Завод по производству силикатного кирпича, производительностью 40 млн. штук в год

При производстве воздушной извести  из доломитов обжиг ведут при  температуре 750-900°С, а получающуюся доломитовую известь превращают в 

поршок путем помола, так как оставшаяся неразложенной  часть карбоната кальция не гасится, а образующийся при этой температуре оксид магния гасится медленно.

Известь можно превращать в порошок не только помолом, но и  гашением водой, при котором известь  распыляется в тонкий порошок. При  взаимодействии оксида кальция с  водой происходит реакция гидратации оксидов кальция и магния:

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂;   МgО + Н₂О = Мg(ОН)₂;

Гидратация извести  является экзотермическим процессом, при котором выделяется 65·10³ Дж теплоты на 1 грамм – молекулу или 1160·10³ Дж теплоты на 1 кг негашеной извести. Это обратимая реакция, так как возможно обратное разложение Са(ОН)₂ на СаО и Н₂О, которое наиболее быстро протекает при температуре 547°С. Чтобы предотвратить обратимую реакцию, необходимы обилие влаги и не слишком высокая температура.

 

Добавки, применяемые в производстве силикатного кирпича.

Наиболее загрязняющим фактором окружающей  среды являются различные отходы производств, тысячами тонн скапливающиеся в различных отвалах, занимающие значительные площади земельных  угодий. Одной из отраслей, которая может частично решить прблему утилизации этих отходов является промышленность строительных материалов, в том числе и заводы по производству силикатного кирпича.

В настоящее время  в связи с развитием  химической, миталлургической и угледобывающей промышленности появилось значительное количество невостребованных производством отходов. Поэтому для промышленности строительных материалов Казахстана главными задачами являются изучение и технологическая оценка применения в производстве этих отходов.

Согласно классификации побочные продукты промышленности разделены на три класса А, Б и В, из которых к классу А относятся продукты, не утратившие природных свойств (карьерные и шахтные отходы, хвосты обогащения руд); к классу Б – искусственные продукты, получаемые в результате глубоких физико-химических процессов, например при обжиге ниже температуры плавления, либо при высоких температурах, вызывающих частичное или полное расплавление, а также осадки, выпавшие из раствора; к классу В – продукты, образовавшиеся в результате процессов, возникающих при хранении побочных продуктов в отвалах (самовозгорание, выщелачивание, твердение).

Промышленные отходы могут быть использованы при производстве силикатного кирпича в качестве компонентов вяжущего в смеси  с известью и дисперсным кремнеземом или в качестве основного сырья. В смесь можно вводить дисперсные и укрупняющие кремнеземистые добавки: молотый песок, глину, шлаки, золы ТЭС, бой кирпича отсевы молотого известняка. Молотые кремнеземистые добавки, являясь пластифицирующими материалами, улучшают формовочные свойства смеси, ее зерновой состав, заполняют пустоты между зернами песка и повышают прочность кирпича- сырца.

Введение молотого песка  позволяет сократить общий цикл запаривания кирпича без снижения его прочности. При гидротермальной обработке добавки рано вступают в реакцию с известью, быстрее ее связывают, образуя гидросиликаты в кирпиче. Так, добавка в сырьевую шихту 0,25 – 0,3 т предварительно высушенного и размолотого до дисперсности с остатком на сите № 008 не более 15 % белитового или нефелинового шлама (отходов глиноземного проиводства) на 1000 шт кирпича позволяет сократить расход извести в два раза. При этом увеличивается прочность сырца, стабилизируется работа оборудования повышается марка кирпича.

 

 

2.3 Описание технологической схемы

 

 

 

 

 

 

Технологическая схема 2.3.1

Производство силикатного кирпича с приготовлением сырьевой смеси по силосному способу; 1 — вагонетка подачи песка, 2 — бункер для песка с ленточным питателем, 3 — ленточные транспортеры, 4— бункер для молотой извести с дозатором, 5 — шнек подачи извести, 6 — шаровая мельница, 7 — бункер для дробленой извести с питателем, 8 — смеситель, 9 — силосы, 10 — элеватор, 11, 12 — мешалки, 13 — пресс, 14 — автомат-укладчик, 15 — вагонетка с сырцом, 16 — поворотный круг, 17 — автоклавы, 18 — парокотельная

Отличительная особенность приготовления сырьевой смеси по этой схеме заключается  в том, что увлажненную смесь  извести с песком из смесителя 8 ленточным  транспортером подают в силосы 9, где выдерживают ее в течение определенного времени. При этом происходит гашение смеси, которое состоит в том, что известь гидратируется и превращается в гидрат окиси кальция.

