Технология производства силикатного кирпича

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.                   

     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:

w    эффективный фонд времени (Тэф.) составляет 365 дней

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

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

Необходимое количество смен в сутки можно рассчитать по формуле:

          ,         

Q – проектная мощность предприятия,

q – часовая производительность производства.

Часовая производительность равна:

Таким образом, количество смен в сутки составит:

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

                Намечаемый объём выпуска продукции.               

Производство и распределение             

Распределение объёма выпуска продукции по 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:

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:

Þ      Песок – 4,63524*1,03=4,8т

Þ      Извести – 1,3296*1,03=1,4т

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

Þ       Песок – 4,8*100=480 тыс. т в год;

Þ       Известь – 1,4*100=140 тыс. т в год

                                                       Таблица 12.

№ п/п              Сырьевые компоненты, ед. измерения              Процент потерь              Норма расхода на единицу продукции              Расход с учётом потерь

год              месяц              сутки              смена              час

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

2              Известь, тыс. т              3%              0,0014              140              11,7              0,5              0,17              0,021

       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:

2.     Склад извести.

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

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

количество бункеров:

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:

                      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:

          ,         

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.

     2.     Силосы.

     3.     Прессы.

     4.     Автоклавы.

Данные о технологическом оборудовании сведены в таблице

                                                       Таблица

              Перечень технологического оборудования.             

№ п/п              Наименование              Тип, марка              Производительность              Мощность двигателя              Масса, габарит              Стоимость              Количество

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

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

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

4              Автоклавы                                          39,5              2,2*2,7              68,8              13

     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