Производство силикатного кирпича

 

 

 3. Выбор способа и описание технологического процесса

3.1 Выбор способа производства

      

             При барабанном способе песок и тонкомолотая Негашеная известь, получаемая измельчением в шаровой мельнице комовой извести, поступают в отдельные бункера над гасильным барабаном. Из бункеров песок, дозируемый по объему, а известь — по массе, периодически загружаются в гасильный барабан. Последний герметически закрывают и в течение 3...5 мин производят перемешивание сухих материалов. При подаче острого пара под давлением 0,15...0,2 МПа происходит гашение извести при непрерывно вращающемся барабане. Процесс гашения извести длится до 40 мин.

Химическая реакция  гашения извести протекает по формуле:                                                                                                            

                                     СаО+Н₂О=Са(ОН)₂

При силосном способе предварительно перемешанную и увлажненную массу направляют для гашения в силосы. Гашение в силосах происходит 7...12 ч, т.е. в 10...15 раз больше, чем в барабанах, что является существенным недостатком силосного способа. Но его применение вполне обоснованно. Силосный способ приготовления массы имеет значительные экономические преимущества перед барабанным, 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 и увлажняются. Перемешанная и увлажненная масса поступает в силосы, где выдерживается от 4 до 10 час., в течение которых известь гасится.

Силос представляет собой  цилиндрический сосуд из листовой стали  или железобетона; высота силоса 8 – 10 м, диаметр 3,5 – 4 м. В нижней части  силос имеет конусообразную форму. Силос разгружается при помощи тарельчатого питателя на ленточный транспортер, при этом происходит большоё выделение  пыли. При вылеживании в силосах  масса часто образует своды; причина  этого – относительно высокая  степень влажности массы, а также  уплотнение и частичное твердение  ее при вылеживании. Наиболее часто  своды образуются в нижних слоях  массы, у основания силоса. Для  лучшей разгрузки силоса необходимо сохранять возможно меньшую влажность  массы. Из опыта установлено, что  силосы разгружаются удовлетворительно лишь при влажности массы в 2 – 3%. Силосная масса при выгрузке более пылит, чем масса, полученная по барабанному способу; отсюда более тяжелые условия для работы обслуживающего персонала.

Согласно заданию выбираем силосный способ производства, который  также является более экономически выгодным, что обосновано выше

 3.2 Описание технологического процесса

 

Доставка  песка производится со склада, расположенного в непосредственной близости с приемными бункерами цеха силикатного камня. Складирование песка производится с запасом для бесперебойной работы цеха с расчетом обеспечения месячного запаса сырья. При наличии на картах наплыва песка с разным содержанием глинистых частиц, на складе песок складируется с расчетом возможности шихтовки его до номинального содержания последних 6-10%. Мощность  слоя складируемого песка достигает 10 метров.

     Песок разгружается  на решетку приемного  бункера [14]. В зимнее время крупные камки мерзлого песка периодически удаляются.

 Из  бункерного склада. оснащенного, при  необходимости,  трубами для подачи пара и  размораживания песка в  зимнее время, песок с помощью  транспортирующей системы (ленточные транспортёры [13], скребковый конвеер[2]) поступает в расходные бункеры  помольного [6] и смесеприготовительного [15] отделений.

 Из  печи обжига известь ,с помощью вертикального ковш. конвеера [4] поступает  в приемный бункер комовой извести [5]

    Песок и известь поступают из бункеров в трубную мельницу [8] через тарельчатые питатели [7] по течкам. Добавка песка при помоле извести от 15 до 25% от массы извести.

Продукт помола винтовым питателем[9], а затем двухкамерным пневмонасосом [10] подаётся в расходный бункер вяжущего[11].

  Вяжущее дозатором  барабанного типа поступает   в двухлопастной смеситель [18], куда ленточным транспортером [13]  подается песок. В смесителе происходит перемешивание вяжущего и песка с добавлением воды. Количество воды должно обеспечивать полное гашение силикатной смеси. В зимнее время  в смеситель может подаваться пар. Перемешанная силикатная смесь  из мешалки поступает на ленточный  транспортер [13], которым при помощи откидных ножей подается в силоса. Продолжительность нахождения смеси в силосах определяется свойствами применяемого сырья.

При наличии свободного нижнего  уровня подается сигнал на опускание  ножа, нож автоматически  опускается и происходит загрузка силоса. При  достижении смесью верхнего уровня подается сигнал и нож автоматически  поднимается  – загрузка силоса прекращается.

