1.2. Недоліки силікатної цегли

Основні стадії

технологічного процесу

Опис технологічної операції

Добування піску

Добування піску відкритим способом у кар’єрах або гідро намиванням.

Підготовка піску

Підсушування, розділення на фракції за розмірами (грохотання) 10мм., введення додатків;

Дроблення вапна

Дроблення вапна у щокових, валкових і молоткових дробарках до кусків не більше 25 мм з наступним його розмелюванням у трубчастих млинах разом з піском, який додають в млин в кількості від 15 до 50%.

Дозування піску та вапна

Для дозування сипучих компонентів силікатної суміші призначені вагові дозатори з стрічковим конвеєром, що забезпечують точність дозування до +1%. Склад шихти (вапно 5-8%, пісок 92-95%).

Приготування силікатної суміші

Змішування не молотого піску і подрібненої суміші (вапняково – піс-чане в’яжуче) здійснюється в одно- і двовалкових змішувачах безперервної дії з паро зволожуванням.

Крім вапна і піску, складовою силікатної маси є вода, необхідна для повного гасіння вапна. Вода також надає масі пластичність, необхідну для пресування цегли-сирцю, і це створює сприятливе середовище для перебігу хімічної реакції тверднення цегли при її запарюванні. Кількість води має точно відповідати нормі. Недолік води призводить до неповного гасіння вапна; надлишок води, хоч і забезпечує повне гасіння, але створює надлиш-кову допустиму вологість силікатної маси. Волога частково надходить із піском, кар'єрна вологість якого коливається залежно від кліматичних умов. Кількість води, необхідне для доведення вологості силікатної маси до пот-рібної величини, практично також можна заздалегідь розрахувати залежно від кар'єрної вологості що надходить у виробництві піску.

Первинне змішання в'яжучого з піском здійснюють тихохідними дво-валковими змішувачами СМ-246 і СМК-120 або СМС-95, які забезпечені перфорованими трубками для подачі води і гострої пари. Воду подають через розпилювачі для поліпшення якості суміші.

Змішану та зволожену суміш далі загружають в ємності для загашу-вання вапна.

Гасіння силікатної суміші

Основною відмінністю у виробництві силікатної цегли є спосіб приго-тування вапняно-піщаної суміші, виділяють барабанний і силосний спосіб.  Дамо коротку характеристику кожному з цих способів:

• Барабанний спосіб: суть цього методу полягає в наступному. Пісок і тонкомолоте негашене вапно, що отримується шляхом подрібнення в кульовому млині грудкового вапна, надходять в окремі бункера над гасильному барабаном. З бункера пісок і вапно періодично заванта-жуються в барабан гасильний. Причому пісок дозується за обсягом, а вапно - за масою. Гасильний барабан герметично закривають і гост-рою парою під тиском 0,15-0,2 МПа відбувається гасіння вапна при в барабані, що безперервно обертається. Це робиться для того, щоб усі компоненти гарненько змішалися. При цьому є певна послідовність між всіма етапами готування суміші. Процес гасіння вапна триває до 40 хв.

• Силосний спосіб: попередньо перемішану і зволожену масу направ-ляють для гасіння в силос. Це агрегат безперервної дії. Силосні вежі представляють собою конструкцію, що нагадує циліндр, висотою 10 м. і діаметром до 4 м.. Там вся суміш повинна перебувати до 9 годин, тобто у 10 - 15 разів довше, ніж в барабанах, що безсумнівно є істот-ним недоліком силосного способу.

При цьому поєднуються два технологічних процеси - гасіння тонко - молотого вапна і усереднення (гомогенізація) силікатної су-міші. Крім того, силос є буферною ємністю, що забезпечує надій-ність постачання пресів сумішшю. У реакторі гашена суміш опуска-ється через кільцеву щілину між розвантажувальною лійкою та конусом на нерухоме днище, з якого вона згрібається серповидним ножем в отвір по центру днища.

Приготування та усереднення суміші

Для розтирання грудочок вапна, глини та подальшого усереднення су-міші застосовують змішувальні дезінтегратори, лопатеві двовалкові змішу-вачі із звичайною і підвищеною частотою обертання, протиточні стрижневі змішувачі, бігуни, стрижневі млини, валкові змішувачі - розтирачі. Остан-нім часом найбільшого поширення набули стрижневі змішувачі. Змішання і розтирання компонентів суміші в них відбувається в обертовому барабані, що містить металеві стрижні, каскадний рух яких і обертання навколо своєї осі забезпечують необхідний ефект. Барабан змішувача може бути розташо-ваний горизонтально або під кутом до 10°.

Формувальна вологість силікатної суміші складає 4-8%, причому її збільшують пропорційно її питомої поверхні і утримують в межах 5-6% але не більше 7%. Запресовування повітря - одна з причин розшарування сирцю, зниження його міцності і збільшення тріщино утворення.

Пресування силікатної цегли

Одна з важливих операцій в процесі виробництва силікатної цегли - його формування. На міцність сирцю основний вплив чинять тиск і час пре-сування, шихтовий склад суміші, кількість тонко дисперсних часток, сумар-на питома поверхня суміші, оптимальна її вологість і ін. Зі збільшенням тиску пресування у два рази міцність сирцю підвищується на 35-40%. Три-валість пресування позитивно позначається на міцності сирцю при малих питомих тисках пресування.

До складу основного технологічного обладнання пресових відділень входить прес для формування цегли-сирцю, автомат-укладальник для зні-мання з преса і укладання на автоклавну вагонетку, штовхач для подачі порожніх вагонеток і відкатки навантажених вагонеток у зоні дії автомата-укладальника та електрообладнання дистанційного і автоматичного управ-ління.

