Введение

Как следует из Большой Советской Энциклопедии, «строительный кирпич – искусственный камень правильной формы, сформированный из минеральных материалов и приобретающий камнеподобные свойства после обжига или обработки паром. По виду исходного сырья и по способу изготовления различают силикатный кирпич (известково-песчаный), получаемый автоклавным способом, и глиняный обожженный (обыкновенный и лицевой)»

Кирпич является 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.

Ярким примером использования кирпичного строительства в России времён Иоанна 3 стало строительство стен и храмов Московского Кремля, которым заведовали итальянские мастера.»… и кирпичную печь устроили за Андрониковым монастырём, в Калиникове, в чём ожигать кирпич и как делать, нашего Русского кирпича уже да продолговатее и твёрже, когда его нужно ломать, то водой размачивают. Известь же густо мотыгами повелели мешать, как на утро засохнет, то и ножом невозможно расколупать». До 19 го века техника производства кирпича оставалась примитивной и трудоёмкой. Формовали кирпич вручную, сушили только летом, обжигали в напольных печах-времянках, выложенных из высушенного кирпича-сырца. В середине 19-го века были построены кольцевая обжиговая печь и ленточный пресс, обусловившие переворот в технике производства кирпича. В это же время появились глинообрабатывающие машины бегуны, вальцы, глиномялки. В наше время более 80% всего кирпича производят предприятия круглогодичного действия, среди которых имеются крупные механизированные заводы, производительностью свыше 200 млн. шт. в год.

1. Характеристика

По фактуре лицевой поверхности лицевые изделия изготовляют гладкими с декоративным покрытием; по цвету – неокрашенными, имеющими цвет сырья, из которого они изготовлены, или окрашенными, – из окрашенной смеси или с поверхностной окраской лицевых граней.

Лицевые изделия должны иметь две лицевые поверхности: тычковую и ложковую.

По согласованию с потребителем допускается выпускать изделия с одной лицевой поверхностью.

Поверхность граней изделия должна быть плоской, ребра – прямолинейными.

Допускается выпускать лицевые изделия с закругленными вертикальными ребрами радиусом не более 6 мм.

Цвет (оттенок цвета) лицевых изделий должен соответствовать образцу-эталону.

Пятна на лицевой поверхности изделий не допускаются. На рядовом изделии не допускаются дефекты внешнего вида.

Отбитости и притупленности углов и ребер, шероховатости, трещины и другие повреждения на лицевых поверхностях готовых изделий не допускаются.

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.

Для лицевых изделий наличие указанных включений на поверхности не допускаются, в изломе допускается не более 3.

Количество половника в партии должно быть не более 5% для рядовых изделий, 2% для лицевых изделий.

Марку камня по прочности устанавливают по пределу прочности при сжатии, а кирпича – по значению пределов прочности при сжатии и изгибе.

Прочность сцепления декоративного покрытия с поверхностью лицевых изделий должна быть не менее 0,6 МПа (6 кгс/см).

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 и 20% для лицевых изделий.

Прочность сцепления декоративного покрытия с поверхностью изделия после испытания на морозостойкость должна быть не менее 0,6 МПа.

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.

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.

Материалы, применяемые при изготовлении изделий, должны соответствовать требованиям действующих нормативных и технических документов на эти материалы и обеспечивать получение изделий заданных технических характеристик.

Силикатный кирпич. 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*65 мм

-250*120*88 мм, и других видов.

Для улучшения качества и потребительских свойств
рекомендуется производить, наряду со стандартным известково-песчаным кирпичом, известково-зольный кирпич, а также различные красители.

Известково-зольный кирпич содержит 20…25% извести и 75…80% золы. Технология изготовления такая же, как и известково-песчаного кирпича. Плотность – 1400… 1600 кг/м³, теплопроводность – 0,6…0,7 Вт/(м/С). Кирпич используют для строительства малоэтажных зданий, а также для надстройки верхних этажей.

