Завод силикатных стеновых блоков

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ТСМИК

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

Технология силикатных стеновых материалов

на тему

«Завод силикатных стеновых блоков»

Выполнил: студент группы 3СТ301

Салихов Р.Э.

Принял: доцент каф. ТСМИК

Кузнецова Г. В.

Казань 2016



Содержание

сырьевой складской материал оборудование

Введение

Характеристики материала

Особенности способа производства

Сырьевые материалы

Описание технологического процесса

Выбор и расчет основного технологического оборудования

Расчет складского хозяйства

Карта контроля техпроцесса производства

Вопросы охраны труда и окружающей среды

Список использованной литературы



Введение

На сегодняшний день силикатные блоки различных размеров завоевывают все большую популярность в Европе, отвоевывая ее у привычного всем стандартного кирпича. Так в чем же секрет?

Сырьевая база для производства кирпича и блоков одинаковая, поэтому выпуск блоков можно организовать на любом силикатном заводе. Себестоимость производства никак не увеличится, а применение блоков взамен кирпича дает одни плюсы. Например, если кладку делать из обычного кирпича, то на кубометр стены потребуется примерно 4 часа. Если класть стену из среднеформатных блоков, то на тот же кубометр потребуется уже 2,5 часа работы, а если при этом использовать специальные миникраны грузоподъемностью 300--400 кг, то время кладки сократится до 2 часов. Потому что краны укладывают не по одному блоку, а сразу по четыре, благодаря специальным траверсам, которыми они оснащены.

Когда же используются крупноформатные блоки (1000 х 650 х 300 мм), то в этом случае кладка кубометра занимает всего 1,5 часа. При этом надо иметь в виду, что крупноформатный камень кладут только кранами по две штуки одновременно.

При укладке блоков вертикального шва делать не нужно, так как используется пазогребневое соединение. Швы делаются только горизонтальные, причем склеивающий состав накладывается не мастерком, а с помощью специального короба с регулируемой прорезью («салазки»). Это устройство движется по предыдущему слою кладки и укладывает раствор ровным слоем толщиной всего 2 мм. Клеящий состав -- это тот же цементный раствор, но со специальными добавками, которые ускоряют схватывание. Ведь строительство с применением блоков вместо кирпича идет намного быстрее и обычный раствор просто не успел бы схватиться и стал бы выдавливаться при укладке следующих рядов камня. И тут -- снова экономия: добавки очень дешевые, а расход цемента уменьшается в три раза по сравнению с традиционной кирпичной кладкой.

В Германии корпуса здания из мелкого кирпича уже практически не строят -- возводят только из блоков, потому что это быстро, удобно и дешево. А мелкоштучный силикатный кирпич идет на облицовочный слой. Именно поэтому примерно 80% силикатных изделий в Германии приходится на блоки и только около 20% -- на мелкоштучный кирпич. При этом стены из силикатных блоков можно облицовывать чем угодно -- и кирпичом, и плиткой, а можно просто оштукатурить и покрасить. Высокая точность их изготовления позволяет получить ровную плоскость стены.

Поэтому неудивительно, что в Германии из силикатных блоков строят все, что можно -- от жилых домов до ферм и конюшен.

Если взглянуть на современную ситуацию в России, то основной проблемой массового строительства зданий именно из силикатных блоков является закоренелость российских проектировщиков и заказчиков, которые ошибочно полагают, что силикатная продукция имеет ряд недостатков по сравнению с керамической. Также немаловажно отметить, что квалификация каменщиков и недостаток специализированного оборудования и механизмов, при помощи которых производится возведения стен из силикатных блоков, негативно влияют на развитие силикатной крупноблочной промышленности в РФ. Сегодня в России активнее применяются силикатные блоки там, где их производители работают в составе холдингов, в которых есть проектные группы. Потому что в этом случае холдинги сами проектируют и строят здания из силикатных блоков.

Номенклатура производства

В работе рассматривается цех по производству силикатного блока 248х248х249. Силикатный блок относится к группе автоклавных вяжущих материалов. Силикатный блок применяют для кладки стен и столбов в гражданском и промышленном строительстве. Нельзя применять для кладки фундаментов, печей, труб и других частей конструкций, подвергающихся воздействию высоких температур, сточных и грунтовых вод, содержащих активную углекислоту.

Силикатный блок в России изготавливают в соответствии с требованиями ГОСТ 379-2015 «Кирпич, камни, блоки и плиты перегородочные силикатные. Общие технические условия».

Силикатный блок - это силикатное изделие в форме прямоугольного параллелепипеда с шириной тычка более 130 мм.

Рис.1 Силикатный блок 250х250х250



Характеристики материала

Блок СБПу-M200/F50/1,4 ГОСТ 379-2015

Силикатный пустотелый блок 250х250х250 марки по прочности M200, марки по морозостойкости F50, класса средней плотности 1,4.

Силикатные изделия могут быть полнотелыми и пустотелыми. Пустоты могут быть сквозными и несквозными. Число, размеры и форму пустот устанавливает изготовитель. Пустоты необходимо располагать перпендикулярно к постели и распределять их равномерно по сечению. Толщина наружных стенок пустотелых изделий должна быть не менее 10 мм.

Требования к техническим свойствам силикатного кирпича меняются в зависимости от области его применения, обычно определяемой строительными нормами, неодинаковыми в разных странах.

По прочности изделия подразделяют на марки M100, M125, M150, M175, M200, M250, M300. Марка блока определяется его средним пределом прочности при сжатии, который составляет обычно 7,5 - 35 МПа. В стандартах ряда стран (Россия, Канада, США), наряду с этим, также регламентируют предел прочности кирпича при изгибе.

Водопоглощение - это один из важных показателей качества силикатных изделий и является функцией его пористости, которая зависит от зернового состава смеси, ее формовочной влажности, удельного давления при уплотнении. По ГОСТ 379 - 2015 водопоглощение силикатных изделий должно быть не менее 6%. При насыщении водой прочность силикатных изделий снижается по сравнению с их прочностью в воздушно-сухом состоянии так же, как и у других строительных материалов, и это, снижение обусловлено теми же причинами. Коэффициент размягчения силикатных изделий при этом зависит от макроструктуры изделия, от микроструктуры цементирующего вещества и составляет обычно не менее 0,8.

