Процессы и аппараты перемешивания при производстве силикатных блоков
Проектирование типа и необходимого количества установок для производства силикатных блоков силосным способом. Свойства сырья и вспомогательных материалов. Расчет материального баланса и количества аппаратов. Обзор возможности автоматизации производства.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.10.2013 |
| Размер файла | 353,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.
Кафедра «Строительные материалы и технологии»
Пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине «Процессы и аппараты технологии строительных изделий»
Процессы и аппараты перемешивания при производстве силикатных блоков
Выполнил: студент Хоперскова Т.Г.
Проверил: доцент каф. Страхов А.В.
Саратов 2012
Реферат
Ключевые слова: песок, известь, контроль качества, сырье, технология, производство, оборудование, силикатные блоки, силос, автоклав.
Целью данного курсового проекта было рассчитать и запроектировать тип и необходимое количество установок для производства силикатных блоков силосным способом. В работе рассмотрены различные технологии производства силикатных блоков. Произведены все необходимые технологические расчеты.
Содержание
Введение
1. Основные свойства сырья и вспомогательных материалов
2. Описание и назначение заданного технологического процесса и обоснование технологической схемы производства
2.1 Выбор и обоснование технологической схемы производства
2.2 Описание технологической схемы производства
2.3 Описание заданного технологического процесса
3. Расчет материального баланса и количество основных аппаратов
4. Контроль и возможность автоматизации производства
5. Техника безопасности и охрана окружающей среды
Заключение
Список используемых источников
Введение
Блоки силикатные (камни силикатные) -- строительные блоки, имеющие форму прямоугольного параллелепипеда. Могут быть как полнотелыми, так и оснащенными полостями круглой или прямоугольной формы, а также пазами, обеспечивающими более высокое качество при подгонке кладки. При изготовлении силикатных блоков используются: кварцевый песок средней и мелкой зернистости, обладающий правильным гранулометрическим составом для обеспечения максимальной плотности смеси.
Разновидностями силикатных блоков являются блоки стеновые и перегородочные. Стеновые блоки представляют собой силикатные блоки, применяемые для возведения наружных и внутренних стен зданий и сооружений. Перегородочные блоки представляют собой силикатные блоки, применяемые для возведения перегородок зданий и сооружений.
Достоинствами силикатных блоков является: устойчивость к атмосферным воздействиям, резким колебаниям температуры и влажности, пожарная безопасность. Точность размера, позволяющая обеспечить высокие темпы укладки и отделки.
1. Основные свойства сырья и вспомогательных материалов
В соответствии с ГОСТ 379-95 ,при изготовлении силикатных блоков используются:
1. Кварцевый песок средней и мелкой зернистости, обладающий правильным гранулометрическим составом для обеспечения максимальной плотности смеси.
2. Известь, служащая вяжущим веществом. Количество извести в смеси определяет прочность готового изделия, для получения которого содержание извести в смеси должно быть не менее 25 %.
3. Вода.
4. Упрочняющие и гидрофобизирующие добавки.(9)
Сырьё и его технологическая характеристика.
1. Песок.
Основным компонентом силикатных блоков (85 - 90% по массе) является песок, поэтому заводы размещают, вблизи месторождений песка, и песчаные карьеры являются частью предприятий. Состав и свойства песка определяют во многом характер и особенности технологии силикатных блоков.
Песок - это рыхлое скопление зерен различного минерального состава размером 0,1 - 5 мм. По происхождению пески разделяют на две группы.- природные и искусственные. Последние, в свою очередь, разделяют на отходы при дроблении горных пород (хвосты от обогащения руд, высевки щебеночных карьеров и т. п.), дробленые отходы от сжигания топлива (песок из топливных шлаков), дробленые отходы металлургии (пески из доменных и ватержакетных шлаков).
По назначению их можно подразделять на пески для бетонных и железобетонных изделий, кладочных и штукатурных растворов, силикатных изделий.
Форма и характер поверхности зерен песка.
Эти факторы имеют большое значение для формуемости силикатной смеси и прочности сырца, а также влияют на скорость реакции с известью, начинающейся во время автоклавной обработки на поверхности песчинок. По данным В. П. Батурина, И. А. Преображенского и Твенхофелла, форма зерен песка может быть окатанной (близкой к шарообразной).; полуокатанной (более волнистые очертания); полуугловатой (неправильные очертания, острые ребра и углы притуплены); угловатой (острые ребра и углы). Поверхность песчинок может быть гладкой, корродированной и регенерированной. Последняя получается при нарастании на песчинках однородного материала, например кварца на кварцевых зернах.
Гранулометрия песков.
В производстве силикатных изделий гранулометрия песков играет важную роль, так как она определяет формуемость сырца из силикатных смесей. Наилучшей гранулометрией песка является та, средние зёрна которой размещаются между крупными, а мелкие - между средними и крупными зёрнами.
