Автоматизация автоклавной установки для производства силикатных изделий

Расчет и выбор оборудования

В данном разделе приводится технологический  расчет (оборудования, т.е. определение  производительности машины (или установки) и определение числа машин, необходимых  для выполнения производственной программы  по данному переделу). Исходными  данными для расчета и выбора оборудования являются:

производительность по технологическим  переделам;

схема технологического процесса;

параметры и режимы процессов.

Расчет оборудования рекомендуется  производить в порядке

установки отдельных машин в  технологическом потоке от подачи

сырья до выхода готовой продукции.

В конце расчета должна приводиться  краткая техническая характеристика каждой машины принятая по паспортным данным. Для силикатного кирпича:

Питатель и дозатор 0,99

Дробилка 0,96

Шаровая мельница 0,97

Гомогенизатор 0,99

Смеситель 0.98

Пресс 0.98

револьверный

Автоклав 0,98

Конвейер 0,99

Основные положения проектирования. Номинальный годовой фонд рабочего времени, ч

Т= К_д * М_см * Т_см,

где К_д - номинальное количество дней в году, М_см - количество смен в сутки, Т_см, - продолжительность смены, ч.

Т1=260*2*8=4160 ч.

Т2=260*3*8=6240 ч.

Т3=260*3*8=6240 ч.

Т4=365*3*8=8760 ч.

Т5=206*2*8=4160 ч.

Нормативный годовой фонд времени работы оборудования в час

Т_об=Т*К_ги*К_г*К_см,

где К_ти - коэффициент технического использования оборудования; К_г-коэффициент готовности участия технологической линии, К_см-коэффициент использования сменного времени.

К_г= К_г1 *К_г2* К_г3*…*К_га

К_г=0,99*0,96*0,97*0,99*0,98*0,98*0,98*0,99

К_г=0,85

Тогда Т_об(пит. и доз.)=6240*0,95*0,85*0,95=4787 ч

Т_об(мель)=6240*0,95*0,85*0,95=4787 ч

Т_об(пресс)=8760*0,95*0,85*0,85=6013 ч

Т_об(автокл)=4160*0,95*0,85*1=3359 ч

Коэффициенты готовности основного  оборудования: питателей и дозаторов - 0,99; шаровых мельниц - 0,97; гомогенизаторов - 0,99; смесителей, прессов, автоклавов - 0,98; конвейеров - 0,99.

Ориентировочные значения К_см,: для помольного оборудования - 0,95; для формовочного -0.85; автоклавов - 1,0.

№ п/п	Наименование оборудования	Марка, краткая характеристика	Количество штук	Мощность двигателя	Коэф. испол
				Ед.	Общая
1	Щековая дробилка	С_644, применяют для крупного и среднего дробления кусковых материалов	1	28	28	0,8
2	Грохот	Для сортировки по крупности  кусковых и сыпучих материалов. СМ_570	1	4,5	4,5	0,8
3	Дозаторы	Для дозирования песка  СМС_91, для дозирования извести  СМС_93, для дозирования воды ДЖ_400	2 2 1	4 2	30	0,95
4	Бункеры	Предназначены для подачи сырья в пролеты смесителей и формовочных отделения	8	8	64	0,95
5	Смеситель	Предназначен для первичного и вторичного перемешивания силикатной смеси. СМС - 95. Двухвальный смеситель СМ_296А, СМ_296Б	2 1 1	55 10 10	140	0,99
6	Трубная шаровая мельница	2?10,5 л, для помола различного сырья	1	500	500	0,99
7	Комплексное оборудование	РА_550	4	40	160	0,99
8	Автоклав	Предназначен для обработки  сизделий под давлением, СМ_1038	1	10,5	10,5	0,95

 

При доставке материалов железнодорожным  транспортом необходимо иметь их запас (склады) на предприятии на 7… 10 суток работы, при доставке автотранспортом - 2…3 суток.

