Okna-zdes48.ru

Лучшие окна здесь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Описание производственного процесса кирпича

Автоматизация процесса производства силикатного кирпича

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Июня 2012 в 22:52, курсовая работа

Краткое описание

Силикатный кирпич является экологически чистым продуктом. По технико-экономическим показателям он значительно превосходит глиняный кирпич. На его производство затрачивается 15…18 часов, в то время как на производство глиняного кирпича — 5…6 дней и больше. В два раза снижаются трудоемкость и расход топлива, а стоимость — на 15…40%.

Содержание

Введение ………………………………………………………………………. 6
1. Анализ технологического процесса ……………………………………….… 7
1.1 Физико-химические процессы производства силикатного кирпича…7
1.1.1 Физико-химические процессы гашения извести …..……….. . 7
1.1.2 Процессы автоклавной обработки ………………….…………. 8
1.1.3 Процессы твердения силикатного кирпича …………………. 10
1.2 Описание технологического процесса производства силикатного кирпича ………………………………………………………………………. 12
1.3 Основное оборудование производства ………………………..…….. 13
1.3.1 Силос ……………………………………………………………..13
1.3.2 Шаровая мельница ……………………………………………. 14
1.3.3 Пресс ……………………………………………………………. 15
1.3.4 Автоклав ………………………………………………………… 15
1.4 Выбор и обоснование параметров нормального технологического
режима …………………………………………………….……………………. 16
2. Выбор методов и средств измерения технологических параметров и их сравнительная характеристика ………………………..………………………. 18
2.1 Сравнительная характеристика и выбор методов и средств теплотехнических измерений …………………………………………………. 18
2.1.1 Измерение температуры ……………………………………….. 18
2.1.2 Измерение давления ..………………………………………. … 21
2.1.3 Измерение расхода …………..…………………………………. 24
2.1.4 Измерение уровня ……………………………………………… 27
2.1.5 Измерение влажности ………………………………………….. 31
2.1.6 Измерение веса …………………………………………………. 34
2.1.7 Датчики положения ……………………………………………..35
3. Описание схемы автоматического контроля технологических параметров ……………………………………………………………………. 39
4. Расчет измерительного устройства и определение его основных
характеристик …………………………………………………………………. 42
5. Монтаж системы контроля на объекте измерения …………………………44
Заключение ………………………………………………………………………45
Список литературы …………………………………………………………

Вложенные файлы: 1 файл

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА. КУРСОВОЙ.docx

1. Анализ технологического процесса ……………………………………….… 7

1.1 Физико-химические процессы производства силикатного кирпича…7

1.1.1 Физико-химические процессы гашения извести …..……….. . 7

1.1.2 Процессы автоклавной обработки ………………….…………. 8

1.1.3 Процессы твердения силикатного кирпича …………………. 10

1.2 Описание технологического процесса производства силикатного кирпича ………………………………………………………………………. . 12

1.3 Основное оборудование производства ………………………..…….. 13

1.3.2 Шаровая мельница ……………………………………………. 14

1.4 Выбор и обоснование параметров нормального технологического

2. Выбор методов и средств измерения технологических параметров и их сравнительная характеристика ………………………..………………………. 18

2.1 Сравнительная характеристика и выбор методов и средств теплотехнических измерений …………………………………………………. 18

2.1.1 Измерение температуры ……………………………………….. 18

2.1.2 Измерение давления ..………………………………………. … 21

2.1.3 Измерение расхода …………..…………………………………. 24

2.1.4 Измерение уровня ……………………………………………… 27

2.1.5 Измерение влажности ………………………………………….. 31

3. Описание схемы автоматического контроля технологических параметров ……………………………………………………………………. 39

4. Расчет измерительного устройства и определение его основных

5. Монтаж системы контроля на объекте измерения …………………………44

Приложение А. Спецификация технических средств ……………………. …47

Кирпич является /1/ самым древним строительным материалом. Хотя вплоть до нашего времени широчайшее распространение имел во многих странах необожженный кирпич-сырец, часто с добавлением в глину резанной соломы, применение в строительстве обожженного кирпича также восходит к глубокой древности.

В наше время более 80% всего кирпича производят предприятия круглогодичного действия, среди которых имеются крупные механизированные заводы, производительностью свыше 200млн.шт. в год.

Разновидностями силикатного кирпича являются известково-шлаковый и известково-зольный кирпич. Отличаются они от обычного силикатного кирпича меньшей плотностью и лучшими теплоизоляционными свойствами. Для их приготовления вместо кварцевого песка используют шлаки или золу.

