Завод по производству силикатного кирпича производительностью 30 млн. штук в год - диплом

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. Обоснование района строительства

1.1 Общие сведения о силикатном кирпиче

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Номенклатура выпускаемой продукции

2.2. Сырьевые материалы

2.3. Описание технологической схемы

2.3.1 Описание технологии производства

2.4 Вариантная часть

2.4.1. Расчет технологического цикла

2.4.2 Состав и режим работы

2.4.3 Расчет производства предприятия

2.4.4 Расчет потребности сырьевых материалов на 1000 штук

2.5 Расчет потребности сырья

2.6 Ведомость оборудования

2.7 Входной контроль материалов

2.8 Расчет и проектирование складов

2.8.1 Расчет склада песка

2.8.2 Расчет склада извести

2.8.2 Расчет потребности в электроэнергии

2.8.4 Расчет потребности в технологической воде

2.9 Штатная ведомость предприятия

3. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Основные сведения о процессе приготовления смесей

4. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1. Обоснование выбора и описание автоклавной установки

5. АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

5.1. Исходные данные

5.2. Объемно-планировочные решения

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

7. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПАТЕНТ РФ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА

Введение

В нынешних жестких рыночных условиях все большую актуальность при производстве строительных материалов приобретает экономия энергоресурсов, как наибольшая статья в себестоимости готовой продукции. Применяемые технологии включают гидротермальную обработку изделий для обеспечения протекания реакций образования гидросиликатов кальция. Гидротермальная обработка в автоклаве является энергозатратной стадией технологии силикатного кирпича. Но существуют также мнения о возможности твердения известково-песчаного сырца без запаривания в автоклаве, что является интересным в области производства силикатного кирпича. Для выбора оптимального направления проведения научных исследований проанализируем известные способы ускорения химических реакций в известково-кремнеземистых смесях. Силикатные изделия производят из самого распространенного на Земле материала – диоксида кремния (песка, трепела и др. разновидностей) с добавлением небольших количеств извести и воды. В процессе современного производства силикатного кирпича из смеси песка и извести с водой формуются изделия, которые в дальнейшем подвергаются тепловой обработке в автоклаве. Если на среда насыщенная водяным паром будет подвергаться температурным воздействиям, между компонентами входящими в смесь будут происходить физико – химические процессы, в результатом которых будет образование гидросиликатов кальция.

Производство силикатного кирпича характеризуется относительно простым технологическим процессом, высоким уровнем механизации и частичной автоматизацией, комплектностью оборудования, возможностью использования различных сырьевых материалов и отходов промышленности. Длительность производственного цикла в 510 раз меньше, а удельные капитальные вложения, расход топливно–энергетических ресурсов, затраты на производство единицы продукции в 1,52 раза ниже по сравнению с аналогичными показателями работы по изготовлению керамического кирпича.

Усовершенствование производства силикатного кирпича основано на достижениях отечественных ученых, которые проводят научно-исследовательские работы по выявлению сущности и закономерности физико-химических процессов по улучшению технологии и повышению качества силикатного кирпича.

Большинство строительных материалов имеет больший объем и среднюю плотность. Что вызывает значительные расходы на их перевозку от завода или карьера, где их изготовляют или добывают, на строительную площадку. Выпуск строительных материалов, в частности силикатного кирпича, должен увеличиваться главным образом путем дальнейшего совершенствования производства на действующих заводах, перевооружения заводов новым, современным оборудованием, внедрения комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, повышения производительности труда, использования резервов.

Заводы силикатного кирпича – это высокомеханизированные предприятия. Повышение эффективности работы силикатных заводов обеспечивается на базе широкого использования достижений науки и техники и достигается путем сокращения производственного цикла, снижения трудовых затрат, существенного улучшения качества выпускаемой продукции и широкого передового опыта.

Силикатный кирпич имеет ряд выгодно отличающих его характеристик, обеспечивающих уют и комфорт. Из него, благодаря высокой плотности, выстраивают стены сооружений всех классов. Высокая теплоаккумулирующая способность может создать в доме благоприятный климат – зимой обеспечит тепло, летом дает прохладу. В летний знойный день он поглощает и сохраняет тепло солнца до тех пор, пока температура воздуха не опустится — лишь тогда силикатный кирпич отдает тепло комнатам здания. Следующим важным достоинством необходимо отметить — шумоизоляцию, не имеет значения, исходят ли звуки с улицы, или передаются через потолок и стены. Кладка наружных стен из силикатный кирпич увеличивает полезную площадь на 57%, за уменьшая толщину стен и перекрытий, но при неизменном объеме застройки.

