Силикатты материалдардың саласы, ғылыми жоба

Ғылыми Конкурс:

Силикатты материалдардың саласы»

Бағыты: Химия

 

Мазмұны:

1. Аннотация
2. Кіріспе
3. Негізгі бөлім
4. Қорытынды

Аннотация

Зерттеудің мақсаты:

Қазақстан Республикасының  Президенті Н.Ә. Назарбаевтың  Қазақстан халқына Жолдауының үшінші бағытында өңірлерді дамытуға арналады. Елдің болашағы экономикадағы  келешегі зор салалардың бірі силикат өнеркәсібін дамыту. Қандыағаш қаласындағы  силикат зауытының келешегі зор. Себебі негізгі шикізат құм экологиялық таза өз қаламыздан алынады. Радионуклидтік жорылығы 81 бк/кг тең. Зерттеудің негізгі мақсаты: Қандыағаш қаласынан шығатын  кірпіштің өнімдерінің сапасын жақсарту.

Тақырыптың өзектілігі:

Ел экономикасы мен құрылыс саласының артуына байланысты силикатты материалды өндірудің маңызы зор. Экономиканың дамуына байланысты құрылыс материалдарына деген сұраныста арта түсуде. Қазақстанда құрылыстың бағдарламаның қабылдануына байланысты силикат өнімдерін шетел компаниясынан сатып  алмай, табиғат байлығын пайдаланып, кірпіш өнімін шығаратын, экологиялық таза мемлекеттік ірі зауыт өндірісін салынса деп ойлаймын.

Зерттеудің болжамы:

Егер Қандыағаш қаласындағы ТОО Силикат-А шектеулі серіктестігі шығаратын силикат кірпіштер өнеркәсібін жақсы дамыту керек болса, онда алдағы уақытта үздіксіз жұмыс жасаса, онда аудан экономикасына көптеген қаржы түсірер еді. Және алдағы уақытта білікті кірпіш шығаратын мамандар дайындайтын оқу орындары ашылса, халыққа игілі іс болар еді.

Қорытындылары мен практикалық қолданылуы:

Жалпы силикатты материалдар тұрмыстық техникада көп қолданылады. Шынылар, керамикалық материалдар, кірпіш, бетон, шлак көптеген алатын орны ерекше.  Кірпішті пішінге келтірудің де әр түрлі әдіс-тәсілдерін ескере отырып қолдануға болады. Атап айтатын болсақ, 12%-15% дейін ылғалдылығы бар массаларды пішінге келтіргенде сығу, жаншу, кірпіш пішіндерге дөңгелектеу, жұмырлау жүйелі түрде қолданылады. Сондай-ақ  25-45%-ке дейін ылғалды суспензияларды құю арқылы бұйымға пішін береді.

Кіріспе

Силикатты материалдар деп силикаттар, пилисиликаттар және алюмосиликаттардың қоспасынан немесе құймасынан тұратын материалдарды айтады.

Силикат өнеркәсібінің – қыш, шыны, цемент, бетон деп аталатын өнімдерін білеміз. Осы өнімдерді алу үшін шикізат ретінде табиғи кремнезем, силикаттар және сазбалшық пайдаланылады.

Олар қатты фазалы материалдардың ең тараған түрі болып табылады.

Жасанды силикатты материалдар да халық шаруашылығының  түрлі салаларында кеңінен қолданылады. Олар химия өндірісінің түрлі ірі масштабты өнімдері болып табылады. Силикатты материалдар өндірісі үшін табиғи минералдар (кварцты құм, балшық дала шпаты, ізбес тасы), өнеркәсіп өнімдері (Na₂ CO₃, бура, Na₂ SO_4, түрлі металдар оксидтері мен тұздары) және қалдықтар (шлактар, күл және т.б.) шикізат болып табылады [1-5].

Мақсаты: Химия өндірісінің бір саласы силикатты материалдар өндірісін кең ауқымды, тереңдете меңгеру. Силикатты материалдардың құрылыс саласында алатын ерекше орнын, қажеттілігін, сондай-ақ  адам өміріндегі рөлінің арту себептерімен таныстыру.

Міндеті:  Силикаттардың қасиеттерін, құрамын, құрылысын меңгерту. Табиғи және жасанды силикаттардың бір-бірінен ажырата білу.

Өзектілігі:   Қазіргі ғылыми-техникалық прогресс дәуірінде өндіргіш күштердің дамуымен бірге өндірістің әртүрлі салаларындағы техника мен технологияны пайдалану.

Жұмыстың құрылымы:  Бұл ғылыми  жұмыс 4 бөлімнен тұрады: Бірінші бөлім кіріспе бөлім.

