Производство силикатных кирпичей

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 готовой продукции.

 

 

4.Расчет производительности  и количества заданной установки;

4.1 Режим работы  предприятия.

Режим работы предприятия  является основой для расчета  производительности, расхода сырья  и полуфабрикатов, оборудования, состава  работающих и пр.

На данном заводе принимается  режим работы с шестидневной рабочей  неделей в три смены по 8 часов  каждая - 300 рабочих дней в году.

Таким образом, при выборе режима работы предприятия необходимо руководствуются следующими параметрами:

-эффективный фонд времени  составляет 300 дней

-число часов работы  в смену  принимают 8

-проектная годовая мощность  предприятия равная 6000000шт. кирпича

П_cym = П_год / C_p 

где П_год - заданная годовая производительность цеха,

Ср - расчетное количество рабочих суток в году:

П_cym =6000000/300=20000 кирп\сут

П_смен = П_год / С_р * n

где n - число смен;

П_смен =6000000/300*3=6666 кирп\смен.

П_час = П_год / В_р

где В_р - расчетный годовой фонд рабочего времени, в час.

П_час =6000000/7200=833 кирп\час.

 

Таб.1 Режим работы цехов завода по производству силикатного кирпича

№	Наименование цехов предприятия	Количество рабочих суток в году	Количество раб. дней в неделю	Количество рабочих смен в сутки	Количество часов в смене
1	Склад сырья	365	7	3	8
2	Помольное отделение	300	6	3	8
3	Приготовление изв.песч.смси	300	6	3	8
4	Отделение прессования	300	6	3	8
5	Автоклавное отделение	300	6	3	8
6	Склад готовой продукции	365	7	3	8

 

 

 

 

 

Таб.2 Производительность каждого передела предприятия.

№	Наименование  передела	% потерь.	Ед.измер.	В год	В сутки	В смену	В час
1	Склад сырья	3	т	25743	70,5	23,5	2,93
2	Помольное отделение	3	т	24971	83,2	27,7	3,46
3	Приготовление изв.песч.смси	2	т	24222	80,74	26,9	3,36
4	Отделение прессования	2	Шт.	6246759	20822	6940	867
5	Автоклавная обработка	1	Шт.	6121824	20406	6802	850
6	Склад готовой продукции	1	Шт.	6060606	16604	5534	691

4.2 Сырьё  и полуфабрикаты. Расчет состава  силикатной смеси

Среднее содержание активной извести в силикатной массе равно 6 – 8%=2059т

Содержание песка- 90-92%.=23684 т

Р_нас- насыпная плотность

Р_нас извести-1100кг/м³

Р_нас песка-1320 кг/м³

 V=m/ Р_нас

Таб.3  расход сырья.

Наименование  сырья	Ед.измерения	% содержание	Расход
			год		сутки	смену			час
известь	М3	8	2059	5,64			1,88	0,235
Песок	М3	92	23684	64,8			21,6	2,7

 

Р=25743*8/100=2059000кг=2059 т=1871 м³-известь.

Р=2059/365=5,64 т\сут

Р=5,64/3=1,88 т\год

Р=1,88/8=0,235 т\час

Р=25743-2059=23684000кг=23684т=17942 м³- песок.

Р=23684/365=64,8 т\сут

Р=64,8/3=21,6 т\см

Р=21,6/8=2,7т \час

 

 

 

 

 

 

 

4.2 Расчет оборудований

Необходимое количество машин и  другого оборудования определяют по формуле

 

М = / (П_пК_н) ,

где М - количество машин, подлежащих установке;

  - требуемая часовая  производительность по данному технологическому переделу (принимается по табл. 2);

П_п - паспортная или расчетная часовая производительность машин выбранного типоразмера;

к_н - нормативный коэффициент использования оборудования во времени (принимается обычно равным 0,92).

 

№ п/п	Наименование и краткая характеристика оборудования	Единица измерения	Кол-во	Примечание
1	Шаровая мельница 2х10,5 м. произв-сть 18 т. Мощность двигателя 500 квт. масса 97 т.	Шт.	1
2	Ленточный конвейер горизонтальный, ширина ленты 500 мм, длина 18 м, мощность электродвигателя 3,7 кВт	Шт.	1
3	Элеватор ленточный Э.200-3 производительностью 17 м3/час, высота элеватора 14 м; мощность электродвигателя 5 кВт	Шт.	2
4	Силосные башни. высота силоса 10 м, диаметр 4 м.	Шт.	2
5	Бункера. V-30 м3	Шт.	5
6	Автоклав мощность двигателя-2,8 квт,внутр.диам.корпуса-3,6 м,длина 21 м,t пара 17500.давление 16 атм.	Шт.
7	Пресс револьверный,СМ-481,произв-сть 3600 шт/ч, мощность двигателя 20 квт,кол-во форм-16. Глубина засыпки пресс-форм-145 мм Макс-ое давление	Шт.	1
8	Стержневой смесительСМК-126. Произв-сть 35 м3/ч,мощность двигателя 40 квт.	Шт.	1
9	Тарельчатый питатель Произв-сть 250 м3/ час. Мощность двигателя-35 квт.	Шт.	1
10	Дозатор АВДИ-420,макс-ая нгрузка 6000 кг.погрешность дозирования +3 %,масса 500кг.	шт	1

 

5.Контроль производства

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.