Технология производства силикатного кирпича

кальция составляет всего 35 – 70%. Понятно, что мергели совершенно не

пригодны для изготовления из них извести и поэтому не применяются для этой

цели.

Доломиты, так же как известняки, относятся к карбонатным горным

породам, состоящим из минерала доломита (СаСО3*МgСО3). Так как содержание в

них углекислого кальция менее 55%, то для обжига на известь они также

непригодны. При обжиге известняка на известь употребляют только чистые

известняки, не содержащие большого количества вредных примесей в виде

глины, окиси магния и др.

По размерам кусков известняки для обжига на известь делятся на

крупные, средние и мелкие. Размеры кусков известняка приведены в табл. 7.

Таблица 7.

|Показатели |Размеры кусков |

| |Крупные |Средние |Мелкие |

|Предельный наибольший размер кусков в мм |400 |200 |80 |

|Предельный наименьший размер кусков в мм |200 |80 |30 |

|Допустимое содержание кусков ниже |3 |3 |3 |

|предельного наименьшего размера в % | | | |

Действующим ГОСТ 5331 – 55 установлены правила приемки известняков и

методы их испытания. Размер партии известняка установлен в 100 т, причем

остаток более 50 т считается также партией.

Содержание мелочи в известняке определяют, просеивая 1 т, породы через

грохоты.

Основным вяжущим материалом для производства силикатных изделий

является строительная воздушная известь. По химическому составу известь

состоит из окиси кальция (СаО) с - примесью некоторого количества окиси

магния (МgО).

Различают два вида извести: негашеную и гашеную; на заводах

силикатного кирпича применяется негашеная известь. Технические условия на

воздушную негашеную известь регламентированы ГОСТ 9179 – 59, согласно

которому известь разделяется на три сорта. Требования к качеству извести

изложены в табл. 8.

Таблица 8.

Технические условия на негашёную комовую известь.

|Показатели |Сорта |

| |1 |2 |3 |

|Содержание активных СаО+MgO, считая на сухое вещество,| | | |

|в % (не менее) |85 |70 |60 |

|Содержание непогасившихся зёрен в % (не более) | | | |

|Скорость гашения в мин: |10 |20 |25 |

|быстрогасящаяся (до) | | | |

|медленногасящаяся (более) |20 |20 |20 |

| |20 |20 |20 |

При обжиге известняк под влиянием высокой температуры разлагается на

углекислый газ и окись кальция и теряет 44% своего первоначального веса.

После обжига известняка получается известь комовая (кипелка), имеющая

серовато-белый, иногда желтоватый цвет.

При взаимодействии комовой извести с водой происходят реакции

гидратации СаО+ Н2О = Са(ОН)2; МgО+Н2О=Мg(ОН)2. Реакции гидратации окиси

кальция и магния идут с выделением тепла. Комовая известь (кипелка) в

процессе гидратации увеличивается в объеме и образует рыхлую, белого цвета,

легкую порошкообразную массу гидрата окиси кальция Са(ОН)2. Для полного

гашения извести необходимо добавлять к ней воды не менее 69%, т.е. на

каждый килограмм негашеной извести около 700 г воды. В результате

получается совершенна сухая гашеная известь (пушонка). Если гасить известь

с избытком воды, получается известковое тесто.

К извести предъявляют следующие основные требования:

1) известь должна быть быстрогасящаяся, т. е. время гашения ее не

должно превышать 20 мин.; применение медленногасящейся извести снижает

производительность гасительных установок;

2) сумма активных окислов кальция и магния (СаО+МgО) в извести должна

составлять не менее 85%;

3) содержание окиси магния в извести не должно превышать 5%, так как

магнезиальная известь гасится медленно;

4) содержание недожженной извести не должно превышать 7%, так как она

не активна и не влияет на твердение кирпича при запаривании, а является

балластом, увеличивающим расход извести и удорожающим себестоимость готовой

продукции;

5) известь не должна быть пережженной, так как в таком виде она

медленно гасится и вызывает растрескивание кирпича в запарочных котлах

(автоклавах).

Известь нужно хранить только в крытых складских помещениях,

предохраняющих ее от воздействия влаги. Не рекомендуется длительное время

хранить известь на воздухе, так как в нем всегда содержится небольшое

количество влаги, которая гасит известь. Содержание в воздухе углекислого

газа приводит к карбонизации извести, т. е. соединению с углекислым газом и

тем самым частичному снижению ее активности.

Погасившаяся известь может быть использована для производства

силикатного кирпича. Однако вследствие того, что она после гашения

превращается в мелкий и очень легкий порошок (пушонку), применение ее

связано с большими затруднениями: увеличиваются потери, повышается расход

извести и себестоимость.

4.1.3Вода.

При производстве силикатного кирпича воду применяют на всех стадиях

производства: при гашении извести, приготовлении силикатной массы,

прессовании и запаривании кирпича-сырца, получении технологического пара.

Природная вода никогда не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой

является дождевая вода, но и она содержит различные примеси, попавшие в нее

из воздуха (растворенные газы, пыль, микроорганизмы). Растворенных веществ

в такой воде немного и поэтому она называется мягкой. Вода, содержащая

большое количество углекислых солей кальция и магния (карбонатных),

называется жесткой. Применять жесткую воду в промышленных целях, например

для получения технологического пара, без предварительного умягчения ее

нельзя, иначе при кипении воды на стенках промышленных котлов образуется

накипь, которая выводит их из строя. При снабжении котлов мягкой водой

удлиняется срок их службы.

Борьба с накипью в паровых котлах осуществляется двумя способами:

обработкой воды умягчением до поступления ее в паровые котлы и

внутрикотловой обработкой.

Воду умягчают двумя способами: термическим и химическим. Термический

способ основан на разложении карбонатной жесткости нагреванием воды до 85 –

1100, при этом образуются труднорастворимые выпадающие в осадок карбонат

кальция и гидроокись магния. Этот способ обычно применяется в сочетании с

химическим методом. Реагентами при этом являются едкий натр и

кальцинированная сода.