Екінші бөлім негізгі бөлім, мұнда:

1. Силикатты материалдар туралы жалпы түсінік
2. Силикат кірпіштің алыну технологиясы
3. Күл керамикасы өндірісінің кейбір технологиялық ерекшеліктері туралы түсінік берілген.

Үшінші бөлім қорытынды бөлім.

Төртінші бөлім пайдаланғын әдебиеттер тізімі.

Жалпы бет  27  ,  мұнда 8 сызба және 1 сурет бар.

1.1.  Силикатты материалдар туралы жалпы түсінік

Силикатты материалдар деп силикаттар, пилисиликаттар және алюмосиликаттардың қоспасынан немесе құймасынан тұратын материалдарды айтады. Олар қатты фазалы материалдардың кең тараған түрі болып табылады. Силикаттар – түрлі элементтердің кремнеземмен (SiO₂) қосылысы. Бұдан басқа күрделі силикаттардың құрамына Na ⁺ ,    K ⁺ ,  Ca^{2 +} ,  Mg^{2 +} ,  Mn^{2 +} ,  B^{3 +} ,  Cr^{3 +} ,  Fe^{3 +} ,  Al^{3 +} ,  Ti^{4 +} ,  катиондары,  O₂^{2 –} ,  OH ^– , F ^–, Cl ^–,

SO₄ ^{2 –}  аниондары және су кіреді.

Силикаттардың қасиеттері олардың құрамына, кристалл торының құрылысына, иондар арасындағы күштердің табиғатына байланыс энергиясына тәуелді. Көптеген силикаттар қиын балқитындығымен, отқа (ыстыққа) төзімділігімен ерекшеленеді. Силикаттардың балқу температурасы 770-2130⁰С  аралығында өзгеріп отырады. Көптеген силикаттар гидроскониялылығы аз және қышқылдарға төзімді , сондықтан техника мен құрылыстың тұрлі салаларында қолданылады [3].

Силикаттардың химиялық құрамын элементтердің валенттілігінің өсуіне қарай таңбаларынан  немесе  оксидтерінен құрайды. Мысалы, дала шпаты K₂Al₂ Si₆ O₁₆  екі түрде жазылуы мүмкін:     немесе  K₂O · Al₂ O₃ · 6SiO₂  бірақ силикаттар табиғи (минералдар) және жасанды (силикатты минералдар) болып бөлінеді:

Силикаттар

Табиғи  (минералдар)                  Жасанды (силикатты материалдар)

тұтқыр                           керамика             силикаттар                 шынылар            шпалар

байланыстырғыш                                     материалдар

заттар

Табиғи силикаттардың жалпы 1500 – ден асады. Тегіне қарай олар кристалдық және шөккен жыныстар болып бөлінеді. Табиғи силикаттар шикізат ретінде халық шаруашылығының түрлі салаларында қолданылады:

• Күйдіру және балқытуға негізделген технолгиялық процестерде (балшық, кварцит, дала шпаты және т.б.);
• Гидротермальды өңдеу процестерінде (асбест, смола және т.б.);
• Құрылыста;
• Металлургиялық процестерге;

Жасанды силикатты материалдар да халық шаруашылығының түрлі салаларында кеңінен қоладанылады. Олар химия өндірісінің түрлі  ірі масштабты өнімдері болып табылады. Силикатты материалдар өндірісі үшін табиғи минералдар (кварцты құм, балшық дала шпаты, ізбес тасы), өнеркәсіп өнімдері (Na₂CO₃ ,бура Na₂SO₄ , түрлі металдар оксидтері мен тұздары) және қалдықтар (шлактар, күл және т.б.) шикізат болып табылады [2-4].

1.2.   «Силикат-А» ЖШС-і

«SBS Group Ltd»ЖШС-і 2005 жылдың желтоқсанында Қандыағаштық кешенді топ  жобасын жүзеге асыра бастады. Бүгінгі күні Қандыағаштық кешенді топ құрылыс материалдарын шығаратын 3 зауыттан тұрады. Олар-силикат кірпіш шығаратын, газ бетонды шығыр өндіретін және минералды плиталар өндіретін зауыттар. Силикат кірпішін өндіретін зауыт 2008 жылы іске қосылды. Жылына  75 млн.дана кірпіш өндіруге арналған. Бұл өндіріс орнына салынған инвестиция көлемі 25 млн. АҚШ долларын құрайды. Қазақстандағы  соңғы технологиямен  жабдықталған зауыттың бірі.