При смешении одинаковых по массе трёх фракций песка (крупного, среднего и мелкого) с соотношением размеров их зёрен 4:2:1 получают смесь с высокой пористостью; при соотношении 16:4:1 пористость значительно уменьшается, при соотношении 64:8:1 - уменьшается ещё более сильно, при соотношении 162:16:1 достигается наиболее плотная их упаковка.
Установлено, что оптимальная упаковка зёрен силикатной смеси (с учётом наличия в ней тонкодисперсных зёрен вяжущего) находится в пределах соотношений от 9:3:1 до 16:4:1.
Пористость песков. Пористость рыхло насыпанных окатанных песков возрастает по мере уменьшения диаметра их фракций, а в уплотненном виде она одинакова для всех фракций, за исключением мелкой. Пористость остроугольных песков возрастает по мере уменьшения их размеров, как в рыхлом, так и в уплотненном состоянии (табл. 1).
Таблица 1
|
Фракция, мм |
Пористость песков, %, в состоянии |
||||
|
рыхлом |
уплотнённом |
||||
|
окатанные |
остроугольные |
окатанные |
остроугольные |
||
|
2 - 1 |
36,06 |
47,63 |
33,4 |
37,9 |
|
|
1 - 0,5 |
36,3 |
47,1 |
33,63 |
40,61 |
|
|
0,5 - 0,25 |
39,6 |
46,98 |
33,42 |
41,09 |
|
|
0,25 - 0,1 |
44,8 |
52,47 |
34,35 |
44,82 |
|
|
0,1 - 0,06 |
44,53 |
54,6 |
39,6 |
45,31 |
Из таблицы 2 следует, что с уменьшением крупности песков их пористость возрастает довольно значительно. Таким образом, в большинстве случаев мелкие пески (за исключением хорошо окатанных) обладают повышенной пористостью как в рыхлом, так и в уплотненном состоянии, в связи с чем при их использовании в производстве расходуют больше вяжущего.
Таблица 2.
|
Песок |
Диаметр зёрен, мм |
Пористость, % |
|
|
Крупный |
2 - 1 |
35 - 39 |
|
|
Средний |
1 - 0,5 |
40 |
|
|
Мелкий |
0,5 - 0,25 |
42 - 45 |
|
|
Пылеватый |
0,25 - 0,05 |
47 - 55 |
Влажность. В грунтах содержится вода в виде пара, гигроскопическая, пленочная, капиллярная, в твердом состоянии, кристаллизационная и химически связанная.
Способность грунта удерживать в себе воду за счет молекулярных сил сцепления называют молекулярной влагоемкостью, а влажность, соответствующую максимальному смачиванию, - максимальной молекулярной влагоемкостью. Последняя возрастает по мере уменьшения размера фракций песка. Влажность песка в значительной мере влияет на его объем, что необходимо учитывать при перевозке песка в железнодорожных вагонах или баржах, а также при намыве его на карты. Наибольший объём пески занимают при влажности примерно 5%. Обработка песка. Песок до его употребления в производство, должен быть отсеян от посторонних примесей - камней, комочков глины, веток, металлических предметов и т. п. Эти примеси в процессе производства вызывают брак кирпича и даже поломки машин. Поэтому над песочными бункерами на устанавливают барабанные грохоты.
2. Известь.
Известь является второй составной частью сырьевой смеси, необходимой для изготовления силикатных блоков. Сырьём для производства извести являются карбонатные породы, содержащие не менее 95% углекислого кальция CaCO3. К ним относятся известняк плотный, известняковый туф, известняк-ракушечник, мел, мрамор. Все эти материалы представляют собой осадочную горную породу, образовавшуюся главным образом в результате отложения на дне морских бассейнов продуктов жизнедеятельности животных организмов.
Известняк состоит из известкового шпата - кальцита - и некоторого количества различных примесей: углекислого магния, солей железа, глины и др. От этих примесей зависит окраска известняка. Обычно он бывает белым или разных оттенков серого и желтого цвета. Если содержание глины в известняках более 20%, то они носят название мергелей. Известняки с большим содержанием углекислого магния называются доломитами.
Мергель является известково-глинистой породой, которая содержит от 30 до 65% глинистого вещества. Следовательно, наличие в нем углекислого кальция составляет всего 35 - 70%. Понятно, что мергели совершенно не пригодны для изготовления из них извести и поэтому не применяются для этой цели.
Доломиты, так же как известняки, относятся к карбонатным горным породам, состоящим из минерала доломита. Так как содержание в них углекислого кальция менее 55%, то для обжига на известь они также непригодны. При обжиге известняка на известь употребляют только чистые известняки, не содержащие большого количества вредных примесей в виде глины, окиси магния и др.
По размерам кусков известняки для обжига на известь делятся на крупные, средние и мелкие. Размеры кусков известняка приведены в табл. 3.
Таблица 3.
|
Показатели |
Размеры кусков |
|||
|
Крупные |
Средние |
Мелкие |
||
|
Предельный наибольший размер кусков в мм |
400 |
200 |
80 |
|
|
Предельный наименьший размер кусков в мм |
200 |
80 |
30 |
|
|
Допустимое содержание кусков ниже предельного наименьшего размера в % |
3 |
3 |
3 |
Действующим ГОСТ 5331 - 55 установлены правила приемки известняков и методы их испытания. Размер партии известняка установлен в 100 т, причем остаток более 50 т считается также партией.
