Емкостные сооружения для сыпучих материалов
Закрома
7.1.1. Требования настоящего раздела следует соблюдать при проектировании открытых закромов для хранения сыпучих и штучных материалов.
7.1.2. Закрома допускается располагать в зданиях и на открытых площадках заглубленными или наземными, как правило, сблокированными, многоячейковыми.
7.1.3. Размеры ячеек закромов в плане следует принимать, как правило, 6´6, 6´9 и 9´9 м. Допускается принимать большие размеры, кратные 3 м, если это обусловливается заданием на проектирование.
7.1.4. Высоту стен закромов следует принимать равной 3,6; 4,8 или 6 м.
Минимальное заглубление стен закромов от уровня пола или планировочной отметки земли следует принимать равным 0,6 м, а пола - 0,3 м, минимальное превышение верха стен закромов над уровнем пола или планировочной отметки земли - равным 1,2 м.
7.1.5. Закрома следует проектировать, как правило, железобетонными.
7.1.6. В закромах для хранения металлической шихты стены с внутренней стороны и сверху должны быть защищены деревянными брусьями. В монолитных закромах допускается устройство защиты из старогодных рельсов.
В закромах для сыпучих материалов защиту следует предусматривать только по верху стен.
7.1.7. Полы закромов надлежит выполнять из камня грубого окола или грунтовыми.
При загрузке и выгрузке материалов грейферными кранами следует предусматривать буферный слой из хранимого материала внутри закромов толщиной не менее 0,3 м.
7.1.8. Горизонтальное давление материала на стены закромов допускается определять как для подпорных стен. Нормативные характеристики материалов, хранимых в закромах, следует принимать в соответствии с таблицей 9.
7.1.9. Стены закромов должны быть рассчитаны также на горизонтальное давление грунта с учетом временной нормативной нагрузки на поверхности земли интенсивностью не менее 20 кПа (2 тс/м2) при опорожненном закроме.
7.1.10. Коэффициент надежности по нагрузке для определения расчетного веса материалов заполнения закромов следует принимать gc = 1,2. Расчетный угол внутреннего трения определяется делением значения нормативного угла внутреннего трения на коэффициент надежности по нагрузке gf =1,1.
7.1.11. Для осмотра, ремонта, очистки закромов их необходимо обеспечивать переносными лестницами.
Бункеры
7.2.1. Бункерами называются саморазгружающиеся емкостные сооружения с высотой вертикальной части, не превышающей полуторного минимального размера в плане, которые предназначены для кратковременного хранения и перегрузки сыпучих материалов.
В плане бункеры бывают квадратными, прямоугольными и круглыми. В зависимости от расположения выпускного отверстия наиболее распространенные пирамидальные бункеры подразделяются на симметричные, частично симметричные и несимметричные (рисунок 6).
Бункеры могут располагаться внутри здания и быть связанными с его несущими конструкциями.
7.2.2. Проектирование бункера должно включать два последовательных этапа: 1) определение геометрических параметров - формы бункера и его воронки, углов наклона стенок, размеров выпускного отверстия, которые определяются расчетом на основании физико-механических характеристик сыпучего материала с учетом неблагоприятных изменений, при этом должны исключаться сводообразование над выпускным отверстием и зависание на стенках; 2) расчет и проектирование конструкций бункеров и их защиты от ударов и истирания.
Таблица 9
| Материал | Нормативный удельный вес, кН/м3 (тс/м3) | Нормативный угол внутреннего трения, град |
| Чушковый чугун | 40 (4) | |
| Литники | 35 (3,5) | |
| Ферросплавы | 40 (4) | |
| Металл передельный | 35 (3,5) | |
| Стальная стружка | 20 (2) | |
| Чугунный лом | 25 (2,5) | |
| Стальной лом | 20 (2) | |
| Хромовая руда | 27 (2,7) | |
| Марганцевая руда | 20 (2) | |
| Железная руда | 25 (2,5) | |
| Шлак передельный | 18 (1,8) | |
| Кварцит | 20 (2) | |
| Шамот | 18 (1,8) | |
| Дунит | 28 (2,8) | |
| Хромит | 31 (3,1) | |
| Шлак | 12 (1,2) | |
| Песок сырой | 18 (1,8) | |
| Известняк | 17 (1,7) | |
| Глина | 18 (1,8) | |
| Каолин сырой | 14 (1,4) | |
| Известь | 8 (0,8) | |
| Магнезитовый порошок | 19 (1,9) | |
| Песок сухой | 16 (1,6) | |
| Кокс и коксик | 8 (0,8) |
0123A10B1DE05946
а - схема бункера; б - симметричный пирамидальный бункер; в - частично симметричный пирамидальный бункер; г - несимметричный пирамидальный бункер
Рисунок 6 - Разновидности пирамидальных бункеров
7.2.3. Определение геометрических параметров бункеров различается для связных (имеющих сцепление, слеживающихся) и несвязных (не имеющих сцепления, неслеживающихся) сыпучих материалов. К связным относятся, как правило, материалы, содержащие фракции менее 2 мм и имеющие влажность более 2 %, а к несвязным - щебень, галька и другие материалы с крупностью зерен 2 мм и более, а также песок с крупностью зерен до 2 мм и влажностью до 2 %.
