Техническая характеристика изделия

Введение

В 1880г. было установлено, что при автоклавной обработке известково-песчаных смесей – твердение в паровой среде при давлении пара 8 ат и более (при температуре выше 170⁰С) могут быть получены очень прочные, водостойкие и долговечные изделия. В настоящее время силикатная промышленность – одна из наиболее развитых отраслей промышленности строительных материалов. Сущность превращения известково-песчаной смеси из легко размокающего и малопрочного материала в прочных и водостойкий камень заключается в следующем. При естественных условиях песок в известково-песчаных смесях инертен и не способен химически взаимодействовать с известью. В результате этого приобретение прочности известково-песчаных растворов в естественных условиях достигается только за счет твердения извести. Однако в среде насыщенного пара (100% влажность) при температуре 170⁰С и выше кремнезем песка приобретает химическую активность и начинает взаимодействовать с известью, образуя гидросиликаты кальция – прочное и водостойкое вещество. В данном проекте мы производим из такой смеси силикатный кирпич. Силикатный кирпич по своей форме, размерам и основному назначению е отличается от глиняного кирпича. Материалами для изготовления силикатного кирпича являются воздушная известь и кварцевый песок. Известь применяют в виде молодой негашеной, частично загашенной или гашеной гидратной. Известь должна характеризоваться быстрым гашением и не должна содержать более 5% MgO. Пережог замедляет скорость гашения извести и даже вызывает появление в изделиях трещин, вспучиваний и других дефектов, поэтому для производства автоклавных силикатных изделий известь не должна содержать пережога. Кварцевый песок в производстве силикатных изделий применяют немолотым или в виде смеси немолотого и тонкомолотого, а также грубомолотого с содержанием кремнезема не менее 70%. Равномерно распределенные глинистые примеси допускаются в количестве не более 10%. Состав известково-песчаных смеси для изготовления силикатного кирпича следующий: 92-95% чистого кварцевого песка, 5-8% воздушной извести и примерно 7% воды. Производство силикатного кирпича ведется двумя способами: барабанным и силосным, отличающимися приготовлением известково-песчаных смеси. В настоящем проекте используется силосный способ.При силосном способе предварительно перемешенная и увлажненная масса направляется для гашения в силосы. Гашение в силосах происходит за 7-12 часов, т.е. в 10-15 раз продолжительнее, чем в барабанах, это является существенным технико-экономическим недостатком силосного способа. Хорошо загашенная в барабане или в силосе известково-песчаная масса направляется затем в лопастную мешалку или на бегуны для дополнительного увлажнения и перемешивания, после чего поступает в пресс. Прессование кирпича производят на механических прессах. Отформованный сырец укладывают на вагонетку, которую направляют в автоклав для твердения. Автоклав представляет собой стальной цилиндр диаметром 2м и более, длинной 20м с торцов герметически закрывающийся крышками. С повышением температуры ускоряется реакция между известью и песком и при температуре 170⁰С она протекает в течение 8-10 часов. Быстрое твердение происходит не только при высокой температуре, но и высокой влажности, для этого в автоклав пускают пар под давлением до 8ат и это давление выдерживают 6-8 часов. Давление пара поднимают и снижают в течении 1,5 часа. Цикл запаривания продолжается 10-14 часов. Под действием высокой температуры и влажности происходит химическая реакция между известью и кремнеземом песка. Образующиеся в результате реакции гидросиликаты срастаются с зернами песка в прочный камень. Однако твердение силикатного кирпича на этом не останавливается. Прочность силикатного кирпича продолжает повышаться после запаривания. Часть извести, не вступившая в химическое взаимодействие с кремнеземом песка, реагирует с углекислотой воздуха, образуя прочный углекислый кальций по реакции. Силикатный кирпич формуют размером 250*120*65 мм. По механической прочности различают марки кирпича: 75, 100 и 150. Водопоглащение силикатного кирпича составляет 8-16%; коэффициент теплопроводности – 0,70-0,75 ккал/м ч град, объемный вес – 1800-1900 кг/м, т.е. несколько выше, чем глиняного кирпича; морозостойкость – Мрз 15. Применяют силикатный кирпич там же, где и глиняный кирпич, но с некоторыми ограничениями. Нельзя применять силикатный кирпич для кладки фундаментов и цоколей. По технико-экономическим показателям силикатный кирпич превосходит кирпич глиняный. На его производство требуется в 2 раза меньше топлива, в 3 раза меньше электроэнергии, в 2,5 раза меньше трудоемкость производства; в конечном итоге себестоимость силикатного кирпича оказывается на 25-35% ниже, чем глиняного кирпича.

