Процесс автоклавной обработки

Процесс автоклавной обработки

Для придания необходимой прочности силикатному кирпичу его обрабатывают насыщенным паром; при этом температурное воздействие сочетается с обязательным наличием в кирпиче-сырце водной среды, которая благоприятствует протеканию реакции образования цементирующих веществ с максимальной интенсивностью. Насыщенный пар используется с температурой 1750 при соответствующем такой температуре давлении в 8 атм.

Автоклав представляет собой трубу длиной 19м и диаметром 2м, вместимостью 12 вагонеток (V=5965 м3). Режим работы автоклава: 1,5 час. – подъём пара,
5-6 час. – выдержка,
1-1,5 час. – спуск пара.

В процессе автоклавной обработки, т. е. запаривания кирпича-сырца, различают три стадии.

Первая стадия начинается с момента впуска пара в автоклав и заканчи-вается при наступлении равенства температур теплоносителя (пара) и обраба-тываемых изделий.

Вторая стадия характеризуется постоянством температуры и давления в автоклаве. В это время получают максимальное развитие все те физико-химические процессы, которые способствуют образованию гидросиликата кальция, а следовательно, и твердению обрабатываемых изделий.

Третья стадия начинается с момента прекращения доступа пара в автоклав и включает время остывания изделий в автоклаве до момента выгрузки из него готового кирпича.

В первой стадии запаривания насыщенный пар с температурой 1750 под давлением 8 атм. впускают в автоклав с сырцом. При этом пар начинает охла-ждаться и конденсироваться на кирпиче-сырце и стенках автоклава. После подъема давления пар начинает проникать в мельчайшие поры кирпича и превращается в воду. Следовательно, к воде, введенной при изготовлении силикатной массы, присоединяется вода от конденсации пара. Образовавшийся в порах конденсат растворяет присутствующий в сырце гидрат окиси кальция и другие растворимые вещества, входящие в сырец. Известно, что упругость пара растворов ниже упругости пара чистых растворителей. Поэтому притекающий в автоклав водяной пар будет конденсироваться над растворами извести, стремясь понизить их концентрацию; это дополнительно увлажняет сырец в процессе запаривания. И третьей причиной конденсации пара в порах сырца являются капиллярные свойства материала.

Роль пара при запаривании сводится только к сохранению воды в сырце в условиях высоких температур. При отсутствии пара происходило бы немедленное испарение. воды, а следовательно, высыхание материала и полное прекращение реакции образования цементирующего вещества – гидросиликата.

С того момента, как в автоклаве будет достигнута наивысшая температу-ра, т. е. 170 – 2000, наступает вторая стадия запаривания. В это время макси-мальное развитие получают химические и физические реакции, которые ведут к образованию монолита. К этому моменту поры сырца заполнены водным раствором гидрата окиси кальция Са(ОН)2, непосредственно соприкасающимся с кремнеземом SiO2 песка,
Наличие водной среды и высокой температуры вызывает на поверхности песчинок некоторое растворение кремнезема, образовавшийся раствор вступает в химическую реакцию с образовавшимся в течение первой стадии запаривания водным раствором гидрата окиси кальция и в результате получаются новые вещества – гидросиликаты кальция:

Сначала гидросиликаты находятся в коллоидальном (желеобразном) со-стоянии, но постепенно выкристаллизовываются и, превращаясь в твердые кристаллы, сращивают песчинки между собой. Кроме того, из насыщенного водного раствора гидрат окиси кальция также выпадает в виде кристаллов и своим процессом кристаллизации участвует в сращивании песчинок.

Таким образом, во второй стадии запаривания образование гидросиликатов кальция и перекристаллизация их и гидрата окиси кальция вызывают постепенное твердение кирпича-сырца.