ТОО «SBS GROUP»

Компаниясы Қазақстанның бірнеше ірі қалаларында силикат зауыттарын ашқан. Соның бірі Қандыағаш қаласындағы  ТОО «Силикат-А» зауыты. Силикат заводының технологиясы Германиядан W+K компаниясынан алынған. Техникалық аппаратурасы толық автоматтандырылған. Экологиялық таза өнімдер әктасты I сортты. Құмды Қандыағаш  қаласынан алынады, өте активті радионуклиды 81 бк/кг тең. Кірпіштің мынадай түрлері шығарады:

Кірпіштің  түрлері

1-кесте

Өнімнің түрі	Ұзындығы,мм	Ені,мм	Қалыңдығы,мм
Жалаң кірпіш	250	120	65
Қалыңдатылған кірпіш	250	120	88
Қуыс кірпіш	250	120	88
Екі жақты қуыс кірпіш	250	120	138

Бұл кірпіштердің маркалары 200, 150, 125, 100, 75 кірпіштің түстері: Ақ, сары, қызыл, қоңыр кірпішті текшелеп поддонда жинайды.

Кірпіштің пішіндері

2-кесте

Кірпіштің пішіні	Поддонда болатын кірпіш саны	Өлшемі,мм	Салмағы,кг
250х120х65мм	448	1000х840х1040	1590
250х120х88мм	336	1000х840х1056	1596
250х120х138мм	224	1000х840х1104	1669

Кірпіштің ГОСТ-379-95

Кірпіш маркасы 7,5-35 МП

Аязға төзімді маркасы-F 25

Толық кірпіш- 1750 кг/м

Арасы ашық 1600 кг/м

Кірпіштің құрамы 90% құмнан,10%-із ізбестастан, шамалы % қоспадан тұрады. Пигменттік қоспаға байланысты ақ, қызыл, жасыл, сары, қоңыр болып жіктеледі. Силикатты кірпіш автоклав өнімі болып табылады.

Минералды плита базальт негізінде жасалған. Негізгі құрамы тау жынысы базальт болып табылады. Базальт Ақтөбе облысы Дуберсай елдімекенінен алынады. Біріктіретін материал ретінде силан мен финол смоласы ретінде қолданылады. Финол смоласының құрамы 2,5-5 ке дейін болады. Ұзындығы 900-1500мм, ені 600-1200мм, жалпақтығы     20-100мм.

ГОСТ -30244.

Минералды плита су тартпайды, бетіне су тиседе ішіне өтпейді, жылуды ішінде сақтайды. Жылу өткізгіштік қасиеті жоғары. 650˚С жанбайды. Орналасу тәртібі бұрыш жасап орналасады. Соның әсерінен қатты жабысады. Базальт талшығы жанбайды. Жасалған минералды плита полителен қапшыққа салынып сақталады. Бір жылға 380мың м³ жасалып , сатылады.

1.3   «Базальт-А»ЖШС-і

Зауыт 2006 жылы ашылды. Зауыт базасында ұсақталған базальт өндірісінің, газбетонды шығыр және плиталар өндіріледі. Хромтау қаласында ұсақталған базальттің жеке карьері бар.Өндірістің өнім шығаратын қуаты-жылына 1 млн.тонна.

Газбетонды шығыр өндіретін зауыттың өндіріс қуаты-жылына 180 мың м³. Аталмыш зауыт 2008 жылдан бастап жұмыс істейді. Зауытта газбетонның   D-300 маркасынан басқа D-900 маркасына дейінгі түрлі газбетон түрін өндіруге мүмкіндік беретін жаңа технологиялық жабдық орнатылған. Минералды плита өндіретін зауыт 2008 жылы іске қосылды. Өндірістік қуаты базальтті талшық негізіндегі минералды мақта плиталарын жылына 35 мың.т өндіреді. Минералды мақта өнімін өндірудегі технологиялық желінің өндіріс қуаты сағатына-50т. Негізгі шикізат-базальт және доломит тәрізді тау жыныстары.

Газобетонды блоктар. Биіктігі-80,300 мм, ені 50, 100, 150, 200, 250, 300, ұзындығы 60мм. P=300-1250кг/м³  өзгере алады. Салмағы 18 кг.

Технологиялық процесс өндірістік газобетонды қосылыс кезінде өзінің қалыптасу кезінде дәл кесіліп, гақты қалыптарға құйылады. Кесілген дайын болған құрылыс кезінде клейленіп немесе ерітінгіштер мен ұстатылады.

Қандыағаштан шығатын газоблоктар үшке бөлінеді.

• Жылуөткізгіштік бетон D 300 – D 500  бөлме ішіндегі дәліздерді бөлуге арналған.
• D 600 –D 900 бұл жылуөткізгіштік бетон бір қабатты құрылыстарға арналған.
• D 1000 – D 1200 бұл маркалы бетон 1-4 қатарлы үйлерді салуға мүмкіншілік береді.

Бұл маркалы бетондар жақсы кесіледі, бұрғыланады, шегемен қағуға болады және қарапайым құралдармен кесуге болады. Аязға төзімді F-15, F-100 аралығында жарылмайды.