 

 

Общая часть

Режим работы цеха

Таблица №3

Наименование операции	Количество смеси в сутки	Продолжи тельность смены	Рабочих суток в году	Ки	Годовой фонд рабочего времени
сутки	часы
Формование				0,949
Термообработка				0,949

Примечание: К_и=0,92-0,95 – коэффициент использования оборудования

Производительность цеха

Таблица №4

Наименование изделий	Единицы измерения	Производительность
В час, Пч	В смену, Псм	В сутки, Псут	В год, Пг
Кирпич силикатный	Штуки
Куб.м	12,69	101,56	203,12

Примечание:

1. Производительность в час: П_ч=25000000/3840=6510 шт

2. Производительность в смену: П_см=6510*8=52083 шт

3. Производительность в сутки: П_сут=52083*2=104167 шт

 

 

 

Режим термообработки

Таблица №5

Наименование операции	Обозначение	Продолжительность, в часах	Температура,	Давление, бар
Загрузка-выгрузка	Z1			0,9
Подъем давления	Z2
Изотермическая выдержка	Z3
Спуск давления	Z4
Охлаждение	Z5

 

 

График термообработки

		Z2		Z3

 

 

Технологическая часть

Теплотехническая часть

Потери тепла с конденсатом

, кДж

где: - энтальпия пара при заданном давлении (2787), кДж/кг;

- энтальпия конденсата (814), кДж/кг

кДж

Тепловой баланс автоклава

Период	Расход
Статьи	кДж	%	Статьи	кДж	%
1.Тепло пара Qn=Dy*On*(2680-417)			1. Тепло на нагрев изделий q1`		41,55
2. Тепло на испарение влаги q2`		17,57
3. Тепло на нагрев вагонеток q4`		4,34
4. Тепло на нагрев автоклава q5`		3,34
5. Потери в окружающую среду q6`+q6``		2,48
6. Потери с паров в свободном объеме автоклава q7`		2,15
7. Потери с конденсатом q8`+q8``	6763174,68	28,57
Всего:			Всего:

 

Невязка баланса:

 

Техника безопасности

При загрузке автоклавов сырцом, запаривании кирпича и выгрузке готового кирпича из автоклавов следует строго соблюдать следующие правила техники безопасности.

Не разрешается работать на неисправной электротележке; следует особенно тщательно следить за исправностью ее тормозного устройства. Нельзя пускать электротележки в движение без подачи предупредительного сигнала. Скорость движения электротележки не должна превышать 3—5 км/ч. Рельсы, по которым передвигается электротележка, должны точно совпадать с рельсами стационарных путей в цехе от прессов и в автоклавах.

Не следует оставлять электротележку с включенным пусковым устройством и отпущенным тормозом. К управлению электротележкой допускаются только лица, сдавшие экзамен на право работы. Моторист электротележки должен работать в резиновых перчатках, стоя на резиновом коврике.

Во время очистки и загрузки автоклавов категорически запрещается впускать и перепускать пар. При производстве работ внутри автоклава следует пользоваться переносными электролампами, работающими при напряжении в сети не выше 12 В.

Нельзя поднимать, опускать и передвигать крышки автоклава при неисправности подъемного крана или крана-укосины, а также закрывать крышки автоклава при неисправном автоблокировочном устройстве.

