Охрана труда и окружающей среды

     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, 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 174.5 °C 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. 174.5 – 190.7 °C, 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 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 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 окиси кальция за счет углекислоты воздуха.  

         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 за режимом запаривания на автоклавах установлены манометры и самопишущие дифманометры, снабженные часовым механизмом, записывающим на барограмме полный цикл запаривания кирпича [3].  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Технологическая схема производства силикатного расплава 

 

     

     

     

       

     

     

       

     

     

     

     

     

       

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

       

     

     

     

     

     

     

       
 
 
 
 
 

      1.4 Режим работы и фонд рабочего времени 

     Режим работы следует принимать с учетом проведения ремонта технологического оборудования в нерабочие смены и дни. Не предусмотрены потери рабочего времени по организационным причинам.

     Обеденный перерыв в цехе в течении рабочих  смен с остановкой технологической линии не предусматривается.

     Номинальный годовой фонд рабочего времени оборудования, ч, рассчитывается по формуле:

     

,

          

     где N – количество рабочих дней в году;

                  n – количество рабочих смен в сутки;

                  t – продолжительность рабочей смены, ч; 

     Расчетное рабочее время оборудования в  год, ч, рассчитывается по формуле:

,  

     Рассчитываем  номинальный годовой фонд рабочего времени оборудования, ч.

     1 Прием сырья автотранспортом:

     2 Обжиг извести:

     3 Помольное отделение:

     4 Смесеприготовительное отделение:

     5 Формовочное отделение:

     6 Запарочное отделение:

     7 Склад готовой продукции:

        1 по приему:

        2 по отгрузке:

     Рассчитываем расчетное рабочее время оборудования в год, ч.

     1 Прием сырья автотранспортом:

     2 Обжиг извести:

     3 Помольное отделение:

     4 Смесеприготовительное отделение:

     5 Формовочное отделение:

     6 Запарочное отделение:

     7 Склад готовой продукции:

        1 по приему:

        2 по отгрузке:

       Результаты расчета режима работы предприятия  приведены в таблице 10.

     Таблица 10 – Расчетный режим работы предприятия 

 
 
 
 
 
 
 
 

     1.5 Расчет производственной программы 

     Данное  предприятие рассчитано на производство 250 млн. шт. усл. кирпича в год. Ассортимент продукции: камни – 40 %, кирпич одинарный пустотелый – 60 %.

     По  производительности и пустотности рассчитываем сколько выпускается каждого вида изделия:

       камни 0.4 · 250 = 100 млн. шт. усл.  к.

          кирпич одинарный пустотелый 0.6 ·  250 = 150 млн. шт. усл. к. 

     Режим работы завода: 253 рабочих дня по пятидневной рабочей неделе, 3 – 3 смены.

     В качестве формовочных агрегатов  принимают комплексы СМС – 270.

     Годовая производительность 1 пресса, тыс. шт. усл. кирпича, рассчитываются по формуле:

     

, 

     где  П – паспортная производительность пресса, тыс. шт. усл. кирпича в ч;

             К₁ – коэффициент выхода годной продукции из пресса;

   К₂ – коэффициент выхода годной продукции из автоклава;

                 Т_р – годовой фонд рабочего времени, ч.

     Паспортная  производительность пресса  СМС  – 270 при формовании камней  составляет 5.4 млн. шт., а при формовании одинарного пустотелого кирпича – 4.8 млн. шт.

     Таким образом, при формовании камней производительность пресса, тыс. шт. усл. кирпича, равна:  

           млн. шт. 

     При формовании кирпича производительность пресса, тыс. шт. усл. кирпича, равна:  

       млн. шт. 

     Для обеспечения годовой программы  по камням необходимо установить n₁ прессов, количество которых рассчитывается по формуле: 

         или 6 

         для обеспечения годовой программы  по кирпичу – n₂ прессов,  количество которых рассчитывается по формуле.

                                    

             или 10