Производство силикатного кирпича

33

Содержание

Введение 4

1. Исходные данные для проектирования 6

1.1 Характеристика изделия и требования, предъявляемые к нему 6

1.2 Режим работы и производственная программа цеха 7

1.3 Характеристика сырьевых материалов 8

1.4 Расчет потребности сырьевых материалов 10

2. Технологическая часть 13

2.1 Обоснование выбора технологической схемы производства 13

2.2 Описание технологической схемы 13

2.3 Расчет потребного количества основного оборудования 22

3. Контроль производства и качества изделий 28

Список литературы 33

Введение

Производство силикатного кирпича характеризуется относительно простым технологическим процессом, высоким уровнем механизации и частичной автоматизацией, комплектностью оборудования, возможностью использования различных сырьевых материалов и отходов промышленности. Длительность производственного цикла в 5-10 раз меньше, а удельные капитальные вложения, расход топливно-энергетических ресурсов, затраты на производство единицы продукции в 1,5-2 раза ниже по сравнению с аналогичными показателями работы по изготовлению керамического кирпича.

Усовершенствование производства силикатного кирпича основано на достижениях отечественных ученых, которые проводят научно-исследовательские работы по выявлению сущности и закономерности физико-химических процессов по улучшению технологии и повышению качества силикатного кирпича.

Большинство строительных материалов имеет больший объем и среднюю плотность. Что вызывает значительные расходы на их перевозку от завода или карьера, где их изготовляют или добывают, на строительную площадку. Выпуск строительных материалов, в частности силикатного кирпича, должен увеличиваться главным образом путем дальнейшего совершенствования производства на действующих заводах, перевооружения заводов новым, современным оборудованием, внедрения комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, повышения производительности труда, использования резервов.

Заводы силикатного кирпича - это высокомеханизированные предприятия. Повышение эффективности работы силикатных заводов обеспечивается на базе широкого использования достижений науки и техники и достигается путем сокращения производственного цикла, снижения трудовых затрат, существенного улучшения качества выпускаемой продукции и широкого передового опыта.

1. Исходные данные для проектирования

1.1 Характеристика изделия и требования, предъявляемые к нему

Таблица 1.1

Техническая характеристика кирпича

Вид кирпича	Эскиз	Марка	Размеры, мм	Масса, кг	Средняя плотность, кг/м
			l	b	h
Полнотелый силикатный кирпич		М100	250	120	65	3,315	1700

Требования к техническим свойствам силикатного кирпича меняются в зависимости от области его применения, обычно определяемой строительными нормами, неодинаковыми в разных странах. Прочность при сжатии и изгибе. В зависимости от предела прочности на сжатие силикатный кирпич подразделяют на марки 75, 100, 125, 150 и 200. Марка кирпича определяется его средним пределом прочности при сжатии, который составляет обычно 7,5 - 35 МПа. В стандартах ряда стран (Россия, Канада, США), наряду с этим, также регламентируют предел прочности кирпича при изгибе. Пустотелые камни средней плотностью 1000 и 1200 кг/м3 могут иметь марки 50 и 25. В большинстве стандартов предусмотрено определение прочности кирпича в воздушно-сухом состоянии и лишь в английском стандарте - в водонасыщенном. В стандартах приведены средняя прочность кирпича данной марки и минимальные значения предела прочности отдельных кирпичей пробы, составляющие 75 - 80% среднего значения.

1.2 Режим работы и производственная программа цеха

Режим работы предприятия определяет расчет потолков и количества сырья, расчет технологического оборудования, списочный состав рабочих. Он характеризуется числом рабочих дней в году, количеством рабочих смен в сутки, продолжительностью смены и коэффициентом использования оборудования. В соответствии с современными требованиями перестройки промышленности необходимо назначать такой режим работы, чтобы более полно использовалось производственное оборудование и повысился коэффициент отдачи.

Рекомендуются следующие режимы работы: для предприятий с автоклавной обработкой в году принимается 305 рабочих дней, трехсменная работа, длительность рабочего дня - 8 часов.

