产8000吨热塑性检查井盖生产车间的初步工艺设计.doc
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1、毕业设计(论文)题 目 年产8000吨热塑性检查井盖生产车间的初步工艺设计学 院 材 料 科 学 与 工 程 学 院 专业班级 学生姓名 指导老师 成 绩 目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1概述11.1.1 项目目的、前景11.1.2 产品分类21.1.3 产品优点41.2 设计依据41.3 厂址选择51.3.1 厂址选择的基本原则51.3.2 厂址的基本要求51.3.3 厂址的比较61.3.4 厂址的确定81.4 产品性能指标81.4.1 产品性能81.4.2 产品规格91.5 三废处理101.6 设计范围101.7 生产制度101.7.1 工作制度111.7.2 安全防
2、火制度111.7.3 机器维护保养制度11第2章 生产方法及工艺流程132.1 配方设计132.1.1 配方设计原则132.1.2 原料的来源、选择及配方确定132.2生产方法的选择152.2.1 成型方法的选择152.2.2 螺杆挤出机的选择192.3工艺流程确定及叙述。212.4工艺条件的控制及工艺参数222.4.1工艺条件222.4.2 工艺参数232.5 产品质量23第3章 工艺计算253.1 物料衡算253.1.1 计算基准的确定253.1.2 各工段物料损失253.1.3 原料中各组分需要量283.1.4 根据衡算,计算出实际需要量303.1.5物料衡算流程图31第4章 设备选型及
3、计算334.1主要设备选型334.2 专用设备选型354.3 主要生产设备一览表39第5章 能量衡算405.1 电能消耗405.1.1 连续生产设备用电量405.1.2 非连续生产设备用电量405.1.3 照明用电量415.1.4 总用电量425.2 水的消耗43第6章 公用工程456.1 防雷设计 防电设计 防火设计456.1.1 防电设计456.1.2 防雷设计456.1.3 防火设计456.2 采暖和通风466.2.1 采暖466.2.2 通风466.3 车间布置设计原则476.4 车间布置476.4.1 车间各室面积476.4.2 工厂人员配备48第7章 经济核算507.1 经济效益分
4、析507.2 资金的投入507.2.1 各原料的市场价格507.2.2 各原料的支出517.2.3 设备的投入资金527.2.4 工厂建设的资金投入547.2.5 职工工资547.2.6 水电及管道资金投入557.2.7 总投入557.3 产品销售及利润557.3.1 销售额55结束语56参考文献57致谢59 摘 要本设计为年产8000吨热塑性检查井盖生产车间初步设计。此设计着重对生产方法、工艺流程的选择、配方设计、工艺计算、设备选型、公用工程、经济核算等作了详细的设计说明,生产方法选用模压法。工艺流程:粉煤灰、偶联剂混合干燥再生聚乙烯、炭黑、KH550、Hst、抗氧剂1010混合混合挤出保温
5、开炼模压制品。配方选用再生聚乙烯与粉煤灰混合并加入一些其他助剂。图纸详细画出了工艺流程及车间平面布置。而对其它非工艺部分仅从工艺的角度提出必要的要求。在设计中客观地、科学地借鉴新资料、利用新理论、结合实际、对生产工艺加以改进。本设计中参阅各种资料,通过对比选择了一种合理的配方,可以设计出一条比较合理的流程图。在设备选型时,本设计注重对国内先进设备的利用,为促进国内新技术的广泛利用起到了很大作用,通过对比设计出一套结合实习并且行之有效的设备。关键词:废旧聚乙烯 粉煤灰 流程 设计 生产工艺 设备AbstractThe design of 8000 tons of thermoplastic in
6、spection covers production workshop preliminary design. This design focuses on the production method, process selection and calculation formula design, process, equipment selection, utilities, economic accounting has made the detailed design, production methods selection method of mould. Process: fl