Силикатный кирпич является экологически чистым продуктом. По технико-экономическим показателям он значительно превосходит глиняный кирпич. На его производство затрачивается 15…18 часов, в то время как на производство глиняного кирпича — 5…6 дней и больше. В два раза снижаются трудоемкость и расход топлива, а стоимость — на 15…40%. Однако у силикатного кирпича меньше огнестойкость, химическая стойкость, морозостойкость, водостойкость, несколько больше плотность и теплопроводность. В условиях постоянного увлажнения прочность силикатного кирпича снижается. Силикатный кирпич производится нескольких размеров:

  • 250*120*65мм
  • 250*120*88мм, и других видов.

В качестве способа производства рекомендуется силосный способ. По сравнению с барабанным, этот способ более экономичен, а технология производства более проста. Далее в курсовом проекте будет подробнее обоснован силосный способ производства.

1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

1.1 Физико-химические процессы производства силикатного кирпича

1.1.1 Физико-химические процессы гашения извести

Известь является одной из составных частей сырьевой смеси, необходимой для изготовления силикатного кирпича.

На заводах силикатного кирпича применяется негашеная известь.

Количество воды должно точно соответствовать норме /1/. 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 и составить таблицу для определения расхода воды на единицу продукции (1000 шт. кирпича или 1 м 3 силикатной массы). Количество воды (в литрах), потребное для доувлажнения силикатной массы (на 1000 шт. кирпича), в зависимости от влажности песка, приведено в таблице 1.

Таблица 1 – Зависимость количества воды, потребной для доувлажнения силикатной массы, от влажности песка

Общий расход воды для получения силикатной массы требуемого качества составляет около 13% (от веса массы) и распределяется следующим образом (в %):

на гашение извести. . . 2,5

на испарение при гашении. . . 3,5

на увлажнение массы. . 7,0

Химическая реакция гашения извести протекает по формуле:

Иногда для повышения прочности кирпича в силикатную массу вводят различные добавки в виде молотого песка, глины и др.

При взаимодействии комовой извести с водой происходят реакции гидратации:

— реакции гидратации окиси кальция и магния идут с выделением тепла. Комовая известь (кипелка) 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 700г воды. В результате получается, совершенна сухая гашеная известь (пушонка). Если гасить известь с избытком воды, получается известковое тесто.

1.1.2 Процессы автоклавной обработки

В первой стадии запаривания /2/ насыщенный пар с температурой 175 о С под давлением 1,5МПа впускают в автоклав с сырцом. При этом пар начинает охлаждаться и конденсироваться на кирпиче-сырце и стенках автоклава. После подъема давления пар начинает проникать в мельчайшие поры кирпича 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.

Читайте так же:
Вес кирпича для камина

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, т. е. 170 — 200°С, 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)2, непосредственно соприкасающимся с кремнеземом Si02 песка.

Наличие водной среды и высокой температуры вызывает на поверхности песчинок некоторое растворение кремнезема, образовавшийся раствор вступает в химическую реакцию с образовавшимся в течение первой стадии запаривания водным раствором гидрата окиси кальция и в результате получаются новые вещества – гидросиликаты кальция:

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.

Механическая прочность силикатного кирпича, выгруженного из автоклава, ниже той, которую он приобретает при последующем выдерживании его на воздухе. Это объясняется происходящей карбонизацией гидрата окиси кальция за счет углекислоты воздуха по формуле Са(ОН)2+СаСО2 = СаСО32О

1.1.3 Процессы твердения силикатного кирпича

Под действием высокой температуры и влажности /3/ происходит химическая реакция между известью и кремнеземом песка. Образующиеся в результате реакции гидросиликаты срастаются с зернами песка в прочный камень.

Твердение основано на техническом синтезе гидросиликатов кальция, происходящего в среде насыщенного водяного пара при температуре 174,5…200°С в промышленных автоклавах и соответствующем давлении пара 0,8…1,3 МПа. Эти условия способствуют растворимости дисперсных фракций кварца и ускорению взаимодействия их в растворе с известью.

Как известно, растворимость извести с повышением температуры воды падает, в то время как растворимость кремнезема в этих условиях заметно повышается. Установлено, что по растворимости при 170… 180°С кварц по своим качествам не уступает извести, а при 200°С даже существенно превосходит ее. Вначале при исходной концентрации извести в растворе образуется высокоосновный гидросиликат кальция.

Как выбрать оборудование для производства керамического кирпича

Современный отечественный рынок стройматериалов представлен широким ассортиментом, однако это никак не мешает предпринимателям начинать производство того или иного материала. Ведь потребность в данной продукции была, есть и будет. В данной статье мы рассмотрим идею по изготовлению керамического кирпича.

Данный продукт всегда имеет высокий спрос, вне зависимости от сезона, поэтому можно не сомневаться, что такая деятельность будет представлять довольно выгодное занятие. Для открытия завода потребуются огромные средства, однако для начала стоит попробовать организовать производственный цех.

Общие сведения

Данный вид производства является весьма ресурсо- и трудоемким, он требует больших первоначальных капиталовложений. Это объясняется тем, что оборудование для производства керамического кирпича состоит из 27 промышленных единиц, и каждая из них стоит недешево.

