Производство силикатного кирпича

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.

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 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Технологическая часть

2.1. Общая характеристика  формовочного цеха.

На территории по изготовлению силикатного кирпича находится  формовочный цех, откуда готовая  продукция с помощью тележек  перевозиться в склад готовой  продукции, рядом находится склад  цемента, административно-бытовой корпус находится рядом с дорогой, неподалеку от входа на территорию завода. Между  административно-бытовым корпусом  и производственным цехом находится  лаборатория, испытывающая готовую  продукцию.

2.2 Выбор и обоснования  технологической схемы производства.

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.

По барабанному способу  известь и песок совместно  загружают в гасильный барабан, где одновременно происходит их перемешивание  и гашение извести. Для ускорения  процесса гашения извести в гасильный  барабан подают насыщенный пар под  давлением.

После загрузки барабана известью и песком гасильщик подводит крышку к люку барабана, устанавливает её так, чтобы прорези в крышке находились против болтов, и завинчивает все  болты с помощью торцового  ключа.

 

 

 

 

2.3. Описание технологического  процесса производства.

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.

По галереи поступает  песок 80% в бункер, от туда он идёт на ленточный питатель, им подаётся на транспортерную ленту. Писок движется к грохоту, не просеявшиеся камни скатываются вниз по транспортерной ленте в отдельный бункер, а просеянный песок попадает в бункер. Из бункера попадает на ленточный питатель, который подаётся в автомат укладчик. С другого конца цеха подаётся по ленточному транспортёру песок 20% и известь в бункера. Перемещаясь по шнековому питателю попадает в двухкамерную мельницу. По шнеку идёт в ковшовый элеватор вниз попадает в приёмочный бункер, а после идёт по шнековому питателю, попадает в автомат укладчик. Движущиеся смесь перетекает в плужковый сбрасыватель, а там перетекает через отверстие в силоса. 

Силос (рис. 54) 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 3 разгружают с помощью тарельчатого питателя 1, которым смесь подают на ленточный  транспортер 4.

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

Рис. 54. 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.

После силосов попадает в тарельчатый питатель, данная смесь  падает на транспортерную ленту, через  бункер попадает в пресс.

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.

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 с помощью автомата укладчика  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, с помощью автомата укладчика укладки сырца на запарочные вагонетки.

После вагонетка едет в  пропарочные автоклавы, где пропариваются 4 часа.

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 14 вагонеток . Режим работы автоклава:

w  1,5 час. – подъём пара,

w  5-6 час. – выдержка,

w  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 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. Притекающий в автоклав водяной пар будет конденсироваться над растворами извести, стремясь понизить их концентрацию; это дополнительно увлажняет сырец в процессе запаривания.

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 – гидросиликата кальция:

Сначала гидросиликаты находятся в коллоидальном 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.