Технология полнотелого лицевого кирпича методом гиперпрессования на ООО «Дагор»

       * 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.

       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 175^оС 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 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, т. е. 130-150^оС, 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 соприкасающимся с кремнеземом SiO₂ .

       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 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. Это объясняется происходящей карбонизацией гидрата оксида кальция за счет углекислоты воздуха по формуле:

       Са(ОН)₂+СаСО₂=СаСО₃+Н₂О  (2.2)                                                                    

       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. Совокупность всех перечисленных операций составляет цикл работы автоклава, который равен 10 - 13 час. 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 над 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.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       3 Расчетная часть

       3.1 Материальные расчеты

Общие исходные данные для технологических расчетов:
Производительность  завода	6  млн. шт. год
Масса одного изделия	3,2  кг
Нормы потерь и брака по технологическим  переделам:
Разгрузка на выставочной площадке (бой)	2%
Формование (брак)	0,5% (возврат)
Складирование шихты	0,2%
Смешение (лопастной смеситель)	0,05%
Объемное дозирование (ящичный питатель)	0,1%
Транспортировка доломита	0,02%
Переработка доломита	1%
Пароувлажнение	0,4%
Остаточная  влажность кирпича после автоклава	6%
Влажность карьерной цемента	24%
Влажность доломита	30%
Формовочная влажность	21%

 

Состав  шихты:

Цемент– 60% плотность цемента – 1,2 т/м³

Доломит – 35% плотность доломита– 1,6 т/м³

Пигмент- 5% плотность пигмента–0,05 т/м³

В 1 м³ содержится 60 % (об) цемента с плотностью 1,2 т/м³: 0,6*1,2=2,4 т

В 1 м³ содержится 35 % (об) доломита с плотностью 1,6 т/м³: 0,35*1,6=7,3 т

В 1 м³ содержится 5 % (об) пигмента с плотностью 0,05 т/м³: 0,05*0,05=0,05 т

Итого: 1 м³ весит 9,75 т.

Расчет  производственной программы  цеха

       Эффективный фонд времени работы оборудования Т_эф. определяем по формуле:

       Для непрерывного производства :

       Т_эф = Т_кал.∙К_исп.    (3.1)                                                                                                                                                    

где  Т_кал. - календарный фонд работы оборудования, маш.ч; при непрерывном режиме, Т_кал.- 8760 маш.ч;

       К_исп. - коэффициент использования оборудования во времени, рассчитывается согласно, К_исп. - 0,81

       Тогда:

       Т_эф = 8760 ∙0,81 = 7095 маш.ч.

       Часовая производительность Q _час. технологического комплекса:

       Q _час. = Q _год           (3.2)                                                                                                                                                                 

       Q _год. - годовая производительность технологического комплекса,

       Q _год. = 6 млн. шт. усл. кирпича

       Q _час. = 6000000 / 7095 = 3524 шт/ч                                                          

       Сменная производительность Q _смен. :

       Q _смен. = Q _час. ∙ t _см.  (3.3)                                                                                               

       Q _смен. = 3524 * 8 = 28192 шт/см

       Суточная  производительность Q _сут. :

       Q _сут. = Q _смен. ∙ Z _см.   (3.4)                                                                                                                                                 

       Q _сут. = 28192 ∙ 3 = 84586 шт/сут

       Найдем  массу одного кирпича размером 250×120×65 (мм):

        m = p∙V  (3.5)                                                                                                                                                 

где р – плотность кирпича, 1800 кг /м³;

     V – объем кирпича:                                                   

       V = S∙h,  (3.6)

где h – высота кирпича;

     S – площадь кирпича:

       S = a∙b  (3.7)

где а – длина кирпича;

     b – ширина кирпича.

     S = 250∙120 = 30000 мм² = 0,03 м²                         

       V = 0.03∙0.65 = 0,00195 м³

       m = 1800∙0,00195 = 3,5 кг.

       При условии, что масса одного кирпича m = 3,12 кг, часовая Q _час., сменная Q _смен. и суточная Q _сут. массовые производительности соответственно составят:

       Q _час. = Q _час. ∙ m = 3524 ∙ 3,5 = 10994,88 кг/ч. = 10,99 т/ч 

       Q _смен. = Q _смен. ∙ m = 28192 ∙3,5 = 87959,04 кг/см. = 87,959 т/см          

       Q _сут. = Q _сут. ∙ m = 84576 ∙3,5 = 263877,12 кг/сут. = 263,877 т/сут    

       Масса выпускаемого кирпича в т:

       25000 000 ∙3,5/1000 = 124 800 т                                                                  

Расчёт  материального баланса  цеха

       Производительность  завода

       6000000 ∙ 3,5 = 21500000 кг/год = 21500 т/год                                     

       Масса кирпича, поступающего на склад с учетом боя при разгрузке на выставочной площадке

       21500∙100/(100-2) = 24285,714 т/год                                                          

       Бой на складе 21285 -247500 = 3785,714 т/год                                           

       Потери  при садке на вагонетки 

       105065,175 - 104539,849 = 525,326 т/год                                                  

       Масса шихты, поступающей на формование с  учетом брака при формовании:

       130934,403∙100/(100-0,5) = 131592,364 т/год