Внутрикотловая обработка заключается в растворении накипи соляной

кислотой (5 – 7-процентным раствором), для чего через паровые котлы

прокачивают раствор. Продолжительность промывки зависит от степени

загрязнения (но не больше - 10 – 20 час.). По окончании кислотной промывки

и после удаления кислоты котлы промывают слабым раствором щелочи.

Вода при нагревании превращается в пар; если воду нагревать в закрытом

сосуде, например в котлах, то она будет испаряться с поверхности и пар

будет накапливаться в пространстве над поверхностью воды до тех пор, пока

между водой и образующимся из нее паром не установится динамическое

равновесие, при котором в единицу времени столько же молекул воды

испаряется, сколько и переходит обратно в жидкость. Пар, находящийся в

равновесии с жидкостью, из которой он образовался, называется насыщенным. В

производстве силикатного кирпича для гашения силикатной массы и для

запаривания кирпича-сырца применяется насыщенный пар, который производится

в котельных.

4.2.Описание технологической схемы производства с обоснованием

технологических процессов.

4.2.1Подготовка силикатной массы.

Дозировка компонентов.

Для получения сырьевой смеси (силикатной массы) требуемого качества

необходимо правильно дозировать их.

Дозу извести в силикатной массе определяют не по количеству извести в

ней, а по содержанию той ее активной части, которая будет участвовать в

реакции твердения, т. е. окиси кальция. Поэтому норму извести устанавливают

в первую очередь в зависимости от ее активности.

На каждом заводе обычно ее устанавливают опытным путем. Среднее

содержание активной извести в силикатной массе равно 6 – 8%. При

употреблении свежеобожженной извести без посторонних примесей и недожога

количество ее может быть уменьшено; если же в извести содержится большое

количество недожженного камня и посторонних примесей, а также если известь

долго хранилась на воздухе, норма ее в смеси должна быть увеличена. Как

недостаточное, так и излишнее количество извести в силикатной массе влечет

за собой нежелательные последствия: недостаточное содержание извести

снижает прочность кирпича, повышенное содержание удорожает себестоимость,

но в то же время не оказывает положительного влияния на качество.

Активность извести, поступающей в производство часто изменяется; поэтому

для получения массы с заданной активностью требуется часто изменять в ней

количество извести. На БКСМ используется известь активностью 70 – 85%.

Практически на производстве пользуются заранее составленными

таблицами, позволяющими определять дозировку извести в кг на единицу

продукции (1 м3 силикатной массы или 1000 шт. кирпича) – таблица 9.

Таблица 9.

|Активность |Активность силикатной массы, % |

|извести, % | |

| |6 |6,5 |7 |7,5 |8 |8,5 |

|60 |378 |409 |440 |472 |504 |535 |

|65 |349 |378 |407 |437 |466 |495 |

|70 |324 |351 |378 |405 |432 |459 |

|75 |303 |328 |353 |378 |403 |428 |

|80 |283 |306 |330 |353 |378 |400 |

|85 |267 |289 |300 |333 |356 |378 |

Необходимое количество песка отмеривается по объему, а известь по весу

при помощи бункерных весов.

Кроме извести и песка, составной частью силикатной массы является

вода, необходимая для полного гашения извести. Вода также придает массе

пластичность, необходимую для прессования кирпича-сырца, и создает

благоприятную среду для протекания химической реакции твердения кирпича при

его запаривании.

Количество воды должно точно соответствовать норме. Недостаток воды

приводит к неполному гашению извести; избыток воды, хотя и обеспечивает

полное гашение, но создает не всегда допустимую влажность силикатной массы.

Влага частично поступает с песком, карьерная влажность которого колеблется

в зависимости от климатических условий. Количество воды, необходимое для

доведения влажности силикатной массы до нужной величины, практически также

можно заранее рассчитать в зависимости от карьерной влажности поступающего

в производство песка и составить таблицу для определения расхода воды на

единицу продукции (1000 шт. кирпича или 1 м3 силикатной массы). Количество

воды (в л), потребное для доувлажнения силикатной массы (на 1000 шт.

кирпича), в зависимости от влажности песка, приведено в табл. .

Таблица 10.

|Влажность |Потребная влажность силикатной массы, % |

|песка, % | |

| |5 |5,5 |6 |6,5 |7 |

|3 |74 |92 |111 |130 |148 |

|3,5 |55 |74 |92 |111 |130 |

|4 |37 |55 |74 |92 |111 |

|4,5 |18 |37 |55 |74 |92 |

|5 |-- |18 |37 |55 |74 |

|6 |-- |-- |-- |18 |37 |

Общий расход воды для получения силикатной массы требуемого качества

составляет около 13% (от веса массы) и распределяется следующим образом

(в%):

на гашение извести……………………………………………..2,5

на испарение при гашении……………………………………..3,5

на увлажнение массы…………………………………………...7,0

Химическая реакция гашения извести протекает по формуле:

СаО+Н2О=Са(ОН)2

Иногда для повышения прочности кирпича в силикатную массу вводят

различные добавки в виде молотого песка, глины и др.

Чтобы достигнуть правильного соотношения всех составляющих

компонентов, применяют специальные дозировочные приспособления. Ввиду того

что приготовление силикатной массы требуемого качества является одной из

наиболее важных операций в технологическом процессе производства

силикатного кирпича, обязательно регулярно проверять в лабораториями ее

свойства.

Определение скорости гашения извести следует производить не менее двух

раз в смену; в случае удлинения времени гашения извести необходимо

немедленно изменить режим гашения путем удлинения цикла приготовления

силикатной массы.

Определение активности извести (содержание СаО+МgО) необходимо

проводить также два раза в смену и соответственно с активностью извести

изменять дозировку ее для получения нормальной силикатной массы.

Активность и влажность силикатной массы следует проверять через каждые

1 – 1,5 часа и в случае отклонения получаемых показателей от заданных

немедленно изменять дозировку извести и воды.

Приготовление силикатной массы.

Известково-песчаную смесь готовят двумя способами: барабанным и

силосным. На Белгородском комбинате применяется силосный способ, и это

вполне обосновано.