Содержание мелочи в известняке определяют, просеивая 1 т, породы через грохоты.
Основным вяжущим материалом для производства силикатных изделий является строительная воздушная известь. По химическому составу известь состоит из окиси кальция (СаО) с - примесью некоторого количества окиси магния (МgО).
Различают два вида извести: негашеную и гашеную. На заводах силикатных блоков применяется негашеная известь. Технические условия на воздушную негашеную известь регламентированы ГОСТ 9179 - 59, согласно которому известь разделяется на три сорта. Требования к качеству извести изложены в табл. 4.
Таблица 4. Технические условия на негашёную комовую известь.
|
Показатели |
Сорта |
|||
|
1 |
2 |
3 |
||
|
Содержание активных СаО + MgO, считая на сухое вещество, в % (не менее) |
85 |
70 |
60 |
|
|
Содержание непогасившихся зёрен в % (не более) |
10 |
20 |
25 |
|
|
|Скорость гашения в мин: |
||||
|
быстрогасящаяся (до) |
20 |
20 |
20 |
|
|
медленногасящаяся (более) |
20 |
20 |
20 |
При обжиге известняк под влиянием высокой температуры разлагается на углекислый газ и окись кальция и теряет 44% своего первоначального веса. После обжига известняка получается известь комовая, имеющая серовато-белый, иногда желтоватый цвет.
При взаимодействии комовой извести с водой происходят реакции гидратации
СаО+ Н2О = Са(ОН)2; МgО+Н2О=Мg(ОН)2.
Реакции гидратации окиси кальция и магния идут с выделением тепла. Комовая известь в процессе гидратации увеличивается в объеме и образует рыхлую, белого цвета, легкую порошкообразную массу гидрата окиси кальция Са(ОН)2. Для полного гашения извести необходимо добавлять к ней воды не менее 69%, т.е. на каждый килограмм негашеной извести около 700 г воды. В результате получается совершенна сухая гашеная известь (пушонка). Если гасить известь с избытком воды, получается известковое тесто.
К извести предъявляют следующие основные требования:
1) известь должна быть быстрогасящаяся, т. е. время гашения не должно превышать 20 мин.; применение медленногасящейся извести снижает производительность гасительных установок;
2) сумма активных окислов кальция и магния (СаО+МgО) в извести должна составлять не менее 85%;
3) содержание окиси магния в извести не должно превышать 5%, так как магнезиальная известь гасится медленно;
4) содержание недожженной извести не должно превышать 7%, так как она не активна и не влияет на твердение, а является балластом, увеличивающим расход извести и удорожающим себестоимость готовой продукции;
5) известь не должна быть пережженной, так как в таком виде она медленно гасится и вызывает растрескивание в запарочных котлах(автоклавах).
Известь нужно хранить только в крытых складских помещениях, предохраняющих ее от воздействия влаги. Не рекомендуется длительное время хранить известь на воздухе, так как в нем всегда содержится небольшое количество влаги, которая гасит известь. Содержание в воздухе углекислого газа приводит к карбонизации извести, т. е. соединению с углекислым газом и тем самым частичному снижению ее активности.
Погасившаяся известь может быть использована для производства, однако вследствие того, что после гашения она превращается в мелкий и очень легкий порошок (пушонку), применение ее связано с большими затруднениями: увеличиваются потери, повышается расход извести и себестоимость.
3. Вода.
При производстве силикатных изделий воду применяют на многих стадиях производства: при гашении извести, приготовлении силикатной массы, прессовании и запаривании кирпича-сырца, получении технологического пара.
Природная вода никогда не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она содержит различные примеси, попавшие в нее из воздуха. Растворенных веществ в такой воде немного, поэтому она называется мягкой. Вода, содержащая большое количество углекислых солей кальция и магния (карбонатных), называется жесткой. Применять жесткую воду в промышленных целях, без предварительного умягчения нельзя. При снабжении котлов мягкой водой удлиняется срок их службы.
Борьба с накипью в паровых котлах осуществляется двумя способами: обработкой воды умягчением до поступления ее в паровые котлы и внутрикотловой обработкой.
Воду умягчают двумя способами: термическим и химическим. Термический способ основан на разложении карбонатной жесткости нагреванием воды до 85 - 1100, при этом образуются труднорастворимые выпадающие в осадок карбонат кальция и гидроокись магния. Этот способ обычно применяется в сочетании с химическим методом. Реагентами при этом являются едкий натр и кальцинированная сода.
Внутрикотловая обработка заключается в растворении накипи соляной кислотой (5 - 7-процентным раствором), для чего через паровые котлы прокачивают раствор. Продолжительность промывки зависит от степени загрязнения (но не больше - 10 - 20 час.). По окончании кислотной промывки и после удаления кислоты котлы промывают слабым раствором щелочи.