В настоящее время передовые позиции в строительной индустрии занимают, преимущественно, предприятия, активно внедряющие новые наукоемкие технологии. Данные обстоятельства обуславливаются, тем, что эти разработки опережающими темпами развиваются в рамках поисковых, фундаментальных, а затем и прикладных исследований в соответствии с прогнозируемыми и приоритетными проблемами отрасли. В последнее время одной из самых острых проблем в строительстве стала проблема энергосбережения.

Основным решением этой проблемы, проводя изготовление силикатный кирпич, является исключение негативных моментов, которые несет автоклавная обработка, являющаяся наиболее высокой статьей в себестоимости готовой продукции.

Исследования, направленные на решение этой задачи позволили получить строительный материал безавтоклавного твердения, который не уступает характеристикам обычного силикатного кирпича автоклавного твердения.

•имеющиеся грани не содержат изъянов;

•превосходно выдерживает влияние атмосферных осадков, отсутствует изменение цвета на лучах солнца;

•отсутствует необходимость в дополнительном обслуживании;

•создается комфортный климат в доме;

•отсутствуют вредные примеси, экологически чистый силикатный кирпич.

Приятно радует широкая гамма цветов кирпича, которая создает бесконечные возможности для воображения декораторам и архитекторам, использующим данный материал при строительстве или реконструкции здания.

Это абсолютно новый строительный материал, отвечающий требованиям на СК, но имеющий огромное преимущество при его изготовлении.

Технология производства силикатного кирпича заключается в повышение прочности изделий и экономии материально-энергетических ресурсов при производстве прессованного неавтоклавного силикатный кирпич путем активации известково-песчаной смеси с добавками, что позволяет значительно снизить себестоимость готовой продукции за счет уменьшения трудоемкости, производственных площадей, металлоемкости, затрат тепловой энергии, сокращения времени на изготовление силикатного кирпича.

Поэтому данный материал является очень перспективным в силу своих как технологических, так и экономических показателей, не имея достойных конкурентов, способных стоять с ним на одной ступени.

Обоснование района строительства

Проектирование и строительство завода по производству силикатного кирпича намечаетсяв п. Таскала.

Таскала (бывш. Каменская) — село, центр Таскалинского района Западно-Казахской области Республики Казахстан. Население села составляет 8,5 тыс. чел. Село расположено в Северо-Западной части Западно-Казахстанской области на реке Деркул (приток реки Чаган) на расстоянии 80 км от города Уральск и 350 км от города Саратов. Ближайшие населенные пункты: села Кузнецово (5 км), Актау (12 км), Красненький (15 км). Проведенные на местных курганах в 1925 году археологом П. С. Рыковым (1884—1942) раскопки обнаружили погребения знати с золотыми украшениями, конской сбруей. Предполагается, что они принадлежали жившим здесь в 2-4 веках нашей эры сарматам. Понятие шиповской или позднесарматовской культуры прочно вошло в археологическую науку.

В XIX веке село было известно как казачья станица Каменская. Каждый год с 10 по 17 октября проходили сельскохозяйственные ярмарки.

Железнодорожная станция Шипово названа в честь генерал-лейтенанта Шипова Н. Н., который был наказным атаманом Уральского казачьего войска в течение восьми лет (1885—1893). Через село проходит железная дорога, построенная в 1894 году. В центре села расположена железнодорожная станция Шипово Казахстанских железных дорог. В настоящее время существует регулярное пассажирское сообщение по железной дороге со столицей Казахстана — городом Астана, столицей России — Москвой, столицей Украины — Киевом. В 2005 году здание железнодорожного вокзала было уничтожено пожаром и введено повторно в эксплуатацию в октябре 2006 года.

Приблизительно в 30 км от Таскала на самой линии границы расположен одноимённый автомобильный пункт пропуска через границу (в Россию), работающий 24 часа в сутки и пропускающий граждан всех стран мира.

Станция Шипово упоминается в книге Маршала Советского Союза Г. К. Жукова «Воспоминания и размышления». Георгий Жуков, тогда молодой красноармеец, принимал участие в боях с белоказаками.

Климат резко-континентальный — континентальный, сухое жаркое лето и снежная холодная зима. Поселок расположен в низине и окружен горами Ичка, Сундук, Глазистая.

Основные сведения о силикатном кирпиче.