Производственная программа завода (табл. 1.2.) разрабатывается с учетом производственных мощностей и возможно более полного их использования. При этом следует учитывать возможный брак, величина которого принимается по существующим нормативам. Для силикатного кирпича потери от брака составляют 3…5%

Таблица 1.2

Производственная программа цеха на производство силикатного кирпича.

Наименование изделия	Производственная программа
	в год	в сутки	в смену	в час
	шт.	шт.	шт.	шт.
Полнотелый силикатный кирпич без учета брака	10000000	32787	10929	1367
С учетом брака (3%)	10300000	33771	11257	1408

1.3 Характеристика сырьевых материалов

Основными видами сырья для производства силикатного кирпича являются песок, известь и вода. По имеющимся данным более 50% заводов силикатного кирпича располагают известково-обжигательными цехами, сырьем для которых служат карбонатные породы - известняки. Помимо основных видов сырья, многие заводы применяют суглинки, трепелы и другие кремнеземистые породы, золы и шлаки от сжигания углей на ТЭС, металлургические шлаки и др.

К песку предъявляются требования по зерновому составу, содержанию примесей, кварца и др. Качество песка оценивается требованиями по действующим нормативным документам.

Таблица 1.3

Характеристика воздушной извести.

Известь	Сорт	Содержание, % по массе
		Активных CaO+MgO, не менее	Активной MgO, не более	, не менее	Непогасившихся зерен, не более
Негашеная кальциевая	2	80	5	5	11

Время гашения извести от 8 до 25 мин.

Таблица 1.4

Зерновой состав песка.

Остатки на ситах, % с размером отверстий, мм	Модуль крупности
2,5	1,25	0,63	0,315	0,16
					2.0

Зерновой состав песка, приведенный в таблице 1.4., где в числителе частные, в знаменателе полные остатки.

Таблица 1.5

Свойства песка.

Плотность, кг/м	Пустотность, %	Содержание пылевидных и глинистых частиц, %	Содержание органических примесей, %	Влажность песка, %
насыпная	истинная
1540	2620	41	1,20	Светлее эталона	4,8

Вода, используемая для гашения извести и увлажнения силикатной массы, должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732-79. Нельзя использовать болотные, сточные воды без предварительной очистки. При производстве силикатного кирпича воду применяют на всех стадиях производства: при гашении извести, приготовлении силикатной массы, прессовании и запаривании кирпича-сырца, получении технологического пара. Природная вода никогда не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она содержит различные примеси, попавшие в нее из воздуха (растворенные газы, пыль, микроорганизмы). Растворенных веществ в такой воде немного и поэтому она называется мягкой. Вода, содержащая большое количество углекислых солей кальция и магния (карбонатных), называется жесткой. Применять жесткую воду в промышленных целях, например для получения технологического пара, без предварительного умягчения ее нельзя, иначе при кипении воды на стенках промышленных котлов образуется накипь, которая выводит их из строя. При снабжении котлов мягкой водой удлиняется срок их службы. Борьба с накипью в паровых котлах осуществляется двумя способами: обработкой воды умягчением до поступления ее в паровые котлы и внутрикотловой обработкой. Воду умягчают двумя способами: термическим и химическим. Термический способ основан на разложении карбонатной жесткости нагреванием воды до 85 - 1100, при этом образуются труднорастворимые выпадающие в осадок карбонат кальция и гидроокись магния. Этот способ обычно применяется в сочетании с химическим методом. Реагентами при этом являются едкий натр и кальцинированная сода. Внутрикотловая обработка заключается в растворении накипи соляной кислотой (5-7% раствором), для чего через паровые котлы прокачивают раствор. Продолжительность промывки зависит от степени загрязнения (но не больше 10-20 час.). По окончании кислотной промывки и после удаления кислоты котлы промывают слабым раствором щелочи. Вода при нагревании превращается в пар; если воду нагревать в закрытом сосуде, например в котлах, то она будет испаряться с поверхности, и пар будет накапливаться в пространстве над поверхностью воды до тех пор, пока между водой и образующимся из нее паром не установится динамическое равновесие, при котором в единицу времени столько же молекул воды испаряется, сколько и переходит обратно в жидкость. Пар, находящийся в равновесии с жидкостью, из которой он образовался, называется насыщенным. В производстве силикатного кирпича для гашения силикатной массы и для запаривания кирпича-сырца применяется насыщенный пар, который производится в котельных.

