorului este: apa, adaosul de electrolit si apoi materiile prime plastice. Cantitatea de apa necesara, conform retetei, se dozeaza cu ajutorul unui apometru, se porneste apoi agitatorul si, sub agitare continua, se introduce electrolitul prevazut. Acesta consta din silicat de sodiu si carbonat de sodium, sau polifosfat de sodiu, in cantitati mici, care ajuta la deleierea mai rapida si la obtinerea unei barbotine mai stabile, in prezenta unei cantitati de apa mai reduse. Se introduc apoi, tot sub agitare continua, componentele plastice. Dupa expirarea timpului de deleiere, se iau probe pentru determinarea celor doi parametri tehnici importanti, si anume: greutatea litrica si fluiditatea barbotinei.

Dozarea materiilor prime degresante Materiile prime degresante depozitate in silozuri se iau cu elevatorul cu cupe si se

transporta la un siloz special destinat dozarii. Pentru descarcarea materialului, fiecare siloz poate fi dotat cu un dozator celular rotativ sau cu melc. Dozarea se face gravimetric prin intermediul unui cantar automat, dispus pe un carucior sau vagonet, care trece si colecteaza conform retetei, cantitatile necesare de extras din fiecare siloz.

Macinarea materiilor prime degresante Aceasta operatie are loc pe cale umeda, in mori captusite cu caramizi din silex sau cu

blocuri din bazalt topit. Drept corpuri de macinare se utilizeaza bile de silex. Saptamanal, incarcatura de bile se completeaza cu bile mari, care in decursul macinarii s-au redus ca dimensiune si au trecut in sarjele macinate.

Macinarea se face discontinuu (in sarje). Degresantii dozati gravimetric si apa dozata cu un apometru se introduce in moara si se supun macinarii un timp determinat.

- 8 -

Dupa expirarea timpului prevazut, moara se opreste, se aduce cu gura in sus si din continutul ei se ia proba de laborator.

Omogenizarea, sitarea si deferizarea barbotinei Barbotina finala, de atomizare, se obtine prin omogenizarea barbotinei din componentele

plastice cu cea de degresanti. Omogenizatorul este un vas cu sectiune circular, prevazut cu un agitator cu palete. In el se

introduce barbotina din deleior precum sic ea din moara, dupa sitarea si deferizarea lor prealabila. Agitatorul functioneaza continuu, pe tot timpul mentinerii barbotinei in omogenizator. Barbotina omogena se transporta, cu pompe cu membrana, in bazinele de macerare unde se pastreaza, sub agitare continua, pana cand se pompeaza la atomizare.

3.1.3.Atomizarea obtinerea pudrei de presare

Pudra de presare se obtine prin atomizarea barbotinei ceramic. Principiul uscarii prin atomizare consta in pulverizarea unui lichid sub presiune si uscarea in contact cu gaze calde. Pulverizarea barbotinei se realizeaza prin intermediul unor duze cu diametre calibrate, asigurandu-se pudrei o curba granulometrica optima, pentru obtinerea unei compactitati cat mai avansate la presare.

Transportul barbotinei la atomizare se face cu ajutorul pompelor cu piston de portelan. In partea superioara a atomizorului sunt introduce gazele calde, cu o temperatura de 500-600oC. Barbotina este pulverizata in contracurent, iar pudra obtinuta este colectata la partea inferioara a atomizorului, de unde, prin intermediul benzilor transportoare si elevatoarelor cu cupe este trecuta in silozurile de depozitare.

Pudra se pastreaza in silozuri cel putin 24 de ore pentru a se asigura uniformizarea umiditatii dintre interiorul si exteriorul granulelor, precum si dintre particulele mari, mai umede, si cele mici, mai uscate. In caz contrar, faza de presare este compromisa datorita aparitiei defectelor caracteristice.

3.1.4.Presarea fasonarea semifabricatului crud

Piesele ceramice propuse, avand forma geometrica si repere dimensionale stricte, trebuie sa se fasoneze prin presare. Presarea se realizeaza in matrite metalice, cu cuiburi pentru fiecare piesa. Matrita este fixata de banc si primeste pudra prin intermediul instalatiei automate de alimentare. Ciclul de presare se compune din urmatoarele secvente: umplerea matritei cu cantitatea de pudra ceramic prevazuta, presarea propriu-zisa si evacuarea semifabricatului presat.