Расходные емкости (бункера, силоса). Данные о технологическом оборудовании сведены в таблице 6

6. Брак кирпича. Контроль качества

Что же считается браком в процессе производства кирпича? В настоящее время действуют стандарты ГОСТ 7484-78 (Кирпич и камни керамические лицевые. Технические условия» и ОСТ 530-95 «Кирпич и камни керамические. Технические условия», пришедший на смену ГОСТ 6316-74 и ГОСТ 648-73. По ГОСТу браком являются пережог и недожог, и такой кирпич не рекомендуется для продажи. Наличие известковых включений ГОСТ допускает. Как узнать, правильно ли обожжен красный кирпич? Если сердцевина кирпича - более насыщенного цвета, чем «тело», и при ударе он звенит, то это - кирпич хорошего качества.

1. Недожог, недожженный кирпич. Недожженный кирпич имеет характерный  горчичный цвет и при ударе  издает глухой звук. У недожженного  кирпича низкая морозостойкость  и он «боится» влаги.

2. Пережог, пережженный кирпич  образуется от очень высоких  температур. Кирпич чернеет, Iоплавляется, теряет четкие размеры, его «распирает» изнутри. Но специалисты говорят, что если кирпич не нарушил своей формы, а черной у него оказалась только сердцевина, то он, наоборот, становится очень прочным, будто железным.

3. Известковые включения. Глинистое  сырье содержит известняк. Во  время подготовки сырья известняк  измельчается. Но если остались  зерна, жди подвоха. 0 ни набирают влагу и «раздуваются», откалывая кусочки кирпича. Если глубина откола больше 6 мм, такой кирпич ОТК бракует, если меньше - его пускают в продажу. Фасады домов, сложенные из такого кирпича, получаются рябыми, словно «засиженные мухами».

Кстати, известковые включения - не чисто российская беда. Для Европы - это тоже проблема.

4. Высолы. Самый распространенный и коварный брак - высолы. Высолы проявляются уже на кирпичных стенах в виде белых пятен и разводов (то есть уже после того, как кирпич уложен). И при покупке не угадаешь - будут высолы на этом кирпиче или нет. Образуются они в результате миграции солей из кладочного раствора, кирпича, грунтовых вод и даже воздуха.

Но если после всех предосторожностей  высолы все же появились, не стоит расстраиваться. Строители заверяют, что большая часть высолов смывается дождями через год-два. Если ждать нет времени, можно воспользоваться народными средствами: раствором уксусной кислоты, 5-процентным раствором соляной кислоты или раствором нашатырного спирта (пузырек на ведро воды). Или купить в строительных магазинах специальные средства. Или обратиться на фирму, которая «отмоет» дом от соли и покроет фасад защитным составом.

Не хотите, чтобы зимой в доме было холодно или фасад | размыло  дождем? Тогда не покупайте недожженный  кирпич.

Пережженный брать можно, но только в том случае, если его форма  не нарушена. А вот насчет известняковых  включений решайте сами.

Но нужно помнить, что кирпич с отколами быстрее разрушается. Отсутствие брака означает:

1. соответствие реальной прочности  на сжатие заявленной марке.  Производят кирпич марок М75, М100, М125, М150, М200, М250, М300. Цифры обозначают  предел прочности в кг/см?; подбирать материал надо исходя из расчета нагрузки на стены;

2. соответствие пористости марке  по морозостойкости, т.е. количеству  циклов попеременного замораживания / оттаивания, которое способен «пережить» кирпич, находясь в воде более суток. Маркировка по этому параметру содержит букву «Р»; существующие марки морозостойкости: Р15, Р25, Р35, Р50. В средней полосе России используют изделия марки Р35. Для теплых регионов, как правило, вполне достаточно, если строительный кирпич «терпит» 15 циклов. Облицовочный кирпич Р15 массово не производят - по ГОСТУ его разрешено выпускать только в южных районах, и только в случае, если опыт прошлого строительства в этих местах с применением неморозостойкого материала оказался положительным;

3. соответствие водопоглощения нормативу - не меньше 8% для полнотелого кирпича и не меньше 6% для пустотелого;

4. соответствие изделия заданному  размеру. Как и прежде, стандарт - 250x120x65 мм. Существуют также: кирпич утолщенный - 250x120x88 мм, одинарный модульных размеров

- 288x138x63 мм, утолщенный модульных размеров -288x138x88 мм. Кроме того, ГОСТ разрешает предприятиям-изготовителям по соглашению с потребителем выпускать на заказ изделия нетрадиционных габаритов и форм.