Вода при нагревании превращается в пар; если воду нагревать в закрытом сосуде, например в котлах, то она будет испаряться с поверхности и пар будет накапливаться в пространстве над поверхностью воды до тех пор, пока между водой и образующимся из нее паром не установится динамическое равновесие, при котором в единицу времени столько же молекул воды испаряется, сколько и переходит обратно в жидкость. Пар, находящийся в равновесии с жидкостью, из которой он образовался, называется насыщенным. (8)
2. Описание и назначение заданного технологического процесса и обоснование технологической схемы производства
2.1 Выбор и обоснование технологической схемы производства
силикатный блок силосный автоматизация
Существуют три способа производства
· барабанный,
· дезинтеграторный,
· силосный.
Барабанный способ.
При использовании барабанного способа приготовления смеси, материалы следует загрузить в специальный гасильный барабан, который при этом вращается. Это делается для того, чтобы все компоненты хорошенько смешались. При этом есть определенная последовательность между всеми этапами приготовления смеси.
Дезинтеграторный способ.
При использовании дезинтеграторного способа, смесь из извести и кварцевого песка приготавливают на гидратной извести. Роль дезинтегратора заключается в смешивании компонентов.
Силосный способ.
При использовании силосного способа, сначала подготавливается песок, затем она вместе с известью попадает в смеситель. После смесителя, всю массу грузят на силосные башни, представляющие собой конструкцию, напоминающая цилиндр, высотой 10 метров и диаметром до 4 метров. Там вся смесь находиться до 9 часов. Это делается для гашения извести. После цилиндров, всю эту смесь дополнительно перемешивают.
После приготовления смеси одним из вышеназванных способов, смесь поступает на формовку, где ее заливают в специальные формы, в зависимости от того изделия, которое хотим произвести. После этого изделия проходят процесс обработки, это делается для того чтобы компоненты схватились, стали прочными и твердыми.(5) 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. 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.
Перечисленные выше отрицательные моменты не полностью, но в какой-то мере устраняются механизацией разгрузки.
Работа силоса протекает следующим образом. Внутри силос разделен перегородками на три секции. Масса засыпается в одну из секций в течение 2,5 час., столько же требуется и для разгрузки секции. К моменту заполнения силоса нижний слой успевает вылежаться в течение того же времени, т.е. около 2,5 час. Затем секция выстаивается 2,5 часа, и после этого ее разгружают. Таким образом, нижний слой гасится около 5 час. Так как разгрузка силосов происходит только снизу, а промежуток между разгрузками составляет 2,5 часа, то и все последующие слои также выдерживаются в течение 5 час. в непрерывно действующих силосах. В случае образования свода при разгрузке силоса и прекращении поступления массы на ленточный транспортер категорически запрещается рабочим находиться в силосе.(1)
Для облегчения разгрузки периодически включают вибратор, укрепленный на стенке силоса; и этим уменьшают прилипание массы к стенкам. При более серьезных зависаниях массы в силосах ее шуруют ломами через разгрузочные окна.
Разгрузка массы из бункеров механизирована. Распределительные щетки на транспортерной ленте поднимают механическим пневмоподъемником. Над транспортерной лентой, подающей силикатную массу, установлены распределительные щетки, перемещающиеся вертикально по раме. Опускание и подъем щеток над лентой осуществляется с пульта управления, который оснащен световой сигнализацией и устройством, регулирующим подачу воздуха в пневмоцилиндры.(3)
2.2 Описание технологической схемы производства
Технологическая схема производства силикатных блоков по силосному способу
1. вагонетка;
2. бункер песка;
3. ленточный питатель;
4. грохот;
5. расходный бункер;
6. двухвальный смеситель;
7. плужковый сбрасыватель;
8. силос-реактор;
9. тарельчатый питатель;
10. пресс;
11. автомат-укладчик;
12. реечный закатчик;
13. электропередаточная тележка;
14. автоклавная вагонетка;
15. автоклав;
16. шнековый питатель;
17. шнековый питатель;
18. двухкамерная мельница;
19. пластинчатый конвейер.
2.3 Описание заданного технологического процесса
Подготовка силикатной массы. Дозировка компонентов.
Для получения сырьевой смеси (силикатной массы) требуемого качества необходимо правильно дозировать их. Дозу извести в силикатной массе определяют не по количеству извести в ней, а по содержанию той ее активной части, которая будет участвовать в реакции твердения, т. е. окиси кальция. Поэтому норму извести устанавливают в первую очередь в зависимости от ее активности.
Среднее содержание активной извести в силикатной массе равно 6 - 8%. При употреблении свежеобожженной извести без посторонних примесей и недожога количество ее может быть уменьшено; если же в извести содержится большое количество недожженного камня и посторонних примесей, а также, если известь долго хранилась на воздухе, норма ее в смеси должна быть увеличена. Как недостаточное, так и излишнее количество извести в силикатной массе влечет за собой нежелательные последствия: недостаточное содержание извести снижает прочность силикатных блоков, повышенное содержание удорожает себестоимость, но в то же время не оказывает положительного влияния на качество.