Силосный способ приготовления массы имеет значительные экономические

преимущества перед барабанным, так как при силосовании массы на гашение

извести не расходуется пар. Кроме того, технология силосного способа

производства значительно проще технологии барабанного способа.

Подготовленные известь и песок непрерывно подаются питателями в заданном

соотношении в одновальную мешалку непрерывного действия и увлажняются.

Перемешанная и увлажненная масса поступает в силосы, где выдерживается от 4

до 10 час., в течение которых известь гасится.

Силос представляет собой цилиндрический сосуд из листовой стали или

железобетона; высота силоса 8 – 10 м, диаметр 3,5 – 4 м. В нижней части

силос имеет конусообразную форму. Силос разгружается при помощи

тарельчатого питателя на ленточный транспортер, при этом происходит большоё

выделение пыли. При вылеживании в силосах масса часто образует своды;

причина этого – относительно высокая степень влажности массы, а также

уплотнение и частичное твердение ее при вылеживании. Наиболее часто своды

образуются в нижних слоях массы, у основания силоса. Для лучшей разгрузки

силоса необходимо сохранять возможно меньшую влажность массы. Из опыта

работы рассматриваемого завода установлено, что силосы разгружаются

удовлетворительно лишь при влажности массы в 2 – 3%. Силосная масса при

выгрузке более пылит, чем масса, полученная по барабанному способу; отсюда

более тяжелые условия для работы обслуживающего персонала.

Перечисленные выше отрицательные моменты не полностью, но в какой-то

мере устраняются механизацией разгрузки.

Работа силоса протекает следующим образом. Внутри силос разделен

перегородками на три секции. Масса засыпается в одну из секций в течение

2,5 час., столько же требуется и для разгрузки секции. К моменту заполнения

силоса нижний слой успевает вылежаться в течение того же времени, т.е.

около 2,5 час. Затем секция выстаивается 2,5 часа, и после этого ее

разгружают. Таким образом, нижний слой гасится около 5 час. Так как

разгрузка силосов происходит только снизу, а промежуток между разгрузками

составляет 2,5 часа, то и все последующие слои также выдерживаются в

течение 5 час. в непрерывно действующих силосах. В случае образования свода

при разгрузке силоса и прекращении поступления массы на ленточный

транспортер категорически запрещается рабочим находиться в силосе

Для облегчения разгрузки периодически включают вибратор, укрепленный

на стенке силоса; и этим уменьшают прилипание массы к стенкам. При более

серьезных зависаниях массы в силосах ее шуруют ломами через разгрузочные

окна.

На БКСМ разгрузка массы из бункеров механизирована. Распределительные

щетки на транспортерной ленте поднимают механическим пневмоподъемником. Над

транспортерной лентой, подающей силикатную массу, установлены

распределительные щетки, перемещающиеся вертикально по раме. Опускание и

подъем щеток над лентой осуществляется с пульта управления, который оснащен

световой сигнализацией и устройством, регулирующим подачу воздуха в

пневмоцилиндры.

4.2.2.Прессование сырца

На качество кирпича и в основном на его прочность наиболее существенно

влияет давление, которому подвергается силикатная масса во время

прессования. В результате прессования происходит уплотнение силикатной

массы. Тщательно уплотнить сырец – значит довести до минимума свободное

пространство между частицами песка, сблизив их настолько, чтобы они

разделялись друг от друга только тончайшим слоем вяжущего вещества. Такое

сближение зерен песка при дальнейшей водо-тепловой обработке кирпича-сырца

в автоклаве обеспечивает получение плотного и прочного конгломерата.

На Белгородском комбинате строительных материалов 9 прессов СМ – 816 и

два пресса СМС – 152, которые работают под давлением 20 Мпа.

Производительность пресса – 2680 штук условного кирпича за 1 час.

В момент прессования силикатной массы возникают силы сопротивления

сжатию со стороны зерен песка, препятствующие максимальному сближению

зерен. Сила трения массы о стенки формы и зерен друг о друга преодолевается

путем применения давления. Поэтому давление должно распределяться

равномерно по всей площади прессуемого изделия. Прессование необходимо

вести только до известного предела, так как при увеличении давления выше

предельного в массе появляются упругие деформации, которые исчезают после

снятия давления и ведут к разрушению сырца. Поэтому нельзя повышать

давление до появления деформаций.

Существенное значение имеет скорость, с которой производится давление.

Так, например, ударное быстрое приложение усилия вызывает не уплотнение, а

разрушение структуры изделия. Поэтому для преодоления внутренних сил трения

давление должно прикладываться плавно с постепенным увеличением. Рабочее

давление в прессах применяется равным 150 – 200 кг/см2.

На нормальную работу пресса, а следовательно, на получение кирпича

хорошего качества большое влияние оказывает содержание влаги в силикатной

массе. В оптимальных условиях прессования кирпича влажность массы должна

составлять б – 7% от веса сухого вещества и постоянно контролироваться.

Увеличение влажности выше оптимальной не дает возможности спрессовать

сырец, снять его со стола пресса и уложить на вагонетку; уменьшение

влажности приводит к тому, что спрессованный сырец трудно снять со стола

пресса: он разламывается под действием собственного веса. Кроме того,

недостаточное содержание влаги в сырце лишает известь необходимой

пластичности, обеспечивающей связь между отдельными зернами песка.

Процесс прессования кирпича складывается из следующих основных

операций: наполнения прессовых коробок массой, прессования сырца,

выталкивания сырца на поверхность стола, снятия сырца со стола, укладки

сырца на запарочные вагонетки.

Силикатная масса, приготовленная в силосах, передается при помощи

транспортерной ленты в бункер над пресс-мешалкой пресса. Подача массы в

пресс-мешалку должна так регулироваться, чтобы она занимала примерно 3/4

объема пресс-мешалки. Если поступающая масса имеет более низкую влажность,

чем требуется, доувлажнение ее производится в пресс-мешалке, вокруг стенок

которой укладывается водопроводная труба с мелкими отверстиями по ее длине,

направленными вниз.

