Механическая прочность силикатного кирпича, выгруженного из автоклава, ниже той, которую он приобретает при последующем выдерживании его на воздухе. Это объясняется происходящей карбонизацией гидрата окиси кальция за счет углекислоты воздуха по формуле
Са(ОН)2 +СаСО2 =СаСО3 +Н2 О
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 жеравномерного 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 полныйцикл запаривания кирпича.
Из автоклава силикатный кирпич поступает на склад.
4.3 Выбор режима работы предприятия и план производства продукции.
Режим работы предприятия определяется характером протекания производственных процессов. Предприятие по производству силикатного кирпича характеризуется непрерывным производственным процессом. Таким образом, при выборе режима работы предприятия необходимо руководствуются следующими параметрами:
-эффективный фонд времени (Тэф.) составляет 365 дней
-число часов работы в смену (Тсм.) принимают 8
-проектная годовая мощность предприятия равная 100000000 шт.усл. кирпича
Необходимое количество смен в сутки можно рассчитать по формуле:
,
Q – проектная мощность предприятия,
q – часовая производительность производства.
Часовая производительность равна:
Таким образом, количество смен в сутки составит:
Годовой план производства продукции определяется проектной мощностью предприятия, а выпуск её на рынок сбыта в течении года может быть распределён поквартально, что наиболее удобно для силикатного кирпича. Намечаемый объём выпуска продукции показан в таблице 11.
Таблица 11.
Намечаемый объём выпуска продукции.
| Производство и распределение | Распределение объёма выпуска продукции по кварталам, шт. усл. кирпича |
|||
| I | II | III | IV | |
| Объём производства | 25000000 | 25000000 | 25000000 | 25000000 |
| Выпуск товара на рынке | 16666667 | 16666667 | 16666667 | 16666667 |
| В том числе запасы | 8333333 | 8333333 | 8333333 | 8333333 |
4.4 Расчёт потребности сырья и материалов.
Потребность сырья и материалов рассчитывается из следующих параметров:
Исходная активность извести = 70%. Содержание извести в вяжущем = 80%. В этом случае, активность полученного вяжущего составит:
На 1т сухой известково-песчаной смеси для получения её активности необходимо взять 80*0,56 = 44,8 кг ИПВ и 955,2 кг песка.
Потребность сырья на 1000 шт. усл. кирпича.
1. Потребность песка:
0,9552*4,3 = 4,1т
С учётом 5%-ной карьерной влажности потребность песка составит:
4,1*1,05= 4,305т
2. ИПВ:
0,384*4,3= 1,6512
из них: -извести 1,6512*0,8=1,32096т
-песка 1,6512*0,2=0,33024т
Таким образом, общее количество песка составит:
4,305+0,33024=4,63524т
С учётом 3% потерь смеси в процессе производства количество компонентов составит:
Þ Песок – 4,63524*1,03=4,8т
Þ Извести – 1,3296*1,03=1,4т
При проектной мощности 100 млн. шт. усл. кирпича потребность сырья составит:
Þ Песок – 4,8*100=480 тыс. т в год;
Þ Известь – 1,4*100=140 тыс. т в год
Таблица 12.
| № п/п | Сырьевые компоненты, ед. измерения | Процент потерь | Норма расхода на единицу продукции | Расход с учётом потерь | ||||
| год | месяц | сутки | смена | час | ||||
| 1 | Песок, тыс. т | 3% | 0,0048 | 480 | 40 | 1,7 | 0,57 | 0,071 |
| 2 | Известь, тыс. т | 3% | 0,0014 | 140 | 11,7 | 0,5 | 0,17 | 0,021 |
4.5 Выбор и расчёт складов сырья и готовой продукции.
1. Слад песка.
Тип склада открытый. С учётом месячного запаса сырья, высоты слоя складирования и насыпной плотности, общая площадь склада составит:
2. Склад извести.
Известь хранится в приёмных бункерах V=6 м3 . Насыпная плотность комовой извести = 1600 кг/м3 . Таким образом, рассчитаем необходимое количество бункеров:
3. Склад кирпича.
Кирпич хранится пакетами (клетками). Склад рассчитан на хранение готовой продукции в течение 1 недели от месячного объёма производства. Тогда запас продукции составит:
8333333:3=2777778 шт. усл. кирпича.
В одном штабеле 672 кирпича, и он занимает 1,8 м2 . Таким образом, всего штабелей понадобится:
2777778:672=4134 штабелей
Исходя из полученных данных, можно рассчитать площадь склада кирпича:
5. Механическая часть.
Расчёт основного технологического оборудования.