Активность извести, поступающей в производство, часто изменяется; поэтому для получения массы с заданной активностью требуется часто изменять в ней количество извести. Необходимое количество песка отмеривается по объему, а известь по весу при помощи бункерных весов.
Кроме извести и песка, составной частью силикатной массы является вода, необходимая для полного гашения извести. Вода также придает массе пластичность, необходимую для прессования и создает благоприятную среду для протекания химической реакции твердения блоков при запаривании.
Количество воды должно точно соответствовать норме. Недостаток воды приводит к неполному гашению извести; избыток воды, хотя и обеспечивает полное гашение, но создает не всегда допустимую влажность силикатной массы.
Влага частично поступает с песком, карьерная влажность которого колеблется в зависимости от климатических условий. Количество воды, необходимое для доведения влажности силикатной массы до нужной величины, практически также можно заранее рассчитать в зависимости от карьерной влажности поступающего в производство песка.
Определение скорости гашения извести следует производить не менее двух раз в смену; в случае удлинения времени гашения извести необходимо немедленно изменить режим гашения путем удлинения цикла приготовления силикатной массы.
Определение активности извести (содержание СаО+МgО) необходимо проводить также два раза в смену и соответственно с активностью извести изменять дозировку ее для получения нормальной силикатной массы.
Активность и влажность силикатной массы следует проверять через каждые 1-1,5 часа и в случае отклонения получаемых показателей от заданных немедленно изменять дозировку извести и воды.
Приготовление силикатной массы.
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.
Прессование
На качество силикатных блоков и в основном на его прочность наиболее существенно влияет давление, которому подвергается силикатная масса во время прессования. В результате прессования происходит уплотнение силикатной массы. Тщательно уплотнить сырец - значит довести до минимума свободное пространство между частицами песка, сблизив их настолько, чтобы они разделялись друг от друга только тончайшим слоем вяжущего вещества. Такое сближение зерен песка при дальнейшей водотепловой обработке сырца в автоклаве обеспечивает получение плотного и прочного конгломерата.
В момент прессования силикатной массы возникают силы сопротивления сжатию со стороны зерен песка, препятствующие максимальному сближению зерен. Сила трения массы о стенки формы и зерен друг о друга преодолевается путем применения давления. Поэтому давление должно распределяться равномерно по всей площади прессуемого изделия. Прессование необходимо вести только до известного предела, так как при увеличении давления выше предельного в массе появляются упругие деформации, которые исчезают после снятия давления и ведут к разрушению сырца. Поэтому нельзя повышать давление до появления деформаций.
На нормальную работу пресса, а, следовательно, на получение хорошего качества большое влияние оказывает содержание влаги в силикатной массе. В оптимальных условиях прессования влажность массы должна составлять 6 - 7% от веса сухого вещества и постоянно контролироваться.
Увеличение влажности выше оптимальной не дает возможности спрессовать сырец, снять его со стола пресса и уложить на вагонетку; уменьшение влажности приводит к тому, что спрессованный сырец трудно снять со стола пресса: он разламывается под действием собственного веса. Кроме того, недостаточное содержание влаги в сырце лишает известь необходимой пластичности, обеспечивающей связь между отдельными зернами песка.
Процесс прессования складывается из следующих основных операций: наполнения прессовых коробок массой, прессования сырца, выталкивания сырца на поверхность стола, снятия сырца со стола, укладки сырца на запарочные вагонетки.
Силикатная масса, приготовленная в силосах, передается при помощи транспортерной ленты в бункер над пресс-мешалкой пресса. Подача массы в пресс-мешалку должна так регулироваться, чтобы она занимала примерно 3/4 объема пресс-мешалки. Если поступающая масса имеет более низкую влажность, чем требуется, доувлажнение ее производится в пресс-мешалке, вокруг стенок которой укладывается водопроводная труба с мелкими отверстиями по ее длине, направленными вниз.
Сила струи поступающей по трубке воды регулируется прессовщиком при помощи вентиля. Увлажненная масса ножами пресс-мешалки при вращении их подается в прессовые коробки через отверстия в дне пресс-мешалки. При повороте стола пресса коробки, наполненные массой, перемещаются на определенный угол и занимают положение между прессующим поршнем и верхней стороной плитки контрштампа. Под давлением поршень постепенно поднимается и производится прессование сырца.
В момент прессования стол пресса останавливается, а ножи пресс-мешалки вращаются и заполняют массой следующую пару прессовых коробок. После прессования стол пресса поворачивается так, чтобы штампы пресса вместе с сырцом подошли к выталкивающему поршню. Сырец выталкивается поршнем в вертикальном направлении; верхняя пластина штампа при выталкивании выходит из прессовых коробок на 3 - 5 мм выше уровня стола. Затем выталкивающий поршень опускается вниз в первоначальное положение. Верхние пластины очищаются от налипшей массы, штампы опускаются на величину наполнения прессовых коробок и цикл начинается снова. Силикатные блоки по размерам должны отвечать требованиям ГОСТ.
