Автоматизация автоклавной установки для производства силикатных изделий

В последние годы многие заводы силикатного  кирпича реконструированы и переведены на изготовление утолщенного пустотелого  силикатного кирпича производительностью 120 млн. шт. условного кирпича в  год, осуществляемое комплексами-автоматами, состоящими из револьверных прессов  СМС_152А, автоматов-укладчиков СМС_19 и  толкателей СМС_19А 11.00.000. Над комплексами  установлены раздаточные бункеры  и питающий конвейер смеси. Рядом  с комплексами расположены подводящие и отводящие пути для передаточных тележек СМС_168 грузоподъемностью 3 т для подачи порожних автоклавных  вагонеток, и СМС_200 грузоподъемностью 30 т или СМС_167 грузоподъёмностью 20 т. для отбора и откатки груженых автоклавных вагонеток. Вдоль линий  комплексов в приямке установлен скребковый конвейер уборки и возврата просыпи и отходов кирпича сырца.

ВНИИСТРОМом, ЦКБ Строммашина. ВНИИСТРОММАШем на основе пресса СМ - 1085А для огнеупорных изделий внедрен пресс СМК_74 для силикатного кирпича и пустотелых камней. Он имеет съемную многогнездовую пресс-форму и предназначен для формования «на ребро» одновременно девяти полнотелых одинарных кирпичей или пяти силикатных камней с пустотностью 25% «на постель».

Прессование двухстороннее - 50 мм сверху и 90 мм снизу. Время прессования изделия 1.75 с. Комплекс может быть размешен в пролетах действующих цехов, но требует глубокого приямка (3,2 м). Многие прессы для формования силикатного кирпича оборудованы на автоклавные вагонетки. В основу их работы положены следующие общие принципы: съем сырца со стола (иногда с поворотом сырца в требуемое положение) специальным съемником с захватами; укладка снятого со стола пресса сырца на накопитель - ленточный конвейер с шаговым движением: съем с накопителя пакетов сырца штабелировщиком и их укладка позаданной программе на автоклавную вагонетку.

На отечественных заводах по производству силикатного кирпича  в основном используют автоматы-укладчики  СМ_1002 и СМ_1 США (СМС_19) и его модернизированный  вариант СМС_19А, однако применяют  и автоматы-укладчики АВС_1 и АВС.-З. Автомат - укладчик СМ-ЮЗА (СМС_19) пневмозахватом забирает четыре радиально расположенных на формовочном столе сырца поворачивает их в воздухе с постели на ребро и устанавливает в одну строчку по ширине ленты накопителя, образуя на нем четыре параллельных ряда сырца с такими же зазорами, с какими они должны находиться на автоклавной вагонетке.

После установки каждой порции лента  накопителя продвигается на один шаг, равный толщине сырца. По достижении заданного программой числа строчек  одинарный слой в виде четырех  рядов зажимается захватами укладчика  и переносится ими с накопителя на автоклавную вагонетку.

Модернизированный автомат-укладчик СМС_19А имеет программно-механическое устройство, состоящее из набора профильных исков и команд-аппарата. Переналаживаемых на укладку одинарного либо утолщенного сырца на автоклавную вагонетку с высотой платформы до 450 мм. В этом автомате уменьшена длина штабеля до 1080 мм при укладке цепными захватами, а также снижена погрешность фиксации пневмоупором на посту за грузки до значения, не превышающего 5 мм. Автомат-укладчик комплектуют цепным толкателем с подвижной кареткой и электроприводом. Входящий в толкатель упор-фиксатор приводится от стандартного пневмоцилиндра. Эти моры в сочетании с применением щелевых вагонеток и расширением использования четырехсторонних грейферных захватов при отгрузке кирпича способствуют сохранности кирпича, ликвидируют при штабелировании ручную раздвижку рядов, докладку

дополнительных кирпичей в нижнем ряду и необходимость расчистки  зазоров в штабеле от обломков и просыпи при отгрузке готового кирпича. При модернизации внесены значительные улучшения в детали СМС_19А.

Представляет интерес автомат-укладчик ВСКО_9 конструкции Воронежского филиала  Росоргтехстрома, который успешно эксплуатируется с прессом СМС_152 при производстве утолщенного кирпича.

