Производство гиперпрессованного кирпича

                                                       РЕФЕРАТ

Отчет о курсовом проекте      с.,     ил.,    табл.,     источников, 1 прил.

ГИПЕРПРЕССОВАНИЕ, КИРПИЧ-СЫРЕЦ, ПАРООБРАБОТКА, ПАРОГЕНЕРАТОР, ДОЛОМИТ, ЦЕМЕНТ, КИРПИЧ ЛИЦЕВОЙ ПОЛНОТЕЛЫЙ, АВТОКЛАВ

Объектом проектирования является производство лицевого кирпича методом гиперпрессования.

Цель проектирования: изучение технологии полнотелого лицевого кирпича методом гиперпрессования на ООО «Дагор». Производственная мощность рассматриваемого предприятия- 6 млн. штук условного кирпича в год.

В текстовой части представлены материальные и тепловые расчеты, произведены экономическая и экологическая оценка проекта, приведено сравнение методов гиперпрессования.

В графической части представлены общий вид основного аппарата –парогенератора, цех производства кирпича, а также технологическая схема производства с автоматикой.

Содержание

Введение

Компания ООО «Дагор» создана в апреле 2006 года. Основным видом деятельности предприятия является производство лицевого кирпича. В настоящее время завод производит лицевой кирпич по технологии гиперпрессование.

Кирпич изготавливается из цементно-минеральной композиции при помощи сверх сильного сжатия. Основным преимуществом гиперпрессованного лицевого кирпича является:

- высокая прочность М200;

- морозостойкость (F50);

- отличное сцепление с цементным раствором;

- широкая цветовая гамма;

- широкая возможность механической обработки кирпича.

Кирпич, изготавливаемый заводом, применяется при строительстве жилищных комплексов, административных сооружений, зданий коммерческих и не коммерческих организаций, торгово-развекательных комплексах и многих других. Ежегодно ООО «Дагор» увеличивает производство выпускаемой продукции на несколько тысяч штук.

Несмотря на высокий спрос на продукцию завода, на предприятии постоянно ведется работа по улучшению качества и ассортимента производства.

ООО «Дагор» обладает большим потенциалом и всеми возможностями для развития. Завод состоит из одной промышленной площадки, находится он в поселке «Новое Аракчино» Кировского района.

Завод состоит из нескольких частей: цех подготовительной линии, цех по производству кирпича, цех для складирования сырья, кательная, административное здание.

1 Основное проектное решение

1.1 Выбор и обоснование метода производства

В проекте используется  схема производства изделий методом гиперпрессования, поскольку у используемого сырья достаточно низкая влажность, пластичность. Метод гиперпрессования из малопластичных масс сложился не так давно и не широко используется в керамической технологии. Способ гиперпрессования позволяет выпускать изделия очень высокой прочности разных цветов и размеров, сложной формы и большей пустотности. В отдельных случаях предел прочности при изгибе и морозостойкость таких изделий выше, чем у изделий, полученных способом полусухого прессования из того же сырья.

При переработке в сыром виде схема подготовки сырья несколько проще и экономичней, поскольку нужно меньше перерабатывающего оборудования, следовательно, меньше энергоемкость. Все оборудование более надежно и просто в обслуживании. Температура парообработки изделий  в разы ниже, чем, при обжиге, что позволяет также снизить энергозатраты. В то время как технология полусухого прессования требует более совершенной системы аспирации и использования более высокопроизводительных прессов. К тому же современная схема технологического процесса производства изделий стеновой керамики способом гиперпресования при влажности исходной массы в пределах 18-24% является наиболее рациональной. Цикл пресования занимает очень короткое время, что позволяет сократить затраты электроэнергии. Механическая переработка цемента позволяет разрушить ее структуру, разрыхлить куски глины, доведя ее до гомогенной массы, выделить, раздробить или измолоть находящиеся в ней крупные включения, в том числе и известковые, отсеять при необходимости крупные фракции[1].

Цемент для изготовления тонкостенных изделий необходимо подвергать более интенсивной обработке, причем интенсивность обработки должна возрастать по мере увеличения пустотности и размеров камня. Технологическая схема производства способом гиперпресования обеспечивает поточность и непрерывность, компактность и рациональность использования технологического оборудования, посильную, экономически оправданную, механизацию и автоматизацию производства. И как результат повышение производительности труда, снижение затрат на производство и улучшение качества продукции в сочетании с ростом её ликвидности (конкурентоспособности) на современном рынке стеновых строительных материалов, изделий и конструкций [1].

Недостатком способа гиперпрессования является большая длительность технологического цикла за счет процесса парообработки, продолжающегося от 10 до 13 часов. Низкая прочность формованного сырца, особенно пустотелого.