7.2.4. При проектировании бункеров необходимо учитывать, что имеются две возможные формы истечения сыпучего материала: гидравлическая, при которой находится в движении сыпучий материал во всем объеме бункера, и негидравлическая, при которой движется только центральная часть над выпускным отверстием, а остальной материал неподвижен.
Для связных или самовозгорающихся сыпучих материалов следует проектировать бункеры с гидравлической формой истечения, а для несвязных, как правило - с негидравлической.
7.2.5. При проектировании геометрических параметров для бункеров с негидравлическим истечением для несвязных материалов (форма пирамидальная, коническая, с плоским горизонтальным днищем, параболическая и т.п.) нормируется только один параметр - размер выпускного отверстия, который должен определяться в зависимости от размера максимального куска сыпучего материала.
Угол наклона стенок воронки допускается принимать произвольным, за исключением случаев, когда по условиям технологии требуется полное опорожнение бункера. В этом случае угол наклона стенок следует принимать по углу естественного откоса сыпучего материала с превышением последнего на 5 - 7°.
7.2.6. Бункеры для связных материалов гидравлического истечения проектировать конический, пирамидальной или лотковой формы. Другие формы (параболическая, с плоским днищем), а также несимметричные бункеры не допускаются.
Угол наклона стенок и размеры выпускного отверстия таких бункеров следует рассчитывать на основании физико-механических характеристик сыпучего материала: угла внутреннего трения (угол естественного откоса не допускается), удельного сцепления, угла внешнего трения, эффективного угла трения, функции истечения, определяемых с помощью приборов, измеряющих сопротивление сыпучего материала на сдвиг (таблица 10).
Угол наклона стенок допускается приближенно выбирать по рисунку 7 в зависимости от угла внешнего трения (угла трения сыпучего материала по материалу стенки бункера).
7.2.7. При проектировании бункеров следует обеспечить максимальное использование всего геометрического объема бункера (не менее 80 % при загрузке).
7.2.8. Давление сыпучего материала на стенки бункера следует принимать как для подпорной стены без учета сил трения между сыпучим материалом и стенками бункера.
7.2.9. Конструкции бункера следует рассчитывать на действие временной нагрузки от веса сыпучего материала, заполняющего бункер, постоянных нагрузок от собственного веса конструкций, веса футеровки, а также на действие постоянных и временных нагрузок надбункерного перекрытия.
Направление давления принимается перпендикулярным к поверхности стенки в данной точке.
0123A10B1DE05946
1 - для бункеров с прямоугольной формой выпускного отверстия (отношение сторон 3:1 и более); 2 - для воронок конической формы с круглым отверстием или пирамидальной формы с квадратным отверстием; j' - угол трения сыпучего материала по стенкам бункера; a - угол наклона стенки к горизонтали
Рисунок 7 - Графики для определения угла наклона стенок бункеров для связных материалов
Таблица 10
| Сыпучие тела | Коэффициент трения | |
| по бетону | по стали | |
| Апатитовый концентрат | 0,6 | 0,35 |
| Гипс кусковой крупный с размерами ребер более 100 мм | 0,45 | 0,3 |
| Гипс кусковой мелкий с размерами ребер менее 100 мм | 0,55 | 0,35 |
| Глинозем | 0,5 | 0,3 |
| Известь обожженная мелкая с размерами зерен до 100 мм | 0,55 | 0,35 |
| Известь обожженная крупная с размерами зерен более 100 мм | 0,45 | 0,3 |
| Кокс и коксит | 0,84 | 0,47 |
| Магнезитовый порошок с размерами зерен до 10 мм | 0,53 | 0,35 |
| Песок сухой | 0,7 | 0,5 |
| Песок влажный | 0,65 | 0,4 |
| Песок, насыщенный водой | 0,45 | 0,35 |
| Уголь антрацит | 0,5 | 0,3 |
| Уголь мелкий | 0,65 | 0,35 |
| Фосфоритная мука | 0,5 | 0,3 |
| Цемент | 0,58 | 0,3 |
7.2.10. Стенки бункера следует рассчитывать на растягивающие усилия в горизонтальном и скатном направлениях и изгибающие моменты от местного изгиба из плоскости стенок. Конструкции бункера в целом рассчитываются на общий изгиб, учитывающий пространственную работу бункера.
