Технология получения поризованных керамических блоков

Суглинки  месторождения «Фаниполь» доставляются автотранспортом из Дзержинского р-на, Минской области. Место складирования – запасник завода для складирования суглинок.

Условия   складирования  и хранения суглинок   аналогичны  условиям хранения и  складирования пластичной глины  месторождения «Лукомль-1», за исключением  того, что на зимний период запасы суглинок могут быть укрыты опилками.

Песок аглопоритовый фракции 0 ÷ 5 мм – продукт собственного производства ОАО «Минский завод строительных материалов». Место складирования – площадка с твердым покрытием или бункера-силоса готовой продукции.

Хранение  песка аглопоритового должно производиться согласно требованиям СТБ 1217 «Гравий, щебень и песок искусственные пористые. Технические условия».

Опилки доставляются автотранспортом. Место складирования  – площадка с твердым покрытием.

Условия хранения поризующей добавки должны соответствовать инструкции о приобретении, транспортировании, учете, хранении  и использовании отходов деревообработки, полистирола при производстве строительных материалов; должно быть обеспечено  предохранение опилок от засорения глиной, землей и посторонними предметами (металлическими и др.), излишнего переувлажнения  (подтопление дождевой и талой водой); строго соблюдать противопожарные правила.

Фракционированные опилки (фр. менее 5 мм) хранятся в бункере запаса.

Известь строительная воздушная доставляется автотранспортом. Место складирования – закрытое складское помещение. Срок хранения 1 месяц.

Приготовление шихты

Глина на автосамосвале доставляется в  приемный бункер, оборудованный глинорыхлительной машиной. Крупные комья глины, попадая в корпус рыхлителя, разрезаются билами. Измельченные комья через решетку попадают в ящичный питатель, который предназначен для равномерного и непрерывного питания сырьем глинообрабатывающих машин, дозирования подаваемого сырья. В нужных весовых пропорциях из ящичных питателей глина и песок аглопоритовый поступают на  ленточный конвейер. Поскольку используется глина высокой карьерной влажности, то полученную смесь досушивают до 18 % (формовочной влажности) в барабанной сушилке. Из барабанной сушилки для первичного дробления глины и выделения из нее крупных твердых включений глина попадает в камневыделительные вальцы с ребристым валком. В камневыделительных вальцах происходит первичное измельчение глины и выделение твердых каменистых включений. Далее по ленточному конвейеру глина поступает на сборный конвейер, по которому транспортируются суглинки и опилки. После этого по ленточному конвейеру масса поступает в смеситель, где глина с добавками равномерно перемешивается по всему объему массы и поступает в вальцы тонкого помола и супертонкого помола для разрыхления глины и выделения из нее каменистых включений и других твердых предметов, далее шихта поступает в глинорастиратель для гомогенизации и финишного перемешивания компонентов шихты, переработка шихты методом растирания и продавливания сквозь решетку. Далее по системе ленточных конвейеров полученная шихта транспортируется в шихтозапасник для вылеживания в течение 3-х суток, усреднения по влажности и тиксотропного упрочнения структуры глины, а также создания запаса для ритмичной работы формовочного отделения.

С шихтозапасника шихта грейферным краном, а затем ленточными конвейерами, над которыми установлен электромагнитный сепаратор, подается в приемные бункера ленточного вакуум-пресса.

Формование  изделий

Формование  керамического блока поризованного осуществляется на вакуумном шнековом прессу VАР 65-56. Формовочная влажность бруса 17–23 %. Масса, прошедшая предварительную обработку, поступает в смеситель пресса, где перемешивается лопастями, расположенными на валу смесителя, продвигает массу к входному отверстию вакуумкамеры, проходит через кольцевое отверстие и разрезается ножами (фрезами) на мелкие кусочки. В герметически закупоренной вакуум-камере размельченная глина подвергается дезаэрации путем вакуумирования. Разрежение в вакуум-камере пресса составляет 0,090 – 0,096 МПа. Удельное давление прессования для блока керамического пустотелого размером (250×120×138) мм – 1,6–3,0 МПа. Толщина сырца кирпича – 142–146 мм.