     После выхода  из силоса смесь системой ленточных   конвейеров [13] подается в стержневой смеситель [21], где происходит перемешивание и доувлажнение смеси до формовочной влажности.

              Доувлажненная силикатная смесь ленточными конвейерами [22]  подается в расходные бункеры прессов. Формование сырца происходит на механических прессах РА-550[23], которые прессуют одновременно 5 шт. камней, или 10,6 шт. условного кирпича. Время прессования - 2,2 с ; полный цикл прессования - 9,2 с; удельное давление прессования 15- 20 МПа. Прочность сырцовых камней составляет до 0,6 МПа, что обусловливает исключение брака формования и хороший внешний вид готовой продукции.

     Отформованный  сырец снимается с пресса и   укладывается на автоклавную  вагонетку[25]  автоматами-укладчиками [24].

             Для обеспечения внешнего вида кирпича в соответствии с требованиями ГОСТ 379-95 необходимо своевременно менять облицовку пресс-форм, штампы пресса, не допускать разрегулировки рабочих органов автомата. Внутри, цеховой рельсовый транспорт должен обеспечить плавное движение вагонеток. Площадки вагонеток должны быть ровные и очищенные.

            Автоклавная обработка заключается в гидротермальной  обработке сырца острым насыщенным паром. Перед загрузкой автоклав должен быть вычищен. Особое внимание обращается на чистку конденсаторов, так как их загрязнение  замедляет сброс конденсата тепловой обработки.

В процессе автоклавной обработки (запаривания) 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 автоклавной обработки 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 автоклавному 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.

С того момента, как в автоклаве  будет достигнута наивысшая температура, т. е. 170 – 200, наступает вторая стадия запаривания. В это время автоклавной  обработки 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  после автоклавной обработки, ниже той, которую он приобретает при  последующем выдерживании его на воздухе. Это объясняется происходящей карбонизацией гидрата окиси  кальция за счет углекислоты воздуха  по формуле

 

Автоклавная обработка производится в зависимости  от величины избыточного  давления пара, температуры по следующим  режимам:

Таблица 9

Избыточное  давление пара, МПа	Температура,ºС	Длительность  изотермической выдержки, час
10	183,2	6
11	187,1	5ч  30 м
12	198,7	5

Режимы автоклавной  обработки.

 

 Продолжительность подъема давления – 1 час 30 минут. Спуск  давления 1-1,5 часа. Резкий сброс давления пара не допускается.

После автоклавной обработки в автоклавах [27] вагонетки с камнем выгружаются краном [28] на склад плавно без рывков во избежании обвалов и разрушении кирпича. Отгрузка кирпича в железнодорожные вагоны и автомашины осуществляется мостовыми кранами.

Вагонетки после разгрузки  подвергаются осмотру, очистке и  отбору на ремонт. Годные вагонетки  после смазки подаются в цех. В  процессе автоклавной  обработки  кирпича-сырца различают 3 периода  химического взаимодействия: растворение  компонентов, кристаллизация и твердение.

 

3.3 Контроль производства

3.3.1 Контроль производственного процесса

        Дробление извести. Проверяется один раз в смену путем рассевпробы дробленой извести на ситах с отверстиями 5;10;20 30 мм, используя стандартный набор сит для инертных материалов КСИ. При измельчении в молотковой дробилке вся известь должна проходить сквози 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 дробленная известь должна проходить сквозь сито с отверстиями 30 мм, а остатки на остальных ситах должны быть соответственно не более 50, 30 и 20%.

Отсев включений из песка. Вначале каждой смены проверяю состояние сит на грохотах, т.к. 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 объёмных питателей. Не реже раза в неделю производят контрольное взвешивание порций компонентов выдаваемых питателями и дозаторами за определённый промежуток времени (15-20 секунд).

Тонкость помола вяжущего. Контролируют не реже одного раза в  смену путём просева пробы  на механическом приборе для просеивания  цемента СЦ и определения удельной поверхности вяжущего на приборе  ПСХ-4. Остаток на сите с сеткой № 027 не должен превышать 2%, а на сите с  сеткой №008-10%. Удельная поверхность  вяжущего должна быть не менее 4000см²/г.

Активность вяжущего. Её определяют 3 раза в смену титрованием  проб 1м. раствором соляной кислоты.

Дозирование компонентов  силикатной смеси. В начале каждой смены  аналогично контролю дозирования компонентов  вяжущего.

Приготовление смеси. Контролирует увлажнение компонентов и содержание активной окиси Са в смеси не реже трёх раз в смену.