Базальті щебень тасы-бұл Ақтөбе облысы, Дүбірсай  елді мекеннен алынады.

Химиялық құрамы (%):

Sio₂ -44,2-50,6%

Al₂ O₃ -13,5-13,8%

Fe₂ O₃ -11,3-13,6%

TiO₂ -1,8-2,5%

CaO-4,9-11,0%

MgO-3,1-5,8%

Аязға құрақтылық

Щебень фракциялары бірнешеге бөлінеді. 0-5, 5-10, 10-20, 20-50, 50-150, 150-200.

Аязға төзімді маркасы F-150, F-200.

Сутартқыштық

1,1%

Радионуклидтік активтілігі

Қазіргі таңда щебеньнің  Радионуклидтік активтілігі 15 Бк/кг (ГОСТ -370 )тең. Щебень бетондарды толдыру үшін тас жолдар мен темір жолдардың сыртқы беттеріне жабын ретінде қолданады.

2.1.  Технологиялық процесті негіздеу арқылы өндірістің технологиялық схемасын суреттеу.

 Силикат қоспасын дайындау. Құрамын мөлшерлеу.

Сапалы шикізат қоспасын алу үшін оның құрамындағы компонентерді дұрыс мөлшерлеу керек. Силикат қоспасындағы Силикат массасындағы ізбестің саны емес қатыру реакциясына қатысудағы белсенділігіне қарай анықтайды. Әр заводта оны тәжірибе арқылы анықтайды. Активті ізбестің силикат қоспасындағы орташа нормасы     6-8 % тең.

Жаңа сөндірілген ізбес басқа қоспаларсыз пайдаланылғанда және күйдірілмегенде мөлшері аз, егер ізбес ашық аспан астында жатқан болса, онда қоспадағы мөлшері көбірек болу керек.Силикат қоспасындағы ізбестің мөлшерден тыс және кем болуы оның сапасына әсер етеді: ізбестің мөлшерден көп аз болуы оның беріктігіне, көп болуы бағасына қымбаттатады, бірақ беріктігін күшейтпейді. Өндіріске түсетін ізбестің белсенділігі әр түрлі, сондықтан белсенділікті көбейту үшін ізбітің мөлшерін реттеу керек.

БКСМ-ға 70 -80 % активтілігі бар ізбесті қолданылады.

Силикат пен ізбестің массасының белсенділігі

3-кесте

№	Ізбестің белсенділігі %	Силикат массасының белсенділігі,  %
		6	6,5	7	7,5	8	8,5
1	60	378	409	440	472	504	535
2	65	349	378	407	437	466	495
3	70	324	351	378	405	432	459
4	75	303	328	353	378	403	428
5	80	283	306	330	353	378	400
6	85	267	289	300	333	356	378

Қажет құм мөлшеріне қарай, ал ізбес бункерлік таразы арқылы салмағы өлшеніп алынады.

Ізбес пен құмнан басқа силикат құрамына су кіреді. Ол ізбесті толық сөндіру үшін керек. Судың мөлшері нормаға сай болу керек. Оның  жетіспеушілігі ізбестің толық сөнбеуіне әкеліп соғады. Су көп болса ізбес сөнеді, бірақ  қоспаның ылғалдығы көбейеді. Қоспаға ылғал көбіне құммен келеді, карьердегі ылғалдық климатқа байланысты. Силикат  қоспасына керек құм ылғалығын есептеп шығаруға болады. (1000 дана кірпішке 1 м 3 қоспа )

Кұм мен ізбестің ылғалдылығы

4-кесте

Құмның ылғалдығы  %	Силикат массасына қажет ылғалдық  %
	5	5,5	6	6,5	7
3	74	92	111	130	148
3,5	55	74	92	111	130
4	37	55	74	92	111
4,5	18	37	55	74	92
5	——	18	37	55	74
6	——	—–	—-	18	37

Сапалы силикат қоспасын алу үшін су шығыны қоспаның салмағының 13 % құрайды және төмендегідей реттеледі:

Ізбес сөндіруге ……………………………………… 2,5

Сөндіру барысында буландыруға  …………. 3,5

Қоспаны ылғалдандыруға  …………………….. 7,0

Ізбесті сөндірудің химиялық реакциясы мына формуламен өрнектеледі:

CaO + H₂O = Ca (OH)₂

Кейде кірпіш беріктігін арттыру үшін силикат қоспасына басқа заттар құм, саз, т.б. қосады. Құрамындағы заттардың ара қатынасын бақылау үшін арнайы құрал пайдаланады. Сапалы силикат кірпішін жасауда силикат қоспасын дайындау технологиялық процестің ең маңызды операциясы болғандықтан міндетті түрде лабораториялық тексеруден өту керек [10].