Сила струи поступающей по трубке воды регулируется прессовщиком при

помощи вентиля. Увлажненная масса ножами пресс-мешалки при вращении их

подается в прессовые коробки через отверстия в дне пресс-мешалки. При

повороте стола пресса коробки, наполненные массой, перемещаются на

определенный угол и занимают положение между прессующим поршнем и верхней

стороной плитки контрштампа. Под давлением поршень постепенно поднимается и

производится прессование сырца.

В момент прессования стол пресса останавливается, а ножи пресс-мешалки

вращаются и заполняют массой следующую пару прессовых коробок. После

прессования стол пресса поворачивается так, чтобы штампы пресса вместе с

сырцом подошли к выталкивающему поршню. Сырец выталкивается поршнем в

вертикальном направлении; верхняя пластина штампа при выталкивании выходит

из прессовых коробок на 3 – 5 мм выше уровня стола. Затем выталкивающий

поршень опускается вниз в первоначальное положение. После снятия пары

кирпичей двумя съемщиками-прессовщиками стол поворачивается и штампы

подводятся под механическую щетку для очистки.

Верхние пластины очищаются от налипшей массы, штампы опускаются на

величину наполнения прессовых коробок и цикл начинается снова.

Силикатный кирпич по размерам должен отвечать требованиям ГОСТ 379 –

53; в случае отклонения от установленных размеров сырец считается браком.

Плотность прессования сырца достигается исключительно изменением

величины наполнения прессовых коробок: чем больше высота наполнения, тем

выше плотность сырца и, наоборот, чем меньше высота наполнения коробок, тем

ниже плотность сырца. Во время прессования необходимо следить за тем, чтобы

сырец получался одинаковой плотности; для этого нужно поддерживать высоту

наполнения прессовых коробок одинаковой. Ножи пресс-мешалки должны быть

закреплены от дна и стенок на одинаковом расстоянии.

После прессования полученные кирпичи автоматом-укладчиком укладываются

на вагонетки, которые транспортируются в автоклавы, где производится тепло-

влажная обработка кирпича.

4.2.3.Процесс автоклавной обработки

Для придания необходимой прочности силикатному кирпичу его

обрабатывают насыщенным паром; при этом температурное воздействие

сочетается с обязательным наличием в кирпиче-сырце водной среды, которая

благоприятствует протеканию реакции образования цементирующих веществ с

максимальной интенсивностью. Насыщенный пар используется с температурой

1750 при соответствующем такой температуре давлении в 8 атм.

Автоклав представляет собой трубу длиной 19м и диаметром 2м,

вместимостью 12 вагонеток (V=5965 м3). Режим работы автоклава:

o 1,5 час. – подъём пара,

o 5-6 час. – выдержка,

o 1-1,5 час. – спуск пара.

В процессе автоклавной обработки, т. е. запаривания кирпича-сырца,

различают три стадии.

Первая стадия начинается с момента впуска пара в автоклав и

заканчивается при наступлении равенства температур теплоносителя (пара) и

обрабатываемых изделий.

Вторая стадия характеризуется постоянством температуры и давления в

автоклаве. В это время получают максимальное развитие все те физико-

химические процессы, которые способствуют образованию гидросиликата

кальция, а следовательно, и твердению обрабатываемых изделий.

Третья стадия начинается с момента прекращения доступа пара в автоклав

и включает время остывания изделий в автоклаве до момента выгрузки из него

готового кирпича.

В первой стадии запаривания насыщенный пар с температурой 1750 под

давлением 8 атм. впускают в автоклав с сырцом. При этом пар начинает

охлаждаться и конденсироваться на кирпиче-сырце и стенках автоклава. После

подъема давления пар начинает проникать в мельчайшие поры кирпича и

превращается в воду. Следовательно, к воде, введенной при изготовлении

силикатной массы, присоединяется вода от конденсации пара. Образовавшийся в

порах конденсат растворяет присутствующий в сырце гидрат окиси кальция и

другие растворимые вещества, входящие в сырец. Известно, что упругость пара

растворов ниже упругости пара чистых растворителей. Поэтому притекающий в

автоклав водяной пар будет конденсироваться над растворами извести,

стремясь понизить их концентрацию; это дополнительно увлажняет сырец в

процессе запаривания. И третьей причиной конденсации пара в порах сырца

являются капиллярные свойства материала.

Роль пара при запаривании сводится только к сохранению воды в сырце в

условиях высоких температур. При отсутствии пара происходило бы немедленное

испарение. воды, а следовательно, высыхание материала и полное прекращение

реакции образования цементирующего вещества – гидросиликата.

С того момента, как в автоклаве будет достигнута наивысшая

температура, т. е. 170 – 2000, наступает вторая стадия запаривания. В это

время максимальное развитие получают химические и физические реакции,

которые ведут к образованию монолита. К этому моменту поры сырца заполнены

водным раствором гидрата окиси кальция Са(ОН)2, непосредственно сопри-

касающимся с кремнеземом SiO2 песка,

Наличие водной среды и высокой температуры вызывает на поверхности

песчинок некоторое растворение кремнезема, образовавшийся раствор вступает

в химическую реакцию с образовавшимся в течение первой стадии запаривания

водным раствором гидрата окиси кальция и в результате получаются новые

вещества – гидросиликаты кальция:

[pic]

Сначала гидросиликаты находятся в коллоидальном (желеобразном)

состоянии, но постепенно выкристаллизовываются и, превращаясь в твердые

кристаллы, сращивают песчинки между собой. Кроме того, из насыщенного

водного раствора гидрат окиси кальция также выпадает в виде кристаллов и

своим процессом кристаллизации участвует в сращивании песчинок.

Таким образом, во второй стадии запаривания образование гидросиликатов

кальция и перекристаллизация их и гидрата окиси кальция вызывают

постепенное твердение кирпича-сырца.

Третья стадия запаривания протекает с момента прекращения доступа пара

в автоклав, т. е. начинается падение температуры в автоклаве, быстрое или

медленное в зависимости от изоляции стенок автоклава и наличия перепуска

пара. Происходит снижение температуры изделия и обеднение его водой, т. е.