Основой расчёта технологического оборудования является проектная мощность предприятия (100 млн.шт.усл.кир.), режим его работы (непрерывный), продолжительность технологического цикла и часовая производительность агрегата.
Расчёт необходимого числа единиц (n) оборудования производят по формуле:
,
Рn – требуемая часовая производительность предприятия,
Рч – часовая производительность выбранного агрегата,
К – нормативный коэффициент использования оборудования во времени (0,8)
Расчёт необходимого числа единиц оборудования:
1. Шаровые мельницы.
2. Силосы.
3. Прессы.
4. Автоклавы.
Данные о технологическом оборудовании сведены в таблице 13.
Таблица 13.
Перечень технологического оборудования.
| № п/п | Наименование | Тип, марка | Производительность | Мощность двигателя | Масса, габарит | Стоимость | Количество |
| 1 | Мельница | СМ-146 | 5000 кг/ч | 130 | 10,7*31 | 16,4 | 3 |
| 2 | Силосы | СМ-152, 246 | 1670 кг/ч | 25 | 2,5*1,5 | 5,2 | 9 |
| 3 | Пресса | СМ-816, 152 | 2680 шт. усл. к/ч | 35 | 4,75*3,35 | 37,5 | 6 |
| 4 | Автоклавы | 39,5 | 2,2*2,7 | 68,8 | 13 |
6.Контроль производственного процесса и качества готовой продукции.
Дробление извести. Проверяют один раз в смену путем рассева пробы дробленой извести на ситах с отверстиями 5, 10, 20 и 30 мм. При измельчении в молотковой дробилке вся известь должна проходить сквозь сито с отверстиями 10 мм, а остаток на сите с отверстиями 5 мм не должен превышать 25%. Если на заводе используют щековые дробилки, то вся дробленая известь должна проходить сквозь сито с отверстиями 30 мм, а остатки на остальных ситах должны быть соответственно не более 50, 30 и 20%.
Шихтовка песков . Эту операцию контролируют в начале каждой смены. В том случае, если крупность песков отличается не более чем в три раза, их шихтовку следует прекратить, так как при этом пористость песков увеличится, что приведет к перерасходу вяжущего.
При грубой шихтовке песков в карьере проверяют, в какой пропорции загружают вагонетки или автосамосвалы песками различной крупности в каждом забое. При наличии нескольких приемных бункеров для разных фракций песка необходимо проверять заданную пропорцию песков в шихте по количеству питателей одинаковой производительности, одновременно выгружающих пески различной крупности. Если жеподача разных песков осуществляется только из двух бункеров, то. в этом случае проверяют количество песка, выдаваемого каждым питателем, общеизвестными приемами по скорости движения ленты питателя и площади сечения лежащего на ней песка с учетом его насыпной плотности.
Отсев включений из песка . В начале каждой смены проверяют состояние сит на грохотах, так как при разрыве сит крупные включения могут попадать в просеянный песок, а при замазывании – песок может поступать в отсев.
Дозирование компонентов вяжущего . Проверяют ежесменно положение шиберов или отсекающих ножей при использовании объемных питателей и показания регистрирующих приборов при использовании весовых дозаторов. Не реже раза в неделю производят контрольные взвешивания порций компонентов, выдаваемых питателями и дозаторами за определенный промежуток времени (например, за 15 – 20 с).
Тонкость помола вяжущего . Контролируют не реже одного раза в смену путем просева пробы на механическом приборе для просеивания цемента. 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 см2 /г.
Дозирование компонентов силикатной смеси . Эту операцию проверяют в начале каждой смены аналогично контролю дозирования компонентов вяжущего.
Приготовление смеси . Контролируют увлажнение компонентов, их пароподогрев (в случае его применения) 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 с в стеклянные бюксы с притертыми крышками не менее 15 проб смеси, выходящей из смесителя, и определения содержания в них влаги и активной окиси кальция. Для определения активности следует брать навеску смеси 7 г, так как, при этом получаются наиболее правильные результаты. Затем известными способами подсчитывают коэффициент вариации влажности и активности смеси, который должен быть не выше 0,1. В случае его превышения необходима тщательная регулировка работы дозаторов, проверка состояния лопастей смесителей и частоты вращения их валов.
Гашение смеси . Проверяют температуру поступающей в силосы или реакторы и выходящей из них смеси три раза в смену и степень погашенности извести один раз в смену. Степень погашенности определяют по пробе массой 100 г, помещенной в сосуд Дьюара, непосредственно на месте отбора, сравнивая кривую остывания пробы с тарировочной кривой остывания сосуда Дьюара при одинаковой их начальной температуре. В том случае, когда кривая остывания пробы расположена выше тарировочной кривой, необходимо увеличить сроки гашения смеси.