Процесс автоклавной обработки.
Для придания необходимой прочности силикатным блокам его обрабатывают насыщенным паром; при этом температурное воздействие сочетается с обязательным наличием в сырце водной среды, которая благоприятствует протеканию реакции образования цементирующих веществ с максимальной интенсивностью. Насыщенный пар используется с температурой 1750 при соответствующем такой температуре давлении в 8 атм.
В процессе автоклавной обработки 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 готовой продукции.
В первой стадии запаривания насыщенный пар с температурой 1750 под давлением 8 атм. впускают в автоклав с сырцом. При этом пар начинает охлаждаться и конденсироваться на сырце и стенках автоклава. После подъема давления пар начинает проникать в мельчайшие поры 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, 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), непосредственно сопри- касающимся с кремнеземом SiO песка.
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.
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 изделие не будет выгружено из автоклава. В результате усиливается твердение гидросиликатов кальция и, следовательно, повышается прочность силикатных блоков. Одновременно пленки цементирующего вещества сильней обогащаются выпадающим из раствора гидратом окиси кальция.
Механическая прочность силикатных блоков, выгруженных из автоклава, ниже той, которую они приобретают при последующем выдерживании их на воздухе.
Таким образом, полный технологический цикл запаривания 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.
Запаривание в автоклавах требует строгого соблюдения температурного режима: равномерного нагревания, выдержки под давлением и такого же равномерного охлаждения. Нарушение температурного режима приводит к браку.(7)
3. Расчет материального баланса и количество основных аппаратов
На изготовление силикатных блоков необходимы компоненты: известь - 7% , песок - 93%.
Материальный баланс рассчитывается на единицу продукции - 1000 шт блоков или 17000кг. Масса одного блока 17 кг.
Таблица 5. Материальный баланс
|
№ п.п. |
Технологическая операция |
Приход материала, кг |
Потери, % |
Расход материала, кг |
|
|
1 |
Транспортирование готовой продукции на склад |
17170 |
1 |
17000 |
|
|
2 |
Автоклавная обработка |
17510 |
2 |
17170 |
|
|
3 |
Транспортирование кирпича-сырца в автоклавное отделение |
17850 |
2 |
17510 |
|
|
4 |
Прессование кирпича-сырца |
18020 |
1 |
17.850 |
|
|
5 |
Приготовление силикатной смеси |
18360 |
2 |
18020 |
|
|
6 |
Вторичное перемешивание смеси с доувлажнением |
18530 |
1 |
18360 |
|
|
7 |
Гашение силикатной смеси |
18700 |
1 |
18530 |
|
|
8 |
Приготовление силикатной смеси 1) известь - 7% 2) песок - 93% |
0.07 х 18870=1320,9 0.93 х 18870=17549,1 |
1 |
18700 |
|
|
9 |
Совместный помол извести и песка 1) известь - 7% 2) песок - 93% |
1350,57 18075,57 |
3 |
1320,9 17549,1 |
|
|
10 |
Помол извести |
1390,2 |
3 |
1350,57 |
|
|
11 |
Транспортирование извести на помол |
1416.62 |
2 |
1390,2 |
|
|
12 |
Дробление извести |
1469.45 |
4 |
1416.62 |
|
|
13 |
Транспортирование извести со склада на дробление |
1495.87 |
2 |
1469.45 |
|
|
14 |
Транспортирование песка на помол |
18426,55 |
2 |
18075,57 |
|
|
15 |
Виброгрохочение |
19304 |
5 |
18426,55 |
|
|
16 |
Транспортирование песка со склада на виброгрохочение |
19655 |
2 |
19304 |
Исходя из выше приведенного расчета, можно сделать вывод, что для производства 1000 шт блоков необходимо 1495.87кг извести и 19655 кг песка.
Расчёт необходимого количества установок
Пгод = 7 500 000 шт / год
Пгодфакт = Пгод +Пот = 7 500 000 + 5% = 7 875 000 шт / год
Псут = Пгодфакт / N = 7 875 000 / 249 = 42,168 шт / сутки
N - количество рабочих суток в году (при 2х сменной работе - 249дней)
Псм = Псут / Т = 42,168 / 2 = 31 626,506 шт / смену
Т - количество смен в сутки (2 или 3 смены)
Пчас = Псм / М = 31 626,506 / 8 = 3 953,313 шт/ час
М - количество часов в смену (8 часов)
У = Пчас / Пустсправочн =2.101
П уст справочн =32т/час
Количество установок (двухвальных смесителей смк-125) принимаем равное 3.
4. Контроль и возможность автоматизации производства
Контроль качества готовой продукции. Качество запаренного силикатных блоков и кирпичей определяется по ГОСТ 379-79 для каждой партии изделий, равной вместимости одного автоклава, по внешнему виду, размера, испытанию на прочность при изгибе и сжатии.
Готовое изделие имеет форму прямоугольного параллелепипеда. Линейные размеры силикатных блоков находятся в пределах, установленных стандартом в зависимости от их назначения:
· длина -- 225, 250, 512 мм,
· высота -- 88-248 мм,
· толщина -- 44-188 мм.
