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

Верхняя часть стола закрыта накладными стальными сегментами (рис. 63). Сегменты крепят к столу и этим защищают его от износа.

Наполняющий аппарат (пресс-мешалка). Сырьевая смесь, подлежащая прессованию, поступает из бункера в приемный цилиндр 1, дном которого служит питающий диск 2, укрепленный на большой конической шестерне. Шестерня неподвижно закреплена на вертикальном валу 3. К нижней части вала прикреплены наклонно ножи 4, которые, вращаясь вместе с валом, подают смесь в форму стола через вырезы в дне наполняющего аппарата (пресс-мешалки).

Основание пресс-мешалки установлено над  столом пресса с помощью двух кронштейнов, прикрепленных к траверсе и стойке.

Пресс-мешалка  во время работы должна быть заполнена  смесью на 0,6—0,7 объема. Если уровень  смеси в ней будет непостоянным, то кирпич-сырец получится недостаточно спрессованным и качество готового кирпича снизится.

Регулятор наполнения пресс-форм. Требуемую степень наполнения пресс-форм сырьевой смесью устанавливают с помощью регулятора наполнения. На тягу 5 регулятора насажен ручной маховичок. В нижней части тяг,и укреплена траверса 4, к которой прикреплены два коромысла 2. Вторые концы коромысла закреплены на осях в приливах колонок 3 цилиндров, в которых перемещается поршень 1.

Поршни  шарнирно соединены с коромыслом. При повороте маховичка поршни поднимаются или опускаются, увеличивая или уменьшая глубину засыпки пресс-форм. С помощью регулятора наполнения можно изменять степень их наполнения во время работы пресса.

Механизм  выталкивания кирпичей. При вращении стола пресса кулак механизма нажимает на один конец двуплечего рычага 1, который, опускаясь, поднимает с помощью выталкивающего поршня два штампа со сформованными кирпичами до уровня стола. Кирпичи снимаются со стола прессовщиком вручную или автоматом-съемщиком. После выталкивания двух кирпичей штампы удерживаются переносным механизмом, который при подъеме штампов подходит под их выступы. В таком положении они поступают на рельсы штампов, которые укреплены на кронштейнах, привернутых к станине. При очередном повороте стола штампы на роликах опускаются на рельсы регулятора наполнения, установленного под мешалкой.

Тормозное устройство стола пресса. Рычаг 5 устройства связан с тормозной колодкой 6. Шатун  снабжен роликом 3, который при  вращении шестерни 2 коленчатого вала 1 накатывается на приливы, имеющиеся на шестерне. Вследствие этого шатун и педальный рычаг приводятся в действие и прижимают тормозную колодку к столу 8 пресса, создавая торможение. Тормозная колодка деревянная, обтянутая кожей. Она прижимается к столу пружинами 7.

Прессовая коробка и ее пластины. Прессовая коробка состоит из стальных пластин, поверхность которых цементируют на глубину 2—3 мм и тщательно шлифуют. Пластины должны свободно входить в форму стола пресса.

При износе поверхности пластин их сначала  переворачивают неизношенной поверхностью наружу, а затем заменяют.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКАЯ    ЧАСТЬ

1. Обоснование выбора основной автоклавной установки.

 

Автоклав  представляет собой стальной цилиндр, склепанный или сваренный из отдельных звеньев-обечаек. С торцов цилиндр закрыт выпуклыми днищами, из которых одно или оба закрываются герметическими крышками 1 с помощью механизма 2. Автоклав с двумя крышками— проходным.

В производстве силикатного кирпича применяются  автоклавы длиной от 17 до 24 м и диаметром 2 м со стенками толщиной 14-15 мм. Автоклавы работают под давлением 8—12 ат (изб.)

 

В автоклавах современной конструкции болтовые затворы для крепления крышек заменены безболтовыми быстродействующими затворами байонетного типа.

 

На крышке по ее окружности расположены зубья. При наложении крышки на фланец автоклава, который имеет выступы 2 с пазами по числу зубьев, зубья свободно размещаются между ними. При повороте крышки механизмом поворота (червячным редуктором 5) на угол, равный половине шага зубьев, последние входят в пазы на выступах и крышка закрывается. Кроме описанной конструкции, в которой при закреплении поворачивается вся крышка, существуют байонетные затворы, в которых поворачивается специальное кольцо, соединяющее крышку с автоклавом.

Чтобы между  крышкой и автоклавом не оставалось щели, через которую будет выходить пар, в автоклавах с байонетными  затворами ставят резиновую уплотняющую  прокладку. Прокладка прижимается  стальными кольцами с помощью  пружин и стержней.