Третья стадия запаривания протекает с момента прекращения доступа пара в автоклав, т. е. начинается падение температуры в автоклаве, быстрое или медленное в зависимости от изоляции стенок автоклава и наличия перепуска пара. Происходит снижение температуры изделия и обеднение его водой, т. е. вода испаряется и повышается концентрация раствора, находящегося в порах. С повышением концентрации гидрата окиси кальция и снижением температуры цементирующего вещества силикаты кальция становятся более основными, и это продолжается до тех пор, пока кирпич не будет выгружен из автоклава. В результате усиливается твердение гидросиликатов кальция и, следовательно, повышается прочность силикатного кирпича. Одновременно пленки цементирующего вещества сильней обогащаются выпадающим из раствора гидратом окиси кальция.

Механическая прочность силикатного кирпича, выгруженного из авто-клава, ниже той, которую он приобретает при последующем выдерживании его на воздухе. Это объясняется происходящей карбонизацией гидрата окиси кальция за счет углекислоты воздуха по формуле Са(ОН)2+СаСО2=СаСО3+Н2О .

Таким образом, полный технологический цикл запаривания кирпича в автоклаве состоит из операций очистки и загрузки автоклава, закрывания и закрепления крышек, перепуска пара; впуска острого пара, выдержки под давлением, второго перепуска, выпуска пара в атмосферу, открывания крышек и выгрузки автоклава. Совокупность всех перечисленных операций составляет цикл работы автоклава, который равен 10 – 13 час.

Запаривание кирпича в автоклавах требует строгого соблюдения температурного режима: равномерного нагревания, выдержки под давлением и такого же равномерного охлаждения. Нарушение температурного режима приводит к браку.

Для контроля за режимом запаривания на автоклавах установлены мано-метры и самопишущие дифманометры, снабженные часовым механизмом, за-писывающим на барограмме полный цикл запаривания кирпича.

Технология изготовления силикатного кирпича

Кирпич силикатный представляет собой искусственный безобжиговый стеновой строительный материал, изготовленный способом прессования увлажненной смеси из кремнеземистых материалов и извести с последующим твердением под действием насыщенного пара в автоклаве.

Производства силикатного кирпича на заводе осуществляется силосным способом.

Технологический процесс предусматривает добычу и подачу песка и известняка (мела), производство извести, приготовление известково-кремнеземистого вяжущего вещества (ИКВ), получение силикатной массы, прессование кирпича и его запарка в автоклавах.

В структуру предприятия должны входить цеха основного производства:

• горный цех: участок гидромеханизации намыва песка, известняковый или меловой карьер, склад песка и известнякового камня (либо мела);
• цех обжига извести;
• массозаготовительный цех;
• кирпичный цех: силосное, смесительное, прессовое и автоклавное отделение;
• участок покраски кирпича;
• склад готовой продукции.

Добыча и подача песка в производство.

Для производства силикатного кирпича используется природный намывной песок, намыв песка осуществляется самоходным плавающим земснарядом на карту намыва, где он обезвоживается, усредняется, а затем думкарами по ж/д пути доставляется на песковал завода. Просеянный песок складируется в бункера, потом подается в массозаготовительный цех для приготовления ИКВ.

Контроль качества используемого песка осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 8736-93 и ОСТ 21-1-80.

Производство извести

Сырьем для производства извести могут служить карбонатные породы – известняковый камень с карьера известняка, или мел, который добывается в меловом карьере.

Здесь будет рассмотрена технология производства извести с применением мела (производство извести из известняка проходит через те же техпроцессы и то же технологическое оборудование, что и производство извести из мела, только режимы будут несколько иными). Мел из карьера автотранспортом доставляется на площадку цеха обжига извести, а затем бульдозером подается в болтушку (специальное устройство для приготовления шлама). Шлам поступает в печь обжига извести.

Обжиг извести производится во вращающихся печах (вращающиеся печи для производства извести из мела или известкового камня входят в номенклатуру Самарского завода «Строммашина»), свежеприготовленная известь сортируется и складируется в бункера извести.