вода испаряется и повышается концентрация раствора, находящегося в порах. С

повышением концентрации гидрата окиси кальция и снижением температуры

цементирующего вещества силикаты кальция становятся более основными, и это

продолжается до тех пор, пока кирпич не будет выгружен из автоклава. В

результате усиливается твердение гидросиликатов кальция и, следовательно,

повышается прочность силикатного кирпича. Одновременно пленки

цементирующего вещества сильней обогащаются выпадающим из раствора гидратом

окиси кальция.

Механическая прочность силикатного кирпича, выгруженного из автоклава,

ниже той, которую он приобретает при последующем выдерживании его на

воздухе. Это объясняется происходящей карбонизацией гидрата окиси кальция

за счет углекислоты воздуха по формуле

Са(ОН)2+СаСО2=СаСО3+Н2О

Таким образом, полный технологический цикл запаривания кирпича в

автоклаве состоит из операций очистки и загрузки автоклава, закрывания и

закрепления крышек, перепуска пара; впуска острого пара, выдержки под

давлением, второго перепуска, выпуска пара в атмосферу, открывания крышек и

выгрузки автоклава. Совокупность всех перечисленных операций составляет

цикл работы автоклава, который равен 10 – 13 час.

Запаривание кирпича в автоклавах требует строгого соблюдения

температурного режима: равномерного нагревания, выдержки под давлением и

такого же равномерного охлаждения. Нарушение температурного режима приводит

к браку.

Для контроля за режимом запаривания на автоклавах установлены

манометры и самопишущие дифманометры, снабженные часовым механизмом,

записывающим на барограмме полный цикл запаривания кирпича.

Из автоклава силикатный кирпич поступает на склад.

4.3 Выбор режима работы предприятия и план производства продукции.

Режим работы предприятия определяется характером протекания

производственных процессов. Предприятие по производству силикатного кирпича

характеризуется непрерывным производственным процессом. Таким образом, при

выборе режима работы предприятия необходимо руководствуются следующими

параметрами:

o эффективный фонд времени (Тэф.) составляет 365 дней

o число часов работы в смену (Тсм.) принимают 8

o проектная годовая мощность предприятия равная 100000000 шт.усл. кирпича

Необходимое количество смен в сутки можно рассчитать по формуле:

[pic],

Q – проектная мощность предприятия,

q – часовая производительность производства.

Часовая производительность равна:

[pic]

Таким образом, количество смен в сутки составит:

[pic]

Годовой план производства продукции определяется проектной мощностью

предприятия, а выпуск её на рынок сбыта в течении года может быть

распределён поквартально, что наиболее удобно для силикатного кирпича.

Намечаемый объём выпуска продукции показан в таблице 11.

Таблица 11.

Намечаемый объём выпуска продукции.

|Производство и |Распределение объёма выпуска продукции по |

|распределение |кварталам, |

| |шт. усл. кирпича |

| |I |II |III |IV |

|Объём производства |25000000 |25000000 |25000000 |25000000 |

|Выпуск товара на рынке |16666667 |16666667 |16666667 |16666667 |

|В том числе запасы |8333333 |8333333 |8333333 |8333333 |

4.4 Расчёт потребности сырья и материалов.

Потребность сырья и материалов рассчитывается из следующих параметров:

Исходная активность извести = 70%. Содержание извести в вяжущем = 80%.

В этом случае, активность полученного вяжущего составит:

[pic]

На 1т сухой известково-песчаной смеси для получения её активности

необходимо взять 80*0,56 = 44,8 кг ИПВ и 955,2 кг песка.

Потребность сырья на 1000 шт. усл. кирпича.

1. Потребность песка:

0,9552*4,3 = 4,1т

С учётом 5%-ной карьерной влажности потребность песка составит:

4,1*1,05= 4,305т

2. ИПВ:

0,384*4,3= 1,6512

из них: -извести 1,6512*0,8=1,32096т

-песка 1,6512*0,2=0,33024т

Таким образом, общее количество песка составит:

4,305+0,33024=4,63524т

С учётом 3% потерь смеси в процессе производства количество

компонентов составит:

. Песок – 4,63524*1,03=4,8т

. Извести – 1,3296*1,03=1,4т

При проектной мощности 100 млн. шт. усл. кирпича потребность сырья

составит:

. Песок – 4,8*100=480 тыс. т в год;

. Известь – 1,4*100=140 тыс. т в год

Таблица 12.

|№ |Сырьевые |Процен|Норма |Расход с учётом потерь |

|п/|компоненты,|т |расхода | |

|п |ед. |потерь|на | |

| |измерения | |единицу | |

| | | |продукции| |

| | | | |год |месяц |сутки |смена |час |

|1 |Песок, тыс.|3% |0,0048 |480 |40 |1,7 |0,57 |0,071 |

| |т | | | | | | | |

|2 |Известь, |3% |0,0014 |140 |11,7 |0,5 |0,17 |0,021 |

| |тыс. т | | | | | | | |

4.5 Выбор и расчёт складов сырья и готовой продукции.

1. Слад песка.

Тип склада открытый. С учётом месячного запаса сырья, высоты слоя

складирования и насыпной плотности, общая площадь склада составит:

[pic]

2. Склад извести.

Известь хранится в приёмных бункерах V=6 м3. Насыпная плотность

комовой извести = 1600 кг/м3. Таким образом, рассчитаем необходимое

количество бункеров:

[pic]

3. Склад кирпича.

Кирпич хранится пакетами (клетками). Склад рассчитан на хранение

готовой продукции в течение 1 недели от месячного объёма производства.

Тогда запас продукции составит:

8333333:3=2777778 шт. усл. кирпича.

В одном штабеле 672 кирпича, и он занимает 1,8 м2. Таким образом,

всего штабелей понадобится:

2777778:672=4134 штабелей

Исходя из полученных данных, можно рассчитать площадь склада кирпича:

[pic]

5. Механическая часть.