Автомат для съема и штабелирования сырца пресса Р_550, состоит из съемника, захватывающего со стола пакет выпрессованного сырца и переносящего его в том же положении на накопитель. При формовании одновременно на торец двух рядов по семь или восемь сырцов размещенное посередине накопительного конвейера приспособление поворачивает, оба ряда сырца с торца на ребро таким образом, что один ряд сырца оказывается лежащим на другом.

На гидравлическом прессе Атлас-Интертехник установлены два автомата, которые отбирают сформованную на соответствующей стороне стола пакет кнрпнча-сырца и укладывают по заданной программе на автоклавную вагонетку. Отсутствие накопительного конвейера, исключение двукратного зажима и перекладки сырца способствует лучшей его сохранности.

Представляет интерес формование пустотелого (утолщенного высотой 88 мм и массой до 4,3 кг) кирпича и камня, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 379-79. Производство их позволяет экономить сырьевые и топливно-энергетические ресурсы и улучшать теплотехнические показатели изделий.

В последнее время на новых предприятиях по производству силикатных стеновых материалов, построенных на комплектном

оборудовании ПНР, начато массовое производство пустотелого силикатного камня размером, составляющим удвоенный размер одинарного кирпича (длина 250±3 мм, ширина 120^Л2 мм, толщина 138±2 мм). Пустоты в силикатном камне расположены перпендикулярно «постели» и являются несквозными цилиндрическими, сходящими на конус. Пустоты диаметром 32 мм составляют 11 или 14%, максимальный объем пустот соответственно 24,5 и 31% относительно объема всего камня. При производстве пустотного камня расходы сырья сокращаются на 20-25%, уменьшается потребление электроэнергии и пара, производительность пресса повышается более чем в 1,5 раза по сравнению с производством утолщенного кирпича.

3. Режим работы

Режим работы предприятия является основой для расчета производительности, расхода сырья и полуфабрикатов, оборудования, состава работающих и  пр.

Режим работы завода, цеха, отделения  выбирается в соответствии с «Нормами технологического проектирования предприятий», принятыми в данной отрасли промышленности.

В настоящее время рекомендуется  принимать режим работы с пятидневной  рабочей неделей в две смены  по 8 часов каждая - 260 рабочих дней в году. Такой режим можно принять  для массозаготовительного отделения.

Отделения (цехи) сушки, обжига, термовлажностной обработки изделий в автоклавах работают круглосуточно, весь год, за вычетом 6 дней, необходимых для пуска (розжига) агрегата.

Прием и отгрузка материалов и изделий  по железной дороге должны производится круглосуточно 365 дней в году, в случае использования автомобильного транспорта - в соответствии с режимом работы основного производства.

При расчете необходимо также учесть время для капитального ремонта  оборудования равного 15 -25 суткам. Таким  образом, количество рабочих дней в  году для непрерывно работающих агрегатов  определяется по формуле

Т=(365-6) - Т_кип - где Т_кип-время на капитальный ремонт.

Годовой фонд времени работы оборудования определяется по формуле

Т_ф=Т_ф*К_вн суток, где К_вн - нормативный коэффициент использования оборудования по времени. Для формующего оборудования и тепловых агрегатов К_вн ~ 0,9-0,95.

Табл. 1. Режим работы предприятия

Наименование предприятия, цеха, отделения	Количество рабочих суток  в году	Количество рабочих смен в сутки	Количество часов в  смене	Коэффициент использования  оборудования	Годовой фонд времени работы оборудования
Завод по производству силикатного  кирпича	365	3	8	0,95	8760

Таблица 2. Режим работы цехов завода по производству силикатного кирпича  и камней.

№ п/п	Наименование цехов и  отделений	Режим работы
		Количество дней в году	Количество дней в неделю	Количество смен в сутки
1	Склад сырья	260	5	2
2	Подготовительное отделение	260	5	3
3	Формовочное отделение	260	5	3
4	Автоклавное отделение	365	7	3
5	Склад готовой продукции	260	5	2

Обычно известь, применяемая заводами силикатного кирпича, содержит 70..75% активной СаО, а содержание 8Юг в хороших кварцевых песках 90…95%. Оптимальное соотношение И:К в этих условиях 1:1. Содержание известково-кремнеземистого вяжущего в силикатной смеси 18..19% при удельной поверхности 4500…5000 см /г.