Пресування силікатної суміші під тиском 20 - 37 МПа в пресах СМС-152. Процес пресування цегли складається з таких основних операцій: наповнен-ня пресових коробок масою, пресування сирцю, виштовхування сирцю на поверхню столу, зняття сирцю зі столу, укладання сирцю на запарочні ваго-нетки.

При пресуванні цегли на револьверних пресах типу СМ-152 підготовлена суміш подається до гнізда столу наповнювальним пристроєм, обладнаним обертовими лопатями, і дозується у формувальні гнізда. Пресування прово-диться знизу вгору за допомогою важільного механізму. Спресований під тиском цегла-сирець набуває високу щільність і деяку міцність. Одночасно в різних місцях столу заповнюють, пресують і виштовхують з гнізд по два сирцю. Потім стіл повертають на 45⁰ і цикл повторюється.

В останні роки багато заводів силікатної цегли реконструйовані і пере-ведені на виготовлення потовщеної пустотілої силікатної цегли, здійснюва-не комплексами-автоматами, що складаються з револьверних пресів СМС-152А, автоматів-укладальників СМС-19 і штовхачів СМС-19А. Над комп-лексами встановлені роздавальні бункери, які живить конвеєр суміші. Поруч з комплексами розташовані шляхи,які використовують для подачі та відводу передавальних візків СМС-168 вантажопідйомністю 3 т для подачі порожніх автоклавних вагонеток, СМС-200 вантажопідйомністю 30 т або СМС -167 вантажопідйомністю 20 т. для відбору та відкатки навантажених автоклавних вагонеток. Уздовж ліній комплексів в приямку встановлений скребковий конвеєр прибирання і повернення просипу та відходів цегли сирцю.

Автоклавна обробка

Завершальною стадією виробництва силікатної цегли є гідротермічне її оброблення насиченою парою, яке здійснюється в автоклавах. Вагонетки з цеглою - сирцем закатують в автоклави. Автоклави представляють собою сталеві або залізобетонні циліндри діаметром 2,0-3,6 м і довжиною до 20 м., місткістю 12 вагонеток, які щільно закриваються з торців кришками. В ниж-ній частині автоклава укладені рейки, по яким пересуваються завантажені вагонетки з виробами.

Роль пара при запарюванні зводиться лише до збереженню води в сир-ці в умовах високих температур. За відсутності пара відбувалося б негайне випаровування. води, отже, висихання матеріалу і повне припинення реакції утворення цементуючого речовини – гідросилікату.

У автоклави впускають водяний пар під тиском 8 ати (при такому тиску насичений пар має температуру +175 °С). Під дією високої температури і вологості відбувається хімічна взаємодія між вапном і кремнеземом з утворенням гідросилікату кальцію.

Режим автоклавної обробки цегли:

1. Підйом тиску до 0,9 МПа ― 1,5 години (розчинення);

2. Витримка при 0,9 МПа ― 6 – 8 годин (запарювання);

3. Зниження тиску ― 2 – 2,5 години (твердіння).

Перший період (розчинення) починається з впуску пара в автоклав і закінчується в разі настання рівності температур теплоносія (пара) і оброб-люваних виробів. Після досягнення 150С розчиняється кремнезем з утво-ренням спочатку силікатної кислоти, а потім кальцію гідросилікатів.

Другий період характеризується сталістю температури і тиску в авток-лаві. З моменту, як в автоклаві буде досягнута найвища температура, тобто 170 – 200⁰ С, настає друга стадія запарювання. У цей час максимальний роз-виток отримують хімічні і обов'язкові фізичні реакції, що сприяють утво-ренню гідросилікату кальцію, отже, і твердінню виробів. На той час пори сирцю заповнені водним розчином гідрату окису кальцію Са(ОН)₂, що приводить до безпосередньо стикання з кремнеземом SiO₂ піску.

Тверднення цегли відбувається в третьому періоді, коли припиняється подача пари в автоклав. Тиск і температура в автоклаві поступово знижуєть-ся й виробу починають випаровувати вологу. Внаслідок цього, у виробі починає перенасичуватися концентрація гідросилікатів кальцію й гідрату окису кальцію, і вони починають випадати в кристалічному виді. Це веде до підвищення міцності виробу

Отже, повний технологічний цикл запарювання цегли в автоклаві складається з операцій очищення завантаження автоклава, закривання і закріплення кришок, перепуску пара; впуску гострого пара, витримки під тиском, другого перепуску, випуску пара у повітря, відкривання кришок і вивантаження автоклава. Сукупність усіх перелічених операцій становить цикл роботи автоклава, що дорівнює 10 – 13 час.

Запарювання цегли в автоклавах вимагає суворого дотримання температурного режиму: рівномірного нагрівання, витримки під тиском і такого ж рівномірного охолодження. Порушення температурного режиму приводить до браку. Для контролю над режимом запарювання на автоклавах встановлено манометри і самозаписуючі дифманометри, забез-печені годинниковим механізмом, записуючим на барограмі повний цикл запарювання силікатної цегли.

Після автоклавної обробки силікатна цегла на вагонетках вивантажу-ється і поступає на склад готової продукції.

Склад готової продукції

Механічна міцність силікатної цегли, яка вивантажена з автоклаву, нижче тієї, яку вона отримує при наступному витри-муванні її повітрі. В цей час відбувається карбонізація гідрату окису кальцію за допомогою вуглекислоти повітря за формулою:

Са(ОН)₂+СаСО₂=СаСО₃+Н₂О

Контроль якості продукції

Згідно ДСТУ Б В.2.7 – 80:2008