В нашей стране морозостойкость кирпича, особенно лицевого, является наряду с прочностью важнейшим показателем его долговечности. По ГОСТ' 379 - 79 установлены четыре марки кирпича по морозостойкости: F25, F35, F50, F75, F100. Морозостойкость рядового кирпича должна составлять не менее 15 циклов замораживания при температуре - 15?С и оттаивания в воде при температуре 15 - 20?С, а лицевого - 25, 35, 50 циклов в зависимости от климатического пояса, частей и категорий зданий, в которых его применяют. Снижение прочности после испытания на морозостойкость по сравнению с водонасыщенными контрольными образцами не должно превышать 20% для лицевого и 35% для рядового кирпича первой категории и соответственно 15 и 20% для кирпича высшей категории качества.

В зависимости от средней плотности изделия в сухом состоянии подразделяют на классы, приведенные в таблице 1.

Теплопроводность сухих силикатных кирпичей и камней колеблется от 0,35 до 0,7 Вт/(м ?С) и находится в линейной зависимости от их средней плотности, практически не завися от числа и расположения пустот. Испытания в климатической камере фрагментов стен, выложенных из силикатных кирпичей и камней различной пустотности, показали, что теплопроводность стен зависит только от плотности последних. Теплоэффективные стены получаются лишь при использовании многопустотных силикатных кирпичей и камней плотностью не выше 1450 кг/м3 и аккуратном ведении кладки (тонкий слой нежирного раствора плотностью не более 1800 кг/м3, не заполняющего пустоты в кирпиче).

Силикатные блоки и перегородочные плиты, применяемые в качестве межкомнатных и межквартирных перегородок, должны подвергаться испытанию с целью определения индекса изоляции воздушного шума.

На рядовых кирпиче и камне, а также блоке и перегородочной плите не допускаются дефекты внешнего вида, размеры и число которых на одном изделии превышают указанные в таблице 4.



Таблица 1 - Дефекты внешнего вида рядовых кирпича и камней, блоков и плит

Вид дефекта	Число дефектов
Отбитости и притупленности углов глубиной от 10 до 15 мм, шт.	3
Отбитости и притупленности углов глубиной более 15 мм, шт.	Не допускаются
Отбитости и притупленности ребер глубиной от 5 до 10 мм, шт.	3
Отбитости и притупленности ребер глубиной более 10 мм, шт.	Не допускаются
Шероховатости или срыв грани глубиной не более, мм	5
Трещины протяженностью до 40 мм, шт. (см. рисунок 3)	1

Рисунок 3 - Характерные трещины на изделиях



Таблица 3 - Прайс-лист продукции «Ярославского силикатного завода».

Особенности способа производства

В данном курсовом проекте завод проектируется по традиционной технологии производства с использованием ИКВ и трех видов песка: пески средней и мелкой крупности, а также отсев.

Так как данный завод не располагает карьерами добычи известняка и не намывает песок самостоятельно, данное сырье необходимо завозить на территорию завода. Это производится с помощью автотранспорта. На территории имеется производство комовой извести. Комовая известь и пески выгружаются в приемные бункеры, после чего сырье подготавливается к производству. Комовая известь дробится сначала в молотковой дробилке, после чего поступает на изготовление ИКВ в шаровую мельницу для совместного помола с песком. Песок после выгрузки пропускается через грохот и заполняется в расходные бункера.

ИКВ изготавливается в шаровой мельнице. Соотношение извести и песка 1:1,5. Известно, что оптимальным соотношением для изготовления ИКВ является 1:1, однако в связи с экономией извести было выбрано именно это соотношение. К тому же, помимо экономии дорогостоящего сырья повышается прочность изделий. После помола ИКВ с помощью пневмотранспорта загружается в расходный бункер.

Пески взяты в следующих соотношениях 40:30:30, где соответственно мелкий песок, средний песок и отсев.

С расходных бункеров все компоненты поочередно дозируются на весовом дозаторе в немецкий смеситель Eirich, где происходит смешение в течение 2 минут, после чего формовочная смесь поступает в пресс. На прессе фирмы Lasco изделия формуются, затем складываются на вагонетку и через передаточный мост поступают в автоклав. Пропарка изделий длится порядка 11-12 часов при максимальном давлении 1,6 МПа. После выгрузки из автоклава изделия упаковываются и отправляются на склад готовой продукции.

Выбор режима работы цехов осуществляется на основании норм технологического проектирования предприятий, сменность работы цехов зависит от вида процесса. При проектировании новых предприятий принимают режим работы с непрерывной рабочей неделей в три смены по 8 часов или в две смены по 12 часов в сутки. На данном заводе запроектирован двухсменный рабочий день.

Расчетное рабочее время работы предприятия.

Т - Расчетное рабочее время работы оборудования предприятий по производству кирпича, час.

Т=ТнЧК, (1)



где К - коэффициент технического использования

К=К1ЧК2, (2)

где К1=0,9 при трехсменной работе оборудования; К2=0,97 - при двухсменной работе оборудования с учетом планово-предупредительного ремонта; К1=0,93 - при прерывной работе оборудования - (305-250 дней в году); К2=0,9 при непрерывной работе оборудования - 365 дней в году.

Тн=NЧnЧt, (3)

где N - количество рабочих дней в году; n - количество рабочих смен в сутки; t - продолжительность рабочей смены.

Тн=305х2х12=7320 ч.

Т=7320Ч0,97Ч0,93=6603 ч.

Таблица 4 - Фонд рабочего времени подразделений предприятия

Подразделение завода	Рабочее время
	В смену	В сутки	В год
	час	смен	час	суток	час
Карьер	12	2	24	250	5412
Помольное отделение	12	2	24	250	5412
Отделение приготовления смеси	12	2	24	305	6603
Прессовое отделение	12	2	24	305	6603
Автоклавное отделение	12	2	24	305	6603

Материальный баланс завода силикатных прессованных изделий.