Полученная комовая негашеная известь соответствует нормативам ГОСТ 9179-77.

Приготовление известково-кремнеземистого вяжущего вещества

Приготовление ИКВ осуществляется в массозаготовительном цехе, путем совместного помола пропорционно отдозированных песка и извести в шаровых трубных двухкамерных мельницах (шаровые трубные двухкамерные мельницы для помола песка и извести в представленной технологии входят в номенклатуру Самарского завода «Строммашина»).

Тонкость помола характеризуется остатком на сите с сеткой № 008 (8 микрон) — не более 15%. Контроль и периодичность проверки технологических параметров осуществляется в соответствии с утвержденным технологическим регламентом предприятия. В цехе обязательно должны действовать газоочистные и пылеулавливающие установки, работающие с возвратом собранного материала в производство по безотходной технологии (газоочистное и пылеулавливающее оборудование, обычно – циклоны и фильтры – входят в состав номенклатуры завода «Строммашина»).

Производство силикатного кирпича в кирпичном цехе.

Силосное отделение предназначено для складирования ИКВ, в силосе происходит процесс гашения смеси. Из силоса силикатная смесь поступает в смесительное отделение.

В смесительном отделении происходит дополнительное увлажнение (доувлажнение) и перемешивание силикатной смеси, дальнейшая транспортировка готовой смеси по бункерам прессов.

В прессовом отделении происходит прессование кирпича-сырца на прессах с относительно высоким удельным давлением, подача к прессу порожних вагонеток, автоматическая укладка автоматами-укладчиками на вагонетки кирпича-сырца и откатка груженых вагонеток в автоклавное отделение.
Прессование рядового кирпича осуществляется на прессах определенной производительности, например, СМС-294, а прессование лицевого кирпича – на установках М125 и М150, либо может осуществляться на импортном оборудовании, к примеру, посредством немецкого пресса НДР-500. Лицевой кирпич отвечает повышенным требованиям по внешнему виду и качеству продукции (дополнительные сведения о применении конкретного вида оборудования можно получить у наших менеджеров, позвонив по телефонам в разделе сайта «Контакты»).

В автоклавном отделении происходит процесса запаривания кирпича по заданному технологическому режиму для ускорения физико-химических процессов твердения силикатного кирпича, из автоклава кирпич поступает на склад готовой продукции.

Склад готовой продукции

На складе готовой продукции производиться складирование, контроль качества кирпича, кирпич сортируется по марочности. На заводе организован пооперационный контроль качества готовой продукции на всех стадиях производства. На складах готового кирпича применяются краны, которые оборудованы захватными устройствами для пакетной погрузки кирпича в транспортное средство. Транспортировка кирпича осуществляется автомобильным и железнодорожным транспортом.

Участок покраски кирпича

Отобранная и принятая ОТК готовая продукция с пресса НДР-500 поступает на участок покраски кирпича. Окраска кирпича может производиться как полимерными, так и органно-силикатными композициями с дальнейшим их отверждением и сушкой.

По заказу потребителей может производиться покраска нескольких лицевых поверхностей (ложок, тычок и постель) как в отдельности, так и в совокупности.
Силикатный кирпич, окрашенный по новым технологиям, имеет ряд преимуществ перед кирпичом объемного окрашивания и другими подобными стройматериалами.

Самарский завод «Строммашина» может поставить для производства силикатного кирпича как отдельные агрегаты собственного производства, указанные в настоящей статье, так и готовые производственные линии, включая оборудование своих партнеров, заводов-производителей сотрудничающих с нашим заводом по принципу кооперации.

Автоклав для строительных материалов

Автоклав из Китая характеризуется долгим сроком службы, простотой в обслуживании. На китайский автоклав имеются все необходимые документы и техническая информация.