Силикатный кирпич не уступает керамическому при строительстве зданий и сооружений, а по некоторым и превосходит его:

обладает высокой морозостойкостью;

обладает высокими противопожарными свойствами;

относится к группе несгораемых материалов;

поддерживает комфортный температурно-влажностный режим за счет «дышащих» стен;

Удобен в работе, т. к. обладает хорошими геометрическими формами.

Силикатный кирпич обладает хорошими эстетическими свойствами – он может применяться в качестве облицовочного, внося разнообразие в архитектуру наших городов и поселков.

В данной курсовой работе рассматривается цех по производству силикатного кирпича мощностью 105.000.000 шт. условного кирпича в год. Силикатный кирпич относится к группе автоклавных вяжущих материалов. Силикатный кирпич применяют для кладки стен и столбов в гражданском и промышленном строительстве, но его нельзя применять для кладки фундаментов, печей, труб и других частей конструкций, подвергающихся воздействию высоких температур, сточных и грунтовых вод, содержащих активную углекислоту.

По назначению кирпич и камни разделяют на рядовые и лицевые, по видам изготовления – на пустотелые, пористые (с пористым заполнителем), пористо-пустотелые и полнотелые. Лицевые кирпичи и камни могут быть неокрашенными и цветными – окрашенными в массе или с поверхностной отделкой лицевой грани. По теплотехническим показателям и плотности в сухом виде кирпич и камни делят па три группы: эффективные – кирпич средней плотностью не более 1400 кг/м³ камни не более 1450 кг/м³ и теплопроводностью до 0,46 Вт/(м*К) (0,4 ккал/м*ч°С); условно эффективные – кирпич средней плотностью 1401–1650 кг/м³, камни средней плотностью 1451–1650 кг/м³ и теплопроводностью до 0,58 Вт/ /(м*К) (0,5 ккал/м* ч°С); обыкновенный силикатный кирпич плотностью свыше 1650 кг/м³ и теплопроводностью до 0,7 Вт/ (м • К) (0,6 ккал/м*ч °С).

Для силикатного кирпича и камня существуют следующие марки по прочности: 300, 250, 200, 150, 125, 100 и 75. Лицевые изделия должны иметь марки: кирпич не менее 125 и камни не менее 100. По морозостойкости кирпич и камни подразделяют на марки: Мрз 50, Мрз 35, Мрз 25 и Мрз 15. Морозостойкость лицевых изделий должна быть не ниже 25. Более одной трещины на рядовом кирпиче и камне, пересекающей два смежных ребра одной ложковой грани и протяженностью до 40 мм по постелям, не допускается. Изделий с такими трещинами в партии не должно быть более 10%. В партии лицевых изделии должно быть половинок не более двух, а в партии рядовых – не более 3%. Общее число отбитостей, в партии должно быть не более 5%. Потеря прочности образцов кирпича и камней при сжатии после испытания их на морозостойкость не должны быть более 25% для рядовых изделий и 20% для лицевых. Водопоглощение – кирпича и камня должно быть не менее 6%.

2. Технология производства

Технологические схемы и оборудование для производства силикатного кирпича. Две схемы: с централизованной подготовкой силикатной смеси и с раздачей ее по бункерам и смешанная схема с централизованным дозированием компонентов, их первичным перемешиванием к индивидуальной вторичной обработкой массы для каждого пресса. Первая схема предпочтительна. Для заводов большой мощности, вторая – для заводов с двумя-тремя прессами.

Для дозирования сыпучи компонентов силикатной смеси предназначены весовые дозаторы с ленточным конвейером, обеспечивающие точность дозирования до +1%.

Первичное смешение вяжущего с песком осуществляют тихоходными двухвальными смесителями СМ 246 и СМК 120 или быстроходными лопастными двухвальными смесителями СМС 95.

Лопастный смеситель первичного смешения компонентов снабжен перфорированными трубками для подачи воды и острого пара. В смесителях СМС 95 и ИБ 27 воду подают через распылители для улучшения качества смеси.