Помимо приобретения линии, потребуются большие вложения в помещения не только для установки, но и для хранения и складирования готовой продукции. Однако, несмотря на немалые затраты, этот вид производства характеризуется небольшим сроком окупаемости, а готовая продукция пользуется высоким спросом как среди крупных строительных компаний, так и среди физических лиц.

Виды кирпича

Керамический кирпич (обычный, красный) производится из глины, а для придания ему особых свойств в состав вводятся различные добавки. По своему применению этот строительный материал принято делить на три вида: лицевой, особый и рядовой (обычный). Последний вид используют для возведения несущих стен, внутренних перегородок и прочих конструкций.

Для облицовочных работ принято применять лицевой кирпич, так как он имеет более качественную поверхность граней по сравнению с остальными видами. Кирпич особого типа может быть окрашен в какой-либо цвет и иметь дополнительную фактуру одной или двух граней.

Что означает марка 100

В этой статье описана технология производства керамического кирпича марки 100. Давайте разберем, что означает данный термин. Кирпич, производимый в нашей стране, может соответствовать следующим маркам: М-75, М-100, М-125и до М-300. Литера «М» означает «марка», то есть показатель прочности.

Цифра, которая стоит рядом, соответствует количеству килограммов нагрузки на один квадратный сантиметр, которую способен выдержать данный материал при сжатии. Кирпич керамический (ГОСТ 530–2007) марки 100 пользуется огромным спросом у большинства строительных компаний, он является одним из наиболее продаваемых строительных материалов.

Описание технологий производства

Технология производства керамического кирпича подразумевает два метода его изготовления. Первый – это способ пластического формирования, а второй — сухого или полусухого формирования. Последний из них не пользуется большой популярностью, так как конечный продукт может сильно отличаться по своей плотности.

Технологическая схема производства керамического кирпича пластичным методом состоит из четырех этапов: подготовки глиняной массы, формовки сырца, его сушки и обжига. На первом этапе сырье измельчают (полученная фракция составляет один миллиметр) и удаляют инородные вкрапления. При этом глина для производства керамического кирпича может иметь до 33 процентов различных примесей.

Показатель влажности должен составить 20 процентов. На этапе формирования в специальном оборудовании сырье для производства керамического кирпича увлажняется, и в него вводятся все необходимые добавки и примеси. Влажность сырца составляет 25 процентов. Далее из полученной смеси формируют специальный брус и нарезают его на конвейерной ленте. Для полного просушивания полученные сырцы подвергаются воздействию высокой температуры. Ее уровень медленно поднимают до ста пятидесяти градусов, после чего влажность изделия не превышает десяти процентов.

Читайте так же:
Фасовать кирпич это как

На завершающем этапе технологического процесса происходит обжиг сырца. Для этого он помещается в специальную печь. Температура здесь медленно поднимается до восьмисот градусов. Для того чтобы кирпич не растрескался, его охлаждение следует проводить постепенно. После этого полученный строительный материал подлежит складированию.

Экономическое сравнение различных технологий производства

Описанный выше метод пластического формирования является наиболее дорогим. Он потребует значительных вложений на этапе развития, в зависимости от выбранной установки количество финансовых вложений может достичь отметки в три миллиона долларов.

Вторая технология производства керамического кирпича (сухого формирования) является самой старой, однако она имеет большой недостаток – не позволяет изготавливать большое количество продукции. По своим объемам она сможет удовлетворить только малое или среднее предприятие. Затратная часть составит всего около 20 тысяч долларов.

Однако совсем недавно в нашей стране был представлен новый способ изготовления керамического кирпича – по методу гиперпрессования. Несмотря на новизну его уже смогли положительно оценить отечественные предприниматели, ведь, он при относительно невысоких затратах позволяет выпускать высококачественную продукцию. Для организации такого производства понадобится около ста тысяч долларов.

Требования к производственным помещениям

Помещение для размещения линии по производству кирпича должно иметь площадь не менее пятисот квадратных метров. Высота потолков должна составлять не менее пяти метров. Цех необходимо разделить на три зоны: производственная площадка, склады для расходного сырья и готовой продукции.

Большим преимуществом является то, что нет необходимости подключения к канализации. Это поможет существенно сэкономить на аренде помещения. Оборудование для производства керамического кирпича необходимо выбирать в зависимости от применяемого вами метода изготовления и максимальной мощности установки. Чем выше мощность линии, тем дороже она вам обойдется.

Линия для производства керамического кирпича

Установка по изготовлению данного строительного материала должна в себя включать следующие механизмы: автоматы многострунной резки с боковым и вертикальным резом, укладчики кирпича на консольные вагонетки, автоматизированные линии для резки и транспортно-укладочной операции для камерной технологии просушки продукции, разгрузчики сушильных вагонеток, автоматические садчики, электропередаточные тележки для туннельных сушил с вильчатым перегружателем, передаточные мосты, сушильные вагонетки, мундштуки технологической линии, подвесные железоотделители. Рассмотрим назначение некоторых из этих устройств.

