Схема автоклава для силикатного кирпича

Подробное описание процесса производства силикатного кирпича

Силикатный кирпич – это строительный материал прямоугольной формы, который часто используется при возведении и отделки стен. От других строительных материалов его отличает широкий ассортимент, экологическая чистота, различие окрасок и неприхотливость в уходе.

Современный производственные линии позволяют сделать кирпич прочным и морозостойким и доступным по цене. Далее рассмотрим процесс производства.

Методы получения силикатного кирпича: какой лучше?

На современных предприятиях активно применяются 2 метода получения силикатного кирпича:

• централизованный,
• смешанный.

Технологии различаются способом подготовки и приготовления сырьевой массы. При использовании централизованного метода сырье сразу подается в смесители, откуда поступает на несколько прессов одновременно. Смешанный же метод предусматривает приготовление смеси индивидуально для каждого аппарата.

Сказать, какая из технологий лучше, довольно сложно. Но практика показывает, что на предприятиях с большими объемами производства целесообразней использовать именно централизованный метод. А вот мини завод по производству силикатного кирпича с 1-2 прессами будет работать куда эффективней при использовании смешанного метода. К примеру, в Германии практикуется только такая технология.

Характеристики автоклавов:

Конструкция и основные параметры промышленного автоклава разнообразны, ёмкость от нескольких десятков см до сотен м, предназначаются для работы под давлением до 150 МПа (1500 кгс/см) при температуре до 500 °C. Для химических производств перспективны бессальниковые автоклавы с экранированным электродвигателем, не требующим уплотнения.

Ротор этого электродвигателя насажен непосредственно на вал мешалки и накрыт герметичным тонкостенным экраном из немагнитного материала, не препятствующего проникновению магнитных силовых линий от статора электродвигателя к ротору.

При производстве строительных материалов применяют туннельные(проходные) или тупиковые автоклавы. Внешне они представляют из себя трубу 2—6 м в диаметре и 15—20 м в длину, закрываемую крышкой с байонетным затвором (тупиковые с одной стороны, туннельные[проходные] с двух сторон).

Вдоль по длине автоклава расположены рельсы для вагонеток с изделиями. Автоклавы оборудованы магистралями для впуска насыщенного пара, перепуска отработанного пара в другой автоклав, выпуска пара в атмосферу или в утилизатор и для конденсатоотвода.

Приготовление сырья

В вопросе, какого качества будет сделан силикатный кирпич, важную роль играет стадия подготовки ингредиентов и смеси. К компонентам предъявляются такие требования:

1. Кварцевый песок в основном используется в немолотом виде. Можно применять смесь из крупнозернистого и тонкомолотого песка. Содержание кремнезема в нем должно составлять более 69-72 %.
2. Известь во многом определяет свойства готового изделия, а потому она должна быть высокого качества. Основное условие — она должна иметь способность к ускоренному гашению.
3. Вода используется на всех стадиях производства: подготовка смеси, гашение извести, при формовке элементов и в процессе тепловой обработки. Она не должна иметь никаких примесей.

Приготовление смеси для формовки кирпича начинается с дозировки ингредиентов, которая должна строго соответствовать выбранной рецептуре. Известь может добавляться в количестве 6,5-9 % по объему. Чем выше качество извести, тем меньше ее потребность в составе. Вода добавляется после смешивания компонентов из расчета следующего расхода: испарение — 3-4 %, на гашение извести — 2,4-2,7 %, на увлажнение смеси — 6,5-7,5 %. Рецептура кирпича оговаривается техническими условиями, принятыми на данном предприятии.

Приготовление песчано-известкового раствора обеспечивается 2 основными способами:

1. Барабанный способ. Используется известь после тонкого измельчения. Песок и тонкомолотая известь поступают в специальный бункер с барабаном для перемешивания ингредиентов. В этой же камере производится и гашение извести с добавлением воды. Завершает процесс барабанной подготовки тепловая обработка при вращении в герметичном объеме, которая осуществляется с помощью пара.
2. Силосный способ. Подготовка смеси проводится в специальных емкостях цилиндрической формы, которые называются силосами. В них обеспечивается и гашение извести. Весь процесс приготовления сырья занимает 11,5-13 часов, после чего смесь увлажняется и направляется на формовку в пресс.

Автоматизация автоклавной обработки кирпича

Предприятие «Гнездово» (г. Смоленск) – основной производитель силикатного кирпича в Смоленской области. В 1991 г. предприятие приобрело проходной автоклав производства «Волгоцеммаш» для запарки кирпича. Однако последовавшая череда экономических потрясений не позволила запустить его. Только спустя 20 лет, в 2012 году при расширении производственных мощностей начались работы по вводу в эксплуатацию автоклава.