Автоклав используется для термовлажной обработки газобетонных блоков, бетонных полых свай, силикатного кирпича, пылеугольного кирпича, силикатных плит с микропорой, теплоизоляционных листовых асбестовых плит, гипсов высокой прочности и других строительных материалов, для которых требуется процесс пропаривания. В процессе термовлажной обработки происходит автоклавное твердение обрабатываемых изделий.

Автоклав для пропарки строительных материалов представляет собой цилиндрический горизонтальный сварной сосуд: трубу с возможной длиной 1-55 м и возможным диаметром 0.8-4.0 м., работающий под давлением пара, снабженный одной или двумя быстросъемными крышками. Обрабатываемые материалы загружают в автоклав на вагонетках, для чего автоклав снабжен рельсовым путем. У автоклавов (тупиковых), имеющих быстросъемную крышку, загрузку и выгрузку материалов производят с одной стороны. В автоклавах (проходных) с двумя быстросъемными крышками загрузку осуществляют с одной стороны, а выгрузку — с противоположной. Автоклавы снабжены надежным сигнально – блокировочным устройством, обеспечивающим безопасную эксплуатацию; автоматизированной системой отвода конденсата; устройством для контроля разности температур между верхней и нижней образующими корпуса; устройством автоматического регулирования технологического процесса запаривания.

Работа автоклавов осуществляется циклично; продолжительность цикла определяется видом обрабатываемых материалов и параметрами используемого пара. Автоклав устанавливают на опорах, позволяющих ему удлинятся при нагревании. Пар подается через штуцер к перфорированной трубе, размещенной внутри автоклава, конденсат удаляют через спускной клапан. Внутри автоклава проложен рельсовый путь, по которому проходят вагонетки с пропариваемыми изделиями. Во избежание больших тепловых потерь в окружающую среду все внешние поверхности автоклава покрывают тепловой изоляцией, что способствует интенсификации самого технологического процесса и, кроме того, является одним из важнейших мероприятий по охране труда.

Конструкция сосудов обеспечивает надежность, долговечность и безопасность эксплуатации в течение расчетного срока службы и предусматривает возможность проведения технического освидетельствования, очистки, промывки, полного опорожнения, продувки, ремонта, эксплуатационного контроля металла и соединений. Сосуды снабжены необходимым количеством люков и смотровых лючков, обеспечивающих осмотр, очистку и ремонт сосудов, а также монтаж и демонтаж разборных внутренних устройств. Материалы, применяемые для изготовления сосудов, обеспечивают их надежную работу в течение расчетного срока службы с учетом заданных условий эксплуатации (расчетное давление, отрицательная минимальная и максимальная расчетная температура), состава и характера среды (коррозионная активность, взрывоопасность, токсичность и др.) и влияния температуры окружающего воздуха.

Гидравлическому испытанию подлежат все сосуды после их изготовления. Для гидравлического испытания сосудов применяется вода с температурой не ниже 5 °С и не выше 40 °С.

Каждый сосуд поставляется заказчику с паспортом установленной формы. К паспорту прилагается инструкция по монтажу и эксплуатации. На каждом сосуде прикреплена табличка, выполненная в соответствии со стандартом.

Автоклавная обработка (запаривание) кирпича

5.4.1 Процесс запаривания кирпича заключается в обработке его насыщенным водяным паром при повышенном давлении и состоит из следующих операций:

— подготовка автоклава к загрузке;

— загрузка автоклава, закрытие крышек;

— впуск пара в автоклав и доведение рабочего давления до постоянной величины;

— выдержка при постоянном давлении;

— выпуск пара и сброс конденсата;

— открытие крышек, выгрузка кирпича из автоклава.

5.4.2 Запаривание кирпича производится в автоклавах проходного типа длиной 19 м, диаметром 2 м.

Автоклавы рассчитаны на рабочее давление пара 12 ати.

Вместимость автоклава — 17 вагонеток.

5.4.3 Перед каждым циклом запарки автоклавы должны очищаться от посторонних предметов, от россыпи смеси, завалов кирпича, должны очищаться выходные фланцы конденсатоотвода, проверятся состояние рельсовых путей внутри автоклава.