Гашение извести в смеси с песком происходит в аппаратах периодического или непрерывного действия. К первым относят гасильные барабаны. Его вместимость 15 м³; мощность привода 14 кВт; рабочее давление 0.5 МПа; общая длительность цикла гашения извести 50–60 мин, в том числе длительность гашения при повышенном давлении 30–35 мин. На современных и строящихся предприятиях гашение извести в смеси с песком осуществляют в силосах-реакторах непрерывного действия. При этом совмещают два технологических процесса – гашение тонкомолотой извести и усреднение (гомогенизация) силикатной смеси. Кроме того, силос является буферной емкостью, обеспечивающей надежность снабжения прессов смесью. В реакторе гашеная смесь опускается через кольцевую щель между разгрузочной воронкой и конусом на неподвижное днище, с которого она сгребается серповидным ножом в отверстие по центру днища.

НИПИСиликатобетон разработал на том же принципе реактор, отличающийся конструктивным оформлением выгрузочного узла и наличием двух серповидных ножей. ВНИИСтром разработал конструкцию силоса-реактора, в котором рабочим органом разгружателя служат вибрирующие многоэтажные решетки, расположенные внутри конуса реактора.

Для растирания комочков извести, глины и дальнейшего

усреднения смеси применяют смесительные дезинтеграторы, лопастные двухвальные смесители с обычной и повышенной частотой вращения, противоточные стержневые смесители, бегуны, стержневые мельницы, валковые смесители-растиратели. В последнее время наибольшее распространение получили стержневые смесители. Смешение и растирание компонентов смеси в них происходит во вращающемся барабане, содержащем металлические стержни, каскадное движение которых и вращение вокруг своей оси обеспечивают необходимый эффект. Барабан смесителя может быть расположен горизонтально или под углом до 10°. В зависимости от наличия в смеси глинистых к других включений и их твердости удельная производительность стержневых смесителей колеблется от 8 до 14 т/м³-ч. Одна из важных операций в процессе производства силикатного кирпича – его формование. На прочность сырца основное влияние оказывают давление и время прессования, содержание о составе формуемой смеси тонкодисперсных частиц, суммарная удельная поверхность смеси, оптимальная ее влажность и др. С увеличением давления прессования в два раза прочность сырца повышается на 35–40%. Длительность прессования положительно сказывается на прочности сырца при малых удельных давлениях прессования. По мере увеличения до 30–40 МПа коэффициент уплощения сырца, сформованного с различной скоростью, приближается к единице, что ведет к увеличению прочности сырца. Введение в состав силикатной смеси тонкодисперсных частиц в виде тонкомолотого известково-песчаного вяжущего с удельной поверхностью 5000–6000 см²/г увеличивает прочность сырца от 0,2 до 0,6 МПа.

Укрупняющие добавки в виде высевок при дроблении и сортировке гранита, известняка и других горных пород вводят при использовании мелких песков однородной гранулометрии.

Формовочная влажность силикатной смеси составляет 4–8%, причем ее увеличивают пропорционально ее удельной поверхности и удерживают в пределах 5–6%. Запрессовка воздуха – одна из причин расслоения сырца, снижение его прочности и увеличение трещинообразования.

Для ее предотвращения подбирают оптимальный гранулометрический состав смеси и конструкцию пресс-формы для быстрого снятия бокового давления сырца на стенки формы. По этим причинам некоторые изготовители прессов предусматривают уширение формовочных гнезд в сторону выталкивания кирпича. В состав основного технологического оборудования прессовых отделений входит пресс для формования кирпича-сырца, автомат-укладчик для съема с пресса и укладки на автоклавную вагонетку, толкатель для подачи порожних вагонеток и откатки груженых вагонеток в зоне действия автомата-укладчика и электрооборудование дистанционного и автоматического управления.

В револьверных прессах (СМ 152, СМ 186) усилие от коленчатого вала через дифференциальный рычаг и прессующий рычаг, качающийся на опорной оси, передастся прессующему поршню и штампам, размешенным в формовочных гнездах револьверного стола. Штампы сжимают находящуюся в гнездах смесь, и она давит на неподвижный контрштамп, закрепленный на траверсе, которая связана мощными болтами со станиной пресса. Смесь подается в гнезда стола наполнительным устройством, снабженным вращающимися лопастями. Одновременно в разных местах стола заполняют, прессуют и выталкивают из гнезд по два сырца. Затем стол поворачивают на 45, и цикл повторяется.