Кирпич представляет собой искусственный безобжиговый стеновой строительный материал, изготовленный методом прессования увлажненной смеси из песка и других мелких заполнителей, извести и различных вяжущих с применением добавок или без них и отвердевший под действием пара в автоклаве.

По назначению кирпич и камни (ГОСТ 37979) разделяют на рядовой и лицевой. Кроме того, их подразделяют на неокрашенные и цветные - окрашенные в массе или с поверхностной отделкой лицевых граней.

По виду изготовления кирпич и камни подразделяют на пустотелые, пористые (с пористыми заполнителями), пористо-пустотелые и полнотелые. Одинарный полнотелый или с пористыми заполнителями кирпич выпускают размерами 250X120X65 мм. Масса его не нормируется. Практически она не превышает 3,5...3,7 кг. Утолщенный пустотелый или полнотелый кирпич с пористыми заполнителями выпускают размерами 250X120X88 мм, а силикатные пустотелые камни - размерами 250X120X138. Масса утолщенного кирпича в высушенном состоянии должна быть не более 4,3 кг.

По теплотехническим свойствам и средней плотности в сухом состоянии кирпич и камни подразделяют на три группы:

эффективные, позволяющие уменьшать толщину ограждающих конструкций по сравнению с толщиной стен, выложенных из полнотелого кирпича; к этой группе относят кирпич плотностью не более 1400 кг/м3, камни плотностью не более 1450 кг/м3 и теплопроводностью до 0,46 Вт/(м х К);

условно эффективные, улучшающие теплотехнические свойства ограждающих конструкций без снижения их толщины; к этой группе относят кирпич плотностью 1401...1650 кг/м3, камни плотностью 1451...1650 кг/м3 и теплопроводностью до 0,58 Вт/(м х К);

обыкновенный кирпич плотностью свыше 1650 кг/м3.

В зависимости от предела прочности при сжатии камни, а кирпич при сжатии и изгибе (без вычета площади пустот) подразделяют на марки 300; 250; 200; 150; 125; 100; 75. Лицевой кирпич изготавливают марки не менее 125 и камни не менее 100.

Водопоглощение силикатного кирпича и камней должно быть не менее 6 %.

По морозостойкости кирпич и камки подразделяют на марки Мрз 50, 35, 25 и 15. Морозостойкость лицевых изделий должна быть не ниже Мрз 25. В образцах силикатного кирпича и камней, испытанных на морозостойкость, допускается потеря прочности при сжатии не более чем на 25 % для рядовых изделий и 20 % - для лицевых.

Силикатный кирпич и камни применяют наряду с керамическим кирпичом для кладки каменных и армированнокаменных наружных и внутренних конструкций в наземной части зданий с нормальным и влажным режимами эксплуатации, для изготовления стеновых панелей и блоков в соответствии со строительными нормами и правилами.

Не разрешается применять силикатный кирпич для кладки фундаментов и цоколей зданий ниже гидроизоляционного слоя, подвергающихся воздействию грунтовых и сточных вод. Не допускается использовать силикатный кирпич для стен зданий с мокрым режимом эксплуатации (бань, прачечных, пропарочного отделения) без специальных мер защиты стен от увлажнения. В этих конструкциях можно применять силикатный кирпич только повышенной морозостойкости от Мрз 50. Силикатный кирпич не используют для кладки печей и труб, так как он не выдерживает длительного воздействия высокой температуры.

Прочностные показатели, точность геометрических размеров, четкость граней, повышенная морозостойкость позволяют применять силикатный кирпич и камни в качестве лицевых материалов для фасадов зданий.

Сырьевые материалы

Технология производства и качество силикатного кирпича во многом зависят от физических и химических характеристик сырья. Отклонение того или иного показателя неизбежно сказывается на параметрах продукции. Поэтому необходимо правильно определять химический, минерологический и зерновой состав сырьевых компонентов, создавать оптимальные условия формования и автоклавной обработке, влияющих на плотность и прочность кирпича.

На территории Казахстана имеются все виды минерального сырья, необходимого для производства силикатного кирпича. Это в основном песок, известь и вода. Кроме того, применяют суглинки, треплы и другие кремнеземистые породы, золы и шлакы от сжигания углей на тепловых электростанциях (ТЭС), бокситовые шламы алюминиевых заводов, металлургические шлаки и горные породы.

Обычно эти материалы используют в качестве вяжущих компонентов или активных заполнителей в условиях автоклавного синтеза или просто в качестве уплотняющих добавок.