Силосный  способ приготовления смеси имеет  значительные экономические преимущества перед барабанным, так как при силосовании смеси не расходуется пар на гашение извести. Кроме того, силосный способ приготовления сырьевой смеси значительно проще барабанного.

Подготовленные  известь и песок непрерывно подают в заданном соотношении в одновальные и двухвальные смесители непрерывного действия, в которых их смешивают и увлажняют. Затем смесь поступает в силосы, где выдерживается от 1,5 до 4 ч, в течение которых известь гасится.

Силос (рис. 2.3.1) представляет собой цилиндрический сосуд из дерева, листовой стали или железобетона высотой 8— 10 м и диаметром 3,5—4 м. В нижней части силос имеет конусообразную форму.

Силос 9 разгружают с помощью тарельчатого питателя, которым смесь подают на ленточный транспортер 3.

 

Для лучшей разгрузки силоса необходимо, чтобы смесь имела по возможности меньшую влажность. Силосы разгружаются удовлетворительно при влажности массы 3,5—4,5%.

 

 

Рис. 2.3.1 Силос для гашения сырьевой смеси: 1 — тарельчатый питатель, 2 — шибер, 3 — силос, 4 — ленточный транспортер

 

При выдерживании в силосах сырьевая смесь часто образует своды. Причина этого — относительно высокая влажность смеси, а также уплотнение и частичное схватывание ее при выдерживании. Наиболее часто своды образуются в нижних слоях смеси у основания силосов.

Для облегчения разгрузки периодически включают вибратор, укрепленный на стенке силоса, и этим уменьшают прилипание смеси к стенкам. Если это не помогает, то смесь выбивают ломами через разгрузочные окна.

В случае зависания сырьевую смесь в силосе рыхлят следующими способами: внутри силоса монтируют автоматические рыхлительные устройства в виде лопастей, которые приводятся в движение вибратором и периодически взрыхляют сырьевую смесь; в конусную часть силоса с двух сторон вводят воздух под давлением, который при периодическом его включении разрыхляет сырьевую смесь и не дает ей зависать..

Автоматические  устройства для предупреждения и  ликвидации зависаний сырьевой смеси  состоят из датчика и исполнительного  механизма, разрушающего зависание  в силосах. Исполнительным механизмом могут служить вибратор или резиновая диафрагма. Датчик состоит из резинового диска, диафрагмы и микропереключателя типа ИП-1М.

Когда из силоса сырьевая смесь подается нормально, зависания нет, под давлением  ее диск диафрагмы прогибается, нажимает на стержень микропереключателя, отчего электрическая цепь размыкается. Как только образуется зависание, то прекращается давление сырьевой смеси на диафрагму, последняя выпрямляется и отходит от стержня микропереключателя, замыкая электрическую цепь. Обрушитель включается в работу; если сводообрушителем является вибратор, то от воздействия вибратора зависание разрушается, давление силикатной смеси на диафрагму восстанавливается, электроцепь размыкается, а вибратор прекращает свое действие.

Для обрушения  зависаний смеси сжатым воздухом на бункере или силосе устанавливают три диафрагмы, которые располагают в местах возможного образования зависания.

Каждая  диафрагма состоит из стального  и резинового дисков. В центре каждого  диска имеются отверстия с  патрубком. Патрубки соединяются между собой трубой — воздуховодом.

При включении  устройства сжатый воздух из магистрали через воздухораспределитель вздувает диафрагму, затем воздух выпускается  и диафрагма опадает. При повторении впусков воздуха в диафрагму  и выпусков из нее диафрагма встряхивает зависшую смесь, которая обрушивается.

Для того чтобы такое пульсирующее встряхивание диафрагм происходило автоматически, воздухораспределитель включается и выключается датчиком через  микропереключатель.

В настоящее  время при проектировании заводов силикатного кирпича в схему производства вводят непрерывно действующие силосы.

Технология  изготовления силикатного кирпича  с помощью непрерывно действующих  силосов имеет следующие преимущества перед технологией с периодически действующими силосами:

-  производство  организуется по непрерывно-поточной  схеме;

-  уменьшается  общая емкость силосов сырьевой  смеси; сокращается общая длина  транспортеров; упрощается управление  силосами. По этой технологической  схеме можно выпускать цветной  кирпич на любом прессе.

 

Подготовка 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%.

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).

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.

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.

Работа  силоса протекает следующим образом. Внутри силос разделен перегородками  на три секции. Масса засыпается в одну из секций в течение 2,5 ч, 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 ч. Затем секция выстаивается 2,5 ч, и после этого ее разгружают. Таким образом, нижний слой гасится около 5 ч. Так как разгрузка силосов происходит только снизу, а промежуток между разгрузками составляет 2,5 ч, то и все последующие слои также выдерживаются в течение 5 ч 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.