Другие фирмы выпускают револьверные прессы с коленорычажным механизмом. При такой конструкции прессующего механизма и револьверного стола длительность формования смеси можно увеличивать в 2 раза и одновременно передавать удельное давление сырцу 30 МПа и более. На таких прессах формуют до шести сырцов стандартного размера на ребро или до четырех пустотелых камней высотой 138 мм.

Отечественные предприятия оборудованы в основномI револьверными механическими прессами СМ 481, СМ 186 и СМ 152.

Прессы СМ 481 и СМ 816 имеют недостатки.

Коленорычажный механизм прессования при вращении стола с частотой 3,2 мин-¹ не обеспечивает необходимое время прессования и его хорошее уплотнение; стол и пресс-формы, составляющие единое целое, ненадежны в эксплуатации; принятое расположение пресс-форм и штампов, конструкция мешалки и другие недостатки не позволяют формовать многопустотный кирпич. В прессе СМС 152 усилены станина, стол, прессующий рычаг и привод.

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, %
Склады готовой продукции	3
Автоклавное отделение	1–3
Формовочное	Пресс 1, смеситель 1–2
Подготовительное	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 ( 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

Расчет и выбор оборудования

В данном разделе приводится технологический расчет (оборудования, т.е. определение производительности машины (или установки) и определение числа машин, необходимых для выполнения производственной программы по данному переделу). Исходными данными для расчета и выбора оборудования являются:

производительность по технологическим переделам;

схема технологического процесса;

параметры и режимы процессов.

Расчет оборудования рекомендуется производить в порядке

установки отдельных машин в технологическом потоке от подачи

сырья до выхода готовой продукции.

В конце расчета должна приводиться краткая техническая характеристика каждой машины принятая по паспортным данным. Для силикатного кирпича:

Питатель и дозатор 0,99

Дробилка 0,96

Шаровая мельница 0,97

Гомогенизатор 0,99

Смеситель 0.98

Пресс 0.98

револьверный

Автоклав 0,98

Конвейер 0,99

Основные положения проектирования. Номинальный годовой фонд рабочего времени, ч

Т= К_д * М_см * Т_см,

где К_д – номинальное количество дней в году, М_см – количество смен в сутки, Т_см, – продолжительность смены, ч.

Т1=260*2*8=4160 ч.

Т2=260*3*8=6240 ч.

Т3=260*3*8=6240 ч.

Т4=365*3*8=8760 ч.

Т5=206*2*8=4160 ч.

Нормативный годовой фонд времени работы оборудования в час

Т_об=Т*К_ги*К_г*К_см,

где К_ти – коэффициент технического использования оборудования; К_г-коэффициент готовности участия технологической линии, К_см-коэффициент использования сменного времени.

К_г= К_г1 *К_г2* К_г3*…*К_га

К_г=0,99*0,96*0,97*0,99*0,98*0,98*0,98*0,99

К_г=0,85

Тогда Т_об(пит. и доз.)=6240*0,95*0,85*0,95=4787 ч

Т_об(мель)=6240*0,95*0,85*0,95=4787 ч

Т_об(пресс)=8760*0,95*0,85*0,85=6013 ч

Т_об(автокл)=4160*0,95*0,85*1=3359 ч

Коэффициенты готовности основного оборудования: питателей и дозаторов – 0,99; шаровых мельниц – 0,97; гомогенизаторов – 0,99; смесителей, прессов, автоклавов – 0,98; конвейеров – 0,99.

Ориентировочные значения К_см,: для помольного оборудования – 0,95; для формовочного -0.85; автоклавов – 1,0.