7、y ash, coupling agent and regeneration polyethylene, dry mixing carbon, KH550 and Hst, antioxidants, mixing, extrusion 1010 mixing and refined, moulding and open preservation and products. Choose polyethylene and fly ash regeneration formula mixed with some other additives. Drawing the detailed proc
8、ess and the workshop layout. The process of other parts from the perspective of the process is only necessary requirement. In the design of scientific reference for objectively, new material, new theories, combine with reality, to improve the production process. The design of all kinds of material,
9、through contrast to choose a reasonable formula, can design a more reasonable flow. In the selection of equipment, the design of domestic advanced equipment to use, to promote the new technology of the extensive use of domestic played a large role, through comparing design a set of combining practic
10、e and effective equipment.Keywords: Waste polyethylene fly ash process design Production process Equipment第1章 绪论1.1概述1.1.1 项目目的、前景近年来,随着社会发展和生活水平提高,人类对自己生存环境要求越来越高,为减轻以至消除废塑料对环境造成的污染,人们在致力于可降解塑料和高性能塑料研究的同时,更重视现阶段存在的废塑料回收利用技术的研究1,我国每年粉煤灰的排放量约为2亿吨,造成了严重的“黑色污染”,用废塑料和粉煤灰制备建筑材料是一种消除“白色污染”和“黑色污染”的积极方法2,而以
11、粉煤灰与废旧塑料复合制成的井盖90%以上是利用废物,没有任何钢材或其他材料作为骨架,成本低经济效益显著,与同类铸铁制品售价低10%-20%,因此采用这种“绿色井盖”即可防止丢失,又有很强的市场竞争力。复合材料检查井盖具有可以避免造成资源浪费,减少污染和经济损失,美化城市形象,降低井盖的生产和使用成本等意义。目前我国废旧塑料的年排放量为1160万吨,粉煤灰的排放量为1.1亿吨3,如此庞大的排放量为环境污染防治工作带来了巨大的困难,废旧塑料与粉煤灰合成的诞生为综合治理这两项废弃物为主要原材料,因此其价格十分低廉,其产品的质量也优于其他同类产品,市场潜力十分的巨大,应用范围极为广阔。中国长春应用化学