Расчет потребности сырьевых материалов.

Расчет потребности сырьевых материалов, полуфабрикатов и вспомогательных материалов на 1000 штук.

Исходные данные для расчета состава силикатной смеси:

производственная мощность проектируемого предприятия - 10 млн шт/год, с учетом брака - 10,3 млн шт/год;

стандартные размеры кирпича - 250?120?65 (мм);

масса кирпича - 3,315 кг;

средняя плотность кирпича 1700 кг/м;

влажность готового кирпича - 5%;

влажность песка - 4,8%:

активность извести - 80%;

активность сырьевой смеси - 7%;

влажность сырьевой смеси - 6%.

Определим удельный расход компонентов сырьевой смеси на 1000 штук силикатного кирпича. Сначала определим удельный расход извести Ри на 1000 шт кирпича.

Ри=330 кг (в соответствии с табл. 3.1 в методическом пособии).

1. Найдем удельный расход смеси, кг:

Рсм,

где: Рсм - расход смеси на 1000 шт кирпича, кг;

Асм - заданная активность смеси, %;

Аи - активность используемой извести, %.

Рсм3771,5 (кг)

2. Определим расход сухого песка на 1000 шт кирпича, кг:

,

Рп = 3771,5 - 330 = 3441,5 (кг)

Определим расход влажного песка, кг

,

где W - влажность песка

Рпw = 3596,4 (кг)

Насыпная плотность песка 1540 кг/м

Расход влажного песка в пересчете на м:

Vпw = =2,34 (м)

4. Определим расход воды для получения сырьевой смеси заданной влажности. Количество воды распределяется ориентировочно в смеси следующим образом:

- на гашение извести 2,5%,

- на испарение воды при гашении 3,5%,

- на увлажнение смеси до заданного процента.

Расход воды В, требуемой для увлажнения смеси 55л, следует выбрать из табл. 3.2 в методического пособия, при влажности песка 4,8%, влажности сырьевой смеси 6%.

Общий расход воды будет составлять, л

л

Вычислим потребность сырьевых и вспомогательных материалов по массе и объему.

Таблица 1.6

Потребность сырья с учетом карьерной влажности и производственных потерь

Наименование материала	Расход на 1000 шт	Потребность материалов
		в год	в сутки	в смену	в час
Известь, т	0,33	3300	10,82	3,61	0,45
Известь, м	0,275	2750	9,02	3,01	0,38
Влажный песок, т	3,6	36000	118,03	39,34	4,92
Влажный песок, м	2,4	24000	78,69	26,23	3,28
Вода, т, м	0,075	750	2,46	0,82	0,1

2. Технологическая часть

2.1 Обоснование выбора технологической схемы производства

Отличительной особенностью приготовления сырьевой смеси силосным способом является то, что увлажненная перемешанная смесь извести или вяжущего с песком из смесителя ленточным конвейером подается в силосы или реакторы, где выдерживается в течение времени, установленного лабораторией завода.

2.2 Описание технологической схемы

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.

Силос представляет собой цилиндрический сосуд из листовой стали или железобетона; высота силоса 8-10 м, диаметр 3,5-4 м. В нижней части силос имеет конусообразную форму. Силос разгружается при помощи тарельчатого питателя на ленточный транспортер, при этом происходит большоё выделение пыли. При вылеживании в силосах масса часто образует своды; причина этого - относительно высокая степень влажности массы, а также уплотнение и частичное твердение ее при вылеживании. Наиболее часто своды образуются в нижних слоях массы, у основания силоса. Для лучшей разгрузки силоса необходимо сохранять возможно меньшую влажность массы. Из опыта работы рассматриваемого завода установлено, что силосы разгружаются удовлетворительно лишь при влажности массы в 2 - 3%. Силосная масса при выгрузке более пылит, чем масса, полученная по барабанному способу; отсюда более тяжелые условия для работы обслуживающего персонала.