7.2.11. При расчете конструкций бункеров удельный вес у сыпучего материала необходимо принимать по заданию на проектирование.
7.2.12. Бункеры следует проектировать, как правило, железобетонными или сталежелезобетонными (из плоских железобетонных плит и стального каркаса), или сборно-монолитными железобетонными. Стальными следует проектировать воронки, сужающиеся части бункеров, параболические (висячие бункеры), а также бункеры, которые по технологическим условиям подвергаются механическим, химическим и температурным воздействиям сыпучего материала и не могут быть выполнены из железобетона.
7.2.13. Внутренние грани углов бункеров для связных материалов следует проектировать с вутами или закруглениями.
7.2.14. Внутренние поверхности бункеров следует разделять на участки, подвергающиеся износу (I и II зоны) и не подвергающиеся износу (III зона).
I зона - участок, подвергающийся ударам потока сыпучего материала при загрузке бункера и истиранию при его разгрузке. I зону следует защищать, как правило, используя принцип самозащиты или износостойкой защиты на упругом основании.
II зона - участок, подвергающийся истиранию сыпучим материалом в процессе разгрузки бункера. II зону следует защищать каменным литьем, шлакоситаллом, полимерными материалами, резиной и другими материалами, а при температуре сыпучего материала свыше 50 °C - шлакокаменным и каменным литьем термостойких составов.
III зона - участок, не требующий защиты.
7.2.15. При заполнении бункера твердыми крупнокусковыми или абразивными материалами, способствующими быстрому износу поверхности конструкций, необходимо предусматривать специальную защитную облицовку-футеровку, для которой чаще всего применяются стальные листы, плиты, решетки из полосовой стали и т.п.
При сочетании истирающего воздействия, высокой температуры и химической агрессии сыпучего материала внутренние поверхности бункеров следует защищать плитами из шлакокаменного литья, износостойкого и жаростойкого бетона (с заполнением швов раствором кислотостойких и жаростойких составов), а также в отдельных случаях листами из соответствующих видов сталей (термостойких и др.).
7.2.16. При эксплуатации бункеров в агрессивной и газовой среде их наружные поверхности следует защищать от коррозии в соответствии с требованиями СП 28.13330.
7.2.17. При проектировании бункеров для влажных сыпучих материалов, располагаемых в неотапливаемых помещениях, необходимо предусматривать эффективный обогрев стен бункеров в целях предотвращения смерзания материала в бункере.
7.2.18. При проектировании бункеров для связных материалов, поступающих в нагретом или смерзшемся состоянии, необходимо предусматривать теплоизоляцию стен бункеров в соответствии с теплотехническим расчетом, исключающую конденсацию водяных паров при нагретом материале, а также примерзание к стенам смерзшегося материала.
7.2.19. Бункеры, как правило, должны иметь перекрытия из несгораемых материалов с проемами для загрузки. Если загрузка производится средствами из непрерывного транспорта (вагоны, машины, грейферы), допускается выполнять бункер без перекрытия, но с обязательным устройством сплошного ограждения высотой не менее 1 м с боков и со стороны, противоположной загрузке. Необходимость устройства стальных решеток для перекрытия технологических проемов и размер ячеек решеток определяются технологическим заданием.
7.2.20. В бункерах для пылевидных материалов необходимо предусматривать сверху перекрытия монолитную армированную стяжку толщиной 50 мм, если толщина плит в месте стыка 100 мм и менее.
7.2.21. В перекрытиях бункеров должны быть устроены люки, закрываемые заподлицо с перекрытием металлическими крышками. В надбункерном помещении должны предусматриваться подъемно-транспортные устройства, а внутри бункеров снизу перекрытий - петли для крепления талей и других монтажных средств.
7.2.22. Бункеры должны оснащаться устройствами для механической очистки стен и удаления зависшего сыпучего материала, чтобы исключалась необходимость спуска людей в них.