Основным компонентом силикатного кирпича (85— 90% по массе) является песок| поэтому заводы силикатного кирпича размещают, как правило, вблизи месторождений песка, и песчаные карьеры являются частью предприятий.ГСостав и свойства песка определяют во многом характер и особенности технологии силикатного кирпича.

Песок.

Песок доставляется с карьера, автомобильным транспортом с месорождения кварцевого песка «Белая Горка».

Силикатные кирпичи и камни состоят на 85 - 90% из песка. Именно состав и свойства песка влияют на физико – механические свойства и эксплуатационные характеристики силикатного кирпича.

Специальные требования к пескам для производства силикатных изделий нашли свое отражение и в технических требованиях ГОСТ 21180 «Песок для проиводства силикатного кирпича и изделий из автоклавных бетонов». В стандарте указаны требования к содержанию кварца, щелочей и тонкодисперсных частиц в песке и его гранулометрии.Содержание кварца в песке должно быть не менее 50%, щелочей в пересчете на Na2O – не более 3,6%, а частиц размером менее 0,05 мм (пылевидных, илистых и глинистых) – не более 20%. Содержание сернистых и сернокислых соединений в пересчете на SO3 не должно превышать 2%, слюды – 0,5%.

Различают следующие разновидности песка:

1. Горные и овражные, состоящие из песчинок остроугольной формы с шерховатой поверхностью, что способствует хорошему сцеплению их с известью.

2. Речные и озерные, состоящие из песчинок окатанной формы с гладкой поверхностью.

Различают следующие виды песков по размеру зерен (мм):

Крупнозернистые . . . . . . . . . . . до 2...2,5;

Среднезернистые . . . . . . . . . . . от 1...1,6;

Мелкозернистые . . . . . . . . . . . .от 0,6 до 0,2;

Очень мелкозернистые . . . . . . от 0,2 до 0,02.

Требования к песку для производства кирпича.

Песок испытывают в три этапа:

– аналитические исследования, включающие в себя химические, механические и петрографические анализы, для составления общей характеристики песка;

– лабораторные, технологические испытания с изготовлением образцов, по которым устанавливаются принципиальные пригодность песка;

– полузаводские испытания с изготовлением кирпичей натуральной величины;

При полузаводских испытаниях проверяют и уточняют выводы, сделанные на лабораторных испытании, устанавливают марку кирпича.

Песок и известь подвергают входному контролю продукции по ГОСТу 2429788.

На 1000 шт. кирпича в основном расходуется 2,4 м3 песка, что соответствует примерно 85% объма всей сырьевой смеси.

Песок добывают двумя способами : отрытым в карьерах и гидронамывом.

Подготовка песка в производство заключается в проведении ряда последовательных операций:

- загрузка песка в приемные бункера и подсушки;

- шихтовка песков разного зернового состава;

- очистка песка от примесей – грохочения;

- введения добавок.

Известь.

Известь доставляется автосамосвалами цеха №3 АО «ЗККСМ», находящегося в районе Меловых горок.

В производстве силикатного кирпича используют кальциевую воздушную известь, удовлетворяющую требованиям ГОСТа 9179 - 79.

По виду содержащегося в воздушной извести основного оксида(СаО, MgO) она делится на кальциевую (СаО < 5 %), магнезиальную (MgO < 20%), доломитовую (MgO < 40%).

По фракционному составу различают комовую и порошкообразную известь. Порошкообразную известь, получаемую путем размола или гашения (гидратации) комовой извести, подразделяют на известь без добавок и с добавками.

По времени гашения воздушная негашеная известь всех сортов делится на быстрогасящуюся - не более 8 мин, среднегасящуюся - не более 25 мин, медленногасящуюся - более 25 мин.

Производство извести.

Для приготовления извести применяют печи шахтные, вращающиеся и печи кипящего слоя. На долю шахтных печей приходится около 80% выпускаемой в стране извести. Это объясняется простотой их конструкции и эксплуатации, небольшими капитальными затратами на строительство и высокой тепловой эффективностью.

Производство воздушной извести основано на обжиге карбонатных горных

пород (известняка, мела, известкового туфа, доломита), состоящих преимущественно из углекислого кальция (теоретический состав - 56% СаО и 44% СО2 ).

Наиболее часто в этих породах встречаются примеси углекислого магния, глинистых веществ, кварца и оксида железа.

Карбонатные породы должны удовлетворять требованиям ОСТа 2127 и поставляться потребителю в виде фракций 520, 20-40, 4080, 80-120, 120180 мм. Если размеры кусков сырья выходят за пределы данной фракции, то их содержание допускается не более 5% от массы пробы (по нижнему и верхнему пределам в отдельности).