Ізбестің сөну жылдамдығын  смена сайын екі рет анықтау керек, егер сөну уақыты ұзап кетсе силикат қоспасын дайындауды ұзарту арқылы сөндіру режимін өзгерту керек. Ізбестің белсенділігін   (құрамы CaO+MqO) смена сайын екі рет анықтайды. Ізбестің белсенділігіне байланысты силикат қоспасын дайындауды мөлшерлеу керек. Силикат қоспасының ылғалдығын әр 1-1,5 сағат сайын тексеріп, алынған көрсеткіш нормаға сай болмаса ізбес пен судың мөлшерін тез арада өзгерту керек.

Силикат қоспасын дайындау.

Ізбесті құм қоспасын екі жолмен дайындауға болады: барабан және силос. Қандыағаш «Силикат- А» кірпіш зауытында силос тәсілін пайдаланады және бұған негіз бар; өйткені силос әдісінің барабан әдәсінен экономикалық жағынан артықшылығы бар. Силостау кезінде ізбесті сөндіруге буды пайдаланбайды. Силос әдісінің технологиясы барабан әдісінен қарапайым. Дайындалған ізбес пен құм үздіксіз айналып тұратын араластырғыш құрылғыға салынып, ылғалдандырылады. Араластырылып ылғалдандырылған қоспа силосқа түседі. Онда ол 4 сағаттан 10 сағатқа дейін тындырылады. Осы кезде ізбес сөндіріледі [9].

Силос – цилиндр түріндегі құрыштан немесе темір бетоннан жасалған ыдыс. Биіктігі       8 -10м , диаметрі 3,5 – 4м. Төменгі жағының формасы конус пішіндес. Силостағы қоспа тарелка түріндегі питатель арқылы ленталық транспортрге беріледі., осы кезде шаң бөлінеді. Силостың ішінде силикат массасы қабырғаларында қабат – қабат болып қатып қалуы мүмкін. Бұл ылғалдыққа байланысты. Силостың түбінде қатып қалуы мүмкін. Зерттеліп отырған заводтың тәжірибесіне сүйенсек, силостағы ылғалдық      2-3% болғанда масса жақсы тасымалданады.Силостан шыққан массаны тасымалдау кезінде көп шаң бөлінеді де жұмысшыларға ауыр тиеді. Аталған кемшілік жартылай механикалық тасымал арқылы жойылады. Силостың жұмысы мынадай кезеңдерден тұрады:

Силос ішінде 3 секцияға бөлінген. Силикат массасы бір секцияға төгіледі. Ыдысты толырып жатқанда төмеңгі қабатындағы қоспалар 2,5 сағат жатып үлгереді . Секция толғаннан кейін 2,5 сағат тыныдырылады. Силостағы қоспаны төмеңгі жағынан бастап алғандықтан, үстінгі қабаты 5 сағат жатып үлгереді. Силостағы массаны тасымалдау кезінде қатып қалған болса, жұмысшыларға силоста болуға қатаң тыйым салынады. Тасымалдауды жеңілдету үшін жиі-жиі вибратор қосылады. Ол силостың қабырғаларына бекітілген, соның арқасында қабырғаларына массаның қатып қалуы азаяды. БКСМ –да   массаның    бункерден     шығарылуы     механикаландырылған. Транспортерлік лентадағы щеткалар механикалық пневмокөтергіш арқылы көтеріледі. Силикат массасын беретін ленталар вертикальды түрде орнатылған. Щеткаларда көтеру, түсіру басқару пульті арқылы жүзеге асады. Олар жарық сигнализациясы мен ауа жіберейін қондырғылармен жабдықталған.

2.2.  Шикі кірпішті престеу.

Кірпіштің беріктігіне сапасына престеу кезіндегі қысым әсер етеді. Престеу кезінде қоспа тығыздалады. Шикізатты престеу кезінде құм қиыршықтарының арасындағы бос аралықты минимумға жеткізу керек. Сонда ғана су булау арқылы автоклавта өңдегенде тығыз , берік өнім алуға болады.

Қандыағаш қаласының силикат кірпіш зауытында СМ-816 9 пресс және СМС-152 екі пресі 20 МПа қысымымен жұмыс жасайды. Престің өнімділігі сағатына -2680 дана.

Силикат массасын престеу кезінде құм қиыршықтарының қарсылық күші өседі, олар қиыршықтардың жақындасуына кедергі жасайды. Массаның форма қабырғаларына үйкеліс күші және құм қиыршықтарының бір- біріне үйкеліс күші қысымды пайдалану арқылы жойылады. Сондықтан престелетін денеге қысым бірдей түсу керек. Престегі қысымның да шегі бар, әйтпесе қысым күшейген сайын дене деформацияланады. Олар қысым азайғанда орнына келгенмен шикізатты бүлдіреді, сондықтан деформация пайда болғанша қысымды көбейте беруге болмайды. Ішкі үйкеліс күшін жою үшін қысымды бірітіндеп күшейту керек. Престегі қалыпты қысым – 150-220 кг/см 2 тең. Сапалы кірпіш алу үшін қоспадағы ылғалдың мөлшерін тексеру керек. Қоспаның ылғалдығы 6-7% болу керек [9-11].