Масса готового изделия -- не более 21 кг. Выпуск блоков большей массы допускается только по согласованию с заказчиком.
Силикатные блоки выпускаются только пустотелыми.
В зависимости от вида они могут быть:
1. Лицевыми (Л). Используются для кладки и облицовки стен, зданий, сооружений.
2. Рядовыми (Р). Используются для кладки стен и сооружений с последующей отделкой.
Фактура лицевой поверхности лицевого изделия может быть гладкой, либо с рисунком. Цвет изделий -- как лицевых, так и рядовых, соответствует цвету сырья производства (серый, светло-серый). Однако по желанию заказчика в сырье может добавляться пигментная добавка, обеспечивающая окрашивание в тот цвет, который нужен заказчику. Кроме того, грани лицевых изделий могут иметь поверхностную окраску, цвет которой также оговаривается с заказчиком либо определяется производителем самостоятельно.
На поверхности Б. не допускается наличие трещин, сколов, пятен и прочих дефектов.
Средняя плотность данного стенового материала составляет 1000-2400 кг/м3.
Теплопроводность изделия -- от 0,38 до 0,70 Вт/м·°С.
Звукоизолирующая способность в среднем составляет от 20 до 30 дБ.
Водопоглощение -- от 11 до 17 %.
Силикатные блоки имеют определенную марку в зависимости от прочности на сжатие. В таблице 6 приведены значения прочности в зависимости от марки.
Таблица 6. Значения прочности силикатных блоков в зависимости от марки
|
Марка |
Прочность, МПа |
|
|
75 |
5,0-7,5 |
|
|
100 |
7,5-10 |
|
|
125 |
10-12,5 |
|
|
150 |
12,5-15 |
|
|
175 |
15-17,5 |
|
|
200 |
17,5-20 |
|
|
250 |
20-25 |
|
|
300 |
25-30 |
В зависимости от морозостойкости изделия могут иметь марку:
· F15,
· F25,
· F35,
· F50.
Число в данной марке обозначает количество циклов заморозки и разморозки, которое изделие может выдержать без ущерба для себя. Лицевые силикатные блоки должны иметь марку по морозостойкости не менее F25.
Маркировка
Полная маркировка силикатного блока включает в себя:
· название,
· вид и назначение изделия,
· марку по прочности ,
· марку по морозостойкости ,
· обозначение государственного стандарта, по которому изготовлено изделие.
Техническая документация
· СТБ 1228-2000 (ГОСТ79-95) «Кирпич и камни силикатные»
Размеры изделий, не параллельность граней, толщину наружных стенок, размеры проколов, длину трещин, глубину шероховатостей и срыва, глубину отбитостей углов и ребер измеряют с помощью линейки по ГОСТ 427, штангенциркуля по ГОСТ 166, угольника по ГОСТ 3749 с погрешностью измерения не более 1 мм.
Длину и ширину изделия измеряют в трех местах - по ребрам и середине постели, толщину - по середине тычка и ложка. За окончательный результат принимают разность наибольшего и наименьшего из измеренных значений.
Для определения непараллельности граней измеряют четыре ребра изделия по длине, ширине и толщине и вычисляют разность наибольшего и наименьшего из четырех измерений.
Глубину отбитости углов и ребер измеряют с помощью штангенглубиномера по ГОСТ 162 или угольника и линейки по перпендикуляру от вершины угла или ребра, образованного угольником до поврежденной поверхности.
Шероховатости и срывы поверхностей граней определяют измерением зазора между гранью изделия и ребром приложенной к ней металлической линейки.
Размер проколов определяют по наибольшему результату измерения.
Количество включений и их размер определяют на изломе одной из парных половинок.
Дефекты от непогасившейся силикатной массы определяют визуально.
Соответствие цвета (оттенка) окрашенных изделий образцам-эталонам проверяют сравнением их с двумя образцами-эталонами, из которых один окрашен в допустимо бледный, а другой - в допустимо насыщенный тон данного цвета. Изделия, окрашенные слабее образца-эталона бледного тона и сильнее образца-эталона насыщенного тона, приемке не подлежат. Сравнение с образцами-эталонами проводят на открытом воздухе при дневном свете на расстоянии 10 м от глаза контролера.
Предел прочности изделий при сжатии и изгибе определяют по ГОСТ 8462.
Допускается определять прочность при сжатии неразрушающим ультразвуковым методом в соответствии с ГОСТ 24332.
Морозостойкость, водопоглощение и среднюю плотность определяют по ГОСТ 7025.
Прочность сцепления декоративного покрытия с поверхностью лицевых изделий определяют путем отрыва металлической, снабженной петлей, пластинки толщиной 3-5 мм и размером 20х20 мм, приклеенной к отделочному покрытию. Пластинку приклеивают к покрытию изделия тонким слоем быстрополимеризующегося клея следующего состава (частей по массе):
1000 - эпоксидная смола;
10 - полиэтиленполиамин;
250 - портландцемент.