Рис. 89. Автоклав:

 

1 — крышка  автоклава: 2 — механизм для подъема  и опускания крышки. 3 — мгнометт 4 — предохранительный клапан, 5 —  корпус автоклава, 6 — паровыпускная  магистраль, 7 — паровпускная магистраль. 8 — конденсационная магистраль

 

Для компенсации  температурных деформаций корпус автоклава устанавливают горизонтально на фундаментных столбах на роликовые опоры; одна из опор делается неподвижной.

 

Рис. 90. Автоклав:

1 — фланец  автоклава, 2 — выступы на фланце, 3 — крышка, 4 — рукоятка редуктора, 5 — редуктор, 6 — подвеска крышки, 7 — зубчатый сектор

Внутри автоклава проложен рельсовый  путь для передвижения вагонеток  с кирпичом.

Насыщенный  пар, необходимый для запаривания  кирпича, поступает в автоклавное  отделение из собственной котельной  или из центральной магистрали теплоснабжения. Затем пар из центрального паропровода поступает по отдельным трубам в каждый автоклав. В тупиковый автоклав пар поступает через центральное отверстие в глухом днище, а в проходной — через отверстие в середине автоклава. Труба укреплена по всей длине автоклава параллельно рельсовому пути выше головок рельсов. В нижней части трубы просверлен ряд отверстий для выхода пара в автоклав. Для перепуска пара из одного автоклава в другой предназначена отдельная магистраль 2 (рис. 91). Арматура автоклавов состоит из вентилей, предохранительных клапанов, манометров.

 

Рис. 92. Подвесная электролебедка:

 

1 — блок, 2 — рельс, 3 — электродвигатель, 4 — ходовое колесо, 5 — барабан

 

Для уменьшения потерь тепла в окружающую среду  поверхность автоклавов и всех паропроводов покрывают теплоизоляцией.

Рис. 93. Поворотный кран-укосина:

 

1 — стойка  стрелы, 2 —стрела, 3 — шатунная подвеска  для крышки, 4 — крышка автоклава.

Крышки  автоклавов закрывают и открывают  с помощью подъемных электролебедок (рис. 92) и кран-балок. Более совершенным устройством для подъема и перемещения крышек являются поворотные краны-укосины.

Кран-укосина (рис. 93) состоит из вертикальной стойки 1 стрелы 2. Стойка соединена с крышкой 4 автоклава шарнирной подвеской  таким образом, что крышка может вращаться в вертикальной плоскости вокруг своей оси и вокруг оси крана. Это позволяет открывать крышку при минимальном расстоянии между автоклавами в 1,5 м.

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.

 

     Годовая производительность автоклава определяется по формуле:

Где: Е_А – объем изделий в автоклаве ;

       Т_А – продолжительность цикла автоклавной обработки (11 часов);

       Т_об – годовой фонд чистого времени работы автоклава в часах              

        (24 ^. 262 ^. 0,9);

 

   

 

Поверхность автоклава  покрыта тепловой изоляцией: слой асбосурита мастичного, марки 600, толщиной δ_из = 150 мм. Температура поверхности изоляции t_из – 40⁰С

 

Оптимальный технологический режим  автоклавной обработки после  загрузки изделий в автоклав включает следующие этапы:

    а) равномерное повышение температуры до t₂ =187 ⁰С и давления до максимального значения - p = 1200 кПа, τ₁ = 1,5 ч.

    б) изотермическое выдерживание при максимальном давление в заданном интервале времени τ₂ = 8 ч.

    в) равномерное снижение давления до атмосферного и охлаждения до         t =70….50 ⁰С  к моменту  выгрузки панелей из автоклава τ₃ = 1,5 ч.

    г) вакуумирование будет длиться 1 час.

    Режим процесса  запаривания длится  τ = 1,5+8+1,5 = 11 ч. (не считая времени впуска пара).

    Заданный тепловой  режим в современных автоклавах  достигают применением контрольно-измерительных  приборов и самопишущих программных регуляторов, автоматически поддерживающих заданный режим повышения, выдержки и повышения температуры и давления, При отсутствии автоматики равномерное повышение температуры в автоклаве можно обеспечить  с помощью   обводных трубок (диаметр ¾-1”) и дроссельных диафрагм (диаметр 11,5-20 мм).

 

 Количество (кДж на 1 цикл ) теплоты на нагрев кирпича (сухой массы и влаги ) составит

Q_л = [m_л ^. с_а.ц + m_в ^. с_в] ^. N ^. (t₂ – t₁),

 

где: m_л  - масса сухого кирпича после пропаривания (3,315 кг);

       с_а.ц - удельная теплоемкость [0,5 кДж/(кг ^{. 0}С)];

       m_в - масса воды в одной панели после пропаривания (0,48 кг);

       с_в – удельная теплоемкость воды [4.19 кДж/(кг ^{. 0}С)];

       t₂ -  температура пара в автоклаве при давление p= 1200 кПа (187 ⁰С).