12、研究所为加快废物资源化进程,推动我国再生资源高附加值综合利用,对粉煤灰与废旧塑料进行了多年的复合改性研究。现在成功开发具有国际先进水品的粉煤灰很合树脂系列配方,并批量生产了多种可替代金属制品的廉价产品,该项成果在长春通过了技术鉴定。针对两大污染带来的环保难题,中科院长春应化所的研究人员经多年对粉煤灰与废旧塑料的复合改性研究,并很快在吉林省镇赛县松海塑料制品厂等数家企业得到转化4。用这种新材料生产的护树板,其抗压、抗弯、抗冲击强度及耐候性等综合性能良好。经过各地的实际使用,其质量达到并超过了同类铸铁产品的水平【5】。工业废渣经过处理作为塑料的填料,在60年代末期台湾汤洪山等将赤泥处理为塑料填料之
13、后,引起人们的普遍关注,世界各国相继开展研究,并取得一定成果6。在热塑性塑料加工过程中,须加入无机填料以改善塑料制品的耐摩擦性、耐热性、尺寸稳定性、刚性等。要求填料具有化学稳定性,颗粒细小均匀,密度小,资源丰富,价格低廉等性能。塑料工业最常用的填料为碳酸钙,可分为轻质碳酸钙和重质碳酸钙。粉煤灰作为塑料填料,其中含有圆而光滑的珠体,颗粒间聚集力小,加工时易分散到树脂中且分布均匀。粉煤灰粒径较小,不必象轻质碳酸钙那样需专门煅烧、干燥,只需将其适当处理就可填充于塑料,并大大节省投资,降低原材料成本7。利用粉煤灰作为填料优点甚多,取材方便,生产处理工艺简单,不需要复杂的设备和大量的投资,能减轻废渣占地
14、和污染,大幅度节省能源、资源,制得的产品成本低、性能优良8。但有一个缺点,产品具有颜色,不能用制浅色制品,填充时有些可以改善PE制品的性能,也有可能会产生不利影响,必须根据制品的性能要求有选择地利用,在某些领域中替代碳酸钙。总之,将粉煤灰用在塑料加工中,特别是废旧塑料回收,可大大降低废旧塑料回收成本,达到以废治废的目的,还能带来可观的经济效益和社会效益9。利用粉煤灰和废弃塑料共混加工成新产品,被誉为变“黑白双污”为宝的利国利民的举措,其应用前景不可限量。1.1.2 产品分类检查井盖由铁铸检查井盖发展到现在的复合材料检查井盖。复合材料井盖有三大类,即钢纤维混凝土井盖、再生树脂复合材料井盖、纤维增
15、强树脂基复合材料井盖。这三种井盖都不含或含少量金属,防盗价值高10。国内有研究单位较早开始了针对煤粉灰与废旧塑料共混的研究,并且总结出了一套行之有效的废旧塑料和煤粉灰复合新材料的配方及工艺,其研究已处于国际先进水平11。以粉煤灰和废塑料为原料合成的树脂基复合材料井盖,刚柔相济,外型美观,还能节约大量能源和钢铁资源,可消化掉大量的粉煤灰和废旧塑料,符合国家节能与环保政策要求。这种复合材料井盖90%以上利用废旧物质,没有任何钢材或其他材料作骨架,在成本上比同类铸铁制品低10-20%,经济效益显著。采用这种“绿色井盖”不仅解决了井盖的防盗问题,而且还具有不腐蚀、不生锈等优点,因此具有很强的市场竞争力
16、。2001年12月27日,中科院长春应化所承担的粉煤灰和废旧塑料复合新材产业化中试基地顺利通过专家评估,从而为上述经济和社会效益的再扩大提供了技术及产业方面的支撑。在吉林省环保局和科技厅支持下,中科院长春应化所在国内外较早开始了针对粉煤灰与废旧塑料共混的研究。几年来,在广泛调研和分析的基础上,对多种废旧塑料和粉煤灰共混的不同配比、粒度、辅助剂的协同效应及在线反应加工等,进行了深入探讨。并经反复实验,总结出了一套行之有效的废旧塑料和粉煤灰复合新材料配方及工艺,其研究目前已处于国际先进水平,从而为粉煤灰、废旧塑料的综合利用11,开辟了一条可靠途径,仅以排水井盖为例,目前城镇中的“马路陷阶”屡见不鲜
17、。而以粉煤灰与废旧塑料复合制造的并盖,由于90%以上利用废旧物质,没有任何钢材或其它材料作骨架,成本低,经济效益显著,比同类铸铁制品售价低10%-20%。因此采用这种“绿色井盖”,既可防止丢失,又有很强的市场竞争力。值得一提的是用这种新材料生产的下水井盖,其抗压、抗弯、抗冲击强度等综合性能良好,经过各地的实际使用,受到极高的评价,其质量达到并超过了同类铸铁产品的水平。2001年,中科院长春应化所同北京市政工程局所属的北京华夏恒市政建筑工程有限公司合作,开发出高性能高承载的市政工程用检查井井盖,其力学指标经北京市政工程研究院检测已超出国标检测铸铁检查井井盖的承载指标(应化所的制品承载42吨,铸铁