Автоматы многострунной резки

Данные механизмы предназначены для стабильного высокоточного разрезания глиняного бруса, который выходит из ленточного пресса. Размеры одинарного керамического кирпича составляют 250х120х65 см. Станок оборудован системой автоматического управления процессом на основе электронной процессорной техники и датчиков бесконтактного типа, управляется одним оператором.

Кроме того, установка снабжена устройством нарезания фасок. Состоит из механизмов разрезки мерного бруса, подачи рамок, многоструйной резки, пульта управления. Производительность данного станка составляет 8000 штук кирпича-сырца.

Автоматы-укладчики

Данная линия предназначена для автоматизации процесса при загрузке продукции на сушильные вагонетки. Управляется одним оператором. В состав станка входят: рольганг подающий, подъемник, снижатель, толкатель и подаватель вагонеток, поворотный круг. Производительность установки составляет 8000 кирпичей в час. Габариты комплекса – 6550х7500х3200 см, сушильной рамки — 1130х180х40 см. Масса — не более четырех тонн.

Автоматизированные линии для резки и транспортно-укладочных процедур с кирпичом-сырцом

Линия предназначена для укладки и транспортировки продукции в сушильную камеру. Обслуживающий персонал — два человека. В состав установки входят: многострунный автомат, участок загрузки и разгрузки технологической оснастки, а также ее пакетирования, конвейер, система управления, электропередаточная тележка, оснащенная вильчатым перегружателем. Производительность линии составляет 8000 штук условного кирпича в час. В одной кассете помещается до 48 единиц продукта. Масса установки составляет двенадцать тонн.

Охрана окружающей среды

При организации данного производства в туннельной печи и сушилке для обжига кирпича используется природный газ. Однако продукты горения содержат весьма вредные вещества, такие как NO2 и СО. Они удаляются вместе с дымом и оказывают негативное воздействие на организм человека. Вследствие этого у рабочих могут возникать частые головные боли, тошнота, а при больших концентрациях даже смерть. Для снижения влияния воздействия продуктов горения на организм человека следует оборудовать установку дожига отходящих газов.

Особенности бизнеса

После того как вы подберете подходящее помещение и приобретете необходимое оборудование для производства керамического кирпича, вам понадобится наладить линию. Технология выпуска этого строительного материала для своего корректного функционирования потребует не менее пяти рабочих. Несмотря на тот факт, что установка является полуавтоматической, работы хватит для всех.

Успех данного бизнеса заключается не только в налаженном процессе производства готовой продукции, но в ее быстрой реализации. В связи с тем, что отечественный рынок строительных материалов ежегодно возрастает, можно рассчитывать на приток постоянных клиентов — это могут быть частные лица, оптовые фирмы, строительные супермаркеты, строительные компании и т. д. При условиях хорошей организации и налаженной работы стабильные доходы такой бизнес начнет приносить уже после первого месяца.

Производство керамического кирпича (3)

Главная > Реферат >Промышленность, производство

1.1 Выбор и обоснование метода производства

Механическая обработка глинистых материалов оказывает существенное влияние на качество керамического кирпича. Поэтому при устройстве оборудования для переработки керамических масс следует выбирать машины в точном соответствии с отличительными свойствами сырьевых материалов и требованиями, предъявляемыми к готовым изделиям.

Вопросы равномерного увлажнения и тщательного перемешивания массы с добавками в производстве кирпича играют решающую роль. Качественным будет только тот кирпич, который изготовлен из однородной по составу и влажности глиняной массы. Для этой цели служат одно и двухлопастные горизонтальные смесители. Чаще используют двухвальные, как более производительные. Шихта поступает на два последовательно установленных лопастных смесителей. Глинистое сырье и добавка в заданной пропорции непрерывно разгружаются в смесители и смешиваются насаженными на валы вращающимися лопастями. Производительность и качество обработки глинистой массы зависят от угла наклона лопастей — чем угол больше, тем больше производительность смесителя, ухудшается качество переработки. Оптимальное перемешивание обеспечивается углами поворота лопастей в пределах 10-30 0 .

Читайте так же:
Кирпич без знака одностороннее движение

Сушка является очень ответственной операцией, нарушение ее режима может привести к растрескиванию изделий. Основой сушки должен быть режим, обеспечивающий равномерное удаление влаги по всей толще сырца, — при различной влажности слоев создаются усадочные напряжения, вызывающие трещиноватость и деформацию. Особенно опасно образование поверхностной сухой корки за счет интенсивного высыхания поверхности. При сушке изделий стремятся создать оптимальный режим, то есть режим, при котором получают качественные изделия без трещин в минимальные сроки при возможно меньших затратах тепла и электроэнергии.