Категорически запрещена работа автоклава с байонетным затвором при неисправности уплотняющей прокладки или заглушённом предохранительном устройстве.

После того как крышки автоклава будут закрыты и прежде чем будет дано распоряжение о впуске в него пара, рабочий должен еще раз убедиться в том, что крышка автоклава действительно полностью и правильно закрыта. Впускать пар в автоклав можно, только убедившись, что крышки полностью закрыты.

Не следует подтягивать болты закрепления крышки автоклава, если давление внутри автоклава превышает 1 ат (изб.).

Не разрешается открывать крышки автоклава до полного падения давления в автоклаве; наличие давления в автоклаве контролируется с помощью контрольного крана.

Нельзя находиться в приямке во время открывания крышки автоклава, так как это может привести к ожогам конденсатом.

Запрещается прислонять снятую крышку к рядом стоящему автоклаву, особенно если он находится под давлением.

Впускать, перепускать и выпускать пар следует точно по инструкции. Ни в коем случае нельзя повышать давление пара в автоклаве сверх установленного.

Рабочие, обслуживающие автоклав, должны следить за исправностью вентилей, манометров и предохранительных клапанов.

Нельзя допускать к управлению работой автоклавов и паровыми магистралями лиц, не сдавших соответствующий экзамен.

При выгрузке вагонеток из автоклава на всем протяжении выгрузочного пути не должно быть людей во избежание несчастных случаев при обрыве троса или попадания людей под вагонетки.

В цехе не допускается присутствие посторонних лиц.

 

Введение

В 1880г. было установлено, что при автоклавной обработке известково-песчаных смесей – твердение в паровой среде при давлении пара 8 ат и более (при температуре выше 170⁰С) могут быть получены очень прочные, водостойкие и долговечные изделия. В настоящее время силикатная промышленность – одна из наиболее развитых отраслей промышленности строительных материалов. Сущность превращения известково-песчаной смеси из легко размокающего и малопрочного материала в прочных и водостойкий камень заключается в следующем. При естественных условиях песок в известково-песчаных смесях инертен и не способен химически взаимодействовать с известью. В результате этого приобретение прочности известково-песчаных растворов в естественных условиях достигается только за счет твердения извести. Однако в среде насыщенного пара (100% влажность) при температуре 170⁰С и выше кремнезем песка приобретает химическую активность и начинает взаимодействовать с известью, образуя гидросиликаты кальция – прочное и водостойкое вещество. В данном проекте мы производим из такой смеси силикатный кирпич. Силикатный кирпич по своей форме, размерам и основному назначению е отличается от глиняного кирпича. Материалами для изготовления силикатного кирпича являются воздушная известь и кварцевый песок. Известь применяют в виде молодой негашеной, частично загашенной или гашеной гидратной. Известь должна характеризоваться быстрым гашением и не должна содержать более 5% MgO. Пережог замедляет скорость гашения извести и даже вызывает появление в изделиях трещин, вспучиваний и других дефектов, поэтому для производства автоклавных силикатных изделий известь не должна содержать пережога. Кварцевый песок в производстве силикатных изделий применяют немолотым или в виде смеси немолотого и тонкомолотого, а также грубомолотого с содержанием кремнезема не менее 70%. Равномерно распределенные глинистые примеси допускаются в количестве не более 10%. Состав известково-песчаных смеси для изготовления силикатного кирпича следующий: 92-95% чистого кварцевого песка, 5-8% воздушной извести и примерно 7% воды. Производство силикатного кирпича ведется двумя способами: барабанным и силосным, отличающимися приготовлением известково-песчаных смеси. В настоящем проекте используется силосный способ.При силосном способе предварительно перемешенная и увлажненная масса направляется для гашения в силосы. Гашение в силосах происходит за 7-12 часов, т.е. в 10-15 раз продолжительнее, чем в барабанах, это является существенным технико-экономическим недостатком силосного способа. Хорошо загашенная в барабане или в силосе известково-песчаная масса направляется затем в лопастную мешалку или на бегуны для дополнительного увлажнения и перемешивания, после чего поступает в пресс. Прессование кирпича производят на механических прессах. Отформованный сырец укладывают на вагонетку, которую направляют в автоклав для твердения. Автоклав представляет собой стальной цилиндр диаметром 2м и более, длинной 20м с торцов герметически закрывающийся крышками. С повышением температуры ускоряется реакция между известью и песком и при температуре 170⁰С она протекает в течение 8-10 часов. Быстрое твердение происходит не только при высокой температуре, но и высокой влажности, для этого в автоклав пускают пар под давлением до 8ат и это давление выдерживают 6-8 часов. Давление пара поднимают и снижают в течении 1,5 часа. Цикл запаривания продолжается 10-14 часов. Под действием высокой температуры и влажности происходит химическая реакция между известью и кремнеземом песка. Образующиеся в результате реакции гидросиликаты срастаются с зернами песка в прочный камень. Однако твердение силикатного кирпича на этом не останавливается. Прочность силикатного кирпича продолжает повышаться после запаривания. Часть извести, не вступившая в химическое взаимодействие с кремнеземом песка, реагирует с углекислотой воздуха, образуя прочный углекислый кальций по реакции. Силикатный кирпич формуют размером 250*120*65 мм. По механической прочности различают марки кирпича: 75, 100 и 150. Водопоглащение силикатного кирпича составляет 8-16%; коэффициент теплопроводности – 0,70-0,75 ккал/м ч град, объемный вес – 1800-1900 кг/м, т.е. несколько выше, чем глиняного кирпича; морозостойкость – Мрз 15. Применяют силикатный кирпич там же, где и глиняный кирпич, но с некоторыми ограничениями. Нельзя применять силикатный кирпич для кладки фундаментов и цоколей. По технико-экономическим показателям силикатный кирпич превосходит кирпич глиняный. На его производство требуется в 2 раза меньше топлива, в 3 раза меньше электроэнергии, в 2,5 раза меньше трудоемкость производства; в конечном итоге себестоимость силикатного кирпича оказывается на 25-35% ниже, чем глиняного кирпича.