Состояние установки на тот момент было удручающим: полностью разукомплектована гидравлика, арматура, автоматика и электрика, отсутствовала тепловая изоляция. Постепенно основные элементы были восстановлены, но главной проблемой оставалась автоматика. Контрольно-измерительные приборы по большей части вышли из строя, а заменить их не представлялось возможным, поскольку они были сняты с производства еще в 90-е годы прошлого столетия. Помимо этого штатная система была релейной, которая не обеспечивала необходимого уровня автоматизации и безопасной эксплуатации.

Устройство автоклава

Автоклав представляет собой цилиндр длиной 17 и диаметром 2 метра. Внутри него расположен рельсовый путь, по которому перемещаются вагонетки с полуфабрикатом – сырцом (фото 1-2). С обеих сторон автоклава установлены крышки с гидравлическим приводом. Механизм открывания-закрывания каждой крышки оснащен пятью гидроцилиндрами, два из которых предназначены для поворота крышки вокруг своей оси для открытия-закрытия байонетного затвора, третий – для подъема-опускания крышки, четвертый – для перемещения хомута, фиксирующего крышку в поднятом положении, и пятый – для подъема-опускания переходного мостика, соединяющего рельсовый путь автоклава с внутрицеховым. Система трубопроводов обвязки автоклава обеспечивает поступление и выпуск пара, а также конденсата из автоклава по окончании цикла обработки.

Автоматизированный комплекс управления автоклавом

Результатом совместной деятельности специалистов двух предприятий «Энерготехнология» и «Гнездово» стал современный комплект автоматики с расширенными функциями управления технологическим процессом и безопасности.

Комплекс управления автоклавом состоит из трех щитов автоматики (рис. 1). Главный щит, основой которого стал контроллер ОВЕН ПЛК110, располагается на рабочем месте оператора. На его передней панели находятся кнопки и переключатели управления, сигнальные лампы и пр. Система управления обеспечивает следующие функции:

• индикацию текущего состояния автоклава (положение крышек, величину давления, режим работы);
• управление открытием-закрытием крышек;
• управление запорно-регулирующим клапаном на линии подачи пара (автоматическая блокировка подачи пара при разгерметизации автоклава), регулирование давления пара;
• звуковую сигнализацию при открывании-закрывании крышек и аварийных режимах работы;
• управление маслостанцией системы гидропривода;
• передачу информации о режимах работы в систему контроля и регистрации параметров автоклавной обработки «АВТОКЛАВ-КОНТРОЛЬ» по RS-485 («АиП» 2010, №1);
• управление работой дополнительных щитов автоматики и контроль исправности линий связи RS-485.

Дополнительные щиты автоматики

Основу двух дополнительных щитов составляют программируемые реле ОВЕН ПР110 с интерфейсными модулями ПР-МИ485 для связи с основным щитом управления. К дискретным входам реле подключены бесконтактные индуктивные датчики для фиксации крайних положений всех механизмов крышки автоклава. Выходы реле соединены с катушками гидрораспределителей, управляющих гидроцилиндрами. По команде, поступающей от главного щита по сети RS-485, реле производит включение гидрораспределителей в определенной последовательности в соответствии с сигналами от индуктивных датчиков и уставками таймеров и счетчиков. Включение каждого гидроцилиндра точно нормируется по времени: если в установленное время механизм не был приведен в определенное состояние, считается, что он неисправен, программа управления крышкой прерывается, и аварийный сигнал по сети RS-485 передается на главный щит управления.

Предусмотрен и ручной режим управления каждым гидрораспределителем в отдельности. Кнопки ручного управления в целях безопасности находятся внутри щита и доступны только обслуживающему персоналу, выполняющему наладочные и ремонтные работы.

В шкафах автоматики установлены промежуточные реле KIPPRIBOR для включения гидрораспределителей, маслостанции, звуковой сигнализации, а также твердотельные реле – для управления запорно-регулирующим клапаном на линии подачи пара в автоклав. Все оборудование выполнено в корпусах с защитой IP54, что немаловажно, учитывая условия работы с высокой запыленностью воздуха и повышенной влажностью.

Новая жизнь автоклава

Новая система обеспечивает эффективную работу: автоклав открывается и закрывается автоматически, ранее для этой операции приходилось вручную управлять каждым гидрораспределителем, что требовало немалой сноровки от обслуживающего персонала.

Повысился уровень безопасной эксплуатации. Давление в автоклаве определяется по трем независимым каналам: датчиком давления ОВЕН ПД100 и двумя электромеханическими сигнально-блокировочными устройствами, срабатывающими при превышении давления. Если хотя бы одно из этих устройств сигнализирует о нарушении установленного режима, автоматика останавливает все операции. При повышении давления в автоклаве выше допустимого уровня срабатывает звуковая сигнализация.

Автоматика контролирует давление в гидросистеме, и при его снижении ниже допустимой величины работа гидрораспределителей останавливается. В случае повреждения линий связи RS-485 система переводит оборудование в состояние, при котором маслостанция отключена, запорно-регулирующий клапан на линии подачи пара полностью закрыт.

Применение ключа на панели главного щита исключает несанкционированное вмешательство в работу оборудования.