3.1.5.Uscarea produselor semifabricate Uscarea produselor semifabricate se poate face in orice tip de uscator. Se propune un

uscator tunel. Produsele semifabricate se stivuiesc pe vagoneti, imediat dupa presare, si se introduc la uscare. Uscarea se face cu aer cald care circula in contracurent cu produsele. Pentru ca aerul umed din spatial de uscare sa nu patrunda la partile metalice ale vagonetului, cele doua canale ale uscatorului sunt prevazute cu jgheaburi de nisip.

3.1.6.Glazurarea produselor ceramic

Glazura este stratul subtire si lucios care acopera suprafata produselor ceramic sau se depune pe anumite zone bine delimitate a produselor. Glazura are ca scop, in acest caz, scaderea coeficientului de frecare pe suprafata respective, precum si cresterea rezistentelor mecanice si chimice fata de agentii atmosferici si cei intalniti in timpul utilizarii.

Glazura se poate depune prin numeroase procedee intr-un strat continuu si uniform, de grosime stabilita. Suprafata de sprijin a produsului trebuie bine curatita de glazura, pentru a nu cauza lipirea produsului de suportul refractar in timpul arderii.

- 9 -

Glazura, cu compozitie si caracteristici bine stabilite, se prepara sub forma unei barbotine, in afara atelierului de glazurare si ardere. La locul de utilizare se aduce in bazine (cuve) din material plastic sau otel inoxidabil, prevazute cu agitatoare continue sic apace, pentru evitarea sedimentarii si impurificarii.

3.1.7.Arderea produselor Arderea se efectueaza in cuptor de tip tunel cu role, produsele fiind asezate pe suporturi

refractare, fara a se atinge intre ele. Ea are ca scop formarea masei ceramic caracteristice si a glazurii. Ca urmare a proceselor fizice si chimice care au loc intre componentii masei, in timpul arderii se produce sinteza compusilor cristalini si formarea fazei lichide caracteristice masei de portelan. Compozitia fazala formata la ardere, imprima produsului proprietatile specifice, printre care: impermeabilitatea la lichide si gaze, rezistente chimice inalte, rezistente mecanice mari, duritate ridicata. .

3.1.8.Sortarea produselor

Sortarea produselor se face conform normei sau standardului in vigoare. Produsele se descarca manual de pe vagoneti si se aseaza pe o banda care le transporta la locurile unde se examineaza si se stabileste prezenta defectelor si gravitatea lor. Sortarea se face manual. Examinarea se face cu ochiul liber, sub o sursa de lumina adecvata, care permite stabilirea calitatii produsului si indepartarea lui in cazul cand defectele prezente nu il fac apt de utilizare.

Ambalarea. Depozitarea. Expedierea Produsele se ambaleaza in hartie pelur si apoi in cutii de carton. Acestea se vor complete

cu hartie sau carton ondulat pentru a asigura imobilizarea pieselor ceramice in timpul transportului si se vor lipi, inchizandu-se cu banda gumata. Cutiile se aseaza, stivuit stabil, pe paleti din lemn. Acestia se preiau cu mijloacele de transport intern (motostivuitoare, transportoare cu furci) si se duc la depozitul de produse finite. Din depozit, produsele ambulate se incarca in mijloacele de transport si se expediaza la beneficiari.

4.Calculul bilanului de material Bilanul de materiale poate fi definit ca: expresie a legii conservrii masei aplicat proceselor tehnologice masa materii intrate = masa materii ieite + pierderi; instrument de calcul al cantitilor de material (materii prime, auxiliare, semifabricate, produi) intrate, ieite, transformate, prelucrate, formate, pierdute pe parcursul unei fabricaii; indicator sinoptic, cantitativ al structurii i eficienei unei tehnologii.