5.4.4 Перемещение вагонеток с сырцом при загрузке в автоклав должно производится плавно, без резких толчков. Не допускаются перепады по высоте стыков рельсовых путей от пресса на электропередаточную тележку и с тележки в автоклав.

5.4.5 Для запаривания изделий используется влажный насыщенный водяной пар, подаваемый в автоклав под давлением.

5.4.6 Автоклавная обработка кирпича производится при рабочем давлении 8 ати (174,5 °С) по следующему режиму:

— подьём давления до рабочего — 1,5 часа;

— выдержка при рабочем давлении — 7 часов;

— спуск давления — 1,5 часа.

Во время рабочего режима не допускаются резкие колебания давления пара в автоклаве. Возможно колебания давления в пределах 0,4 ати (0,04 МПа). Время выдержки при рабочем давлении должно составлять 54 — 58 атм × час.

5.4.7 В целях экономии пара производится перепуск отработанного пара из автоклава, где операция выдержки закончилась, в очередной загруженный кирпичём автоклав, где начинается впуск пара.

5.5 Приёмка, сортировка, упаковка и маркировка изделий

5.5.1После автоклавной обработки вагонетки с запаренными изделиями, при помощи лебёдки, по рельсовым путям, выгружаются из автоклава на площадку складирования, где выдерживаются до полного остывания.

5.5.2Выгруженные из автоклава изделия принимаются работникам ОТК в соответствии с требованиями настоящей карты и СТБ 1228.

Изделия принимаются партиями. Объём партии установлен в объёме суточной выработки.

5.5.3Для проверки соответствия изделий требованиям СТБ 1228 проводят приёмо-сдаточные и периодические испытания.

Приёмо-сдаточные испытания проводят по следующим показателям:

— внешний вид (наличие дефектов внешнего вида);

— размеры и правильность формы;

— наличие включений в изломе и на поверхности;

— наличие проколов и дефектов от непогасившейся смеси;

— предел прочности при сжатии;

Периодические испытания проводят по следующим показателям:

— предел прочности при изгибе;

— удельная эффективная активность естественных радионуклидов.

5.5.4Принятые ОТК изделия маркируются при помощи штампа в каждом пакете по одному в среднем ряду. Маркировка содержит условное обозначение, состоящее из вида и назначения изделий, марки по прочности и товарный знак предприятия-изготовителя.

5.5.5Вагонетки с изделиями, не прошедшими приёмочный контроль по размерам и внешнему виду, отправляются ОТК на сортировку. Сортировка производится вручную, на площадке сортировки, с укладкой изделий на отдельные поддоны для готовой продукции и половняка. Отходы кирпича полученные в результате сортировки отбрасываются в специальный бункер для отходов и вывозятся для рекультивации карьера. Поддоны с отсортированными изделиями принимаются ОТК.

5.5.6Формирование пакетов, транспортирвание и хранение кирпича на складе осуществляется на поддонах двух видов:

— — ПС-3Д, размером 1920х1170 мм, изготовленного по ТУ РБ 37387146.003-99 с укладкой по 500 шт.усл.кирпича и по 1000 шт. усл. кирпича (для хранения на складе);

— ПТ-39, размером 1300х750 мм, изготовленного по ТУ РБ 00294734.002-99 с укладкой по 400 шт. усл. кирпича.

Съём кирпича с вагонетки и укладка на поддон ПС-3Д осуществляется мостовым краном с использованием двухстороннего грейферного захвата, на поддон ПТ-39 – вручную, при сортировке изделий. Схема укладки кирпича на поддонах дана в приложении 1.

Часть продукции не укладывается на поддоны и по согласованию с потребителем отгружается непосредственно с вагонетки, мостовым краном с помощью грейферного захвата.

Порожние вагонетки мостовым краном устанавливаются на рельсовые пути и при помощи лебёдки подаются в цех.