Выходящий из головки пресса непрерывный глиняный брус поступает к автомату резки, где производится отрезка  на отдельные  изделия. Отрезанный блок-сырец путем  автоматической укладки укладывается на сушильные вагонетки для дальнейшего  транспортирования и сушки. Сушильные  вагонетки с помощью электропередаточной  тележки транспортируют к туннельным сушилкам.

Сушка блоков

Сушка блоков керамических осуществляется в туннельной сушилке, которая относится к  сушилкам непрерывного действия. Сушилка  представляет собой туннель. В каждом туннеле устроен рельсовый путь, по которому движутся вагонетки с  изделиями.

В качестве теплоносителя для сушки  сырца используются: горячий воздух из зоны охлаждения туннельных печей, нагнетается дымососом; теплоноситель, получаемый от теплогенераторов и газопоршневых агрегатов.

Подвод  теплоносителя верхний. Отвод теплоносителя нижний: верхний – производится вентилятором, часть отработанного теплоносителя (рециркулята) возвращается для сушки сырца; нижний – производится вентилятором. отработанный теплоноситель выбрасывается в атмосферу.

Сушка осуществляется следующим образом: блок-сырец попадает в среду влажного воздуха с небольшой температурой теплоносителя. По мере высыхания и продвижения вагонеток к выгрузочному концу кирпич-сырец встречает теплоноситель с более высокой температурой и менее насыщенный влагой.

Температура теплоносителя: на подаче в туннели сушилки – 70−80 °С; на отборе из туннелей сушилки – 22−33 °С.

Относительная влажность отработанного теплоносителя – 85−95 %. Продолжительность сушки − 72 ч. Влажность кирпича сырца после сушки – не более 6,5 %.

Вагонетки с сухим полуфабрикатом выгружаются  из туннельной сушилки на электропередаточную  тележку и транспортируются на участок  садки на обжиговые вагонетки.

Обжиг блоков керамических поризованных

В легкоплавких глинах жидкая фаза возникает при  весьма низких температурах (850−900 °С) за счет образования легкоплавких эвтектик, при этом также протекают различные реакции с возникновением новых соединений. В обожженных изделиях обнаружены муллит (3Al₂O₃·2SiO₂), герценит (FeO·Al₂O₃), фаялит (2FeO·2SiO₂), анортит (CaO· Al₂O₃· SiO₂), диопсид (CaO· MgO· SiO₂), шпинель (MgO· Al₂O₃), кордиерит (MgO· 2Al₂O₃·5SiO₂), алюмоферриты разного состава и другие сложные алюмосиликаты. Но наиболее важными и основными являются минералы – муллит и кварц, которые значительно улучшают физико-механические свойства изделия.

Температура обжига блоков керамических поризованных – 965−980 °С. В нашем случае, при данном химическом составе шихты, температура 970 °С обеспечивает появление минимально необходимого количество жидкой фазы для образования спаек или связок между дегидратированными  частицами глинообразующих минералов, декарбонизированными частицами известняка и зернами кварца. Это создает условия для достаточной механической и атмосферной стойкости изделия.

Обжиг изделий  осуществляется в туннельной печи конструкции  СПКО «Оргтехстром». Туннельная печь с плоским подвесным сводом представляет собой прямолинейный канал, по рельсовому пути которого перемещаются вагонетки с садкой обжигаемых изделий навстречу теплоносителю. Обжигательный канал туннельной печи условно разделяется на три зоны: подогрева, обжига, охлаждения. В качестве топлива используется природный газ.

В зоне подогрева  происходит досушка и подогрев изделий отходящими из зоны обжига продуктами горения, затем вагонетки с изделиями проходят через зону обжига, подвергаясь воздействию высоких температур, после чего поступают в зону охлаждения.

Воздух для  охлаждения изделий нагнетается  в печь у места выхода вагонеток  вентиляторами. После нагрева за счет остывшей продукции горячий  воздух поступает частично в зону обжига на форсунки для горения топлива, а основная часть – на сушку  изделий в туннельную сушилку.

Отработанные  дымовые газы отбираются сосредоточенно на уровне входа вагонеток вентилятором и выбрасываются в атмосферу.