4.1.Premise de calcul:

Se dau ca elemente de pornire: Schema fluxului tehnologic cu pierderile de operatii (4.1.) Productivitatea: P=9000 t/an 7000 t / 350 zile = 25.714 t/zi Caracteristicile materiilor prime plastice i degresante (compoziia oxidic, umiditatea, PC) i proporia acestora n reeta de fabricare Adaosul la glazurare (5% din masa semifabricatului) Coninutul de ap al barbotinei la intrarea n atomizor (40%) Umiditatea pudrei atomizate (7%)

- 10 -

n flux nu se face recirculri (recuperri) de material La mcinare, pentru stabilizarea suspensiei se adaug caolin Zettlitz, 5% din masa degresanilor.

- 11 -

Fig.4.1. Schema bloc cu elementele de calcul pentru bilanul de material la fabricarea porelanului tehnic

MAT. PRIME PLASTICE AGHIRES ZETTLITZ APA

MAT.DEGRESANTE NISIP FELDSPAT

DOZARE DOZARE DOZARE DOZARE DOZARE

E` F`

DELEIERE MACINARE UMEDA

SITARE-DEFERIZARE SITARE - DEFERIZARE

OMOGENIZARE BARBOTINA

STOCARE BARBOTINA

USCARE - ATOMIZARE

DEPOZITARE PUDRA

FASONARE

USCARE

GLAZURARE

SORTARE

AMBALARE

DEPOZITARE PRODUS

ARDEREA

CONCASARE

15 %

6.5 %

3 %

3 %

3 %

5 %

0.5 % 0.5 %

7 % 7 %

3 %

- 12 -

4.2.Bilanul general de material pe ntregul flux tehnologic

Pentru productivitatea liniei tehnologice luat n considerare, P=25.71 t/zi porelan tehnic, se consum: 8.187 t/zi Caolin Aghire umed 11.353 t/zi Caolin Zettlitz umed 8.614 t/zi Nisip umed 11.482 t/zi Feldspat umed 23.256 t/zi Ap Total:62.893 t/zi Pierderile totale reprezint suma pierderilor pe operaii, a pierderilor la calcinare i de umiditate. P=pi + PC + U = (4.537+2.28+1.027+1.052+2.985+0.132+0.1586+1.997+2.388+0.245)+ 23.814+2.1208 = 42.745 t/zi

Table 4.1. Bilanuri de materiale pe operaiile fluxului tehnologic

OPERAIA

Materiale intrate

Cantitate (t/zi)

Materiale iesite

Cantitate (t/zi)

1. Dozarea materialelor plastice

Caolin Aghires 7.941 Caolin Aghires 7.941

Caolin Zettlitz 10.329 Caolin Zettlitz 10.329

Apa 10.262 Apa 10.262

Total 28.532 Total 28.532

2. Dozarea materialelor degresante

Nisip 8.164 Nisip 8.164

Feldspat 11.482 Feldspat 11.482


3. Concasare Caolin Aghires 8.187 Caolin Aghires 7.941

Pierderi 0.245


4. Deleiere Caolin Aghires 7.941 Barbotina 26.535

Caolin Zettlitz 10.329

Apa 10.262 Pierderi 1.997


5.Sitare-deferizare materiale plastice

Barbotina 26.536 Barbotina 26.404

Pierderi 0,132


6. Macinare Nisip 8.614 Material maruntit 29.18

Feldspat 11.482

Apa 10.448

Caolin Zettlitz 1.024 Pierderi 2.388


7.Sitare-deferizare Material maruntit 29.18 Barbotina 31.568

- 13 -

materiale degresante

Pierderi 2.388


8.Omogenizarea barbotinei

Materiale plastice 26.404 Barbotina 57.970

Materiale degresante

31.568 Pierderi 0


9. Stocare Barbotina 57.970 Barbotina 57.970

Pierderi 0


10. Atomizare Barbotina 57.970 Pudra 35.309

Apa 21.410

Pierderi 1.251


11. Depozitarea pudrei

Pudra 35.309 Pudra presata 35.309

Pierderi 0


12. Fasonarea Pudra 35.309 Pudra presata 34.25

Pierderi 1.059


13. Uscare Produs umed 34.250 Semifabricat uscat

30.981

Pierderi 1.027

Apa 2.242


14. Glazurare Glazura 1,549 Material glazurat 32.53

Semifabricat uscat

30.981 Pierderi 0


15. Ardere Material glazurat 32.53 Material anhidru 30.252

Apa 0,162

Pierderi la calcinare

2.120


16. Sortare Material anhidru 30.252 Material finit 25.722

Pierderi 4.53

- 14 -


17. Ambalare Material sortat 25.72 Material sortat ambalat

25.72


19. Depozitare Produs sortat ambalat

25.72 Produs final 25.72


5.Dimensionarea tehnologica a utilajelor din fluxul tehnologic

5.1.Concasorul cu valturi pentru Caolin Aghires

Concasoarele i granulatoarele cu valuri sunt utilizate pentru sfrmarea mijlocie i