Перед отрывом по периметру пластины проводят надрез покрытия. Отрыв покрытия проводят не ранее чем через 2 сут после выдержки образцов при комнатной температуре.
Прочность сцепления R(сц) в МПа (кгс/кв.см) определяют по формуле
Rсц=P/F
где Р - разрушающая нагрузка, кгс;
F - площадь отрыва покрытия, кв.см.
Прочность сцепления отделочного покрытия с поверхностью изделия определяют как среднее арифметическое результатов трех определений.
Теплопроводность изделий определяют в соответствии с действующими методиками.
Среднюю плотность изделий определяют по ГОСТ 7025.
Удельную эффективную активность естественных радионуклидов определяют по ГОСТ 30108 на изделиях, уложенных в пакет с перекрестной перевязкой или в технологическом штабеле.(9)
5. Техника безопасности и охрана окружающей среды
Одним из отрицательных факторов является 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 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 - 238,235U, 40K, 226Ra и 232Th .
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. Силикатные блоки, соответствующие 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.
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.
Более 50% заводов силикатных изделий в стране располагают собственными известково-обжигательными цехами, сырьем для которых служат карбонатные породы. в качестве карбонатного сырья использует мел. 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.(8)
Заключение
В курсовом проекте были рассмотрены различные технологии производства силикатных блоков. Была выбрана и обоснована технология производства силикатных блоков по силосному способу. Рассчитан и запроектирован тип и необходимое количество установок (двухвальных смесителей) для производства силикатных блоков силосным способом. Произведены все необходимые технологические расчеты. Выполнена графическая часть, состоящая из 2-х листов формата А1 с изображением технологической схемы производства силикатных блоков и двухвальный смеситель.
Список используемых источников
Ссылки на текстовые источники:
1.Бауман В.А. ,Лапира Ф.А. Строительные машины. Справочник. В 2-х томах, Москва 1977.
2. Гвоздарев И.П. Производство силикатного кирпича - Москва, 1951.
3. Вахнин М.П., А.А. Анищенко Производство силикатного кирпича. - Москва,1989.
Ссылки на электронные ресурсы:
4. http://www.ps24.by/catalogpredpriyatiy/category/bloki-silikatnye
5.http://www.stroitelstvosovety.ru/stroitelstvo-sten-svoimi-rukami/silikatnye-izdeliya
6. http://www.brickmaking.ru/oborud/mixer.html
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Технологическая схема производства полиэфира, характеристика сырья, вспомогательных материалов и готового продукта. Расчет материального баланса и необходимого количества оборудования. Механический расчет оборудования. Теплообмен проектируемого аппарата.
курсовая работа [95,0 K], добавлен 23.09.2017Способы производства клинкера. Расчет горения топлива, выход газообразных продуктов горения. Определение материального баланса печи и теплового баланса холодильника. Технологический коэффициент полезного действия печи, газообразные продукты на выходе.
курсовая работа [114,7 K], добавлен 26.01.2014Расчет сырьевой смеси и горения газообразного топлива. Изготовление на производстве портландцементного клинкера. Изучение химического состава сырьевых компонентов. Определение массового, объемного расхода топлива и материального баланса его состава.
контрольная работа [397,0 K], добавлен 10.01.2015Выбор и обоснование способа производства изделия из полиэтилена низкого давления, характеристика основного и вспомогательного оборудования. Технологическая схема производства. Расчет количества сырья и материалов. Составление материального баланса.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 26.03.2012Основные характеристики силикатного кирпича, силикатных стеновых камней и блоков. Выбор и обоснование способа и технологической схемы производства материалов. Контроль качества продукции и технологического процесса. Охрана труда и окружающей среды.
курсовая работа [139,7 K], добавлен 24.05.2015Подготовительные технологические процессы для производства изделий из композиционных материалов. Схема раскроя препрегов. Расчет количества армирующего материала и связующего, необходимого для его пропитки. Формообразования и расчет штучного времени.
курсовая работа [149,9 K], добавлен 15.02.2012Определение типа и формы организации производства. Расчет количества оборудования, численности основных производственных и вспомогательных рабочих, инженерно-технических работников, служащих и обслуживающего персонала. Определение площадей производства.
контрольная работа [405,7 K], добавлен 27.05.2012Промышленные способы получения глинозема. Основы способа Байера. Взаимодействие органических веществ с растворами NaOH. Материальный баланс производства глинозема из бокситов. Расчет состава и количества оборотного раствора. Методы каустификации соды.
курсовая работа [357,9 K], добавлен 22.11.2013Характеристика полуфабриката "краст". Расчет суточной потребности и количества производственных партий. Методика производства и ее обоснование. Вычисление необходимого количества оборудования, расхода воды, тепла электроэнергии. Контроль производства.
контрольная работа [46,9 K], добавлен 06.03.2014Общая характеристика и назначение газосиликатных блоков, их классификация и ассортимент. Сырье для производства, технология изготовления. Основные свойства, номенклатура, технические требования. Составление технологической карты производства газобетона.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 13.04.2012