Вагонетки с  обожженными изделиями электропередаточной  тележкой транс-портируют и маневровым устройством подаются на разгрузочную рампу, где производится сортировка и укладка изделий в поддоны.

Упаковка  пакетов осуществляется либо автоматом-пакетировщиком, либо вручную. Сортировка блоков керамических поризованных пустотелых производится по показателям внешнего вида (цвет, звук, издаваемый изделием при легком ударе друг о друга и др.), определенным СТБ 1719, ГОСТ 530, СТБ EN 771 [10].

2.5 Расчет расхода сырья на заданный объем поризованных блоков

Материальный  баланс рассчитываем на годовую производительность 35 млн. шт.

Расчет материального  баланса выполняется в порядке, обратном движению сырья, полуфабрикатов и изделий в принятой технологической  схеме производства.

Расчет выполняем  по следующим формулам [11]:

1. Количество перерабатываемого по сухой массе материала на текущей операции, т:

H_i=H_i-1+R_i–S_i                                            (2.1)

где H_i-1 – количество перерабатываемого материала на предыдущей  операции, т; R_i – абсолютная величина потерь материала на текущей операции, т; S_i – возврат материала в производство, т;

2. Абсолютные потери на данной операции, т:

                                            (2. 2)

где Р_i – пооперационные потери, %;

3. Возврат материала в производство, т:

                                                                                                                                   (2. 3)

где B_i – возвратные потери, %;

4. Количество перерабатываемого на текущей операции материала с учетом влажности, т:

                                         (2.4)

где W_i – влажность материала, %.

Определяем  массу продукции, поступающей на склад готовых изделий:

объем единицы  продукции (формат 2,12 NF):

V_ед.пр.=0,25 · 0,12 · 0,138=4,14 · 10^-3 м³;

    масса единицы продукции:

G_ед.пр.= V_ед.пр·

=4,14 · 10^-3· 0,95=0,0039 т,

где =0,95 т/м³ – плотность изделий.

Поступило на склад готовой продукции:

Q=35000000 · 0,0039=136500 т/год                            (2.5)

Операции  производства и нормативы потерь основной массы (кирпича) сведем в таблицу 2.7

 

Таблица 2.7 – Операции производства и нормативы потерь основной массы (блока)

Наименование технологических переделов	Пооперацион-ные потери, P(i), %	Возвратные  потери B(i), %	Позиции возврата	Влаж-ность поопера-ционная, W(i), %
1	2	3	4	5
1.Склад готовой продукции	1,0	95*	−	−
2.Сортировка	1,0	95*	−	−
3.П.п.п.	13,6	−	−	−
4.Обжиг	5,2	95*	−	−
5.Укладка кирпича на печные  вагонетки	0,5	95	9	6
6.Сушка сырца	2,8	90	9	4
7.Укладка сырца на су-шильные вагонетки	0,5	95	9	18

 

Продолжение таблицы 2.7

1	2	3	4	5
8.Формование	0,5	95	9	18
9.Вылеживание массы	0,5	95	9	18
10.Переработка шихты на перерабатывающем  оборудовании	0,5	95	12	18
11.Смешение	0,5	95	12	18
12.Помол на камневыдели-тельных вальцах с ребристым валком	0,5	−	−	18
13.Досушка смеси до фор-мовочной влажности	0,5	−	−	18
14.Разрыхление глины	0,5	−	−	23
15.Склад глины	0,5	−	−	23
16. Склад суглинок	0,5	−	−	17
17.Склад песка аглопоритового	0,5	−	−	3
18. Склад опилок	0,5	−	−	41
* на технологических переделах  – склад готовой продукции,  сортировка, обжиг – возвратные  потери используют для производства  другого продукта (теннисита)

 

Поступило на склад готовой продукции 136500 т.

1. Склад готовой  продукции:

= 1378,79 т;

= 1309,85 т;

Н₁ = 136500 + 1378,79 = 137878,79 т.

2. Сортировка:

= 1392,72 т;

= 1323,08 т;

Н₂ = 137878,79  + 1392,72 = 139271,51 т.