Для сушки кирпича-сырца лучше выбирать противоточно-прямоточные туннельные сушилки. Противоточными называются, так как теплоноситель движется навстречу к изделию. Прямоточными называются, так как при использовании рециркуляционных вентиляторов теплоноситель движется по направлению движения изделия. Для экономии электроэнергии сушилки можно использовать только как противоточные (не включая рециркуляционных вентиляторов). Но недостаток сушильных мощностей приводит к увеличению трещиноватости изделий при форсированных режимах сушки или повышению остаточной влажности сырца после сушки, что неизбежно приведет к росту брака при обжиге. Итак, входящие в туннель горячие газы омывают прежде всего почти высохший сырец, который может отдавать остатки влаги с любой скоростью, без опасности трещинообразования. Несколько охлажденные газы, частично уже насыщенные влагой, продвигаясь по туннелю навстречу вагонеткам с сырцом, омывают сырец, успевший немного подсохнуть. Наконец, газы, потерявшие значительную часть своего тепла и насыщенные влагой, достигают свежеотформованного сырца. Это создает благоприятные, «мягкие» условия сушки.

Туннельные сушила, по сравнению с камерными, являются более механизированными, и сушка кирпича производится почти без регулировки при установленном режиме. И, наконец, в отличии от камерных сушил, в туннельных сушилах создаются более благоприятные, мягкие условия для сушки: сформованный кирпич-сырец попадает в среду влажного с небольшой температурой теплоносителя. По мере высыхания кирпича-сырца и продвижения вагонеток к выгрузочному концу кирпич встречает теплоноситель с более высокой температурой и менее насыщенной влагой. Сроки сушки в туннельных сушилках меньше, однако все это достигается подбором температуры, влажности, скорости и количества теплоносителя.

Однако туннельные сушилки обладают рядом недостатков, основными из которых являются: увеличенная металлоемкость, требуют стабильной загрузки и выгрузки в течение суток (которая невозможна при односменной работе); обеспечивает выпуск качественной продукции только при равенстве температур загружаемого сырца и мокрого термометра психрометра отработанного теплоносителя сушилки.

В технологии керамического кирпича обжиг является завершающей и наиболее ответственной стадией его изготовления. Процесс обжига керамического кирпича заключается в высокотемпературной обработке сформованного и высушенного кирпича-сырца при заданных температурах в определенной газовой среде. Под влиянием теплового воздействия в керамических массах происходит ряд физико-химических процессов, в результате которых формуются наиболее важные свойства и структура кирпича, определяющие его техническую ценность — прочность, плотность, морозостойкость и др.

Режим обжига представляет собой комплекс взаимосвязанных факторов: скорости подъема температуры, конечной температуры обжига, длительности выдержки при конечной температуре, характера газовой среды и скорости охлаждения. В процессе нагрева при различных температурах в материале керамических изделий происходит ряд сложных физико-химических явлений, вызывающих изменение его свойств.

В процессе обжига могут использоваться различные виды печей, однако в современной индустрии производства кирпича, безусловно, основное положение занимают туннельные печи. Основными преимуществами работы на туннельных печах являются улучшение условий труда рабочих и экономия топлива. Невысокий расход топлива объясняется тем, что в туннельной печи зоны неподвижны и, будучи однажды нагреты, сохраняют свою температуру и не требуют попеременного нагревания и охлаждения, как это имеет место в кольцевых печах. Серьезным преимуществом туннельной печи является возможность автоматизации управления тепловым процессом. Производительность печи 25 млн.шт. условного кирпича в год. Печь представляет собой прямой канал образованный стенами и плоским покрытием из сборных элементов жаростойкого бетона.

1.2 Проектные предложения

Основной загрязняющий фактор в воздействии силикатной промышленности на окружающую среду – это пыль, возникающая при приготовлении сырьевых смесей, дозировании, перемешивании, тонком измельчении и особенно при сушке и обжиге сыпучих материалов. Пыль силикатных производств имеет высокую дисперсность (количество частиц менее 5 мкм доходит до 60%) и содержит значительное количество свободного оксида кремния.

В то же время, например, при производстве кирпича пылевыделение в смесеприготовительном отделении в 12-15 раз превышает допустимые нормы. Даже на участках погрузки и разгрузки кирпича запыленность в 2-3 раза выше допустимых концентраций. Причины повышенного загрязнения воздуха – отсутствии надежной герметизации технологического оборудования, местных отсосов, вакуумной пылеуборки, эффективной общеобменной вентиляции. На мой взгляд, нужно беречь здоровье рабочего персонала и устанавливать как можно больше пылеуловителей, принцип действия которых основан на использовании гравитационных, инерционных и электростатических сил. Такие, например, как пылеосадительные камеры (грубая очистка), сухие и мокрые циклонные аппараты (первая ступень очистки), тканевые рукавные фильтры и электрофильтры (окончательная очистка).

