Производство силикатного кирпича

Министерство образования  и  науки  Республики  Казахстан

Павлодарский  государственный  университет им. С. Торайгырова

Архитектурно - Строительный факультет

Кафедра Транспортное строительство  и профессиональное обучение

    курсовая работа 

           КР. 050730. 24-04.  67. 11. ПЗ      

По дисциплине ______________________________________________

Тема ____________________________________________________

_________________________________________________________

2011

Содержание

     Введение

1.   Номенклатура выпускаемой  продукции                                                         3

2.   Генеральный план предприятия                                                                       6

3.   Технологическая часть                                                                                      8

3.1 Выбор способа производства                                                                           8

3.2 Режим работы цеха                                                                                            9

3.3 Производительность цеха                                                                               10

3.4 Характеристика сырьевых материалов                                                         11

3.5 Технологическая схема производства                                                           14

3.6 Расчет и выбор основного  технологического оборудования                      18

3.7 Штатная ведомость                                                                                          23

3.8 Контроль производства                                                                                   24

4.   Описание основного  технологического процесса                                        27

5.   Устройство и  принцип действия установки                                                 29

6.   Технико-экономическая  часть                                                                        32

7.   Охрана труда  и окружающей среды. Требования  к экологической безопасности                                                                                                          34

8.  Экономия электроэнергии  и топлива                                                             38

     Заключение                                                                                                       39

     Список  использованной литературы                                                              40

Введение

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.

Силикатный кирпич нашел  широкое применение в промышленном и гражданском строительстве, в  частности для возведения наружных и внутренних несущих жилых зданий повышенной этажности. Он является одним из наиболее дешевых и качественных стеновых материалов в сельском строительстве страны и зарубежья.

Производство силикатного  кирпича характеризуется относительно простым технологическим процессом, высоким уровнем механизации и частичной автоматизацией, комплектностью оборудования, возможностью использования различных сырьевых материалов и отходов промышленности.   Усовершенствование производства силикатного кирпича основано на достижениях отечественных ученых, которые проводят научно-исследовательские работы по выявлению сущности и закономерности физикохимических процессов, по улучшению технологии и повышению качества силикатного кирпича. Это дает возможность создавать теоретическую базу для дальнейшего совершенствования технологии автоклавных материалов.

Достоинство силикатного  кирпича, силикатных стеновых камней и  блоков заключается в относительной  простоте и высокой механизации  технологических процессов, сравнительно высоких тепло энергетических затратах на их производство и в конечном итоге меньшей стоимости продукции. Однако полнотелые прессованные силикатные изделия к которым относятся силикатный кирпич, стеновые камни и блоки, так же как и полнотелые керамические стеновые изделия, могут быть экономически обоснованно использованы лишь в качестве облицовочного в сочетании с теплоэффективными изделиями.

1. Номенклатура выпускаемой продукции

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

Согласно ГОСТ 379-95 «Силикатный кирпич», кирпич одинарный и пустотелый изготовляют в форме прямоугольного параллелепипеда размерами, указанными в таблице 1-1

 Таблица 1.1 – Номенклатура  выпускаемого кирпича

Предельные отклонения от номинальных размеров и геометрической формы изделия не должны превышать, мм:

• по длине, толщине и ширине - ±2;
• по параллельности граней - ±2.

Размеры, форма и расположение отверстий в изделии, а также пустотность изделия показаны на рисунке 1.

Рисунок 1- Схематический чертеж изделий.

Сплошной утолщенный кирпич (слева), кирпич пустотелый 25% (справа)

Проколы постели пустотелых изделий размером более 10 мм, а также дефекты изделий (вздутие и шелушение поверхности, увеличение объема, наличие сетки мелких трещин от непогасившейся силикатной смеси) не допускаются.

В рядовом изделии не допускается наличие в изломе или на поверхности глины, песка, извести и посторонних включений размером свыше 5 мм в количестве более 3.

К внешнему виду предъявлены  следующие требования:

1. Поверхность граней изделия должна быть плоской, ребра прямолинейными. Допускается выпускать лицевые изделия с закругленными вертикальными ребрами радиусом  не более 6 мм. 
2. На рядовом изделии не допускаются дефекты внешнего 
   вида,  размеры  и  количество  которых  превышают указанные  в 
   таблице 1-2

Таблица  1.2 – Виды дефектов

3. Отбитости и притупленности углов и ребер, шероховатости, трещины и другие повреждения на лицевых поверхностях лицевых  изделий не допускаются.
4. В рядовом изделии не допускается наличие в изломе или 
   на поверхности глины, песка, извести и посторонних включений 
   размером свыше 5 мм в количестве более 3.
5. Количество половняка в партии должно бить не более 5% 
   для рядовых изделий.