Суммарный выпуск отдельных видов изделия в пересчете на одинарный кирпич должен равняться заданной программе завода:

(П= П1+П2+П3).(4)



Мощность предприятия устанавливается с учетом потерь от брака изделий.

Предприятие будет производить силикатный блок, программа по одинарному кирпичу задана 62 млн. штук в год. Программа предприятия по утолщенному кирпичу в млн. штук в год составит:

П у = П Ч k , (5)

где k - коэффициент перехода одинарного кирпича к блоку, равный отношению их масс.

П=62 млн. штук

k=0,125

П у = 62 Ч 0,125 = 7,75 млн. штук

Таким образом, объем производства силикатных блоков проектируемого завода составит 7,75 млн. штук.

Годовая мощность производства рассчитывается:

М =П/0,9, (6)

где М - годовой объем производства в тыс. шт., П - производственная программа в тыс. шт., 0,9 - потери от брака.

М = 7750 /0,9 = 8611 тыс. шт./год

Мощность известкового производства (Миз пр-ва) рассчитывается исходя из потребной мощности на производство силикатных прессованных изделий (Мна производство с/и ) и мощности на реализацию извести (Мреализация извести) или производство других материалов (Мдр) из извести:

Миз пр-ва = Мна производство с/и+ Мреализация извести + Мдр (7)

Потребная мощность на производство силикатных изделий:



Мна производство с/и = ПЧРиз/0,9, (8)

где Риз - потребность в известковом вяжущем на 1тыс. шт. продукции.

Мна производство с/и = 7750 Ч1,95/0,9 = 16792 т/год

Мощность помольного отделения рассчитывается:

Мп = ПЧРвяж/0,9, (9)

где Рвяж - расход вяжущего на единицу продукции (1 тыс. шт.)

Мп = 7750Ч4,87/0,9 = 41936 т/год

Мощность массозаготовительного отделения (Ммассозаготовки) или смесеприготовительного отделения рассчитывается:

Ммассозаготовки = ПЧРфор.см. /0,9, (10)

где - Рфор.см. - расход формовочной смеси на единицу продукции (1м3, 1 тыс. шт.).

Ммассозаготовки = 7750Ч22 /0,9 = 189444 т/год

Мощность карьера по добычи песка:

Мкарьера песка = ПЧРпеска /0,9(11)

Ммел.песок =7750 Ч6,08 /0,9 = 52356 т/год

Мср.песок = 7750Ч4,56 /0,9 = 39267 т/год

Мотсев = 7750Ч4,56 /0,9 = 39267 т/год

При расчете производительности следует учитывать производственные потери, которые можно принять равными 1% для вяжущего и 2% для наполнителей.

Ммол.песка = 44503 т/год

Ммел.песок= 52356 + 1047 = 53403 т/год

Мср.песок= 39267 + 785 = 40052 т/год

Мотсев= 39267 + 785 = 40052 т/год

Мизв= 16792+168 = 16960 т/год

Таблица 5 - Производительность предприятия

№ п/п	Наименование производства (отделения)	Ед. изм.	Производительность в
			год	сутки	смену	час
1.	Производство усл. кирпича	тыс. шт.	62000	204	102	8,5
2.	Производство блоков	тыс. шт.	7750	26	13	1
3.	Известковое производство	т	16792	56	28	2,3
4.	Карьер песка	т	130890	430	215	18
5.	Производство ИКВ	т	41980	138	69	34,5
6.	Массозаготовительное отд.	т	189444	622	311	26

Сырьевые материалы

Известь выступает в составе силикатных изделий в качестве вяжущего компонента. По проекту содержание активных СаО и MgO в используемой извести составляет 74%. Таким образом, по ГОСТ 9197-77 используемая известь является 3 сорта.

Так как на территории проектируемого завода имеется собственное производство комовой негашеной извести, то на производство силикатных блоков известь поступает в виде обожженных комков размером до 200 мм. Время гашения используемой строительной извести не должно превышать 8 минут. Другими словами, известь используется быстрогасящаяся. Температура гашения составляет 63?С. Время гашения 4 мин.

Из данного вида сырья путем совместного помола с кремнеземистым компонентом в шаровых мельницах получают известково-кремнеземистое вяжущее, уже в дальнейшем используемое в качестве основного компонента формовочной смеси.

Размер размолотых частиц не превышает 0,1 мм.

Песок определяет физико-механические свойства. Размер зерен более 0,1 мм. Запроектированный состав предполагает использование трех видов механически активного сырья: песок мелкий, песок средний и отсев. Данные пески взяты в соотношении 40:30:30 соответственно. Пески соответствуют ГОСТ 8735-2014.

Песок мелкий. Речной песок с модулем крупности 1,55 и насыпной плотностью 1,56 кг/м3. Содержание оксида кремния составляет 93%.

Песок средний. Овражный песок с модулем крупности 2,4 и насыпной плотностью 1,64 кг/м3. Содержание оксида кремния составляет 76%.

Отсев. Отсев гранитный с модулем крупности 2,45 и насыпной плотностью 1,58 кг/м3. Отсев выступает в качестве укрупняющей добавки, позволяющей повысить физико-механические показатели изделий. В таблице 6 представлены гранулометрические составы используемых в производстве песков.

Соотношение песков определялось в ходе подбора зернового состава составного песка, представленного в таблице 7. Путем математического расчета проводился подбор по коэффициентам состава полного остатка, который при построении кривой вписывался в технические требования к пескам для производства силикатных изделий по гранулометрическому составу.