Теперь что касается изготовления кирпича, известно каждому, что керамический кирпич высокого качества может быть получен только при полном разрушении исходной структуры глин, тонком измельчении и тщательном перемешивании расходных материалов до получения однородной массы. Как мне кажется, в технологическую схему изготовления керамического кирпича следует добавить еще и бегуны для более тщательного измельчения глины. Хотя на заводе выбран самый лучший способ приготовления глиняных масс.

2.1 Теоретические основы процессов

Механическая обработка глинистых материалов оказывает существенное влияние на качество керамического кирпича. Поэтому при устройстве оборудования для переработки керамических масс следует выбирать машины в точном соответствии с отличительными свойствами сырьевых материалов и требованиями, предъявляемыми к готовым изделиям. Чтобы получить изделия требуемого качества, необходимо разрушить ее природную структуру, получить пластичную массу, однородную по вещественному составу, влажности и структуре, а так же придать массе надлежащие формовочные свойства.

Процесс измельчения материалов является весьма сложной операцией и зависит от их однородности, плотности, вязкости, твердости, формы кусков, влажности и т. д.

Процесс формования можно разделить на три операции: получение из керамической массы бруса требуемого поперечного сечения, разрезка сплошного глиняного бруса на части, перекладка сформованного кирпича-сырца на транспортные устройства для направления в сушилки.

Читайте так же:
Кирпич когда нельзя применять

Кирпич, изготовленный пластическим прессованием, содержит влагу, которая должна быть удалена, чтобы придать кирпичу механическую прочность и подготовить к обжигу. Сушкой называется процесс удаления влаги из материалов путем ее испарения.

Сушка является очень ответственной операцией, нарушение ее режима может привести к растрескиванию изделий. Основой сушки должен быть режим, обеспечивающий равномерное удаление влаги по всей толще сырца, — при различной влажности слоев создаются усадочные напряжения, вызывающие трещиноватость и деформацию. Особенно опасно образование поверхностной сухой корки за счет интенсивного высыхания поверхности. При сушке изделий стремятся создать оптимальный режим, то есть режим, при котором получают качественные изделия без трещин в минимальные сроки при возможно меньших затратах тепла и электроэнергии. Сушку кирпича производят конвективным методом, то есть методом, при котором влага испаряется в следствие теплового обмена между изделиями и теплоносителем. В качестве теплоносителя используется горячий воздух с зоны охлаждения печи. Горячий воздух является одновременно и теплоносителем, и влагопоглотителем, так как передает кирпичу-сырцу тепло и поглощает его влагу.

Режим обжига представляет собой комплекс взаимосвязанных факторов: скорости подъема температуры, конечной температуры обжига, длительности выдержки при конечной температуре, характера газовой среды и скорости охлаждения. В процессе нагрева при различных температурах в материале керамических изделий происходит ряд сложных физико-химических явлений, вызывающих изменение его свойств.

В интервале температур 0-150°С происходит досушка — удаление физически связанной воды. Давление водяных паров внутри нагреваемого кирпича достигает значительных величин уже при температуре 70°С и возрастает с повышением температуры.

Удаление химически связанной воды (дегидратация) происходит в зоне обжига в интервале температур 150-800 0 С. В начале зоны обжига при нагревании сырца до 300-400 0 С удаляется химически связанная вода из гипса, водных оксидов железа и других соединений.

При нагреве до 500-600 0 С начинается разрушение каолинита (Аl 2 О 3 * Si0 2 *2Н 2 0).В этот же период выгорают органические примеси. В результате разложения каолинита и удаления из сырца химически связанной воды происходит полная потеря пластичности.

Аl 2 О 3 * Si0 2 *2Н 2 0 = Аl 2 SiО 5 + 2Н 2 0

При нагреве до 600-700 0 С из углекислого кальция СаСО 3 и магния MgCO 3 , если они содержатся в глине, удаляется углекислый газ (С0 2 ). Реакция происходит спокойно, при этом объем изделия не уменьшается и несколько увеличивается пористость кирпича, которая способствует беспрепятственному удалению воды и летучей части органических веществ. Этот период нагрева, включая период дегидратации и модификационных изменений кварца, является практически безопасным и его можно производить с высокой скоростью (100-200 0 С/ч).

СаСО 3 = CaО + СО 2 ; MgCO 3 = MgО + СО 2

При нагревании свыше 700ºС начинается уплотнение черепка изделия, его спекание и изменение цвета. Процесс спекания состоит в том, что некоторые минералы, находящиеся в глине, под действием высокой температуры вступают в химические взаимодействия друг с другом, образуя легкоплавкие соединения. К таким минералам в первую очередь относится кремнезем (Si0 2 ), вступающий в химические соединения с щелочами (К 2 0, Na 2 0, CaO, MgO) и оксидами железа (FeO, Fe 2 0 3 ).