Перечисленные выше отрицательные моменты не полностью, но в какой-то мере устраняются механизацией разгрузки.

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.

Прессование сырца.

На качество кирпича и в основном на его прочность наиболее существенно влияет давление, которому подвергается силикатная масса во время прессования. 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/см.

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 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, укладки сырца на запарочные вагонетки.

Силикатная масса, приготовленная в силосах, передается при помощи транспортерной ленты в бункер над пресс-мешалкой пресса. Подача массы в пресс-мешалку должна так регулироваться, чтобы она занимала примерно 3/4 объема пресс-мешалки. Если поступающая масса имеет более низкую влажность, чем требуется, доувлажнение ее производится в пресс-мешалке, вокруг стенок которой укладывается водопроводная труба с мелкими отверстиями по ее длине, направленными вниз.

Сила струи поступающей по трубке воды регулируется прессовщиком при помощи вентиля. Увлажненная масса ножами пресс-мешалки при вращении их подается в прессовые коробки через отверстия в дне пресс-мешалки. При повороте стола пресса коробки, наполненные массой, перемещаются на определенный угол и занимают положение между прессующим поршнем и верхней стороной плитки контрштампа. Под давлением поршень постепенно поднимается и производится прессование сырца.

В момент прессования стол пресса останавливается, а ножи пресс-мешалки вращаются и заполняют массой следующую пару прессовых коробок. После прессования стол пресса поворачивается так, чтобы штампы пресса вместе с сырцом подошли к выталкивающему поршню. Сырец выталкивается поршнем в вертикальном направлении; верхняя пластина штампа при выталкивании выходит из прессовых коробок на 3 - 5 мм выше уровня стола. Затем выталкивающий поршень опускается вниз в первоначальное положение. После снятия пары кирпичей двумя съемщиками-прессовщиками стол поворачивается и штампы подводятся под механическую щетку для очистки.

Верхние пластины очищаются от налипшей массы, штампы опускаются на величину наполнения прессовых коробок и цикл начинается снова.

Силикатный кирпич по размерам должен отвечать требованиям ГОСТ 379 -53; в случае отклонения от установленных размеров сырец считается браком.

Плотность прессования сырца достигается исключительно изменением величины наполнения прессовых коробок: чем больше высота наполнения, тем выше плотность сырца и, наоборот, чем меньше высота наполнения коробок, тем ниже плотность сырца. Во время прессования необходимо следить за тем, чтобы сырец получался одинаковой плотности; для этого нужно поддерживать высоту наполнения прессовых коробок одинаковой. Ножи пресс-мешалки должны быть закреплены от дна и стенок на одинаковом расстоянии.

После прессования полученные кирпичи автоматом-укладчиком укладываются на вагонетки, которые транспортируются в автоклавы, где производится тепло- влажная обработка кирпича.

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.

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 (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, 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), непосредственно сопри- касающимся с кремнеземом SiO песка.

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.

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.

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.

2.3 Расчет потребного количества основного оборудования

Необходимо выбрать оборудование для дробления извести, помола извести и песка, гашения сырьевой смеси, ее измельчения, формования кирпича-сырца, укладки сырца на автоклавные вагонетки.

Рассчитываем количество машин, коэффициент использования оборудования можно принять равным 0,9.

Если оборудование имеет заданную производительность, то число машин определяется по формуле:

, где N - количество машин или установок, шт;

П - требуемая часовая производительность технологического передела т/ч, м/ч, шт/ч;

П - часовая производительность машины или установки, т/ч, м/ч, шт/ч;

К - коэффициент использования оборудования.

Таблица 2.1

Технические характеристики щековой дробилки.

Показатели	Простое движение щеки
	СМД-111
Производительность, м/ч	180
Размер приемного отверстия, мм	9001200
Размер загружаемого материала, мм	До 750
Размер выходящего материала, мм	150
Установленная мощность, кВт	90

N = 0,021 шт

Таблица 2.2

Техническая характеристика смесителя, применяющегося для обработки силикатной смеси.