№ п/п	Наименование оборудования	Марка, краткая характеристика	Количество штук	Мощность двигателя		Коэф. испол
				Ед.	Общая
1	Щековая дробилка	С 644, применяют для крупного и среднего дробления кусковых материалов	1	28	28	0,8
2	Грохот	Для сортировки по крупности кусковых и сыпучих материалов. СМ 570	1	4,5	4,5	0,8
3	Дозаторы	Для дозирования песка СМС 91, для дозирования извести СМС 93, для дозирования воды ДЖ 400	2 2 1	4 2	30	0,95
4	Бункеры	Предназначены для подачи сырья в пролеты смесителей и формовочных отделения	8	8	64	0,95
5	Смеситель	Предназначен для первичного и вторичного перемешивания силикатной смеси. СМС – 95. Двухвальный смеситель СМ 296А, СМ 296Б	2 1 1	55 10 10	140	0,99
6	Трубная шаровая мельница	2×10,5 л, для помола различного сырья	1	500	500	0,99
7	Комплексное оборудование	РА 550	4	40	160

	0,99
8	Автоклав	Предназначен для обработки сизделий под давлением, СМ 1038	1	10,5	10,5	0,95

При доставке материалов железнодорожным транспортом необходимо иметь их запас (склады) на предприятии на 7… 10 суток работы, при доставке автотранспортом – 2…3 суток.

Расходные емкости (бункера, силоса). Данные о технологическом оборудовании сведены в таблице 6

6. Брак кирпича. Контроль качества

Что же считается браком в процессе производства кирпича? В настоящее время действуют стандарты ГОСТ 7484–78 (Кирпич и камни керамические лицевые. Технические условия» и ОСТ 530–95 «Кирпич и камни керамические. Технические условия», пришедший на смену ГОСТ 6316–74 и ГОСТ 648–73. По ГОСТу браком являются пережог и недожог, и такой кирпич не рекомендуется для продажи. Наличие известковых включений ГОСТ допускает. Как узнать, правильно ли обожжен красный кирпич? Если сердцевина кирпича – более насыщенного цвета, чем «тело», и при ударе он звенит, то это – кирпич хорошего качества.

1. Недожог, недожженный кирпич. Недожженный кирпич имеет характерный горчичный цвет и при ударе издает глухой звук. У недожженного кирпича низкая морозостойкость и он «боится» влаги.

2. Пережог, пережженный кирпич образуется от очень высоких температур. Кирпич чернеет, Iоплавляется, теряет четкие размеры, его «распирает» изнутри. Но специалисты говорят, что если кирпич не нарушил своей формы, а черной у него оказалась только сердцевина, то он, наоборот, становится очень прочным, будто железным.

3. Известковые включения. Глинистое сырье содержит известняк. Во время подготовки сырья известняк измельчается. Но если остались зерна, жди подвоха. 0 ни набирают влагу и «раздуваются», откалывая кусочки кирпича. Если глубина откола больше 6 мм, такой кирпич ОТК бракует, если меньше – его пускают в продажу. Фасады домов, сложенные из такого кирпича, получаются рябыми, словно «засиженные мухами».

Кстати, известковые включения – не чисто российская беда. Для Европы – это тоже проблема.

4. Высолы. Самый распространенный и коварный брак – высолы. Высолы проявляются уже на кирпичных стенах в виде белых пятен и разводов (то есть уже после того, как кирпич уложен). И при покупке не угадаешь – будут высолы на этом кирпиче или нет. Образуются они в результате миграции солей из кладочного раствора, кирпича, грунтовых вод и даже воздуха.

Но если после всех предосторожностей высолы все же появились, не стоит расстраиваться. Строители заверяют, что большая часть высолов смывается дождями через год-два. Если ждать нет времени, можно воспользоваться народными средствами: раствором уксусной кислоты, 5-процентным раствором соляной кислоты или раствором нашатырного спирта (пузырек на ведро воды). Или купить в строительных магазинах специальные средства. Или обратиться на фирму, которая «отмоет» дом от соли и покроет фасад защитным составом.

Не хотите, чтобы зимой в доме было холодно или фасад | размыло дождем? Тогда не покупайте недожженный кирпич.