Кірпішті престеу мынадай кезеңдерден тұрады: пресс қораптарын массаға толтыру, престеу, шикізатты стол бетіне шығару, столдан алу, шикізаты булау вагонеткаларына салу.

Силоста дайындалған силикат массасы транспортер лента  арқылы араластырғыш пресс үстіндегі бункерге беріледі. Преске салынған қоспа оның көлемінің ¾ аспау керек.Егер беріліп жатқан қоспаның ылғалдығы төмен болса оны ылғалдандыру керек, ол үшін престің қабырғаларында айналдырыып су құбырлары бекітілген. Олардың төмен қаратылған тесіктері бар сол арқылы керек ылғалдық сақталады. Винтиль арқылы судың күші өлшеніп отырады. Масса  толтырылған қораптар столы белгілі градусқа тоқтайды да престейтін поршень мен контрштамп қысымның күшімен шикізатты престейді.

Престелген өнім дайын болғанда стол айналады пресс пышақтары келесі қораптарды массасмен толтырады, престелген өнім штамп щеткалары мен поршень арқылы итеріледі.

Дайын өнімнің өлшемі ГОСТ 379 53 ке сәйкес келу керек, әйтпесе жарамсыз деп танылады. Кірпіштің биіктігі массаны престеу қораптарына салу кезіндегі қалыптың дұрыс толтырылуына байланысты. Қораптағы силикат массасы аз болса кірпіштің тығыздығы соғұрлым аз болады. Престеу кезінде шикізаттың биіктігі де бірдей болу керек.

Престен шыққан шикізат автомат қалауыштар арқылы вагонеткаларға тиеліп, автоклавқа жөнелтіледі

                                    2.3.  Автоклавта өңдеу кезеңі.

Силикат кірпішке қажет беріктік беру үшін оны булайды, температура мен ылғал ара салмағы сәйкстендіреді ол цементтеуші заттардың түзілуін тездетеді.175 буда қысым    8 атм.Автоклав – ұзындығы 19м – диаметрі  2 м , сыйымдылығы 12 вагонетка (V – 5965м3)

1,5 сағ. бу көтеріледі.

5-6 сағ.- ұстау

1-1,5 сағ. Буды жіберу.

Автоклавта өңдеу 3 сатыдан тұрады:

• саты: аватоклавқа буды жіберу, бу мен өңделетін өнімнің температурасы теңескенде аяқталады.
• саты: автоклавта температура бірқалыпты, кальций гидросиликатының түзілуіне әсер ететін бүкіл физикалық- химиялық процестер күшеюі өнімді қатайтады.
• саты: бу беру тоқтатылады, өнім автоклавта , дайын кірпіш суығанша тұрады, кірпішті алып кеткенге дейінгі мерзімді қамтиды.

Бірінші сатыда бу 175 8 атм. Қысыммен автоклавқа жіберіледі бу салқындап, шикі кірпіште конденсацияланады. Қысым көтерілгеннен кейін бу кірпіш тесіктеріне кіріп, суға айналады. Массаның құрамындағы су мен қосылып пайда болған конденсат кальций гидрат қышқылын ерітеді.

Автоклавта 170—200 градус болғанда 2- саты басталады. Осы уақытта монолит түзілуге қатысатын физикалық – химиялық реакциялар басталады. Шикізаттың тесіктеріне кальций гидрат толады, кремний   (Si O₂) құммен үйкеліседі. Су мен жоғарғы температура құм қиыршықтарындағы кремнийді ерітеді, ол кальций гидратымен химиялық реакцияға түседі – содан кальций гидросиликаты түзіледі [9].

Гидросиликат алдымен коллоидальды (желе тәрізді) күйде болады, бірақ кристалданып, қатты кристалға айналып құм қиыршықтарын біріктіреді. Кірпішті қатайтады.

• саты автоклавқа бу беруді тоқтатудан басталады. Автоклавтан шығарылған кірпіштің беріктігі таза ауаға шығарылғанға дейін аз болады. Ол кальций гидратының карбонизациялануына жіне ауадағы көмір қышқыл газына байланысты [12].

                2.4.  Өндірістің жұмыс жоспарын құру  өнімді жоспарлау.

Өндірістің жұмыс режимі келесі параметрлерге сүйенеді:

Сапалы уақыт фонды 365 күн

Ауысымдағы жұмыс сағаты -8 сағ.

Өндірістің жылдық қуаты 100000000 дана кірпіш.