    Такую же температуру приобретают панели, вагонетки, формы и стенки котла для запаривания. Эта температура зависит не от избыточного давления в автоклаве а от парциального давления пара, поэтому присутствие воздуха в автоклаве является вредным.

    Подставляя числовые значения получаем:

 

Q_л = [3,315 ^. 0.5+0,48 ^. 4.19] ^. 15 ^. (187-25) = 8 921 кДж

 

 

Количество теплоты  на возмещение теряемой теплоты автоклавом в период повышения температуры  от 100 до 187 ⁰С и в окружающую среду во время запаривания при 187 ⁰С. Количество потерянной теплоты при этом определяют следующим расчетом.

    Определяем среднюю температуру котла запаривания в период повышения давления пара:

    Так как термическое сопротивление стальных стенок автоклава и термосопротивления  теплообмену между стенками  и насыщенным паром теплообмену между стенками и насыщенным паром не значительны  по сравнению с термическим сопротивлением тепловой изоляции,  то мы их в расчете не учитываем,  определяем процент теплопередачи тепловой изоляции:

 

где: λ_из – теплопроводность асбестотрепельной массы, Вт/ (м ^{. 0}С), которую определяем при средней температуре

       α₂ –коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции в окружающий воздух.

 

λ_из = 0,163 + 0,000185 t_ср;

 

λ_из = 0,163 + 0,000185 ^. 51,75 =  0,175 Вт/ (м ^{. 0}С)

   

    Для расчета теплового потока, теряемого аппаратом, находящимся в закрытом помещение, при температуре поверхности стенки его до 150 ⁰С можно пользоваться приближенной формулой:

 

α₂ =9,74 + 0,07 ^. (t_из – t_в) = 9,74 + 0,07 ^. (40 – 20) = 11,14  Вт/(м^{2 . 0}С)

 

    Подставляя числовые значения:

 

 

        Определяем боковую площадь поверхности автоклав:

 

S_бок = DL_k = 3,14 ^. 2 ^. 19245 =121 м²

 

    Тепловой поток через боковую поверхность в период повышения температуры от 100 до 225 ⁰С составит

 

 

    Рассчитываем тепловой поток через крышки автоклава, при этом крышки автоклава не изолированы. Коэффициент теплопередачи составит:

 

 

где: δ_к – толщина стенки крышек  (0,014 м);

       λ_ст – теплопроводность стали, равная  58 Вт/ (м ^{. 0}С)

       α₂ – коэффициент теплоотдачи от стенок  крышек  в окружающую  среду,   Вт/ (м^{2 . 0}С)

Средняя температура крышек равна средней температуре среды в автоклаве t_ср  =136 ⁰С

         Тогда 

α₂ = 9,74 + 0,07 (t_ср – t_в) = 9,74 + 0,07 (136-20) =

= 17,86 Вт/ (м^{2 . 0}С)

 

         Отсюда

    Площадь поверхности крышек автоклава равна:

 

 

    Тепловой поток через крышки составит

 

Ф_кр = К₂ ^. (t_ср – t_в) ^. S_кр = 18 ^. (136 – 20) ^. 6,28 = 13104 Вт,

 

    Количество теплоты в окружающую среду в период повышения температуры в течение τ₁ =1,5 ч. составит

 

Q₁ = (Ф_бок + Ф_кр) τ₁ = (15795 + 13104) ^. 1,5 =

= 43348,5 ^. 3,6 =156054б6 кДж^*

^*1 Вт^.ч = 3,6 кДж

    Количество теплоты в окружающую среду в период изотермической выдержки изделий при t₂ = 187 ⁰С в течение τ₂ =8 ч

    Теплопроводность тепловой изоляции (асбозурита) при средней ее температуре равна:

 

 

    Определяем по формуле теплопроводность теплоизоляции:

 

λ^’_из = 0,163 + 0,000185 ^. ;

λ^’_из = 0,163 + 0,000185 ^. 113,5 = 0,184 Вт/(м ^{. 0}С)

 

    Коэффициент  теплопередачи будет равен:

 

 

 

    Определяют количество теплоты:

через площадь боковой поверхности автоклава

 

 

  через крышки котла  подсчитывают :

    Коэффициент теплоотдачи от стенок крышек в окружающий воздух  при t_ср = t₂ – t_в = 187 – 20 = 167 ⁰С, определяют по формуле