Обработка гашеной 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: из скоплений частиц извести, глины, дисперсного кремнезема или же из окатышей хорошо промешанной однородной смеси компонентов. При наличии в смеси отдельных комочков извести, глины и других дисперсных материалов следует проверить правильность и равномерность питания стержневых смесителей, а в случае обработки и доувлажнения смеси в лопастных смесителях – также состояние лопастей и частоту их вращения.
Формование и укладка сырца на вагонетки . Необходимо не реже одного раза в смену определять на циферблатных весах массу сырца, сформованного в различных гнездах стола каждого пресса, внешний вид и прочность сырца, наличие в нем дефектов, возникающих при формовании и укладке автоматами на запарочные вагонетки, а также состояние поверхности платформ вагонеток.
Транспортирование сырца и загрузка его в автоклавы . Следует ежесменно проверять состояние откаточных путей и стыков, загрязненность рельсов просыпью, плавность заталкивания запарочных вагонеток в автоклавы, закрывание крышек проходных автоклавов с выгрузочного конца сразу после выкатки состава запаренного кирпича во избежание охлаждения и подсушки загружаемого сырца.
Автоклавная обработка. Ежесменно контролируют правильность проведения заданного режима запаривания сырца по диаграммам на контрольных приборах или же при наличии программных регуляторов по их записям. Одновременно проверяют запись давления пара в магистральном паропроводе, которое должно превышать по крайней мере на 0,05 МПа заданное давление в автоклавах. Необходимо регулярно следить за выпуском воздуха из автоклавов в начале запаривания.
Контроль качества готовой продукции. Качество запаренного силикатного кирпича и камней определяется по ГОСТ 379-79 для каждой партии изделий, равной вместимости одного автоклава, по внешнему виду, размером (250*120*88мм), испытанию на прочность при изгибе и сжатии, причём последние испытание помогает определить марку кирпича. Силикатный кирпич также испытывается на водопоглощение и морозостойкость (25 циклов).
Основные параметры контроля сведены в таблице 11.
Таблица 11.
Контроль производства и качества силикатного кирпича.
| Наименование технологической операции | Параметры контроля | Периодичность контроля | Нормативная документация, в соответствии с которой осуществляется контроль |
| Помол вяжущего | тонкость помола: остаток на сите с сеткой №021 – до 2%, №008 – 10% |
1 раз в смену | ГОСТ 379-79 |
| Приготовление смеси | коэффициент вариации влажности и активности смеси – до 0,1 | 1 раз в неделю | |
| Формование и укладка сырца на вагонетки | дефекты сырца; прочность сырца |
1 раз в смену | |
| Автоклавная обработка | давление пара | ежемесячно | |
| Готовая продукция | размер кирпича ( прочность при изгибе и сжатии водопоглощение (не менее 6 %) морозостойкость (25 циклов) |
для каждой партии изделий |
)7.Мероприятия по охране окружающей среды.
Одним из факторов, отрицательно влияющих на морально-психологическое состояние людей, стала в последнее время радиоэкология окружающей среды, в том числе и строительных объектов промышленного и гражданского назначения. Каждый житель нашей страны в среднем получает ежегодно дозу около 5 мЗв (1Зв=100 бэр) на все тело за счет природной радиации и медицинской диагностики.
Эффективные эквивалентные радиационные дозы облучения, получаемые населением от строительных материалов и конструкций, наиболее высоки и составляют 56 – 65%, в том числе: гамма-излучение (30 – 35%) и радиоактивные газы (26 – 30%).
Учитывая неравномерность распределения естественных радионуклидов (от 7 до 4700 Бк/кг) в горных породах и минералах, используемых для производства строительных материалов, возникает необходимость регионального исследования на радиоактивность строительных материалов, изделий и конструкций и составления четкой и полной картины о вкладе их в эффективную эквивалентную дозу облучения.
В районах с нормальным естественным радиационным фоном основной вклад в радиоактивность строительных материалов и изделий вносят природные источники и в первую очередь естественные радионуклиды – 238,235 U , 40 K , 226 Ra и 232 Th .
Представляется актуальным создание эффективной системы радиационного контроля и принятия неотложных мер по обеспечению радиационной безопасности человека с учетом снижения риска при возникновении нарушений дейстующих норм на всех этапах технологического процесса производства – от карьера до выпуска готовой продукции. Как только минеральное сырье извлечено из недр и пущено в технологический процесс, источник излучения из природного превращается в антропогенный.