Расчёт основного технологического оборудования.

Основой расчёта технологического оборудования является проектная

мощность предприятия (100 млн.шт.усл.кир.), режим его работы (непрерывный),

продолжительность технологического цикла и часовая производительность

агрегата.

Расчёт необходимого числа единиц (n) оборудования производят по

формуле:

[pic],

Рn – требуемая часовая производительность предприятия,

Рч – часовая производительность выбранного агрегата,

К – нормативный коэффициент использования оборудования во времени (0,8)

Расчёт необходимого числа единиц оборудования:

1. Шаровые мельницы.

[pic]

2. Силосы.

[pic]

3. Прессы.

[pic]

4. Автоклавы.

[pic]

Данные о технологическом оборудовании сведены в таблице 13.

Таблица 13.

Перечень технологического оборудования.

|№ |Наимено|Тип, марка |Производитель|Мощность |Масса, |Стоимос|Колич|

|п/|вание | |ность |двигателя |габарит |ть |ество|

|п | | | | | | | |

|1 |Мельниц|СМ-146 |5000 кг/ч |130 |10,7*31 |16,4 |3 |

| |а | | | | | | |

|2 |Силосы |СМ-152, 246|1670 кг/ч |25 |2,5*1,5 |5,2 |9 |

|3 |Пресса |СМ-816, 152|2680 шт. усл.|35 |4,75*3,35 |37,5 |6 |

| | | |к/ч | | | | |

|4 |Автокла| | |39,5 |2,2*2,7 |68,8 |13 |

| |вы | | | | | | |

6.Контроль производственного процесса и качества готовой продукции.

Дробление извести. Проверяют один раз в смену путем рассева пробы

дробленой извести на ситах с отверстиями 5, 10, 20 и 30 мм. При измельчении

в молотковой дробилке вся известь должна проходить сквозь сито с

отверстиями 10 мм, а остаток на сите с отверстиями 5 мм не должен превышать

25%. Если на заводе используют щековые дробилки, то вся дробленая известь

должна проходить сквозь сито с отверстиями 30 мм, а остатки на остальных

ситах должны быть соответственно не более 50, 30 и 20%.

Шихтовка песков. Эту операцию контролируют в начале каждой смены. В

том случае, если крупность песков отличается не более чем в три раза, их

шихтовку следует прекратить, так как при этом пористость песков увеличится,

что приведет к перерасходу вяжущего.

При грубой шихтовке песков в карьере проверяют, в какой пропорции

загружают вагонетки или автосамосвалы песками различной крупности в каждом

забое. При наличии нескольких приемных бункеров для разных фракций песка

необходимо проверять заданную пропорцию песков в шихте по количеству

питателей одинаковой производительности, одновременно выгружающих пески

различной крупности. Если же подача разных песков осуществляется только из

двух бункеров, то. в этом случае проверяют количество песка, выдаваемого

каждым питателем, общеизвестными приемами по скорости движения ленты

питателя и площади сечения лежащего на ней песка с учетом его насыпной

плотности.

Отсев включений из песка. В начале каждой смены проверяют состояние

сит на грохотах, так как при разрыве сит крупные включения могут попадать в

просеянный песок, а при замазывании – песок может поступать в отсев.

Дозирование компонентов вяжущего. Проверяют ежесменно положение

шиберов или отсекающих ножей при использовании объемных питателей и

показания регистрирующих приборов при использовании весовых дозаторов. Не

реже раза в неделю производят контрольные взвешивания порций компонентов,

выдаваемых питателями и дозаторами за определенный промежуток времени

(например, за 15 – 20 с).

Тонкость помола вяжущего. Контролируют не реже одного раза в смену

путем просева пробы на механическом приборе для просеивания цемента.

Остаток на сите с сеткой №021 не должен превышать 2%, а на сите с сеткой

№008 – 10%. Удельная поверхность вяжущего должна быть не менее 4000 см2/г.

Дозирование компонентов силикатной смеси. Эту операцию проверяют в

начале каждой смены аналогично контролю дозирования компонентов вяжущего.

Приготовление смеси. Контролируют увлажнение компонентов, их

пароподогрев (в случае его применения) и содержание активной окиси кальция

в смеси не реже трех раз в смену. Однородность смеси определяют один раз в

неделю путем последовательного отбора за 10 с в стеклянные бюксы с

притертыми крышками не менее 15 проб смеси, выходящей из смесителя, и

определения содержания в них влаги и активной окиси кальция. Для

определения активности следует брать навеску смеси 7 г, так как, при этом

получаются наиболее правильные результаты. Затем известными способами

подсчитывают коэффициент вариации влажности и активности смеси, который

должен быть не выше 0,1. В случае его превышения необходима тщательная

регулировка работы дозаторов, проверка состояния лопастей смесителей и

частоты вращения их валов.

Гашение смеси. Проверяют температуру поступающей в силосы или реакторы

и выходящей из них смеси три раза в смену и степень погашенности извести

один раз в смену. Степень погашенности определяют по пробе массой 100 г,

помещенной в сосуд Дьюара, непосредственно на месте отбора, сравнивая

кривую остывания пробы с тарировочной кривой остывания сосуда Дьюара при

одинаковой их начальной температуре. В том случае, когда кривая остывания

пробы расположена выше тарировочной кривой, необходимо увеличить сроки

гашения смеси.

Обработка гашеной смеси. Проверяют не реже трех раз в смену зерновой

состав и влажность гашеной смеси до и после обработки, Визуально под

бинокулярной лупой определяют один раз в смену, из чего состоят отсеянные

комочки: из скоплений частиц извести, глины, дисперсного кремнезема или же

из окатышей хорошо промешанной однородной смеси компонентов. При наличии в

смеси отдельных комочков извести, глины и других дисперсных материалов

следует проверить правильность и равномерность питания стержневых

смесителей, а в случае обработки и доувлажнения смеси в лопастных

смесителях – также состояние лопастей и частоту их вращения.