При этом образуется стекловидное вещество, которое частично заполняет пустоты (поры) в кирпиче и цементирует частицы других минералов. Следовательно, механическая прочность кирпича зависит от количества размягченной стекловидной массы, получающейся при обжиге. В зависимости от химического состава сырья температура обжига кирпича колеблется между 950 и 1100ºС. Подъем температуры следует прекращать на этапе, обеспечивающем появление минимально необходимого количества жидкой фазы для образования спаек и связок между частицами глинообразующих минералов.

Этот период нагрева, связанный с разрушением кристаллической решетки глинистых минералов и значительными структурными изменениями кирпича, опасен в отношении трещинообразования.

После взвара следует выдержка обожженного кирпича при высокой температуре для выравнивания температуры по всей толще кирпича в течение 4-8 часов, обеспечивающая равномерное распределение жидкой фазы, более полного созревания черепка и протекания реакций.

Пройдя зону обжига, печная вагонетка с кирпичом поступает в зону остывания. В этой зоне происходит остывание кирпича по заданной кривой от 1000°С до 50°С.

При 800-750°С керамический кирпич находится в тугопластичном состоянии и переходит в твердое состояние и в начальный период при падении температуры на 100-200°С керамические материалы претерпевают термическое сжатие и деформируются пластически, подвергаясь незначительным нагрузкам, поэтому необходимо замедлять охлаждение во избежание появления напряжений, при быстром охлаждении в кирпиче могут появиться трещины. При этом допускаемая величина температурного перепада по толще кирпича не должна превышать 30 0 С. Опасным периодом также считаются участок температурной кривой 650-500°С в связи с обратным превращением а-β-кварц. Допустимая скорость охлаждения на этом участке составляет для полнотелого кирпича 250-300°С, для кирпича с пустотами 350-400 ºС.

Охлаждение изделий в интервале 650-500 0 С характеризуется модификационным изменением кварца (573 0 С) с уменьшением объема на 0,82%. Скорость охлаждения в этом интервале не должна превышать 150°С/час. Дальнейшее охлаждение изделий (от 500 0 С и ниже) ограничивается лишь условиями внешнего теплообмена.

Окислительное начало обжига рекомендуется с целью сжигания природных органических примесей глины и введенных в массу выгорающих добавок, несгоревшие остатки которых при окончании спекания изделий могут препятствовать их уплотнению или даже вызвать вспучивание. Поэтому при температуре 800-850 ºС выдержаивают изделие в окислительной среде до полного выгорания коксового остатка. После достижения материалом этой температуры и при дальнейшем его нагреве положительное влияние на качество готовой продукции и активизацию процесса обжига оказывает восстановительная среда. Это объясняется присутствием закиси железа (FeO), которая в отличии от окиси железа (Fе 2 O 3 ) обладает высокой реакционной способностью по отношению к основным компонентам глины. Закисные соединения железа при температуре выше 600 0 С связываются с другими окислами и способствуют выводу окиси алюминия (глинозема) из кристаллической решетки глинистых минералов. Это приводит к более раннему созреванию материала, повышению прочности и морозостойкости керамических изделий.

2.2 Характеристика сырья и готовой продукции

Исследования на глину были проведены в Центральной лаборатории Средне-Волжской геологической экспедиции (г.Нижний Новгород), полузаводские — в Уфимском филиале «Госоргтехстрома.

Читайте так же:
Сколько потребуется кирпича калькулятор

Таблица 2.2.1 — Сводка требований к кирпичному сырью по ОСТ 21-78-88 и результаты испытания

Производство кирпича — нюансы процесса

Производство кирпича

Для выполнения бытовых строительных задач вполне может подойти кирпич, изготовленный собственными руками. Не исключено, что полученный навык станет поводом организовать домашнее производство кирпича.

Особенности изготовления кирпича

Основным составляющим материалом является глина, поэтому качество этого сырья имеет ключевое значение. Источником глины может стать как собственный участок, так и ближайший карьер или лес.

Особенности кирпича

Конечно, можно и купить данный материал. Критерием качества считается жирность данного компонента. Для определения ее количества, можно провести небольшой тест.

  • Смешать глину с небольшим количеством воды. Тщательно замешивая, в результате нужно получить шар из плотного, как тесто, состава. Готовый материал нужно разделить на две части, раскатать в лепешку и затем снова сделать шар. Эти предметы нужно оставить (желательно на солнце) на 2 дня.
  • Проверять изделия нужно на наличие трещин и на прочность, бросив шар с метровой высоты. Образование трещин говорит о высокой жирности и необходимости добавления в состав определенного количества песка. Если изделия остаются гладкими, то глина вполне пригодна для выполнения строительных задач.

Технология производства кирпича предусматривает формирование изделий методом обжога или без его использования. Первый тип имеет лучшую прочность и используется для строительства домов и прочих сооружений. Сырой кирпич, хоть и не уступает обожженному элементу при качественном изготовлении, все же чаще применяется для сооружения некрупных построек.