Показатели	Лопастной двухвальный
	СМС-95
Производительность, м/ч	95
Длина корыта, мм	4120
Диаметр окружностей лопастей, мм	850
Линейная скорость вращения, м/с	4,1
Масса, т	6
Установленная мощность, кВт	55
Удельная энергоемкость, кВтч/м	0,58
Удельная металлоемкость, кг/м	62,6

П = 5310,28 м/ч

= 60 шт

Таблица 2.3

Техническая характеристика автоклава.

1. Длина автоклава, м 2. Тип автоклава проходной 3. Внутренний диаметр, м 4. Раб. давление, МПа 5. Ширина колеи вагонетки, мм 6. Количество загружаемых вагонеток, шт 7. Количество кирпича на 1 вагонетке, шт 8. Габариты, мм длина ширина высота 9. Масса, кг	19 Проходной 2 0,8-1,2 750 17 916 20730 2690 3830 25707

Таблица 2.4

Длительность цикла работы автоклава, час

Операции	Вид изделия, давление пара, МПа
	Полнотелый кирпич
	p=0,8
Загрузка сырца	1,0
Закрывание крышек	0,2
Подъем давления пара без перезапуска с перезапуском	1,3 -
Выдержка при максимальном давлении	8,0
Выпуск пара без перезапуска с перезапуском	0,9 -
Открывание крышек	0,2
Выгрузка	0,25
Чистка автоклава	0,15
Общая длительность без перезапуска с перезапуском	12 -

Для определения необходимого количества автоклавов следует знать коэффициент оборачиваемости автоклава в сутки, который определяется:

где К - коэффициент оборачиваемости автоклава в сутки;

24 - продолжительность суток, ч;

- длительность цикла работы автоклава, ч.

.

Расчет количества автоклавов проводится по формуле:

где: - программа выпуска продукции в год, шт;

- годовое расчетное время работы автоклава, сут.;

n - число вагонеток в автоклаве, шт;

a - количество кирпича на одной вагонетке, шт;

- коэффициент оборачиваемости автоклава;

- коэффициент использования автоклава, = 0,8

;

= 3050,5 = 152,5;

= шт.

Таблица 2.5

Техническая характеристика пресса для формирования силикатного кирпича.

Показатели	Дортснер 104/203
Характеристика стола	Револьверный
Часовая производительность в пересчете на одинарный кирпич (ГОСТ 379-95), шт	5400
Длительность цикла формования, с	3,85
Габариты пресса, мм: длина ширина высота	4850 3200 4900
Максимальное удельное давление прессования, МПа	58,5/47,5
Потребляемая мощность, кВтч	35
Масса пресса, т	30

шт

Все виды рассчитанных и подобранных машин и механизмов вносятся в таблицу 2.6:

Таблица 2.6

Спецификация оборудования

Наименование и техническая характеристика оборудования	Тип и марка	Количество, шт
1	2	3
А)Щековая дробилка Мощность электродвигателя 90 кВт Производительность 180 м/ч Размер загружаемого материала до 750 мм Размер выходящего материала 150 мм	СМД-111	1
Б) Лопастной двухвальный смеситель Производительность 95 м/ч Длина корыта 4120 мм Диаметр окружностей лопастей 850 мм Линейная скорость вращения 4,1 м/с Масса, 6 т Установленная мощность 55 кВт	СМС-95	60
В) Револьверный пресс Производительность 5400 шт/ч Максимальное удельное давление прессования 58,5/47,5 МПа Габариты пресса: длина 4850 мм ширина 3200 мм высота 4900мм	Дортснер 104/203	1
Г) Автоклав Раб. давление 0,8 - 1,2 МПа Внутренний диаметр 2 м Длина автоклава 19 м	Проходной	3

3. Контроль производства и качества изделий

Входной контроль материалов.

Стандарт предприятия устанавливает правила и порядок проведения работ по выходному контролю сырьевых материалов и взаимоотношения между отделом технического контроля и производственно-техническими службами.

Методы и средства выходного контроля выбирают с учетом требований, предъявляемых стандартами, техническими условиями или стандартами предприятия.