Таблица 6 - Гранулометрический состав песков

№	Остаток на ситах КСИ	Номер сит	Мк	Снас, кг/м3
		5	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16	?0,16
1.Средний	Частные ост., г	38	135	93	133	360	263	16	2,4	1,64
	Частные ост., %	3,8	13,5	9,3	13,3	36,0	26,3	1,6
	Полные ост., %	-	13,5	22,8	36,1	72,1	98,4	100
2.Мелкий	Частные ост., г	0	0	2	34	493	453	18	1,55	1,56
	Частные ост., %	0	0	0,2	3,4	49,3	45,3	1,8
	Полные ост., %	-	0	0,2	3,6	52,9	98,2	100
3.Отсев	Частные ост., г	0	112	165	226	168	220	109	2,45	1,58
	Частные ост., %	0	11,2	16,5	22,6	16,8	22,0	10,9
	Полные ост., %	-	11,2	27,7	50,3	67,1	89,1	100



Таблица 7 - Результаты подбора зернового состава составного песка

№сит	Песок средний	Песок мелкий	Отсев	Полн. остаток
	П.ост.%	К1	П1хК1	П.ост.%	К2	П2хК2	П.ост.%	К3	П3хК3
2,5	13,5	0,3	4,05	0	0,4	0	11,2	0,3	3,36	7,41
1,25	22,8	0,3	6,84	0,2	0,4	0,08	27,7	0,3	8,31	15,23
0,63	36,1	0,3	10,83	3,6	0,4	1,44	50,3	0,3	15,09	27,36
0,315	72,1	0,3	21,63	52,9	0,4	21,16	67,1	0,3	20,13	62,92
0,16	98,4	0,3	29,52	98,2	0,4	39,28	89,1	0,3	26,73	95,53
?0,16	100	0,3	30	100	0,4	40	100	0,3	30	100

Таблица 8 - Перечень материалов, применяемых при производстве силикатных изделий, рекомендованный ГОСТ 379-2015.

№ п/п	Наименование материала	Нормативный документ
1.	Песок для строительных работ	ГОСТ 8736-2014
2.	Известь строительная	ГОСТ 9197-77

Расчет состава.

Чтобы определить потребности предприятия в сырьевых материалах, первоначально рассчитывают их удельный расход на единицу выпускаемой продукции. Расчет состава силикатной смеси производится по количеству сухих и влажных компонентов на единицу продукции: 1тыс.шт. условного одинарного силикатного кирпича и 1 т силикатной формовочной смеси. Расчет теоретического состава силикатной формовочной смеси производится по формуле:

Р= П+В + ИКВ +Д,(12)

где Р - количество формовочной смеси на 1т или на 1тыс. шт. силикатных прессованных изделий нормального формата (NF) или одинарного кирпича; для полнотелых изделий принимается плотность 1950-2000кг/м3; для зольного кирпича 1350-1400кг/м3; для пустотелых - с учетом пустотности изделий; В - количество воды; П - количество песка; Д - количество добавок (количество вводимых добавок определяется процентом от массы смеси либо, в зависимости от их назначения, - от массы вяжущего или песка заполнителя, когда они вводятся как составляющий компонент вяжущего или заменяют определенную часть неизмельченного песка) .

ИКВ - количество известково-кремнеземистого вяжущего или известкового вяжущего.

Расчет количества известково-кремнеземистого вяжущего (ИКВ) производится по формуле:

ИКВ = (13)

Расчет количества кремнеземистого компонента производится по формуле:

П = (14)

где Асм=Аикв/4=7,4 - активность смеси; Аикв= 26,9 - активность известково-кремнеземистого вяжущего, %; Аи - активность извести, %; W=9,4 - влажность формовочной смеси, %.

ИКВ = = 4870 кг

П = кг

Расчет количества воды затворения производим по формуле:

В = (15)

В = = 1910 л



Таблица 9 - Сводные расчетные данные расхода сырьевых материалов

Наименование материала	Ед. изм.	Расход при активности извести 74%
		Блок пустотелый 248х248х249
		На 1 тыс. шт.	На 1 т смеси
Сухие материалы	кг	20900	989,66
Вяжущее:- известь	кг	1950	96,06
Песок карьерной влажности, в т. ч.: - молотый; - мелкий; - средний; - отсев	кг	18140 2922 6088 4566 4566	893,6 144,09 300,21 225,16 225,16
ИКВ	кг	4872	240,15
Вода	м3	1,91	0,094

Описание технологического процесса

Приемка и хранение сырьевых материалов

Песок. Доставка песка на проектируемый завод осуществляется автотранспортом (13). На предприятиях имеется крытое приемное отделение песка. Песок выгружается в приемные бункера (14), (15), (16), оборудованные сеткой (18) с размерами ячеек 40х40 мм и комеразбивочным устройством (17). Объем бункера рассчитывается на приемку песка одной машины (8-10 м3). Данные приемные отделения представлены на заводе в количестве 3 штук - для каждого вида песка. Песок системой ленточных транспортеров (19) направляется в крытый обогреваемый полубункерный склад (20), оборудованный паровыми регистрами, и распределяется по отсекам. Подсушка и оттаивание песка производится во время его хранения на складе. В полубункерном складе размещаются три бункера для трех видов песка объемом 500 м3 каждая.

Известь. На территории завода имеется производство извести. Поэтому химически активное сырье поступает на производство силикатных блоков в виде комовой извести. Размеры комков не должны превышать 200 мм. Системой ленточных конвейеров (1) комовая известь поступает на склад извести.

Для хранения извести используется крытый бункер (2), предохраняющий известь от увлажнения. Емкость склада известкового производства выбирается из условия продолжительности хранения продукции не более 5-6 суток. Силос извести представляет собой цилиндрическую банку со стенками из монолитного железобетона или металлическую. Емкость бункера составляет 330 м3.

Подготовка сырья.

Высушенные пески из полубункерного склада конвейером (21) поступают на вибрационный грохот (22). Вибрационные грохота устанавливаются с двумя решетками (двухъярусные). Верхняя колосниковая решетка с размером 40х40 или 30х30 мм и нижняя 20х20 или 15х15 мм. Включения поступают в бункер отходов и периодически удаляются автотранспортом в отвал. Вибрационный грохот -- машина с вибрационным приводом, предназначенная для сортировки (грохочения) сыпучих материалов путём их просеивания через сита (или решёта).

Очищенный песок поступает по средствам ленточного конвейера (23) в расходные бункера помольного (8) и смесеприготовительного отделений (24)-(26). Расходные бункера смесеприготовительного отделения подразделяются по виду песка: мелкий, средний песок и отсев. Пески с единого конвейера сбрасываются плужковыми сбрасывателями, контролируемыми автоматикой, в нужный бункер. В помольное отделение отправляется мелкий песок.