Силикатный кирпич, соответствующий ГОСТ 379 – 95 «Кирпич и камни силикатные», является одним из основных видов строительных материалов в жилищном строительстве. В связи с этим проведены исследования радиационной безопасности представительных проб на основных технологических переделах производства полнотелого утолщенного силикатного кирпича марки 150, производства крупнейшего в Белгородской области АО «Стройматериалы».
Общую радиоактивность и удельную эффективную активность радиоизотопов тория, радия, калия и цезия определяли гамма-спектрометрическим методом как в исходном сырье, так и на основных технологических переделах, включая готовую продукцию. Измерения проводили в аккредитованной в Госстандарте РФ лаборатории радиационного контроля («Спектр») при Бел ГТАСМ.
Более 50% заводов силикатного кирпича в стране располагают собственными известково-обжигательными цехами, сырьем для которых служат карбонатные породы. АО «Стройматериалы» в качестве карбонатного сырья использует мел Белгородского месторождения. Меловые породы Белгородского месторождения относятся к верхнемеловому возрасту. В геологическом строении месторождения принимают участие меловые, палеогенные и четвертичные отложения. Форменный состав мела – это коколиты, фораминеферы, призмы иноцерамов и порошковый кальцит. Мел отличается повышенной степенью чистоты. В меловой породе встречаются лишь отдельные пятна, окрашенные гидроокислами железа. Высокое качество мела подтверждается его химическим составом, который свидетельствует о преимущественном содержании кальцита СаСО3 .
Присутствующие в небольшом количестве карбонаты магния образуют рассеянные в основной массе мела кристаллы магнезиального кальцита, доломита и сидерита. Некарбонатная часть представлена глинистыми минералами, силикатами, окислами железа, калия, титана, соединениями марганца и фосфора.
 |
На рисунке 1 приведена технологическая карта радиационного мониторинга производства извести и силикатного кирпича.
Рисунок 1.
Технологическая карта радиационного мониторинга производства силикатного кирпича. *
Знание закономерностей распределения радионуклидов в меловых отложениях и песке необходимо не только для оценки геохимического поведения их в природе, но и весьма важно для обеспечения радиационной и экологической безопасности при производстве извести и силикатного кирпича.
Анализ содержания радионуклидов и обшей удельной эффективной активности показывает, что относительный вклад радионуклида АК в суммарную гамма-активность песка, мела, извести и готового силикатного кирпича составляет соответственно 47; 0,6; 17 и 26 %.
Природный мел практически не сорбирует 232 Th , однако он содержится в готовом изделии (силикатном кирпиче) за счет введения песка, в котором активность по торию составляет 5 Бк/кг. При декантировании песка водой содержание тория в нем резко снижается.
По технологическому циклу при производстве извести пыль из пылеосадительной камеры возвращается во вращающуюся печь. Это приводит к увеличению активности 226 Ra в силикатном кирпиче. В связи с тем, что радий является источником выделения радиоактивного газа радона при его распаде, возникает вопрос о целесообразности возвращения пыли во вращающуюся печь из пылеосадительной камеры.
Полученные системные анализы на радиационное качество карьерных материалов, извести и готового силикатного кирпича согласно требованию ГОСТ 30108 – 94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов» свидетельствуют о том, что меловые отложения Белгородского месторождения, а также песок Нижне-Ольшанского месторождения, известь и силикатный кирпич относятся к низкорадиоактивным объектам и соответствуют первому классу радиационной безопасности, пригодны во всех видах строительства. Однако в сложившейся практике радиационный мониторинг в условиях действующего производства обеспечивается только на стадиях 1; 3 и 9 (см. рисунок 1).
Выполнение комплексного и системного радиационного мониторинга горного сырья, а также на всех технологических стадиях производства извести и силикатного кирпича, принятие ряда технических решений по использованию пылевидных известковых фракций позволят существенно снизить - радиационный уровень силикатного кирпича, а следовательно, и общего радиационного фона в жилых и промышленных зданиях и сооружениях.
Заключение.
В заключение, о проделанной работе можно совершенно точно сказать, что предложенный способ производства – силосный – силикатного кирпича, был выбран вполне обоснованно и является на данный момент наиболее эффективным.
Силосный способ имеет значительные экономические преимущества, 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 иувлажняются. Таким образом, происходит уменьшение как финансовых затрат, так и временных. Последние в свою очередь неизбежно влекут за собой экономию денежных средств. Кроме того, увеличивается производительность завода.
Белгородский рынок является весьма перспективным для производства силикатного кирпича. Сейчас создаются проекты строительства новых жилых районов, которые потребуют большого количества строительных
29-04-2015, 04:17