В лаборатории входного контроля проверяют качество материалов, поступающих на предприятие; организуют и контролируют проведение технологического опробования материалов цеха; оформляют акты на забракованные материалы; контролируют соблюдение правил хранения материалов; извещают поставщиков о некачественных материалах, выявленных при входном контроле и в процессе производства. Примерная схема контроля приведена в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Входной контроль сырьевых материалов.

Операция	Место контроля	Периодичность	Метод	Параметры
Песок: а) зерновой состав б) влажность в) содержание пылевидных, глинистых, илистых примесей г) содержание органических примесей д) средняя плотность е) содержание кварца (несвязанного	Намывная карта или пункт приема песка. Пункт приема песка Пункт приема песка Пункт приема песка Пункт приема песка Пункт приема песка	1 раз в неделю 1 раз в смену 1 раз в неделю 1 раз в неделю 1 раз в квартал 1 раз в квартал	Рассев на стандартном наборе сит по ГОСТ 8735-75 Весовой по ГОСТ 8735-75 Отмучивание по ГОСТ 8735-75 Путем сравнения с эталоном по ГОСТ 8735-75 По ГОСТ 8735-75 По ОСТ 21-1-80	Модуль крупности до 2 До 8% Не более 10% Не темнее цвета эталона Не менее1200 кг/м Не менее 50%
Известь: а) содержание активных б) размер фракции в) скорость гашения	После дробилок, элеватор После дробилок, элеватор После дробилок, элеватор	1 раз в смену 1 раз в смену 1 раз в сутки	По ГОСТ 22688-77 По ГОСТ 22688-77 По ГОСТ 22688-77	Не менее 80% Не более 5мм От 8 до 25 мин

Контроль основных технологических операций и полуфабрикатов.

Дробление извести. Проверяют 1 раз в смену, путем рассева пробы дробленой извести на ситах с отверстиями 5, 10, 20 и 30 мм. При измельчении в молотковых дробилках вся известь должна проходить сквозь сито с отверстиями 10 мм, а остаток на сите с отверстиями 5 мм не должен превышать 25%.

Шихтовка песка. Эту операцию контролируют в начале каждой смены. В том случае, если крупность песков отличается не более, чем в 3 раза, их шихтовку следует прекратить, так как при этом пористость песков увеличивается, что приведет к перерасходу вяжущего.

Отсев включений из песка. В начале каждой смены проверяют состояние сит. Крупные включения могут попадать в просеянный песок, а при замазывании - песок может поступать в отсев.

Дозирование компонентов вяжущего. Ежесменно проверяют положение шиберов или отсекающих ножей при использовании весовых дозаторов. Не реже раза в неделю производят контрольные взвешивания порций компонентов, выдаваемых питателями и дозаторами за определенный промежуток времени( например, 15-20 сек).

Тонкость помола вяжущего. Контролируют не реже одного раза в смену, путем просева пробы на механическом приборе для просеивания и определения удельной поверхности. 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 см/г.

Активность вяжущего. Определяют три раза в смену титрованием проб раствором соляной кислоты.

Дозирование компонентов силикатной смеси. Эту операцию проводят в начале каждой смены аналогично контролю дозирования компонентов вяжущего.

Приготовление смеси. Контролируют увлажнение компонентов, их пароподогрев 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 секунд стеклянными бюксами с притертыми крышками не менее 15 проб смеси, выходящей из смесителя, и определяют содержание в них влаги и активной окиси кальция.

Гашение смеси. Проверяют температуру поступающей в гасильные барабаны и выходящие из них смеси три раза в смену, и степень погашенности извести один раз в смену.

Обработка гашенной смеси. Проверяют не реже трех раз в смену зерновой состав и влажность гашеной смеси до и после обработки. Визуально под бинокулярной лупой определяют один раз в смену, из чего состоят отсеянные комочки.