Из бункера для хранения извести (2) лотковым питателем (3) комки извести сбрасываются на ленточный конвейер (4), который, в свою очередь, направляет известковое сырье на подготовку. Подготовка комовой извести заключается в дроблении на молотковой дробилке (5). Роторная молотковая дробилка СМД-114 производительностью 55 м3/ч, при дроблении дают продукт менее 1 мм, при максимальной влажности 6 - 10%. Максимальный размер загружаемого куска в молотковую дробилку - 200 мм. Дробленая известь с размером кусков не более 10 мм подается пневмотранспортом (6) в расходный бункер помольного отделения (7) емкостью 60 м3.

Приготовление ИКВ.

Наибольшее применение в традиционной технологии в изготовлении ИКВ получили шаровые мельницы. Измельченная известь и мелкий песок из бункеров помольного отделения (7) и (8) поступают в двухвальный лопастной смеситель непрерывного действия (9), откуда непрерывно дозируются в расходный бункер шаровой мельницы (10). При смешении песка карьерной влажности 5-7%, 50% влаги содержащейся в песке расходуется на гидратацию извести, а остальная вода испаряется за счет выделяемого при этом тепла. Выделяющийся пар (особенно зимой) конденсируется в рукавах фильтров и выводить их из строя. Во избежание этого материалы смешивают до загрузки в мельницы в лопастном двухвальном смесителе (9). Шаровая мельница (10) позволяет молоть составы из нескольких компонентов. Проектируемый завод снабжается мельницами типа СМ1456 (1,4Ч5,6) производительностью - до 7 т/час. Мелющие тела - шары и цильбепс. Диаметр шаров зависит от размера загружаемого куска. Производительность мельниц устанавливается по качеству размалываемого продукта. Совместной помол извести и песка производят в соотношении 1:1,5. Удельная поверхность измельченного песка в вяжущем должна быть не более 1500 см2/г по прибору ПСХ при удельной поверхности вяжущего 4000-4500 см2/г. Мелющие тела загружают из расчета 0,8-1 т на 1 т размалываемого материала через 100-150 часов работы и полностью через - 1000 часов работы.

Данный завод работает по централизованной схеме с шаровыми мельницами в количестве 4 штук.

Применяются дозаторы ленточные, сегментные типа СБ-71,СБ-110, весы-дозаторы, дозатор-транспортер. Продукт помола (вяжущее) шнековым питателем (11) и системой пневмотранспорта (12) подается в расходный бункер вяжущего (29). При использовании пневмотранспорта на бункерах устанавливают аспирационное устройство для очистки выбрасываемого воздуха (батареи циклонов, разгрузители и вентиляторы).

Приготовление известково-песчанной формовочной смеси.

Смешение. Сырьевые материалы - известь (известковое вяжущее) и песок смешивают для получения однородной смеси.

На проектируемом заводе для смешения сырьевых компонентов используется немецкий смеситель типа EIRICH RV29VAC емкостью 5250 л и максимальной загрузкой 8400 кг периодического действия. Из расходных бункеров (24) - для мелкого песка, (25) - для среднего песка, (26) - для отсева, (29) - для ИКВ сухие сырьевые компоненты, а также вода, ленточным конвейером (27) (для песков) и шнековым питателем (30) (для ИКВ) в установленном порядке дозируются на весовых дозаторах (31) и (32), после чего загружаются в смеситель (33), где перемешиваются до получения однородной массы в течение 2 мин. После смешения масса выгружается открытием нижних бортов смесителя в разгрузочный бункер (34).

Гашение. Из разгрузочного бункера (34) формовочная смесь тарельчатым питателем (35) подается на ленточный конвейер (36) на гашение в силосные реакторы (37). Гашение смеси осуществляется силосным способом в силосах непрерывного действия.

В силосах - реакторах непрерывного действия загрузка, выдержка в течение определенного времени и выгрузка смеси совершаются одновременно. При этом основной технологический процесс - гидратация извести - протекает за время прохождения смеси через реактор.

Силосы периодического действия представляют собой вертикальные сосуды в основном круглого сечения объемом 20-60 м3. В нижней части емкость сужается в виде одной или двух воронок. Для выгрузки гашеной смеси устанавливают ленточный или тарельчатый питатель. Продолжительность нахождения смеси в силосах должна обеспечивать полное гашение извести в смеси и определяется свойствами применяемого сырья, в первую очередь извести.

Гашение в реакторе:

CaO + H2О =Ca(OH)2 + 1,187 кДж/кг

Кристаллы СаО имеют круглую форму, а кристаллы Са(ОН)2 - игольчатую. Смена формы приводит к увеличению объема.

Для данного завода запроектировано 4 силосных реактора объемом 60 м3 каждый, работающих по непрерывной технологии. В зависимости от температуры гашения смеси, которая контролируется гасильщиком, время гашения колеблется от 2 ч. (при температуре смеси 80-85?С) до 3 ч. (при температуре 20-25?С). Часовая потребность завода в формовочной смеси составляет 62,5 м3/ч. Учитывая время гашения (2-3 ч.), получаем, что масса одновременного гашения составляет 125-190 м3. Учитывая коэффициент запаса, получаем 4 реактора. Каждый силос снабжен тарельчатым питателем ПД-1000 производительностью до 50 м3.

Обработка гашеной смеси. Из силосов (37) смесь тарельчатым питателем (38) подается на ленточный конвейер (39) на доувлажнение и дополнительное перемешивание в стержневой смеситель (40).

Для обработки гашеной смеси используются стержневой смеситель СК-08 производительностью 75 т/ч. Стержневой смеситель СК-08 представляет собой наклонный барабан диаметром 1,2 м и длиной 3 м, в котором загружены стержни в продольном направлении в количестве 47 штук и диаметром 75 мм каждый. Частота вращения барабана составляет 20-22 об/мин. При данной частоте вращения обеспечивается полное перетирание и перемешивание смеси и постепенное движение ее в сторону отверстия для выгрузки.