5. Сырьё и полуфабрикаты. Расчет состава силикатной смеси

Расход материалов рассчитывается на 1000 штук кирпича.

Расход извести (кг):

И* А_и = Р_с А_с; Рс=294*80/6.3=3733

где А_и - заданная активность извести, % (для извести первого, второго и третьего сорта Ас соответственно равна 90, 80 и 70%); Р_с - расход смеси на 1000 шт. кирпича, кг; А_с - заданная активность смеси, %.

Активность смеси составляет 6,3%.

Расход песка (кг):

Р_п = Р_с - И=3439

 

В практике удельный расход песка  на 1000 штук полнотелого одинарного кирпича составляет 2,3…2,4 , или 2400…2500 кг.

Расход воды для получения сырьевой смеси с влажностью 7% составляет в среднем 12% от массы смеси и распределяется ориентировочно следующим образом, %: на гашение извести - 2. на испарение при гашении -3,5 и на увлажнение - 7%.

Практическая часть воды, участвующая  в гашении извести, поступает  в производство с песком, карьерная  влажность которого зависит от погодных условий.

Обычно влажность смеси составляет 6… 7%.

Расчетным путем подбирают опытный  состав смеси, на основании которого регулируют расход компонентов смеси  и выдают ее оптимальный состав.

В качестве кремнеземистого компонента можно использовать песок молотый  и немолотый или их смесь, а  также золу ТЭС или смесь золы с песком.

Расход воды (л) для увлажнения сырьевой смеси на 1000 штук кирпича. Табл. 3

Влажность песка, %	Заданная влажность сырьевой смеси, %
	5	5,5	6	6,5	7
3,0	74	92	111	130	148
3,5	55	74	92	111	130
4,0	37	55	74	92	111
4,5	18	37	55	74	92

=92 л.

 

Таблица . Технологические потери по переделам для производства силикатного кирпича приведены

Наименование технологического передела или операции.	Технологические потери, %
1. Склады готовой продукции	3
2. Автоклавное отделение	1-3
3. Формовочное	Пресс_1, смеситель_1-2
4. Подготовительное	5
5. Склад сырья	2

Производительность склада готовых изделий, млн. шт. условного кирпича:

= П_Г* 100/ 100_Х₁=10500/(100-3)=108,

где П_г - годовая производительность предприятия, млн. шт. условного кирпича: Х₁ - потери на складе готовых изделий, %.

Производительность автоклавного отделения, млн. шт. слоеного кирпича:

= П₁* 100/100 - Х₂=10800/(100-3)=111,

где -производительность склада готовых изделий. млн. шт. условного кирпича;

Х₂ - потери автоклавного отделения. %.

Производительность формовочного отделения, млн. шт. условного кирпича:

 

П₃ = П₂ * 100/100_Х₃=11100/(100-2)=113.

где П₂ - производительность автоклавного отделения, млн. шт. условного кирпича; Х₃-потери формовочного отделения, %.

Для перевода производительности предприятия  из млн. шт. усл. кирпича в тонны (в т) используют массу одного кирпича - сырца (g):

= Пз *g

При расчетах ориентировочно массу  кирпича-сырца принять - 4 кг.

Производительность подготовительного  отделения, т:

П₄ = * 100/ 100_Х₄=45200/100-5=476,

где П₄ - производительность автоклавного отделения, млн. шт. условного кирпича;

Х₄ - потери подготовительного отделения, %.

Производительность склада сырья, т:

П₅=П₄ * 100/ 100_Х₅=476/100-2=488,

где П₄-производительность подготовительного отделения, млн. шт. условного кирпича; Х₅ - потери на складе сырья, %.

Результаты расчетов заносятся  в виде таблицы последовательности, соответствующей технологическому потоку.

 

Таблица 5

№ п/п	Наименование передела, продукции, полуфабрикате, сырья	Ед. из	Производительность передела
			год	сутки	смена	час
1	Склады готовой продукции	Шт.	515000	2000	1000	125
2	Автоклавное отделение	Шт.	531000	1455	485	61
3	Формовочное	Шт.	542000	2085	695	87
4	Подготовительное	Т.	1890	210	7.3	0.8	2.4	0.3	0.3	0.03
5	Склад сырья	Т.	1928	214	7.4	0.8	3.7	0.4	0.46	0.05