Марку камня по прочности устанавливают по пределу прочности при сжатии, а кирпича – по значению пределов прочности при сжатии и изгибе, указанных в таблице 1.3

Таблица 1.3 – Предел прочности кирпича при сжатии и изгибе

За марку по морозостойкости  принимают число циклов попеременного  замораживания и оттаивания, при которых в изделиях отсутствуют признаки видимых повреждений (шелушение, расслоение, выкрашивание и др.), а снижение прочности при сжатии не превышает 25% для рядовых. 

Водопоглощение изделий  должно быть не менее 6%.

Масса утолщенного кирпича  в высушенном состоянии должна быть не более 4,3 кг.

По согласованию предприятия - изготовителя с потребителем, отраженному в договоре на поставку, допускается изготовлять утолщенный полнотелый кирпич массой более 4,3 кг. .

Изделия относят  к группе негорючих строительных материалов по ГОСТ – 30244-94 «Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть»

Изделия, предназначенные  для кладки наружных стен зданий и сооружений, должны подвергаться испытанию на теплопроводность.

Удельная эффективная  активность естественных радионуклидов в изделии должна быть не более 370 Бк/кг.

Изделия должны маркироваться в каждом штабеле (пакете) по одному в среднем ряду.

На  изделие наносят несмываемой  краской при помощи 
трафарета или штампа товарный знак предприятия-изготовителя.

Каждое грузовое место (пакет) должно иметь транспортную 
маркировку по ГОСТ 14192-96 «Маркировка грузов»

2 Генеральный  план предприятия

Завод по производству силикатного  кирпича будет расположен в промышленной зоне  города Павлодара, с производительностью 500 000 000 штук в год. Выгодное расположение позволяет связываться области с другими государствами и областями Казахстана по Южно-Сибирской и Средне-Сибирской железнодорожным магистралям, автомобильным, авиационным, электронным, трубопроводным и речным видами транспорта.

Климат Павлодарской области резко-континентальный, характеризующийся холодной продолжительной  зимой (5,5 месяцев), жарким и коротким летом (3 месяца).

В Павлодарской  области проживают 746 000 человек (2011 год).

Результаты проведенных  исследований показывают, что имеются  объективные условия для освоения местных сырьевых ресурсов, пригодных  для получения силикатного кирпича.

На левобережье Павлодарской области  находится крупное месторождение  известняка в районе поселка Майкаин-Керегетаское.

В области расположено два месторождения  кварцевых песков: Калкаманское и  Майсорское.

Привязка к источникам: энергосбережения – крупнейшие электростанции: Экибастузская ГРЭС-1  (проектная мощность— 4000 МВт, рабочая мощность — около 2500 МВт., Аксуская ГРЭС (7 энергоблоков максимальной мощности в 300 МВт.)

 Сеть водоснабжения  и канализации проведены из  реки Иртыш, которая берет свое  начало из ледников юго-западных склонов Монгольского Алтая. Площадь бассейна 1 643 тыс. км².

Генеральным планом предусмотрено строительство следующих корпусов завода по производству силикатного кирпича:

1. Административно-бытовой корпус
2. Автостоянка
3. Спортзал
4. Столовая
5. Склад сырья
6. Главный производственный корпус
7. Склад готовой продукции
8. Склад ГСМ

Генеральный план выполнен с учетом розы ветров для города Павлодара.

  3 Технологическая часть

3.1 Выбор способа  производства

Силикатный кирпич можно  производить по двум технологиям: барабанной и силосной.

1.Силосный способ приготовления массы имеет значительные экономические преимущества перед барабанным, так как при силосовании массы на гашение извести не расходуется пар. Кроме того, технология силосного способа производства значительно проще технологии барабанного способа. Подготовленные известь и песок непрерывно подаются питателями в заданном соотношении в одновальную мешалку непрерывного действия и увлажняются. Перемешанная и увлажненная масса поступает в силосы, где выдерживается от 4 до 10 часов, в течение которых известь гасится. Но, гашение в барабанах при повышенных упругости параметров и температуре процесса  (130-150⁰ С) ускоряет гидратацию извести и при этом  длительность  гашения практически составляет 25 – 35 минут.

Силос представляет собой цилиндрический сосуд из листовой стали или железобетона; высота силоса 8 – 10 м, диаметр 3,5 – 4 м. В нижней части силос имеет конусообразную форму. Силос разгружается при помощи тарельчатого питателя на ленточный транспортер, при этом происходит большоё выделение пыли. При вылеживании в силосах масса часто образует своды; причина этого – относительно высокая степень влажности массы, а также уплотнение и частичное твердение ее при вылеживании. Наиболее часто своды образуются в нижних слоях массы, у основания силоса. Для лучшей разгрузки силоса необходимо сохранять возможно меньшую влажность массы. Из опыта работы рассматриваемого завода установлено, что силосы разгружаются удовлетворительно лишь при влажности массы в 2 – 3%. Силосная масса при выгрузке более пылит, чем масса, полученная по барабанному способу; отсюда более тяжелые условия для работы обслуживающего персонала.