Формование изделий

Из стержневого смесителя (40) доувлажненная силикатная смесь ленточными конвейерами (41) подается в расходные бункера прессов (42). Формование силикатных изделий проводится методом двустороннего прессования из силикатной смеси заданного состава. Спрессованный блок (сырец) должен иметь прочность в пределах 0,4-0,6 МПа. Применяемые на проектируемом заводе для формования силикатного блока прессы отличаются способами приложения усилий, загрузки смеси в пресс-формы и выталкивания сырца. Блок прессуют в положении «на постель».

На проектируемом заводе предполагается установить 5 прессов фирмы LASCO KSP401/801/1001 общей производительностью 62 млн. шт. условного кирпича в год. Количество формуемых изделий на запроектированных прессах 4 шт. На данных прессах предусматривается обязательная выдержка сырца под максимальным давлением в течение 5 секунд.

Отформованный сырец снимается со стола пресса (42) и укладывается на автоклавную вагонетку (44) автоматом-укладчиком (43).

Автоклавная обработка

Вагонетки (44) закатывают по средствам электропередаточного моста (45) в автоклав (46) и выкатывают по рельсам. Брак сырца и просыпь возвращается системой конвейеров на распределитель смеси над прессами. Электропередаточный мост для вагонеток (45) с сырцом представляют собой автоматическую установку для транспортировки запарочных вагонеток от путей пресса к автоклавам.

Автоклавная обработка заключается в гидротермальной обработке сырца острым насыщенным паром - это основной процесс, в течение которого образуются химические соединения - гидросиликаты кальция, связывающие зерна песка в монолит. Режим обработки выбирается в зависимости от величины избыточного давления.

В производстве применяются автоклавы диаметром 2 м и длиной 40 м. Автоклавы работают при давлении 0,8 МПа.

При использовании длинных автоклавов сырец накапливают в специальных накопительных камерах, а затем весь состав загружают в автоклав.

Удельный расход пара по расчету на одну тысячу штук условного кирпича составляет от 380 до 460 кг.

Процесс автоклавной обработки управляется автоматически. Конденсат частично или полностью может быть использован после предварительной очистки от твердых включений для первичного или вторичного увлажнения силикатной смеси. По составу конденсат представляет известковый раствор, и его использование способствует снижению расхода извести в производстве, а высокая температура конденсата ускоряет процесс гашения извести с получением высокодисперсных продуктов. С использованием конденсата улучшаются формовочные свойства смеси, в частности, повышается ее пластичность.

Пар низкого давления (отбросный пар из автоклавов) используют для подогрева питательной воды в котельной, а также воды, идущей на отопление и другие нужды предприятия.

В проекте заложены 16 автоклавов длиной 40 м, диаметром 2 м.

Цикл работы одного автоклава:

- очистка автоклава - 0,2 ч;

- загрузка автоклава - 0,94 ч;

- открывание и закрывание крышек - 0,15 ч;

- перепуск пара - 0,8 ч;

- впуск острого пара - 1,3 ч;

- выдержка под давлением - 7 ч;

- выпуска пара под давлением - 0,9 ч;

- выгрузка автоклава - 0,9 ч.

Итого общее время обработки составляет 12,34 ч.

Складирование и приемка готовой продукции

После автоклавной обработки вагонетки с блоками (44) выкатывают на площадку для остывания. Через час изделия подвергаются внешнему осмотру и контролю качества в соответствии с требованиями ГОСТ 379-2015, а затем направляются на участок упаковки. С вагонетки (44) блоки перегружаются мостовым краном (47) на ленточный конвейер с поддонами для упаковки блоков. Поддоны подаются на конвейер из магазина поддонов (48). По ходу движения конвейера с помощью упаковочной машины (49) осуществляется упаковка изделий. Отгрузка упаковок блока на склад готовой продукции (51) осуществляется погрузчиком (50). Транспортировка блока осуществляется в соответствующих пакетах или контейнерах.

Выбор и расчет основного технологического оборудования

Таблица 10 - Материальный баланс предприятия

№ п/п	Наименование производства (отделения)	Ед. изм.	Производительность в
			год	сутки	смену	час
1.	Производство усл. кирпича	тыс. шт.	62000	204	102	8,5
2.	Производство блоков	тыс. шт.	7750	26	13	1
3.	Известковое производство	т	16792	56	28	2,3
4.	Карьер песка	т	130890	430	215	18
5.	Производство ИКВ	т	41980	138	69	34,5
6.	Массозаготовительное отд.	т	189444	622	311	26

Оборудование для очистки песка

Для очистки песок просеивают на специальных машинах - грохотах. На проектируемом заводе используются виброгрохот ГИЛ-32 производительностью 200 м3/ч в количестве 1 шт.

Оборудование для дробления извести

Для удовлетворения потребности предприятия в извести достаточно одной молотковой дробилки производительностью 7 т/ч.

Ленточные конвейеры

Для транспортирования сыпучих и кусковых материалов в горизонтальной и наклонной плоскостях на предприятии используются ленточные конвейеры с плоской и желобчатой лентой шириной от 500 до 1200 мм.

Питатели и дозаторы

На предприятии используются шнековые питатели для транспортировки порошкообразных и пылящих материалов диаметром шнека 300 мм. Для подачи комовой извести используется лотковый питатель производительностью до 10 т/ч. Для выгрузки силосов применяются тарельчатые питатели ПД-1000 производительностью 50 м3/ч.

В качестве дозирующего оборудования на различных этапах производства применяются весовые и объемные дозаторы как непрерывного, так и периодического действия.

Производительность мельницы и количество определяем по формуле:

Qм = 0,237 Ч Ч Kм Ч Кт Ч Кэ (т/час), (16)

где D - внутренний диаметр барабана, м. Для мельницы СМ1456 равен 1.4 м;

L - внутренняя длина барабана, равна 5,6 м;

G - загрузка мелющими телами, равна 11,0 тонн;

Kм - коэффициент размолоспособности для ИКВ 1,8;

Kт - поправочный коэффициент на тонкость помола для ИКВ 0,82;

Kэ - коэффициент эффективности помола; для мокрого помола 1,08.