Формование и укладка сырца на вагонетки. Необходимо не реже одного

раза в смену определять на циферблатных весах массу сырца, сформованного в

различных гнездах стола каждого пресса, внешний вид и прочность сырца,

наличие в нем дефектов, возникающих при формовании и укладке автоматами на

запарочные вагонетки, а также состояние поверхности платформ вагонеток.

Транспортирование сырца и загрузка его в автоклавы. Следует ежесменно

проверять состояние откаточных путей и стыков, загрязненность рельсов

просыпью, плавность заталкивания запарочных вагонеток в автоклавы,

закрывание крышек проходных автоклавов с выгрузочного конца сразу после

выкатки состава запаренного кирпича во избежание охлаждения и подсушки

загружаемого сырца.

Автоклавная обработка. Ежесменно контролируют правильность проведения

заданного режима запаривания сырца по диаграммам на контрольных приборах

или же при наличии программных регуляторов по их записям. Одновременно

проверяют запись давления пара в магистральном паропроводе, которое должно

превышать по крайней мере на 0,05 МПа заданное давление в автоклавах.

Необходимо регулярно следить за выпуском воздуха из автоклавов в начале

запаривания.

Контроль качества готовой продукции. Качество запаренного силикатного

кирпича и камней определяется по ГОСТ 379-79 для каждой партии изделий,

равной вместимости одного автоклава, по внешнему виду, размером

(250*120*88мм), испытанию на прочность при изгибе и сжатии, причём

последние испытание помогает определить марку кирпича. Силикатный кирпич

также испытывается на водопоглощение и морозостойкость (25 циклов).

Основные параметры контроля сведены в таблице 11.

Таблица 11.

Контроль производства и качества силикатного кирпича.

|Наименование |Параметры контроля |Периодичность |Нормативная |

|технологическ| |контроля |документация, в |

|ой операции | | |соответствии с |

| | | |которой |

| | | |осуществляется |

| | | |контроль |

|Помол |тонкость помола: остаток |1 раз в смену |ГОСТ 379-79 |

|вяжущего |на сите | | |

| |с сеткой №021 – до 2%, | | |

| |№008 – 10% | | |

|Приготовление|коэффициент вариации |1 раз в неделю| |

|смеси |влажности и активности | | |

| |смеси – до 0,1 | | |

|Формование и |дефекты сырца; |1 раз в смену | |

|укладка сырца|прочность сырца | | |

|на вагонетки | | | |

|Автоклавная |давление пара |ежемесячно | |

|обработка | | | |

|Готовая |размер кирпича ([pic]) |для каждой | |

|продукция |прочность при изгибе и |партии изделий| |

| |сжатии | | |

| |водопоглощение (не менее 6| | |

| |%) | | |

| |морозостойкость (25 | | |

| |циклов) | | |

7.Мероприятия по охране окружающей среды.

Одним из факторов, отрицательно влияющих на морально-психологическое

состояние людей, стала в последнее время радиоэкология окружающей среды, в

том числе и строительных объектов промышленного и гражданского назначения.

Каждый житель нашей страны в среднем получает ежегодно дозу около 5 мЗв

(1Зв=100 бэр) на все тело за счет природной радиации и медицинской

диагностики.

Эффективные эквивалентные радиационные дозы облучения, получаемые

населением от строительных материалов и конструкций, наиболее высоки и

составляют 56 – 65%, в том числе: гамма-излучение (30 – 35%) и

радиоактивные газы (26 – 30%).

Учитывая неравномерность распределения естественных радионуклидов (от

7 до 4700 Бк/кг) в горных породах и минералах, используемых для

производства строительных материалов, возникает необходимость регионального

исследования на радиоактивность строительных материалов, изделий и

конструкций и составления четкой и полной картины о вкладе их в эффективную

эквивалентную дозу облучения.

В районах с нормальным естественным радиационным фоном основной вклад

в радиоактивность строительных материалов и изделий вносят природные

источники и в первую очередь естественные радионуклиды – 238,235U, 40K,

226Ra и 232Th .

Представляется актуальным создание эффективной системы радиационного

контроля и принятия неотложных мер по обеспечению радиационной безопасности

человека с учетом снижения риска при возникновении нарушений дейстующих

норм на всех этапах технологического процесса производства – от карьера до

выпуска готовой продукции. Как только минеральное сырье извлечено из недр и

пущено в технологический процесс, источник излучения из природного

превращается в антропогенный.

Силикатный кирпич, соответствующий ГОСТ 379 – 95 «Кирпич и камни

силикатные», является одним из основных видов строительных материалов в

жилищном строительстве. В связи с этим проведены исследования радиационной

безопасности представительных проб на основных технологических переделах

производства полнотелого утолщенного силикатного кирпича марки 150,

производства крупнейшего в Белгородской области АО «Стройматериалы».

Общую радиоактивность и удельную эффективную активность радиоизотопов

тория, радия, калия и цезия определяли гамма-спектрометрическим методом как

в исходном сырье, так и на основных технологических переделах, включая

готовую продукцию. Измерения проводили в аккредитованной в Госстандарте РФ

лаборатории радиационного контроля («Спектр») при Бел ГТАСМ.

Более 50% заводов силикатного кирпича в стране располагают

собственными известково-обжигательными цехами, сырьем для которых служат

карбонатные породы. АО «Стройматериалы» в качестве карбонатного сырья

использует мел Белгородского месторождения. Меловые породы Белгородского

месторождения относятся к верхнемеловому возрасту. В геологическом строении

месторождения принимают участие меловые, палеогенные и четвертичные

отложения. Форменный состав мела – это коколиты, фораминеферы, призмы

иноцерамов и порошковый кальцит. Мел отличается повышенной степенью

чистоты. В меловой породе встречаются лишь отдельные пятна, окрашенные

гидроокислами железа. Высокое качество мела подтверждается его химическим

составом, который свидетельствует о преимущественном содержании кальцита

СаСО3.

Присутствующие в небольшом количестве карбонаты магния образуют

рассеянные в основной массе мела кристаллы магнезиального кальцита,

доломита и сидерита. Некарбонатная часть представлена глинистыми

минералами, силикатами, окислами железа, калия, титана, соединениями

марганца и фосфора.