Пережженный брать можно, но только в том случае, если его форма не нарушена. А вот насчет известняковых включений решайте сами.

Но нужно помнить, что кирпич с отколами быстрее разрушается. Отсутствие брака означает:

1. соответствие реальной прочности на сжатие заявленной марке. Производят кирпич марок М75, М100, М125, М150, М200, М250, М300. Цифры обозначают предел прочности в кг/см?; подбирать материал надо исходя из расчета нагрузки на стены;

2. соответствие пористости марке по морозостойкости, т.е. количеству циклов попеременного замораживания / оттаивания, которое способен «пережить» кирпич, находясь в воде более суток. Маркировка по этому параметру содержит букву «Р»; существующие марки морозостойкости: Р15, Р25, Р35, Р50. В средней полосе России используют изделия марки Р35. Для теплых регионов, как правило, вполне достаточно, если строительный кирпич «терпит» 15 циклов. Облицовочный кирпич Р15 массово не производят – по ГОСТУ его разрешено выпускать только в южных районах, и только в случае, если опыт прошлого строительства в этих местах с применением неморозостойкого материала оказался положительным;

3. соответствие водопоглощения нормативу – не меньше 8% для полнотелого кирпича и не меньше 6% для пустотелого;

4. соответствие изделия заданному размеру. Как и прежде, стандарт – 250x120x65 мм. Существуют также: кирпич утолщенный – 250x120x88 мм, одинарный модульных размеров

– 288x138x63 мм, утолщенный модульных размеров -288x138x88 мм. Кроме того, ГОСТ разрешает предприятиям-изготовителям по соглашению с потребителем выпускать на заказ изделия нетрадиционных габаритов и форм.

Чаще всего встречаются: полуторный кирпич – 250x120x103 мм и двойной 250x120x138 мм. Однако, во всех случаях отклонение размеров от стандарта (или от размеров, указанных в договоре) не должно превышать: по длине ±5 мм, по ширине ±4 мм, по толщине ±3 мм. Для облицовочных изделий требования по отклонениям строже: по длине ±4 мм, по ширине ±3 мм, по толщине -2..+3 мм.

5. количество т. н. «половника» в партии не превышает 5%;

6. соответствие внешнего вида стандарту. Поверхность граней должна быть плоской, ребра – прямолинейными. Правда, у строительного материала допускаются закругления вертикальных ребер радиусом до 15 мм;

7. соответствие экологической норме. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов не должна превышать 370 Бк/кг;

8. кирпич не должен содержать включений извести и камней. В принципе, известь входит в состав сырьевой глины, но при этом она мелко помолота. Если же остаются крупные частицы, в дальнейшем они начинают впитывать влагу и разбухают (появляет т. н. «дутик»), откалывая мелкие кусочки кирпича;

8. масса любого кирпича в высушенном состоянии не должна превышать 4,3 кг.

Для строительного кирпича не считается браком наличие некоторых допустимых дефектов:

1. допускается наличие отбитостей углов глубиной 10. 15 мм и (или) повреждений ребер глубиной до 10 мм, длиной 10..15 мм – по два дефекта на штуку кирпича;

Контролируемые параметры	Периодичность контроля	Наименование методики контроля или контрольного прибора	Место отбора пробы или установки датчика контрольного прибора
Помол вяжущего	1 раз в смену	Тонкость помола: остаток на сите №021 – до 2%, №008 – до 10%	Мельница
Приготовление смеси, активность извести	1 раз в смену	Коэффициент вариации влажности и активности смеси – до 0,1	Склад сырья
Формование сырца	1 раз в смену	Дефекты сырца, прочность сырца	Прессовое отделение
Автоклавная обработка	Ежемесячно	Давление пара	Автоклавы, показания манометра
Готовая продукция	Для каждой партии	Размер кирпича, прочность при изгибе и сжатии, водопоглащение (не менее 6%), морозостойкость (25 циклов)	Склад готовых изделий

2. допускается наличие трещин протяженностью до 30 мм – по одной на ложковую и тычковую грани;

3. отколы поверхности глубиной 3..10 мм разрешены в количестве до 3 штук на кирпич.