Qм = 0,237 Ч Ч 1,8 Ч 0,82Ч 1,08 = 4,2 т/ч,

Несмотря на получившееся значение, производительность также зависит от крупности материала. Т.к. измельчение извести ведется в молотковых дробилках, на выходе получается довольно тонко измельченный известковой порошок размером зерен менее 1 мм, что значительно увеличивает производительность мельницы. Поэтому номинально берется значение производительности 7 т/ч.

Потребное количество мельниц:

N= Мп /0.9ЧРЧ Qм , (17)



где Р - количество часов работы в году.

N= 135278 /0.9Ч6603Ч7 = 3,25 ? 4 шт.

Расчет производительности автоклава и количества автоклавов

Производительность автоклава рассчитывают по формуле:

Q = VиздЧ KобЧ P днейЧ 0.9Ч0.99, (18)

где Vизд - объем изделий, помещаемых в автоклав в м3; Pдней - количество рабочих дней в году; 0.9 - коэффициент использованного оборудования; 0.99 - коэффициент, учитывающий потери; Kоб - коэффициент оборачиваемости автоклава.

Q = 33Ч 1,5Ч 1,95Ч 305Ч 0.9Ч0.99 = 26231 шт* м3/год

Коэффициент оборачиваемости автоклава рассчитывают по формуле:

Kоб= 24 / цикл. (19)

Kоб= 24 / 12,34 = 1,95

Объем изделий на вагонетках в автоклаве:

Vизд = nвагонетокЧVизд на 1 ваг (20)

Vизд = 33Ч1,5 = 49,5 шт* м3

При производстве кирпича и прессованных блоков вместимость автоклавов составляет:

- для автоклава длиной 40м - 33шт. автоклавных вагонеток.

Потребное количество автоклавов при мощности М:

N= М/ Q (21)

N= 434031/ 26231 ? 16 шт/ м3

Коэффициент заполнения автоклава:

Kзап. ат= 49,5 :125,6 = 0,394

Полученные результаты сводятся в табл. 13

Таблица 11 - Перечень основного технологического оборудования

№п/п	Наименование	Модель и технические характеристики	Ед. изм.	Кол-во
1.	Виброгрохот	ГИЛ-32 - 200 м3/ч	м3/ч	1
2.	Молотковая дробилка	СМД-114 - 27 т/ч	т/ч	1
3.	Шнековый питатель	КВ-320 - 300 мм	мм	2
4.	Смеситель	EIRICH RV-29VAC - 8,5 т Стержневой - 75 т/ч Лопастной - 32 т/ч	т/ч	1 1 1
5.	Пресс	LASCO KSP401/801/1001 - 1040Ч820		5
6.	Шаровая мельница	СМ 1456 - 7 т/ч	т/ч	4
7.	Автоклав	АП 1.0х2х40	шт./см	16

Расчет складского хозяйства

Площадь и емкость склада определяются по следующим формулам:

F=, (22)

Vn (23)

где Vn - потребная емкость склада для данного материала, м3; Нн -максимальная высота штабеля, ориентировочно составляет 8-12 м; К2 -коэффициент загрузки склада, равен 0,87; Ак - годовая потребность сырья, м3; РY - потери по сырью, 1,25; Cn - число суток нормативного запаса, 7; Кисп - коэффициент использования склада, равен 0,9; г0 - плотность сырья, кг/м3.

Склад песка:

Vn7х1,25х453500/(365х1,6х0,9)=6116 м3

F=6116/(12х0,87)=585 м2

Расчет емкости бункера для хранения комовой извести (2):

V= Пхn/г0хц, (24)

где П - часовая производительность агрегата (дробилок, шаровых мельниц, сушилок, печей); n - максимальное время хранения материала в бункере 3 часа; ц - коэффициент заполнения бункера, равен 0,9; г0 - объемная масса материала, кг/м3.

V= 27000х12/900х0,9=400 м3

Расчет емкости бункера для хранения дробленой извести (7):

V= 7000х3/1200х0,9=19,5 м3

Расчет емкости бункера для хранения мелкого песка (8):

V= 7000х3/1560х0,9=15 м3

Расчет емкости расходных бункеров для хранения песков (24), (25), (26):

V= 15300х3/1600х0,9=32 м3

Расчет склада силосного типа для хранения ИКВ:

Vn (25)

где Ац - потребность завода в порошкообразном материале, т/год; Сн - число суток нормативного запаса (10-15 суток); гц - средний объемный вес порошкообразного продукта, загружаемого в силосы (гипс -1,2-1,45; известняк 1,2; известь 0,8-1,0); Кз - коэффициент заполнения силосов из расчета недосыпа 2 м до верхнего обреза, обычно составляет 0,9.

Vn1х121750/(365х0,8х0,9)= 463 м3

Таким образом, для хранения ИКВ необходимо установить 5 силосов емкостью по 100 м3 каждая.

Расчет склада готовой продукции:

F=(РхТхК)/d, (26)

где F - полезная площадь склада в м2; Р - среднесуточный выпуск или завоз материалов; Т- нормативное число дней запаса продукции на складе 10 - 30 суток; К - коэффициент неравномерности прибытия или расхода материалов (К = 1,1-1,3); d -количество материалов складируемого на 1 м2 площади склада.

F=82000х30х1,3/192=16657 м2/шт

Размеры склада:

L=F/24, (27)

Таким образом, для склада готовой продукции необходимо соорудить три пролета по 24 м, длина которых будет составлять 234 м.

Карта контроля техпроцесса производства

Производство силикатных блоков требует постоянного контроля сырья и готовой продукции.

Контроль песка ведут по ГОСТ 8735-88, где четко прописаны порядок отбора проб и проведения испытаний на определение различных показателей таких как: зерновой состав, модуль крупности, содержание глины и т.д.

ГОСТ 22688-77 распространяется на строительную известь и устанавливает методы ее испытания. Применение указанных методов испытаний предусматривается в стандартах и технических условиях, устанавливающих технические требования на строительную известь. Проба отбирается в соответствии с ГОСТ 9197-77.