На рисунке 1 приведена технологическая карта радиационного мониторинга

производства извести и силикатного кирпича.

Рисунок 1.

Технологическая карта радиационного мониторинга производства

силикатного кирпича.(

Знание закономерностей распределения радионуклидов в меловых

отложениях и песке необходимо не только для оценки геохимического поведения

их в природе, но и весьма важно для обеспечения радиационной и

экологической безопасности при производстве извести и силикатного кирпича.

Анализ содержания радионуклидов и обшей удельной эффективной

активности показывает, что относительный вклад радионуклида АК в суммарную

гамма-активность песка, мела, извести и готового силикатного кирпича

составляет соответственно 47; 0,6; 17 и 26 %.

Природный мел практически не сорбирует 232Th, однако он содержится в

готовом изделии (силикатном кирпиче) за счет введения песка, в котором

активность по торию составляет 5 Бк/кг. При декантировании песка водой

содержание тория в нем резко снижается.

По технологическому циклу при производстве извести пыль из

пылеосадительной камеры возвращается во вращающуюся печь. Это приводит к

увеличению активности 226Ra в силикатном кирпиче. В связи с тем, что радий

является источником выделения радиоактивного газа радона при его распаде,

возникает вопрос о целесообразности возвращения пыли во вращающуюся печь из

пылеосадительной камеры.

Полученные системные анализы на радиационное качество карьерных

материалов, извести и готового силикатного кирпича согласно требованию ГОСТ

30108 – 94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной

эффективной активности естественных радионуклидов» свидетельствуют о том,

что меловые отложения Белгородского месторождения, а также песок Нижне-

Ольшанского месторождения, известь и силикатный кирпич относятся к

низкорадиоактивным объектам и соответствуют первому классу радиационной

безопасности, пригодны во всех видах строительства. Однако в сложившейся

практике радиационный мониторинг в условиях действующего производства

обеспечивается только на стадиях 1; 3 и 9 (см. рисунок 1).

Выполнение комплексного и системного радиационного мониторинга горного

сырья, а также на всех технологических стадиях производства извести и

силикатного кирпича, принятие ряда технических решений по использованию

пылевидных известковых фракций позволят существенно снизить - радиационный

уровень силикатного кирпича, а следовательно, и общего радиационного фона в

жилых и промышленных зданиях и сооружениях.

Заключение.

В заключение, о проделанной работе можно совершенно точно сказать, что

предложенный способ производства – силосный – силикатного кирпича, был

выбран вполне обоснованно и является на данный момент наиболее эффективным.

Силосный способ имеет значительные экономические преимущества, так как

при силосовании массы на гашение извести не расходуется пар. Кроме того,

технология силосного способа производства значительно проще технологии

барабанного способа. Подготовленные известь и песок непрерывно подаются

питателями в заданном соотношении в одновальную мешалку непрерывного

действия и увлажняются. Таким образом, происходит уменьшение как финансовых

затрат, так и временных. Последние в свою очередь неизбежно влекут за собой

экономию денежных средств. Кроме того, увеличивается производительность

завода.

Белгородский рынок является весьма перспективным для производства

силикатного кирпича. Сейчас создаются проекты строительства новых жилых

районов, которые потребуют большого количества строительных материалов.

Кроме того, уже сегодня ведётся обширное строительство как в совершенно

новых районах города, так и в уже достаточно обжитых.

Однако не только белгородские предприятия являются потребителями

силикатного кирпича. Кирпич может успешно сбываться по всей области.

Но дело не только в достаточном количестве потребителей. Производство

силикатного кирпича в Белгородской области является целесообразным с точки

зрения расположения сырья. По средствам этого фактора в значительной мере

снижаются затраты, связанные с транспортировкой и доставкой сырья.

Таким образом, достигается экономия на единицу продукции.

Более того эффективно производить известково-зольный силикатный

кирпич.

Данный кирпич имеет ряд преимуществ. Существенное снижение

себестоимости эффективного зольного кирпича достигнуто не только за счет

использования дешевого техногенного сырья, но и благодаря отсутствию двух

таких энергоемких технологических переделов, как обжиг извести и помол

вяжущего.

Преимуществом данной технологии является также экологический эффект от

применения промышленных отходов взамен природных материалов.

С точки зрения социально-этического маркетинга, силикатный кирпич

является прогрессивным строительным материалом. А при использовании

предложенного способа производства, снижаются не только экономические

затраты, но и растут его социально-этические свойства, такие как

достигаемый экологический эффект и облегчение труда рабочих.

Применение данной технологии позволит расширить рынки сбыта

силикатного кирпича, повысив, таким образом, рентабельность производства.

Список литературы.

1. Боженов П.И. Технология автоклавных материалов. – С.-П., 1978.

2. Вахнин М.П., А.А. Анищенко Производство силикатного кирпича. – М.,1989

3. Воробьёв В.А. Строительные материалы. – М., 1979

4. Воронин В.П., Заровнятных В.А. Эффективный силикатный кирпич на основе

золы ТЭС и порошкообразной извести/ Строительные материалы, №8 – М.,

2000.

5. Гвоздарев И.П. Производство силикатного кирпича – М., 1951.

6. Митрохина М.М., Хвостенков С.И. Использование отходов ТЭС в производстве

силикатного кирпича. – М., !977.

7. Павленко В.И., Тушева И.С. Радиационный мониторинг производства извести

и силикатного кирпича/ Строительные материалы, №4 – М., 2001.

8. Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича. – М., 1982.

( Цифры указывают участки радиационных замеров.

-----------------------

250

88

Карьер 1

Сито-бурат

Смеситель

Пресс

Сито-бурат

Мельница

Кирпич 9

Автоклав

Силоса

Карьер 3

Дробилка

Вращающаяся печь

Пылеосадительная камера

Циклоны

Электрофильтры 12

Производство извести

Мел

4

10

11

Известь

5

2

6

7

8

Песок

Пар (вода)

Страницы: 1, 2