Чаще всего встречаются: полуторный кирпич - 250x120x103 мм и двойной_250x120x138 мм. Однако, во всех случаях отклонение размеров от стандарта (или от размеров, указанных в договоре) не должно превышать: по длине ±5 мм, по ширине ±4 мм, по толщине ±3 мм. Для облицовочных изделий требования по отклонениям строже: по длине ±4 мм, по ширине ±3 мм, по толщине -2..+3 мм.

количество т. н. «половника» в партии не превышает 5%;

6. соответствие внешнего вида  стандарту. Поверхность граней должна быть плоской, ребра - прямолинейными. Правда, у строительного материала допускаются закругления вертикальных ребер радиусом до 15 мм;

7. соответствие экологической норме.  Удельная эффективная активность  естественных радионуклидов не  должна превышать 370 Бк/кг;

8. кирпич не должен содержать  включений извести и камней. В  принципе, известь входит в состав  сырьевой глины, но при этом  она мелко помолота. Если же  остаются крупные частицы, в  дальнейшем они начинают впитывать  влагу и разбухают (появляет т. н. «дутик»), откалывая мелкие кусочки кирпича;

8. масса любого кирпича в высушенном  состоянии не должна превышать  4,3 кг.

Для строительного кирпича не считается  браком наличие некоторых допустимых дефектов:

1. допускается наличие отбитостей углов глубиной 10. 15 мм и (или) повреждений ребер глубиной до 10 мм, длиной 10..15 мм - по два дефекта на штуку кирпича;

Контролируемые параметры	Периодичность контроля	Наименование методики контроля или контрольного прибора	Место отбора пробы или  установки датчика контрольного прибора
Помол вяжущего	1 раз в смену	Тонкость помола: остаток  на сите №021 - до 2%, №008 - до 10%	Мельница
Приготовление смеси, активность извести	1 раз в смену	Коэффициент вариации влажности  и активности смеси - до 0,1	Склад сырья
Формование сырца	1 раз в смену	Дефекты сырца, прочность  сырца	Прессовое отделение
Автоклавная обработка	Ежемесячно	Давление пара	Автоклавы, показания манометра
Готовая продукция	Для каждой партии	Размер кирпича, прочность  при изгибе и сжатии, водопоглащение (не менее 6%), морозостойкость (25 циклов)	Склад готовых изделий

2. допускается наличие трещин  протяженностью до 30 мм - по одной на ложковую и тычковую грани;

3. отколы поверхности глубиной 3..10 мм разрешены в количестве до 3 штук на кирпич.

Требования к внешнему виду облицовочного  кирпича более строги: на лицевой  поверхности кирпича не должно быть сколов (от известковых включений), пятен, выцветов и других внешних  дефектов, видимых с расстояния 10 м на открытом пространстве при дневном освещении.

7. Охрана труда и техника безопасности

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. Представляется актуальным создание эффективной системы радиационного  контроля и принятия неотложных мер по обеспечению радиационной безопасности человека с учетом снижения риска при возникновении нарушений действующих 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, окисламижелеза, калия, титана, соединениями марганца и фосфора.

Основной загрязняющий фактор в  воздействии силикатной промышленности на окружающую среду - это пыль, возникающая  при приготовлении сырьевых смесей, дозировании, перемешивании, тонком измельчении  и особенно сушке и обжиге сыпучих  материалов. Пыль силикатных производств  имеет высокую дисперсность (количество частиц менее 5 мкм доходит до 60%) и содержит значительное количество свободного оксида кремния. В то же время, например, при производстве кирпича  пылевыделение в смесеприготовительном  отделении в 12-15 раз превышает  допустимые нормы. Даже на участках погрузки и разгрузки кирпича запыленность в 2-3 раза выше допустимых концентраций. Причины повышенного загрязнения  воздуха - отсутствие надежной герметизации технологического оборудования, местных  отсосов, вакуумной пылеуборки, эффективной  общеобменной вентиляции. Поэтому транспортирующие средства для пылящих кусковых и порошкообразных материалов и пылящее оборудование должны устанавливаться в герметически закрытых кожухах.