1.2 Выбор места строительства

ООО «Дагор» находится в промышленной зоне Кировсого района г. Казани, реконструируемой части города. Место расположено на пересечении крупных железнодорожных и автомобильных магистралей, что в свою очередь обеспечивает бесперебойную поставку сырья на завод. Дороги выходят на Аракчинскую трассу и объездную Казанскую дорогу. Рынок лицевых кирпичей в РТ высоко сегментирован по производителям, что объясняется отсутствием явно выраженных лидеров в отрасли. Для РТ естественная рыночная ниша составляет 100 км от кирпичного завода. Таким образом, для ООО «Дагор» этой нишей является зона «Казань».

Все это обуславливает хорошие перспективы для развития завода, обеспечивает выпускаемой продукции предприятия широкий региональный рынок, поскольку есть подъездные пути, ресурсы рабочей силы, потребность в строительстве и хорошая сырьевая база.

2 Технологическая часть                

2.1 Технологические основы процессов

Подготовка сырья

Первый этап при изготовлении лицевых кирпичей – это подготовка сырья. Применение метода гиперпрессования предусматривает приготовление цементно-песчаной массы с содержанием влаги до 21%. Сырьем для изготовления кирпичей служит, как правило, цемент и доломит, с содержанием оксида кальция, алюминия, железа, магния. Также применяют различные добавки - пигменты. Количество добавок составляет примерно 30%. Куски цемента тщательно измельчаются до размеров 100-150 мм, а затем по окончанию загрузки ковша скипового подъемника отдозированные компоненты поднимаются к загрузочной воронке включенного бетоносмесителя и высыпаются в его чашку. В течение 1,5 минут производиться сухое перемешивание компонентов, затем вводиться вода в требуемом по предварительному расчету количестве. Количество влаги доводится до 18-25%. В смесителе цемента и доломита примешиваются необходимые добавки. И в завершение первого этапа прессами формуется брус, заготовка будущих кирпичей.

Формование кирпича

Формованием называется процесс придания массе заданных форм и размеров, т. е. получения заготовки (полуфабриката) изделия. Структура заготовки в значительной мере определяет строение и свойства изделий после автоклава. При формовании стремятся максимально увеличить содержание твердой фазы, чтобы снизить усадки при парообработке. Пластичность предопределяет наличие специфических деформационных свойств — малой вязкости и достаточно высокого предела текучести.

Показателем формовочных свойств масс является соотношение между внешним и внутренним трением. Считают, что формование возможно, если внутреннее трение массы больше, чем трение о формующий орган машины. Для оценки формовочных свойств используют коэффициенты внутреннего трения и сцепления массы. Из уравнения Кулона-Мора следует, что сопротивлением массы сдвигу определяется коэффициентом внутреннего трения, сцеплением и действующим сжимающим напряжением :

     σпр= σf + С ,                                                                                              (2.1) 

где               σПР – сопротивление массы сдвигу;

f – коэффициент внутреннего трения;

С – сцепление;

σ – действующее  сжимающее напряжение.

Основные свойства пластичной формовочной массы зависят от минерального состава, формы и размеров частиц твердой фазы, вида и количества временной технологической связки, интенсивности образования гидратных слоев на поверхностях частиц. С увеличением содержания жидкой фазы коэффициент внутреннего трения растет, проходя через максимум. Другие показатели уменьшаются монотонно, но с разной интенсивностью. Это позволяет для каждой массы выбрать оптимальное значение формовочной влажности. Лучшие формовочные свойства имеет масса с максимально развитыми слоями физически связанной воды при минимальном содержании свободной воды в системе [2].

Возрастание дисперсности твердой фазы увеличивает количество контактов между частицами в единице объема и прочность. Одновременно растут оптимальная формовочная влажность, предел текучести, вязкость, модули деформации, коэффициент внутреннего трения и связность массы, повышается пластичность.

Пластическое формование осуществляют изготовление кирпича производиться за три хода матрицы формующей установки. Механические напряжения не превышают 1–30 МПа, масса содержит 30-60% жидкости по объему. Заготовка сохраняет форму благодаря наличию предела текучести. Важнейшей задачей при пластическом формовании является подбор оптимальной формовочной влажности. Для оценки формовочной влажности WФ по П.А. Ребиндеру используют зависимость пластической прочности структуры Рm, от влажности Wабс

Рисунок 2.1 - Зависимость пластической прочности структуры от влажности:

f – коэффициент внутреннего трения; Е1 и Е2 – модули быстрой и замедленной обратимой деформации; С – сцепление; η – вязкость.

На последней стадии включается в работу горизонтальный цилиндр и матрица с отпрессованными двумя кирпичами перемещается в третье положение (разгрузка), где происходит выталкивание кирпича из матрицы. Затем матрица вращается в    исходное положение под загрузку, а отформованные кирпичи вручную снимаются со стола. Далее цикл повторяется [2].

Тепловая обработка

Режим работы автоклава:

- подъём пара,

- выдержка,

- 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 (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 175оС под давлением 1,2 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 гидроксида 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.