 

 

Общая часть

Техническая характеристика изделия

Наименование	Марка бетона	Объем бетона , м^3	Масса изделия , кг	Геометрические размеры, мм
А	В	Н
Кирпич силикатный		0,00195	0,0037

Таблица №1

 

Эскиз изделия:

 

 

Состав бетона:

Вид вяжущего	Расход материалов на куб.м	Средняя плотность, , кг/куб.м	Влажность, %
И, кг	П, кг	В, л	Начальная W1	Конечная W2
Известь					9,47

Таблица №2

Примечание: В/И – водовяжущее отношение

В/И=180/220=0,81

Режим работы цеха

Таблица №3

Наименование операции	Количество смеси в сутки	Продолжи тельность смены	Рабочих суток в году	Ки	Годовой фонд рабочего времени
сутки	часы
Формование				0,949
Термообработка				0,949

Примечание: К_и=0,92-0,95 – коэффициент использования оборудования

Производительность цеха

Таблица №4

Наименование изделий	Единицы измерения	Производительность
В час, Пч	В смену, Псм	В сутки, Псут	В год, Пг
Кирпич силикатный	Штуки
Куб.м	12,69	101,56	203,12

Примечание:

1. Производительность в час: П_ч=25000000/3840=6510 шт

2. Производительность в смену: П_см=6510*8=52083 шт

3. Производительность в сутки: П_сут=52083*2=104167 шт

 

 

 

Режим термообработки

Таблица №5

Наименование операции	Обозначение	Продолжительность, в часах	Температура,	Давление, бар
Загрузка-выгрузка	Z1			0,9
Подъем давления	Z2
Изотермическая выдержка	Z3
Спуск давления	Z4
Охлаждение	Z5

 

 

График термообработки

		Z2		Z3

 

 

Технологическая часть