За более подробной информацией можно обратиться к автору статьи по тел.: +7 (920) 305-26-94 или электронной почте: alexandr.v.sorokin@gmail.com

© Автоматизация и Производство, 2021. Все права защищены. Любое использование материалов допускается только с согласия редакции. За достоверность сведений, представленных в журнале, ответственность несут авторы статей.

Издание зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Свидетельство о регистрации средств массовой информации ПИ № ФС77-68720.

Технология производства

Поскольку с материалом мы немного познакомились, пришло время поговорить непосредственно про производство кирпича силикатного.

Необходимый набор оборудования

Технология производства силикатного кирпича предполагает наличие определенного набора оборудования. Комплектация его, мощность и возможный объем выпуска может быть различным. Различают несколько типов наборов машин, используемых в зависимости от вышеуказанных факторов.

Итак, линии по производству силикатного кирпича существуют следующие:

1. Полностью автоматизированное оборудование конвейерного типа предполагает максимальную комплектацию всех необходимых машин. При этом участие работников – минимизировано. Как правило, требуется лишь наличие нескольких наладчиков и операторов станков. Объем производства может достигать 200-300 м3 в сутки.
2. Стационарное оборудование для производства силикатного кирпича – более бюджетный вариант. Недостатком является необходимость привлечения большего числа работников, небольшой объем производства, повышенные трудозатраты и, как следствие, себестоимость изделий.

А теперь давайте рассмотрим подробнее перечень машин, которые являются составляющими автоматизированной линии.

Технологическая схема производства кирпича силикатного предполагает наличие следующих машин:

• Ленточные транспортеры. Предназначены для транспортировки компонентов;
• Дробилка. Применяется для измельчения сырья;
• Силос. Используется для гашения извести. Представляет собой стальной сосуд;
• Дозаторы. Применяются для дозирования сыпучих компонентов;
• Конвейер винтовой. Используется при транспортировке и подаче пылевидного сырья;
• Нория. Представляет собой вертикальный транспортер;
• Смеситель двухвалковый. Производит перемешивание компонентов в сыром виде;
• Мельница осуществляет помол;
• Шаровая мельница. С ее помощью производится повторное измельчение;
• Кран используется для перемещения тяжелой продукции;
• Погрузчик также применяется для транспортировки;
• Автоклавы. В них производится автоклавная обработка силикатного кирпича;
• Пресс. Используется для формирования модульных изделий.

Этапы изготовления материала

Всего существует две основные технологии производства кирпича силикатного: барабанный и силосный способ:

1. Силосный метод предполагает следующее: компоненты смешиваются, увлажняются и транспортируются в силос, где и происходит непосредственно гашение извести. Выдерживают смесь на протяжении 12 часов, после чего повторно увлажняют и подвергают прессованию. Последним этапом станет автоклавирование.
2. При барабанном методе все происходит несколько иначе: компоненты транспортируются в барабан и смешиваются. В том же барабане и гасится известь. Следующим этапом станет обработка паром в герметичной емкости.

Производство силикатного кирпича: технологическая схема

Обратите внимание! Изделия можно произвести и в домашних условиях. Однако, инструкция очень сложна и требует больших трудовых и временных затрат. Более того, понадобится наличие неэлектрического станка для сжимания смеси, и железной печи для сушки.

А теперь давайте рассмотрим более подробно все этапы производственного цикла в условиях завода. Воспользуемся таблицей.

Таблица 2. Схема производства силикатного кирпича с гашением извести: детальное описание процесса:

Далее производят подготовку песка и извести.

На заметку! Подготовка песка включается в себя оттаивание мерзлого песка в зимнее время и выделение из него крупных включений гальки и щебня.

Следующим этапом является гашение извести. Часть влаги из песка уходит на этот процесс (около 50%), остальная влага испаряется во время гидратации извести.

На будущую прочность изделий влияние оказывают следующие факторы:

Автоклавирование содержит в себе 3 этапа:

Видео в этой статье: «Кирпич силикатный: производство изделий в условиях завода», наглядно продемонстрирует все этапы выпуска материала.

Предприятия-изготовители кирпича силикатного типа

Изготовление кирпича силикатного вида — сложный процесс, так что существует не так много крупных заводов, которые являются производителями. В Российской Федерации выделяют такие предприятия:

1. Казанский завод. Он работает на территории Татарстана и занимается производством строительных материалов силикатного типа для возведения стен зданий. Ежегодно производится до 230 млн штук продукции. В ходе производственного процесса применяется особый пресс, производителем которого является компания из Германии. Благодаря этому изделия имеют четкие контуры, отличаются морозоустойчивостью и прочностью. Для строительства перегородок выпускается кирпич силикатного типа с такими параметрами: 49,8-7-24,9 см.
2. Воронежский комбинат. Тоже занимается производством продукции для строительства. Имеет крупную территорию, которую старается расширить и задействовать для производства. Ежегодно производит порядка 140 млн единиц, которые обладают хорошими характеристиками и высокими параметрами эффективности.