Готовая продукция проверяется по ГОСТ 379-2015. Размеры изделий, параллельность опорных граней, толщину наружных стенок пустотелых изделий, длину трещин, глубину шероховатостей и срыва, глубину отбитостей и притупленностей углов и ребер измеряют с помощью линейки по ГОСТ 427, штангенциркуля по ГОСТ 166, штангенглубиномера по ГОСТ 162, угольника по ГОСТ 3749 с погрешностью измерения не более 1 мм.

Пределы прочности при сжатии камней, блоков и перегородочных плит и при сжатии и изгибе кирпича определяют по ГОСТ 8462.

Допускается определять предел прочности при сжатии изделий ультразвуковым методом в соответствии с ГОСТ 24332.

Морозостойкость, водопоглощение и среднюю плотность изделий определяют по ГОСТ 7025.

Морозостойкость кирпича, камней и блоков определяют методом объемного замораживания. Оценку степени повреждений всех образцов проводят через каждые пять циклов замораживания и оттаивания. Оценку морозостойкости проводят по степени повреждений, потере прочности или потере массы.

Коэффициент теплопроводности кладки определяют по ГОСТ 530.

Индекс изоляции воздушного шума определяют по ГОСТ 27296.

В табл. 14 представлены контроль технологического процесса и контролируемые параметры, обеспечивающие заданный технологический режим.

Таблица 14 - Контроль технологического процесса

Технологические операции, подлежащие контролю	Контролируемый параметр	Нормы показателей	Частота контроля и приборы контроля
Дробление извести	Остаток на ситах с отверстиями 5, 10, 20, 30 мм	Не более 25% остатка на сите 5 мм	Один раз в смену путем рассева пробы.
Шихтовка песков	Пропорциональное соотношение песков	В зависимости от соотношения	Один раз в смену
Отсев включений из песка	Состояние сит на грохотах	Отсутствие разрывов на сите	Один раз в смену
Дозирование компонентов вяжущего и силикатной смеси	Положение шиберов и показания приборов	Исправное состояние	Один раз в смену - приборы; еженедельно - контрольные взвешивания порций
Тонкость помола вяжущего	Остаток на сите №008	Не более 10%	Один раз в смену
Приготовление смеси	Увлажнение компонентов, содержание активной окиси Ca	Коэф. вариации влажности и активности - не выше 0,1	3 раза в смену
Гашение смеси	Температура смеси	Вариативный показатель	3 раза в смену
Обработка гашеной смеси	Зерновой состав и влажность смеси	Отсутствие комков извести, глины и др.	3 раза в смену
Формование и укладка сырца на вагонетки	Масса сырца, внешний вид, прочность сырца	Отсутствие дефектов, прочность в пределах 0,4-0,6 МПа	Один раз в смену
Автоклавная обработка	Давление в магистральном трубопроводе	Должно превышать на 0,05 МПа давление в автоклавах	Один раз в смену
Контроль качества готовой продукции	Внешний вид, прочность, водопоглощение, морозостойкость	ГОСТ 379-2015	Отбираются образцы из партии

Вопросы охраны труда и окружающей среды

В документе «Правила техники безопасности и производственной санитарии в промышленности строительных материалов. Часть II» приведены нормы и правила по обеспечению безопасности труда на предприятиях промышленности строительных материалов, предназначены для административно-технического персонала, работников службы техники безопасности, технических инспекторов труда и профсоюзного актива профсоюза рабочих строительства и промстройматериалов.

Устройство и эксплуатация грузоподъемных машин в складах должны соответствовать требованиям Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов.

Силосы и гомогенизаторы для хранения и усреднения сырьевой смеси должны быть оборудованы пылеулавливающими устройствами (фильтры, циклоны).

Окна в галереях силосов, гомогенизаторов должны быть снабжены приспособлениями для открывания и фиксации створок в открытом положении. Открывание створок окон должно производиться с пола галереи.

Люки бункеров должны иметь откидывающиеся крышки, оборудованные запирающими устройствами. Ключ от запирающего устройства следует хранить у начальника цеха (мастера смены) и после оформления наряда-допуска на производство работ в бункере выдавать ответственному руководителю работ, назначенному из числа инженерно-технических работников приказом по предприятию.

Мелющие тела (шары, цильпебс) должны храниться в помещении или под навесом в отсеках или контейнерах.

Складские помещения для хранения готовой продукции из ячеистого и плотного бетона должны быть закрытыми, неотапливаемыми, из облегченных строительных конструкций и соответствовать требованиям разд.2 первой части Правил и ГОСТ 12.3.009-76 с изм.

При организации и ведении технологических процессов должны быть обеспечены общие требования безопасности по ГОСТ 12.3.002-75 с изм. и разд.12 первой части Правил.

Одним из способов оценки эффективности хозяйственной деятельности любой производственной единицы является технико-экономическая оценка. Ее достоверность связана с полнотой перечня учитываемых данных, характеризующих технические, экологические и социальные аспекты функционирования предприятий. Экологическая оценка является неотъемлемой частью технико-экономического анализа.

Отличительной особенностью решения экологических проблем является необходимость осуществления межведомственной координации и консультаций с общественностью и местными неправительственными организациями и широким общественным обсуждением существующего положения и мер по его изменению.

Общие правовые нормы в области планирования, регулирования, финансирования и управления природоохранной деятельностью содержатся в Законе РФ «Об охране окружающей среды», в котором с учетом условий рыночной экономики установлены основные положения регулирования отношений общества и природы с целью сохранения природных богатств и естественной среды обитания человека, предотвращения экологически вредного воздействия хозяйственной и иной деятельности, оздоровления и улучшения качества окружающей природной среды, укрепления законности и правопорядка в интересах настоящего и будущих поколений.

Следующий уровень нормативно-правовой базы включает Государственные стандарты - ГОСТы группы 17 - «Охрана природы и улучшение использования природных ресурсов», в которую входит более 60 отдельных стандартов, охватывает основные межотраслевые вопросы, начиная с терминологии.

Производство строительных материалов - одна из старейших, но довольно динамично развивающаяся отраслей. На территории России действует много промышленных предприятий, работающих по старым технологиям, используется устаревшее оборудование. Воздействие на окружающую сре...