При определнии свойств известняка для обжига в печах кипящего слоя необходимо обращать внимание на его петрографический состав, прочность на истирание и способность сохранять структуру ри высоких температурах по всему периметру печи. Это обьясняется большим пылеуносом известняка фракций 0-3 мм, который при обжиге в этих печах представляет собой известь пониженной активности.

При обжиге известняка происходят декарбонизация и превращение его в СаО по реакции

СаСО3 = СаО + СО2↑;

В шахтных и вращающихся печах известь обжигают при температуре 10001200°С, а в печах кипящего слоя – при температуре 9501000°С. Содержание МgО до 5% не вызывает существенного отощения извести. При более высоком содержании МgО известь гасится медленнее, что обьясняется пережогом оксида магния, который может образоваться из карбоната магния уже при температуре 600650°С и на который более высокая температура влияет отрицательно.

При производстве воздушной извести из доломитов обжиг ведут при температуре 750900°С, а получающуюся доломитовую известь превращают в

поршок путем помола, так как оставшаяся неразложенной часть карбоната кальция не гасится, а образующийся при этой температуре оксид магния гасится медленно.

Известь можно превращать в порошок не только помолом, но и гашением водой, при котором известь распыляется в тонкий порошок. При взаимодействии оксида кальция с водой происходит реакция гидратации оксидов кальция и магния:

СаО + Н2О = Са(ОН)2; МgО + Н2О = Мg(ОН)2;

Гидратация извести является экзотермическим процессом, при котором выделяется 65·103 Дж теплоты на 1 грамм – молекулу или 1160·103 Дж теплоты на 1 кг негашеной извести. Это обратимая реакция, так как возможно обратное разложение Са(ОН)2 на СаО и Н2О, которое наиболее быстро протекает при температуре 547°С. Чтобы предотвратить обратимую реакцию, необходимы обилие влаги и не слишком высокая температура.

Добавки, применяемые в производстве силикатного кирпича.

Наиболее загрязняющим фактором окружающей среды являются различные отходы производств, тысячами тонн скапливающиеся в различных отвалах, занимающие значительные площади земельных угодий. Одной из отраслей, которая может частично решить прблему утилизации этих отходов является промышленность строительных материалов, в том числе и заводы по производству силикатного кирпича.

В настоящее время в связи с развитием химической, миталлургической и угледобывающей промышленности появилось значительное количество невостребованных производством отходов. Поэтому для промышленности строительных материалов Казахстана главными задачами являются изучение и технологическая оценка применения в производстве этих отходов.

Согласно классификации побочные продукты промышленности разделены на три класса А, Б и В, из которых к классу А относятся продукты, не утратившие природных свойств (карьерные и шахтные отходы, хвосты обогащения руд); к классу Б – искусственные продукты, получаемые в результате глубоких физико-химических процессов, например при обжиге ниже температуры плавления, либо при высоких температурах, вызывающих частичное или полное расплавление, а также осадки, выпавшие из раствора; к классу В – продукты, образовавшиеся в результате процессов, возникающих при хранении побочных продуктов в отвалах (самовозгорание, выщелачивание, твердение).

Промышленные отходы могут быть использованы при производстве силикатного кирпича в качестве компонентов вяжущего в смеси с известью и дисперсным кремнеземом или в качестве основного сырья. В смесь можно вводить дисперсные и укрупняющие кремнеземистые добавки: молотый песок, глину, шлаки, золы ТЭС, бой кирпича отсевы молотого известняка. Молотые кремнеземистые добавки, являясь пластифицирующими материалами, улучшают формовочные свойства смеси, ее зерновой состав, заполняют пустоты между зернами песка и повышают прочность кирпича- сырца.

Введение молотого песка позволяет сократить общий цикл запаривания кирпича без снижения его прочности. При гидротермальной обработке добавки рано вступают в реакцию с известью, быстрее ее связывают, образуя гидросиликаты в кирпиче. Так, добавка в сырьевую шихту 0,25 – 0,3 т предварительно высушенного и размолотого до дисперсности с остатком на сите № 008 не более 15 % белитового или нефелинового шлама (отходов глиноземного проиводства) на 1000 шт кирпича позволяет сократить расход извести в два раза. При этом увеличивается прочность сырца, стабилизируется работа оборудования повышается марка кирпича.

526eaae54fcda-____________________5.dwg