Контроль технологического процесса приготовления смеси. Для пооперационного контроля технологического процесса существенное значение имеют регламентация установленных технологических параметров производства; место в технологической линии и периодичность контроля; методы проведения и заданные параметры контроля; стандартизация лабораторно-технологических испытаний, проводимых лабораторией и ОТК завода; своевременность полученных результатов проведенных анализов и испытаний для оперативного использования и необходимого корректирования технологических параметров производства.

Контроль формования, укладки и транспортировки сырца, автоклавной обработки.

Формование и укладка сырца на вагонетки. Контроль необходим не реже 1 раза в смену. Определяется на циферблатных весах масса сырца, его внешний вид и прочность, наличие в нем дефектов, а также состояние поверхности платформ вагонеток.

Транспортировка сырца и загрузка его в автоклавы. Следует ежемесячно проверять состояние откаточных путей и стыков, загрязненность рельсов посыпью, плавность заталкивания запарочных вагонеток в автоклавы, закрывание крышек проходных автоклавов с выгрузного конца сразу после выкатки состава запаренного кирпича во избежание охлаждения и подсушки загружаемого сырца.

Автоклавная обработка. Ежемесячно контролируют правильность проведения заданного режима запаривания сырца по диаграммам на контрольных приборах. Одновременно проверяют запись давления пара, которое не должно превышать 0,05 МПа.

Контроль готовой продукции.

После выгрузки кирпича работники ОТК определяют их марочность, проводят необходимые измерения и отбор образцов для анализа в соответствии с системой контроля и качества готовой продукции, предусмотренной стандартом предприятия (табл. 3.3). На складе готовой продукции отдел технического контроля предприятия-изготовителя принимает кирпич партиями. Партия состоит из одного вида кирпича по прочности и морозостойкости. За партию принимают количество кирпича, соответствующее емкости одного или нескольких автоклавов, в зависимости от стабильности технологии производства, но не более 100 тыс. шт.

Сейчас для контроля качества готового кирпича используют метод разрушающего контроля. Ультразвуковой импульсный метод основан на связи между временем распространения ультразвука на постоянной базе измерения, равной длине кирпича, и пределом прочности при сжатии с последующей автоматизированной регистрацией и обработкой получаемой информации на ЭВМ.

Затем кирпич отпускают непосредственно потребителю или они поступают на склад готовой продукции.

Таблица 3.3

Контроль качества готовой продукции.

Контролируемая операция	Периодичность контроля	Метод контроля	Параметры контроля
Размеры и внешний вид Предел прочности при сжатии Предел прочности при изгибе	Для партии 25 образцов, т.е. по 5 от каждой третьей вагонетки 5 образцов полнотелого кирпича, т.е. по одному образцу с каждой четвертой вагонетки партии 5 образцов для каждой партии кирпича марки 100	По ГОСТ 379-79, металлической линейкой (ГОСТ 427-75), штангенциркулем (ГОСТ 166-80), угольником По ГОСТ 8462-85 По ГОСТ 8462-85	Длина 3мм, ширина и толщина 2 мм Марка по прочности Величина предела прочности
Плотность и масса Водопоглащение Морозостойкость Прочность сцепления отделочного покрытия с изделием Тон и цвет поверхностей изделий	3 образца один раз в сутки 3 образца один раз в квартал 10 полнотелых кирпичей один раз в квартал 3 образца один раз в месяц Каждую партию цветных и лицевых изделий	По ГОСТ 6427-75 По ГОСТ 7025-78 По ГОСТ 7025-78 По ГОСТ 379-79 Визуально	Эффективные - кирпичи с плотностью не более 1400 кг/м, условно эффективные - от 1400 до 1650 кг/м Не менее 6% Марка по морозостойкости Не менее 0,006 Н/м Соответствие образцу-эталону

Список литературы

1. Вахнин М.П., Анищенко А.А. Производство силикатного кирпича - М.: Высшая школа, 1989. - 200 с.

2. Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича - М.: Стройиздат, 1982. 384 с.

3. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы: Учебник для ВУЗов - М.: Стройиздат, 1986. - 688 с.

4. Строительные материалы: Справочник/ А.С. Болдырев, П.П. Золотов, А.Н. Люсов и др. - М.: Стройиздат, 1989. - 567 с.