18、井盖国标36吨)。据中科院长春应化所科研人员介绍,应用这种复合新材料还可以开发出许多种物美价廉的产品,如墙壁分线盒、簿板材、枕木等。他们目前已根据市场需要,开发出了可应用于建筑、电子、汽车、公路、给排水、城市绿化等领域的新产品。现在,有关课题组已申请国家发明专利3项,实用新型专利3项,现已授权2项,并获得了2001年国家重点环保推广实用技术证书12。目前已有大量专利技术涉及到复合材料井盖,有越来越多的企业从事复合材料井盖的研制和生产。随着我国经济的持续快速发展,井盖在城市规划和道路建设中得到越来越广泛的应用。这预示着一个新型材料井盖产业的兴起。从技术上讲,不同的复合材料井盖完全可以替代铸铁井盖
19、在不同的条件下使用,高性能FRP井盖能替代铸铁井盖在各种条件下使用。对现有的三种复合材料检查井盖进行对比,我选择再生树脂复合材料检查井盖,因为再生树脂复合材料井盖是利用废旧塑料与煤粉灰在熔融状态下混炼、压制成型。采用煤粉灰和废旧塑料生产的井盖,其抗压、抗弯、抗冲击强度等综合性能良好,经过各地的实际使用,受到了较好的评价,其质量达到或超过了同类铸铁产品的水平。但是再生树脂复合材料井盖在使用过程中,尤其是在气温较高的环境中,在车辆不断碾压下井盖会发生蠕变,致使井盖中间部位不断下沉,最后导致脱落。这样将会产生很大的安全隐患,一般只可以替代铸铁井盖在没有车辆通过、井盖受力要求不高的地方使用13。1.1
20、.3 产品优点复合材料检查井盖比铸铁检查井盖具有的优点1、防盗.检查井盖的主要损失有两方面,一是正常的磨损与折旧,比如超载车辆过多造成破损,这一项所占比例非常低.另外就是被盗,几乎占“90%”以上。此种检查井盖主要材科是废旧塑料、粉煤灰等,防盗价值高,因而只有使用复合材料检查井盖才能从根本上解决检查井盖被盗问题。2、强度高。目前三大类复合材料检查井盖承载能力及其它各项指标均能满足再生树脂复合材料检查井盖CT/121-2000行业标准。3、新颖美观、品种多样。复合材料检查井盖品种多样,可根据顾客要求,推行个性化设计!在加工过程中制成红、黄、蓝、绿、黑等多种和使用场地协调一致的颜色,在检查井盖上表
21、面设计标志性的图案、文字、标识、使检查井盖更具人性化、人文化,及艺术气息,更容易被客户所接受。随着社会的发展,城市建设均强调绿色环保,因铸铁检查井盖生锈而常常影响城市如公园、小区、高档住宅等的形象。复合材料检查井盖环保、不生锈,这不但提高了城市品味,同时又大大美化城市。4、材质好。复合材料产品重量轻,仅是铸铁重量的二分之一,大大减轻了养护工人开启的劳动强度,运输方便;由于其韧性好、不易产生刚性断裂!其检查井盖与井座吻合好,行车舒适,车压不打滑、无弹跳、无声响、有效地减少城市噪音污染!具有环保作用;加入了防腐,防热(冻)材料,耐腐蚀、抗老化、能适应不同气候和环境的场地使用。5、价格低。铸铁型井座
22、与检查井盖价格较高,一套井座与检查井盖材料价钱约“600”元左右,而复合材料井座与检查井盖售价“300-400”元左右,因此复合材料产品价钱相对便宜,售价约为铸铁的一半至三分之二左右14。1.2 设计依据1、 齐齐哈尔大学材料科学与工程学院高分子材料与工程专业下发的毕业设计任务书。2、 检查井盖行业标准:EN 124车道步行道的泄水沟盖和检查井盖、CJ/T 121-2000再生树脂复合材料检查井盖、CJ/T130-2001再生树脂复合材料水箅等。3、 齐齐哈尔大学材料科学与工程系高分子材料科与工程教研室2003年3月修订的毕业设计教学环节文件汇编4、 齐齐哈尔大学高分子材料科学与工程教研室编写
23、的毕业设计任务书5、 由周永强、胡玉杰、武卫莉编写的高等学校毕业设计(论文)指导6、 齐齐哈尔大学实践教学设备管理处2005年1月编写的齐齐哈尔大学本科生毕业设计(论文)工作手册1.3 厂址选择1.3.1 厂址选择的基本原则1、厂址选择必须遵守从国家法律、法规,贯彻执行国家方针、政策,坚持基本建设程序,符合国家长远规划及行政布局、国土开发整治规划、城镇发展规划。2、从全局出发,正确处理工业与农业、城市与乡村、远期与近期以及协作配套等各种关系,并因地制宜、节约用地、不占或少占耕地及林地。3、注意资源合理开发和利用;节约能源,节约劳动力;注意环境保护和生态平衡;保护风景和名胜古迹。4、同时,还要做



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