mrunt a materialelor moi i de duritate medie. La concasoarele cu valuri mrunirea se realizeaz prin stivirea materialului prins ntre

valurile cilindrice. Efectul de strivire este nsoit i de frecare, proces care se intensific dac viteza periferic a valurilor este diferit.

Date de pornire:

Productivitatea Q=6.97 t/zi considerat a fi realizat ntr-o or Materialul de mrunit: caolin de Aghire (umiditate u=8%, 24o, f0.45) Diametru iniial d80 mm Diametru final d10 mm

- 15 -

Grad de mrunire i=d/d=8 Grad de umplere al spaiului de mrunire =0.55 Densitate =2.23 t/m3 Densitate aparent a=1.2 t/m

3 Raport L/D = 1.5 adoptat

Mrimi calculate:

Dimetrul valurilor, D (mm)

= 24

=

=

=

= 844.85 0.9 m =900mm

=3600*L*d*v*

=

L=

= 0.115m = 115mm

= 1.25 D =

= 0.092 m 0.09m

Lungimea valului, L

L = 1.5 * D = 1.5 * 900 = 1350mm = 1.35m

Turaia, n

n =

21

***616

Dd

f

iCA= 616*

= 44.45rot/min

n=44.45rot/min = 0.74rot/s 0.7 rot/s

Viteza periferic, v

v = 3.14*D*n = 3.14*0.9*0.74 = 2.09 m/s 2 m/s

Fora necesar strivirii materialului

= 0.21*D*L* = 0.21*0.9*0.15*140* = 3969 kW 4MW

Puterea necesara a motorului electric, P N = 25*D*L = 25*0.9*1.5 = 33.75 kW 34kW N = 0.1*i*Q = 0.1*8*9.26 = 7.408kW P = 1.08*v*L**CP = 1.08*2*1.5*6.15*0.735 = 14.64kW 15kW K=0.6(D/d) = 6.15

Productivitatea volumic Qv

Qv =

**60

****3600 ' n

DLd = 62.18m/h

Debitul gravimetric

- 16 -

QG = Qv * a QG = 74.62 t/h 74.62 t se consum n .60 min

8.187t Caolin Aghire..x = 6.58 min 7 min

5.2. Moara cu bile

Aceast categorie de utilaje realizeaz mrunirea fin a materialelor prin lovire i frecare repetat cu corpurile de mcinare aflate n micare liber n interiorul unei incinte rotative.

Fig.5.2.1. Moara cu bile schema de funcionare

Date de pornire: Materiale intrate la mcinare:

Nisip: 8.6144 = 2.65 t/m 3 BNK = 16.46

Feldspat: 11.482 = 2.59 t/m 3 BFK = 11.67

Caolin Zettlitz: 1.028 = 2.23 t/m 3

Apa: 10.448 = 1.000 t/m 3

Total: 31.572 t/zi (barbotina) Dimensiunile materialelor inainte i dup mcinare :

80D = 8 mm

80d = 0,1 mm

i = 1,0

8 = 80

Condiii de mcinare: mcinare umed n sarje cu durata de 8 ore K = KBNf2f6 = 16.46*1.2*1.1 = 21.73 kWh/t

Grad de ocupare al spaiului dintre bile = 0.4 Cptuseala i bilele sunt confecionate din silex silex = 25 kN/m

3

Turaia de regim n = ncr ; = 70% Numrul de sarje pe zi 24/8 = 3 Marimea unei sarje q = Q/3 = 31.572/3 = 10.524 t care se macina in 8 ore

(10.524/8 = 1.31 t/h)

Mrimi calculate:

Energia necesara mcinarii ( BE )

N = BE * Q

- 17 -

BE =

8080

1010

DdK = 21,73

8000

10

100

10 = 19,30 KWh/t

Q = q = 10.524 t K = KB * f2 * f6 = 16,46 * 1,2 * 1,1 = 21,73 KWh/t Puterea consumat la antrenarea morii (sarje: 8 ore) N = EB * Q = 19,30 * 1.31 = 25.283 (KWh/t) Puterea motorului de antrenare

Nm = 89,0*96,0

283.25

*

TR

NN

= 29.591 (KW)

Greutatea ncrcaturii cu bile (silex)

G = 0,785 * 2

iD * L * * a = 0,785 * 2

iD * i

iD

LD * * (1- )

iD

L = 1,5 L = 1,5 * iD

= 0,3

= 0,4

= 25 KN/m 3

G = 0,785 * 3

iD * 1,5 * 0,3 * 25(1-0.4) = 5.3 * 3

iD

N = c * G * 21

iD 29.591 = c * G * 2

1

iD Di = 1,71 m

iD

L = 1,5 L = 1,5 * 1,71 L = 2,565 m (lungimea morii)

Diametrul exterior al morii:

G = 5,3 * 3

iD = 5,3 * 1.713 G = 25.501 KN

N = c * G * 21

iD = 0,79 * 25.501 * 71.1 N = 27.377 kW

Determinarea dimensiunilor optime ale corpurilor de mcinare Dimensionarea maxim

80A = 8000 m

K = 350

K Bm = 16,46 * 1,1 = 18,1 KWh/t

D = D i = 1,71 m

= 70 %

=

= 42.3/ = 32.364 rot/min n = 0.7*32.364 = 22.654 rot/min

= iiX * Din bilan: Nisip: 8.6144 (t/zi) 2.871 (t/sarja) sarja = 8 ore Feldspat: 11.482 (t/zi) 3.827(t/sarja) Caolin Zettlitz: 1.028 (t/zi) 0.342 (t/sarja) Apa: 10.448 (t/zi) 3.482 (t/sarja)

- 18 -

Total: 31.572(t/zi) 10.522(t/sarja) 10.522 t.material.2.871 N.3.827 F0.342 CZ.3.482 apa 100 %..........................xy..z.v x = 27.28% y = 36.37% z = 3.25% v = 33.09% = xNN + xFF + xAA + xCZCZ = 0,2515 * 2,65 + 0,3361 * 2,59 + 0,0845 * 2,23 + 0,3816 * 1 = 2.1 t/m

31

80

max*

*17,20

D

K

K

Ad Bm

= mm847.70

71.1*70

9681.1*11,18

350

800017,20

31

mmdDE

ddi

rc 485.1771,1*25*300000*28,1

1000847.70

***28.1

2

min

2

maxmin

rc = 1000 daN/cm2

E = 300000 daN/cm2

= 25 KN/m 3

5.3.Sita vibratoare

Operaia se efectueaza prin separarea pe ciururi i se numete i clasare volumetric spre deosebire de cea care se realizeaz intr-un curent de aer sau ap, caz n care se numete clasare gravimetric sau simptotic. Clasarea volumetric presupune utilizarea unei pri active numit sit, ciur sau grtar. Sitele sunt aprate de cernut cu guri sub 1 mm. - Ciururile sunt aprate cu dimensiuni mai mari obinute prin tanare. -Grtarele confecionate din brae sau vergele la distane egale i unite ntre ele cu legturi transversale. - Ciurul vibrator pt clasarea materialelor cu dimensiuni ntre 0.1 100 mm. Frecvena vibraiilor este intre 500 2000/min. Amplitudinea 1.55mm, ciurul avnd o nclinare care varieaz dup fineea materialului i poate atinge 40 grade.

Sitarea pentru materialele plastic:

654321 ******** KKKKKKqAQ a t/h

q = 3 hmm */ 23 dimensiunea ochiurilor sitei 0.5 mm

CZCZCACAam XX ** 34.119 t amestec 8.817 t C.A..11.353 t C.Z.

100 %.... CAX = 25.84%......... CZX = 33.274 %

- 19 -

plam. = 0,2584 * 2,23 + 0.3327 * 2,23 = 0.57 + 0.74 = 1.31 t/m material anhidru

176.11

4,0

31.1

6,01

suspensie

suspensie

1.176 t/m3

Q = 26.404 t/zi K1 coeficient ce ine seama de procentul de material fin cu dimensiunea mai mic de 0.5 din deschiderea ochiurilor ciurului (adoptat K1=2) K2 randamentul impus clasrii (adoptat K2=0,6) K3 coeficient ce depinde de procentul de material mai mare dect ochiurile sitei (adoptat K3=0,94) K4 coeficient ce depinde de natura materialului, cu att mai mare cu ct granulele sunt mai rotunde (adoptat K4=1.5) K5 coeficient ce depinde de modul de ciuruire (adoptat K5=1,4) K6 coeficient ce depinde de umiditatea materialului (adoptat K6=0,2) Se aleg:

1K = 2

2K = 0,6

3K = 0,94

4K = 1.5

5K = 1,4

6K = 0,2

26.404 = A * 1.31 * 3 * 2 * 0,6 * 0,94 * 1.5 * 1,4 * 0,2 A = 14.188 m 2

5.4.Omogenizatorul pentru barbotin

Fig. 5.1. Omogenizator cu brate

La dimensionarea omogenizatorului se iau in calcul : alegerea modelului i precizarea elementelor de similitudine stabilirea caracteristicilor fizice ale dispersiei (densitate, vscozitate) calculul regimului hidrodinamic la nivel de laborator transpunerea la scar calculul puterii la nivel pilot sau industrial n corelaie cu volumul cantitaii de suspensie.

- 20 -

Determinarea cantitii de material. Volumul suspensiei i caracterizri fizice ale acesteia: La omogenizare intr barbotina obinut prin deleierea caolinurilor i cea provenit de la mcinarea degresanilor. Intr 57.972 t/zi barbotin cu 40 % ap (60 % material uscat) -materiale plastice 26.404 t/zi -materiale degresante 31.568 t/zi Coninutul de materiale (solide) uscate (anhidre) i ap sunt: 100 t barbotin 60 t mat.solid anhidru...40 t ap

57.972 t.x= Y X = 34.783 t mat solid anhidru Y = 23.188 t ap Proporia de caolinuri anhidre: 45,54 % Proporia de materiale degresante: 54,45 % Caolin Aghire: 19.44 % 6.96 t Caolin Zettlitz : 26.11 % 9.352 t Total plastice: 45,55 % 16.312 t Nisip: 22.22 % 7.96 t Feldspat: 29.64 % 10.61t Caolin Zettlitz: 2,59 % 0.93 t Total degresante: 54,45 % 19.50 t Plastice: 16.312+0.93=17.242 Degresante: 19.50-0.93=18.57 Total: 35.812

Densitatea amestecului de solide (anhidre): 35.812 t material anhidre .100 % 6.96 t CA.....x = 19.448 % C.A. = 2,23 t/m 9.352 t CZ.... x = 26.114 % C.Z. = 2,23 t/m 7.96 t Nx = 22.227 % N. = 2,65 t/m 10.61 t F.x = 29.646 % F = 2,59 t/m

FFNNCZCZCACAam XXXX ****

am = 0.1944 * 2,23 + 0,2611 * 2,23 + 0,222 * 2,65 + 0,2964 * 2,59

am = 2,37 t/m3

Calculul densitii suspensiei cu 60% solide anhidre (28.94 t) si 40 % ap(23.188)

am = 2,37 t/m3

apaamssusp

XX

11

00,1

4,0

37.2

6,01

susp susp = 1,53 t/m

3

- 21 -

Volumul suspensiei :

susp

susp

susp

mV

307.3453,1

128.52mVsusp

Calculul vscozitii suspensiei:

*5,21 asusp

828,0737.14

21.12

.