Тәулігіне смена мына формуламен есептеледі:

 

Шартты түрде кірпіш данасы

5-кесте

Шығару және  бөлу	Маусымдық өнімдердің шығарылуы
	І	ІІ	ІІІ	ІV
Өнім көлемі	25000000	25000000	25000000	25000000
Тауарды рынокқа шығару	16666667	16666667	16666667	16666667
Артық өнім	8333333	8333333	8333333	8333333

Қажет шикізат және материалды есептеу.

Материал мен шикізат қажеттіліг келесі параметрлерден тұрады:

1000 дана шартты кірпішке:

1. ҚҰМ:

0, 9552* 4,3 =4,1 т

2. ИПВ
3. 0, 384 * 4,3 = 1,6512

Оның ішінде ізбес:    1, 6512 * 0,8  =  0, 33024 т.

Сонымен құмның жалпы саны: 4,305 + 0, 33024 =   4, 63524

өндіру кезінде 3% қоспаның шығынын қосқанда құрамы:

құм 4,63524 *1, 03 4,8 = 4,8 т

ізбес  1, 3296 * 1,03   =  1,4  т

қуаты 100 млн. дана шартты кірпішке қажет шикізат:

құм   4,8*100       480 мың

ізбес  1,4 * 100     140 мың

Шикізаттың құрамы

6-кесте

№	Шикізат құрамы өлшем бірлігі	Норма Шығыны %	Шығын өнім бірлігіне	Шығынмен  қоса  есептеулер
				жыл	ай	тәулік	ауысым	сағат
1	құм	3	0,0048	480	40	1,7	0,57	0,071
2	ізбес	3	0,0014	140	4,7	0,5	0,17	0,021

2.5. Қоймаға салынатын дайын өнімді есептеу.

1. Құмды қоймаға жинау. Қойма типі ашық. , айлық қорды есептегенде құм қабатының биіктігін қоса қойманың жалпы көлемі.
2. Ізбес қоймасы. Бункерде сақталады.
3. Кірпіш қоймасы. Кірпіш пакеттерде сақталады. Өнім қоры            8333333: 3 =2777778

Бір поддонда 448

Сонымен барлығы 2777778 :    448  =   6200  поддон керек.

Алынған есеп бойынша алынған кірпіш қоймасының көлемін  S = 4134* 1.8= 7441 м²

5. Механикалық бөлігі.

Қажет құралдар мына формуламен есептеледі:

Бір сағаттағы өнім

Агрегаттың бір сағаттағы өнімділігі

Құрылымды пайдалану нормативті коэфициенті

1. Шар диірмендері
2. Силостар
3. престер
4. автоклавтар

өнім шығарудың жылдық жоспары өндірістің қуаттлығымен есептеледі.

Техникалық құрылғылардың тізімі

7-кесте

№	аты	Тип марка	өнімділігі	Двигатель қуаты	Масса габарит	құны	саны
1	диірмен	СМ-146	5000кг/с	130	10,7*31	16,4	3
2	силостар	СМ-152,246	1670кг/с	25	2,5*1,5	5,2	9
3	пресс	СМ-816,152	2680 дана	35	4,75*3,35	37,5	6
4	автоклав			39,5	2,2*2,7	68,8	13

Өндіріс процесін өнім сапасын бақылау.

Ізбесті ұнтақтау.

Ауысымда бір рет 5,101,20,30 мм тесігі бар електен өткізу арқылы.Қалдық 50,30,20 % болу керек.

Құмды шихталау. Әр сменанаәң басында тексеру керек.

Құмиды іріктеу, тексеру.

Смена сайын електердің бүтіндігі тексеріледі, өйтені жыртық електен ірілері түсіп, өнім сапасына әсер етеді.№ 021 сеткадан елегенде 2% қалдық қалу керек [8].

Силикат кірпішінің сапасын тексеру.

8-кесте

Технологиялық операцияның аты	Бақылау параметрі	Бақылау жиілігі	Бақылауды негіздейтін нормативтік құжат
Байланыстырғышты ұнтақтау	Ұнтақтығы електегі қалдық №021 елек   2 % № 008 – 10%	Сменасына 1 рет	ГОСТ 379-95
Қоспаны дайындау	Ылғалдық коэфициенті	Аптасына 1 рет
Шикізатты вагонеткаларға салу	0,1 дейін дефект Шикізаттың беріктігі	Сменасына 1 рет
Автоклавты өңдеу	Бу қысымы кірпіштің өлшемі	Ай сайын
Дайын өнім	Су өткізгіштігі, (6% кем) қысқанда беріктігі, аязға шыдамдылығы       (25 цикл)	өнімнің әр партиясы

 Қоршаған ортаны қорғау шаралары.