Что такое сырой кирпич?

Сырой кирпич

Для начала нужно приготовить емкость для формирования изделия. Для этой цели может быть использована доска (до 22 мм) и два фанерных листа, размеры которых соответствуют фабричному кирпичу.

  • Соединение элементов каркаса выполняется маленькими гвоздями. Следует предусмотреть снимающуюся крышку. Формы создаются сразу в большом количестве. Таким образом можно будет организовать конвейер и ускорить производство кирпича в домашних условиях.
  • Готовые формы нужно смочить водой изнутри или присыпать строительной пылью, для облегчения процесса доставания изделия.
  • После этого нужно уложить тесто в формы и встряхнуть его для утруски состава. Излишки смеси можно удалить с помощью металлической пластины, а затем закрыть форму крышкой.
  • Далее выполняется сушка изделия. Хорошее подспорье в этой работе окажет мини завод для сушки кирпича. Такое оборудование, хоть и стоит денег, в результате выдает качественный продукт, не уступающий фабричному. Высыхание кирпича приводит к его постепенной усадке. В целом, уменьшение продолжается до 15%.

Завершение процесса усушки не означает, что вся воды вышла. Для полного затвердения и дегидрации следует оставить кирпичи на стеллажах в помещении с хорошей вентиляцией.

Сушка кирпича

Не следует оставлять изделия под солнцем. В зависимости от различных условий, в том числе температурных, процесс сушки длится одну-две недели. По истечению этого времени кирпич готов к применению.

Важно учитывать, что такое изделие не имеет достаточной стойкости к влаге, поэтому нужно продумать дополнительную изоляцию стен.

Процесс обжига кирпича при производстве

В случае если сырого способа изготовление не достаточно, можно попробовать сделать обжиг в домашних условиях. Данная технология достаточно сложная и весьма трудоемкая. Большое количество кирпича делать таким образом дома не рационально. А вот небольшую партию, до 50 штук, вполне можно изготовить.

Обжиг кирпича

Как и с керамикой, тут необходимо выполнить три стадии: прогрев, непосредственно обжиг и охлаждение.

  • На стадии прогрева из изделия испаряется и гигроскопическая, и гидратная жидкость. При этом сгорает вся органика и происходит разложение карбонатов. Также выполняется общее прогревание всего кирпича.
  • Далее, на этапе обжиге, глина меняет свое химическое состояние, что в результате и образует твердую структуру изделия. Температуры, при которых осуществляются эти процессы, находятся в приделах 1200 градусов.
  • Однако простого обжига не достаточно для формирования прочного изделия. Нужно продолжить процесс, охлаждая кирпич. Следует постепенно снижать температуру, доводя ее до 600 градусов, после чего можно немного ускорить работу. Резкие перепады в температуре послужат образованию брака – трещин на кирпичах.

Такая процедура, в условиях производства, реализуется в специальных печах. Дома этот процесс организовывается в металлической бочке. Необходимо вырезать у емкости дно и поставить ее на огонь. Предварительно нужно подготовить яму для костра глубиной около 5 см. Поставит бочку на кирпичи или металлические ножки, и можно контролировать и поддерживать горение костра.

Печь для обжига кирпича

  • В конструкцию укладываются сырые кирпичи – один сверху другого. Нужно также оставить промежутки для воздушных потоков.
  • Далее следует закрыть бочку сверху, применив для этой цели вырезанное ранее дно. Это нужно, чтобы не пропускать холодный воздух извне.
  • Процедура обжига длится около 20 часов. Все это время нужно поддерживать равномерный огонь. Сила горения определяется экспериментально. После завершения данного времени следует начать уменьшение силы горения. Крышку нужно держать закрытой еще как минимум 5 часов. После этого можно проверить результат.

После полного остывания изделия нужно его протестировать, разбив с помощью молотка. На изломе должно быть видна однородная структура, при этом равномерно окрашенная. После этого разломленный кирпич нужно опустить в воду на некоторое время.

Кирпич

Качественное изделие не должно ломаться или менять цвет. При желании можно сравнить домашний кирпич с заводским аналогом на прочность. Если полученное изделие не уступает фабричному, то есть смысл задуматься о домашнем производстве в более крупных объемах.

Изготовление сырого кирпича дома – вполне реальная задача, а вот для получения обожженного нужно будет постараться. Важно соблюдать температурный режим и время ожидания результата. Поспешив на этапе охлаждения, можно испортить результат тяжелого труда.

Выполняя дома такие сложные задачи, следует придерживаться техники безопасности. Работать только в месте, не имеющем предрасположенности к возгоранию. С этой же цель нужно не допускать нахождения рядом горючих составов.

В основном дерзайте, и в итоге обязательно все получится!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector