Производство гиперпрессованного кирпича

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. 50 - 6000С, 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 гидроксида кальция Са(ОН)2, непосредственно соприкасающимся 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 – гидросиликаты кальция.

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 гидроксида и 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 гидроксидов кальция и, следовательно, повышается прочность силикатного кирпича. Одновременно пленки цементирующего вещества сильней обогащаются выпадающим из раствора гидроксидом кальция.

2.2 Характеристика сырья и готовой продукции

Характеристика сырья

В данном курсовом проекте в качестве основного компонента используется цемент. Данный цемент является малопластичной, относится к группе среднедисперсного сырья. Химический состав цемента представлен в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Химический состав цемента

Карьерная влажность сырья 1,4%;

Число пластичности – 3-5;

Воздушно-линейная усадка –1,2%;

Общая линейная усадка –1,6%;

Объемная насыпная плотность – 1800кг/см2.

В качестве корректирующей добавки  используют доломит и пигменты.

Доломит увеличивает прочность  сырца и полуфабриката после гиперпресовки, армируя массу  своими волокнами, улучшают влагоотдачу и уменьшают воздушную усадку, уменьшает пористость увеличивают  массу кирпича, увеличивает тепло- и звукоизоляционные свойства и, естественно, несколько увеличивают  прочность готовых изделий.

Рецепт шихты и поставщики компонентов представлены в таблице 2.2

Таблица 2.2 – Поставщики компонентов и рецепт шихты

Характеристика готовой продукции

Продукция, изготавливаемая на ООО «Дагор» представлена в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Характеристика продукции ООО «Дагор»

2.3  Операционное описание технологического процесса

Прием складирования сырьевых материалов

Цемент доставляется автоцементовозами или ж/д вагонами в расфасованном виде, упакованным в бумажную мешкотару по 50 кг.  Цемент складируется в специальном помещении (поз. 9), расположенном в едином блоке с камерами тепловой обработки. Штабель из мешков цемента набирается автопогрузчиком , высота подъема вилочного захвата которого составляет 3,3 м. Площади производственного здания позволяют разместить 50 т цемента (т.е. объем поставки ж/д вагона).

Отсев от дробления доломитового камня доставляются автосамосвалами и складируют в зоне производственного здания (поз. 1). При высоте штабеля 1,5 м объем хранения технологического запаса заполнителя составляет 5 дней, т. е. одну рабочую неделю.

Пигменты привозятся также автотранспортом и хранится на складе (поз.10) в заводской упаковке. Объем хранения пигментов определяется Заказчиком в зависимости от заказов на цветные изделия.

Подача компонентов формовочной смеси и их дозирование

Из штабеля отсевы загружаются ковшовым автопогрузчиком в приемный бункер (поз.2). Приемный бункер оборудован навесным вибратором для исключения зависания материала и шибером, перекрывающим выпускное окно. Для регулирования потока материала, истекающего из бункера, предусмотрена течка с регулируемой заслонкой. Из бункера самотеком отсевы поступают на ленточный конвейер (поз.3) и далее на однороторную молотковую дробилку (поз. 4). В дробилке происходит измельчение крупных фракций, после чего вся масса отсева посредством ленточного трансопортера подается на грохот (поз. 5).

На грохоте фракция более 5 мм отсевается, а затем возвращается на дробилку (поз. 4), а более мелкая фракция (прошедшая через сито) поступает на ленточный конвейер (поз. 6) далее на элеватор (поз. 7) и в расходный бункер (поз. 8) вместимостью. Из расходного бункера отсев по мере необходимости подается в ковш скипового подъемника (поз. 11). Цемент в упаковке доставляется ручной гидравлической тележкой к ковшу скипового подъемника (поз. 11).

В случае изготовления цветного кирпича пигмент мерной емкостью загружается также в ковш скипового подъемника (поз. 11). Вода для затворения формовочной смеси по сети оборотного водоснабжения подается из расходной емкости (поз.12) оборотного водоснабжения.

Приготовление формовочной смеси

По окончанию загрузки ковша скипового подъемника (поз. 11) отдозированные компоненты поднимаются к загрузочной воронке включенного бетоносмесителя (поз. 13) и высыпаются в его чашку. В течение 1,5 минут производиться сухое перемешивание компонентов, затем вводиться вода в требуемом по предварительному расчету количестве (в зависимости от естественной влажности отсева).

Формование кирпича

Готовая формовочная смесь выгружается из бетоносмесителя (поз. 13) на ленточный конвейер (поз. 14). Для этого оператор посредством пневмоцилиндра открывает затвор в днище смесителя.

С ленточного конвейера формовочная масса направляется в пресс (поз. 15).

В первом положении (загрузка) матрица находиться под бункером и обе ее полости заполняются формовочной смесью. С целью исключения зависания смеси и наиболее полного заполнения матрицы, бункер формующей установки оборудован навесным вибратором. Заполненная смесью матрица с помощью горизонтального цилиндра перемещается во второе положение (на пост формования) , где происходит процесс прессования под давлением 18 МПа.

После снятия давления вновь 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 отморфованные кирпичи вручную снимаются со стола. Далее цикл повторяется.

Цикл прессования утолщенного кирпича состовляет 15…19 секунд, включая выдержку  давлением в течение 3 секунд. Изготовление кирпича производиться в автоматическом режиме. Переналадка на выпуск разного по толщине кирпича производиться путем перестановки датчика регулирующего глубину загрузки матрицы.

Тепловая обработка

Отформованный кирпич (прочностью не менее 0,4 МПа) вручную укладывается штабелем на технологическую вагонетку. Кирпич укладывается на ребро между смежными кирпичами 1…2 см. На один поддон укладывается 144 шт. утолщенного кирпича (6 рядов по 24 шт.) или 216 шт. одинарного кирпича (6 рядов по 36 шт. в одном ряду). Схема укладки кирпича на технологическом поддоне.

Поддоны со свежеотформованным кирпичом перевозятся ручной тележкой к автоклаву (поз. 16), а затем штабалером устанавливаются в 2 яруса по высоте.

Автоклав представляет собой трубу длиной  6м и диаметром 4м, вместимостью 12 вагонеток (V=5965 м3). Режим работы автоклава:

* 1,5 час - подъём пара,

* 5-6 час - выдержка,

* 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 (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.