Требования к внешнему виду облицовочного кирпича более строги: на лицевой поверхности кирпича не должно быть сколов (от известковых включений), пятен, выцветов и других внешних дефектов, видимых с расстояния 10 м на открытом пространстве при дневном освещении.

7. Охрана труда и техника безопасности

Одним из факторов, отрицательно влияющих на морально-психологическое состояние людей, стала в последнее время радиоэкология окружающей среды, в том числе и строительных объектов промышленного и гражданского назначения.

Каждый житель нашей страны в среднем получает ежегодно дозу около 5 мЗв (1Зв=100 бэр) на все тело за счет природной радиации и медицинской диагностики.

Эффективные эквивалентные радиационные дозы облучения, получаемые населением от строительных материалов и конструкций, наиболее высоки и составляют 56 –65%, в том числе: гамма-излучение (30 – 35%) и радиоактивные газы (26 – 30%).

Учитывая неравномерность распределения естественных радионуклидов (от 7 до 4700 Бк/кг) в горных породах и минералах, используемых для производства строительных материалов, возникает необходимость регионального исследования на радиоактивность строительных материалов, изделий и конструкций и составления четкой и полной картины о вкладе их в эффективную эквивалентную дозу облучения. Представляется актуальным создание эффективной системы радиационного контроля и принятия неотложных мер по обеспечению радиационной безопасности человека с учетом снижения риска при возникновении нарушений действующих норм на всех этапах технологического процесса производства – от карьера до выпуска готовой продукции. Как только минеральное сырье извлечено из недр и пущено в технологический процесс, источник излучения из природного превращается в антропогенный.

Силикатный кирпич, соответствующий ГОСТ 379 – 95 «Кирпич и камни силикатные», является одним из основных видов строительных материалов в жилищном строительстве. В связи с этим проведены исследования радиационной безопасности представительных проб на основных технологических переделах производства полнотелого утолщенного силикатного кирпича марки 150, производства крупнейшего в Белгородской области АО «Стройматериалы».

Общую радиоактивность и удельную эффективную активность радиоизотопов тория, радия, калия и цезия определяли гамма-спектрометрическим методом как в исходном сырье, так и на основных технологических переделах, включая готовую продукцию.

Измерения проводили в аккредитованной в Госстандарте РФ лаборатории радиационного контроля («Спектр») при Бел ГТАСМ.

Более 50% заводов силикатного кирпича в стране располагают собственными известково-обжигательными цехами, сырьем для которых служат карбонатные породы. АО «Стройматериалы» в качестве карбонатного сырья использует мел Белгородского месторождения. Меловые породы Белгородского месторождения относятся к верхнемеловому возрасту. В геологическом строении месторождения принимают участие меловые, палеогенные и четвертичные отложения. Форменный состав мела – это коколиты, фораминеферы, призмы иноцерамов и порошковый кальцит. Мел отличается повышенной степенью чистоты. В меловой породе встречаются лишь отдельные пятна, окрашенные гидроокислами железа. Высокое качество мела подтверждается его химическим составом, который свидетельствует о преимущественном содержании кальцита СаСО3.

Присутствующие в небольшом количестве карбонаты магния образуют рассеянные в основной массе мела кристаллы магнезиального кальцита, доломита и сидерита.

Некарбонатная часть представлена глинистыми минералами, силикатами, окисламижелеза, калия, титана, соединениями марганца и фосфора.

Основной загрязняющий фактор в воздействии силикатной промышленности на окружающую среду – это пыль, возникающая при приготовлении сырьевых смесей, дозировании, перемешивании, тонком измельчении и особенно 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 – отсутствие надежной герметизации технологического оборудования, местных отсосов, вакуумной пылеуборки, эффективной общеобменной вентиляции. Поэтому транспортирующие средства для пылящих кусковых и порошкообразных материалов и пылящее оборудование должны устанавливаться в герметически закрытых кожухах.