Перечисленные выше отрицательные моменты не полностью, но в какой-то мере устраняются механизацией разгрузки.

2.Суть барабанного метода заключается в следующем: песок и негашеная

известь, получаемая измельчением в шаровой мельнице комовой извести, поступают в отдельные бункера над гасильным барабаном. Из бункера песок и известь периодически загружаются в гасильный барабан. Причем песок дозируется по объему, а известь – по массе. Гасильный барабан герметически закрывают и  острого пара под давлением 0,15 – 0,2 МПа происходит  гашение извести при непрерывно вращающемся барабане.

В процессе эксплуатации гасильных барабанов выявились  значительные недостатки: плохое перемешивание  компонентов и неоднородность состава смеси; опасность ожога персонала при ручном открывании люка вследствии частого замазывания смесью горловин барабанов и выпускных труб пара; выбивание сухой пыли при загрузке барабана и пыли с паром при его разгрузке; малая единичная производительность аппаратов и вызываемая этим необходимость больших удельных объемов смесезаготовительных отделений. Указанные недостатки привели к тому, что большинство заводов силикатного кирпича, где были установлены гасильные барабаны, заменили их на силосы.

По всем показателям (технологии производства, расходу необходимых материалов,  обслуживаемости рабочим персоналом, эксплуатации), силосный способ производства имеет значительное преимущество перед барабанным, но барабанный заключается в меньшем затрате времени на производство силикатного кирпича. Поэтому, как было уже написано выше, практически все заводы использую силосный способ.

3.2 Режим работы  цеха

Режим работы цеха рассчитывается согласно нормам технологического проектирования промышленных предприятий строительной индустрии.

Таблица 3.2 - Режим работы цеха

Общее число рабочих  дней - 365

Общее число выходных       - 105

Общее число праздников     - 10

Итого                                      - 250

3.3 Производительность  цеха

Производительность цеха рассчитываем исходя из принятого режима работы и программы цеха. При расчете производительности учитываем возможность брака и производительных потерь, размер которых принимается с действующими нормативами предприятия.

В данной курсовой работе принимаем, что потери составляют менее 1%, а производство является практически безотходным. Годовая производительность цеха с учетом потерь составляет : 

Где П_год  - заданная годовая программа цеха, штук / год

       Б  - производительные потери = 1% 

Рассчитываем производительность в сутки, смену и в час по следующим формулам :

Где П^’_сут , П^’_смен , П^’_час соответственно  производительность суточная, сменная и часовая. Результаты сводим в таблицу - 3.3

3.4 Характеристика  сырьевых материалов

Песок. 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. Состав и свойства песка определяют во многом характер и особенности технологии силикатного кирпича.

Песок – это  рыхлое скопление зерен различного минерального состава размером 0,1 – 5 мм. По происхождению пески разделяют на две группы– природные и искусственные. Последние, в свою очередь, разделяют на отходы при дроблении горных пород (хвосты от обогащения руд, высевки щебеночных карьеров и т. п.), дробленые отходы от сжигания топлива (песок из топливных шлаков), дробленые отходы металлургии (пески из доменных и ватержакетных шлаков).

Форма зерен  песка может быть окатанной (близкой  к шарообразной).; полуокатанной (более  волнистые очертания); полуугловатой (неправильные очертания, острые ребра и углы притуплены); угловатой (острые ребра и углы).

В производстве силикатного кирпича гранулометрия  песков играет важную роль, так как  она в решающей степени определяет формуемость сырца из силикатных смесей. Наилучшей гранулометрией песка является та, средние зёрна которой размещаются между крупными, а мелкие – между средними и крупными зёрнами.

Таблица 3.4.1 – Группы крупности песков

При смешении одинаковых по массе трёх фракций песка (крупного, среднего и мелкого) с соотношением размеров их зёрен 4:2:1 получают смесь с высокой пористостью; при соотношении 16:4:1 пористость значительно уменьшается, при соотношении 64:8:1 – уменьшается ещё более сильно, при соотношении 16:16:1 достигается наиболее плотная их упаковка.

Установлено, что оптимальная упаковка зёрен силикатной смеси находится в пределах соотношений от 9:3:1 до 16:4:1.

В большинстве  случаев мелкие пески (за исключением  хорошо окатанных)обладают повышенной пористостью как в рыхлом, так  и в уплотненном состоянии, в связи с чем при их использовании в производстве силикатного кирпича расходуют больше вяжущего.

Влажность песка  в значительной мере влияет на его  объем, что необходимо учитывать  при перевозке песка в железнодорожных  вагонах или баржах, а также  при намыве его на карты. Наибольший объём пески занимают при влажности примерно 5%.

По зерновому составу  песок должен удовлетворять требованиям  таблицы

Таблица 3.4.2 – Зерновой состав песка