..

suspVolum

solidafazaVolum

Volum faza solida: 406.2353.1

812.35

Volum suspensiei : 07.3453,1

128.52

Passusp33 10*07.3828,0*5,2110

Calculul omogenizatorului: Agitator cu 2 palete (brae):

d

D = 3

d

H = 3

d

h = 1

L

d = 3

Calculul dimensiunilor principale: (D, H, H, d)

mDDDHDV 77.3*4

07.34*4

**4

332

m

HDH

D1 D = H = 3,77 m

mD

d 256,13

Volumul (V ) i nlimea (H ) omogenizatorului:

Se consider c barbotina ocup 80% din volumul omogenizatorului (V )

V =

3susp 587.428,0

07.34

0,8

Vm

V =

HD

*4

* 2mH

D

VH 817.3

77,3*

587.42*4

*

*422

Calculul puterii de regim a omogenizatorului:

min/86.46/781,010*10*95,1

1546*256,1**10Re 6

3

226 rotsrotnn

dn

KWWdnKN 403.3987272,1*78,0*6.1546*63,1*** 53532

- 22 -

c =2K = 1,63

Calculul puterii de regim: se utilizeaza diagrama RefK p

Pentru (Re = 64 1010 ) se alege pK = 1,9

KWWPdnKP p 582.4657272.1*781.0*6.1546*9.1***5353

Puterea de pornire (N p ): 2. 4 P sau N

N p = N*3 3 * 3987.03 = 11961.09 11 Kw

sau

1446.1397382.4657*3*3 PPp Kw

Puterea instalat )( instinst NP : pN*2.1

mr = 0,95

kWN

Nmr

p

inst 1574.1510895.0

09.11961*2,1*2,1

kWPinst 68.1765095,0

46.13973*2,1 18kW

Valoarea medie a punctului de amestec: 2

PN

Puterea de regim: 425.4322N 4,4 Kw

Puterea de pornire: 2,109.1196103.3987*3*3 NN p Kw

Puterea instalata: 1574.1510895,0

09.11961*2,1

95,0

*2,1

pN Kw

5.5.Dozator cu cutie

- 23 -

Alimentatorul cu cutie este un transportor cu banda sau cu plci (lame) prevzut cu un cadru dreptunghiular (cutie) compartimentat, din care se pot prelua i doza simultan doua sau mai multe componente n alctuirea unei reete. v = 0,01. 0,6 m/s

Productivitatea alimentatorului cutie

Q = 3600 * B * v * h (m3/h)

B = 900..1200 mm (laimea cutiei)

Q = QA

+ QZ

= 8.187 + 11.353 = 19.54 t/zi

QA

= 8.187 t

Q Z = 11.353 t

v = 2,37 t/m3

Calculul nlimii reg. pt dozarea volumetric a componentei

Q = 3600 * B * v * h = v

mQ

Q = 3600 * B * v * h A = v

mAQ

Q = 3600 * B * v * h Z = v

mZQ

Z

A

Z

A

h

h

Q

Q m

vB

Q

h V

Z

Z 147,001,0*9,0*3600

790.4

**3600

Z

Z

A

A

h

Q

h

Q

h

Q

B = 900 mm v = 0,01 m/s \

v= 2,37 t/m3

mvB

Q

h V

A

A 106,001,0*9,0*3600

454.3

**3600

hregistru = 01,0*9,0*3600

244.8

**3600

vB

Q

V

m

= 0.253

Calculul puterii de antrenare:

vLcHQLQN HHA ****10*7.2**10*5.134 (KW)

tg = HL

H 233,9

18

3

tgtg

HLH

m

sin = L

H L =

18sin

3

sin

H = 9,708 m

cos = L

LH

H = 3 m = 18

- 24 -

LH

= 10 m

Q = 19.54 t/zi

Q = 5,0

54.19 = 39.08 t/sarja

K = 2

= 18 K = 0,85

v = 2 m/s c = 0,012

2*10*012,03*08.39*10*7,210*08.39*10*5,1 34 AN

= 0,05862 + 0,31548 + 0,24 = 0,6141 KW Calculul puterii motorului electric:

a

mat

NKN

* (Kw)

K = 1,1..1,2 = 0,3 0,9

3,0

6141.0*1,1matN = 2,2517 Kw

- 25 -

6. Bibliografie:

Ceramic tehnic, Autor: Liviu Literat, Lucia Gagea, Firua Goga, Eugenia Miric, Ecaterina Olariu, Editura Casa crii de tiin, Cluj-Napoca, 2001

operatii si utilaje in industria silicatiilor

Documents