Соңғы кезде адамның моральдық- психологиялық жағадайына радиоэкологиялық қоршаған орта әсері көп.Радиацич алу дозасы 56-65% құрылыс материалдарынан соның ішінде гамма- сәуле (30-35 %) радиактивті газ (26- 30 %)табиғи радионуклидтердің таралуы біріңғай болмағандықтан тау жыныстары мен минералдарды тексеруден өткізу керек.радиациялық тексерудің сапалы жасау қазіргі таңда актуальді мәселелердің бірі.

Силикат кірпіші ГОСТ 379-95 «Кірпіш жіне силикат тастары» тұрғын үй құрылысындағы негігі материалдардың бірі. Сондықтан радиациялық тексеруден Қандыағаш қаласының 150 маркалы силикат кірпіші  өтті. Жалпы радиоактивтілік тори изотопы, радий, калий, цезийді гамма спектрлік методпен тексергенде нормаға сай [12].

• Күл керамикасы өндірісінің кейбір технологиялық ерекшеліктері

Біз жоғарыда күл керамикасын өндіру технологиясының әдеттегі лай материалдарын өзінде жасауда қолданылатын шикізаттарды дайындау, оларды арнайы машиналар көмегімен майдалау, өңдеу қалыпқа құю, шикі бұйымдарды кептіру және күйдіру сияқты негізгі операциялардан тұратындығын айтып өткенбіз. Күл материалдарынан ерекшеліктері әсіресе кептіру және күйдіру процестерінде айқын байқалды. Кептіру және күйдіру процестері керамикалық құрылыс материалдарын дайындау технологиясының  ең бір күрделі әр жауыпты кезеңдері болып табылады. Бұл процестерді дұрыс ұйымдастыру болашақ бұйымдардың қажеті қасиеттерінің қалыптасуымен, энергетикалық шығндарды азайтумен тікелей байланысты.

Керамикалық бұйымдардың оптимальді кептіру және күйдіру режимдерін анықтау, олардың бойындағы фазалық, химиялық өзгерістермен қатар жүретін жылу және масса алмасу сияқты күрделі процестерді зерттеумен тығыз байланысты. Міне, сондықтан да термодинамикалық, физикалық және химиялық тұрғыдан күл материалдарын кептіру және күйдіру процестері кезінде жан-жақты зерттеу арқылы көптеген тәжірибелік нәтижелер алынды. Осы нәтижелердің негізінде күл керамикасын кептіру және күйдіру процестерінің біраз ерекшеліктері анықталып, олардың оптимальді режимдері есептелді.

Әдетте шикі бұйымдар өндіріс жағдайында туннелді немесе камералық кептіргіштерде белгілі режимдер бойынша кептіріледі. Бұл технологиялық кезеңнін  ең басты мақсаты шикі бұйымдарды 4-6  процент шамасында ылғалдыққа дейін мүмкіндігінше тез арада материалды бұзып алмай кептіру болып табылады. Енді күлден жасалған шикі бұйымдары кептіру процестерінің әдеттегі лай бұйымдармен салыстырғанда қандай ерекшеліктері бар, міне соған тоқталып өтейік [6].

Біріншіден, күл бұйымдарын кептіру барысында көлемінің кішіреюі (отыруы) кәдімгі лай материалдарына қарағанда 5-10 еседей аз екен. Бұл көрсеткіш ең әуелі шихта құрамындағы күл мен лайдың ара қатынасына, сондай-ақ олардың құрамы мен қасиеттеріне байланысты өзгеріп отырады. Сонымен қатар күл керамикасындағы кептіру процесінің жүру механизмінде де айтарлықтай өзгешеліктердің бары анықталды. Шикі күл бұйымын кептіру барысында оның көлімінің кшірею процесі екі кезекте өтеді екен. Біріншіден, алғашқы 3-5 процент ылғалдық кебу кезінде күл бұйымының көлемі тез кішірейе бастады да сонан соң кішірею жылдамдығы күрт төмен түсіп, бір қалыпты баяу өтеді. Бұл құбылыс күл бұйымдарының кептіру жылдамдығын жоғары ылғалдыжағдайында – ақ тез арттыруға мүмкіндік береді.  Екіншіден, күл бұйымдарының ылғал өткізгіштік (влагопроводность) қасиеттері лай  бұйымдарына қарағанда 4-5 есе жоғары болып шықты. Бұл ерекшелік те күл бұйымдарын кептіру процестерінің лайға қарағанда жылдамырақ жүруіне жағдай туғызады.

Сонымен, жоғарыда айтылған ерекшеліктер күл бұйымдарын әдеттегі лай материалдарына қарағанда 1,5-2,0 еседей жоғары жылдамдықпен кептіруге мүмкіндік береді. Әрине, бұл белгілі дәрежеде технологиялық отын көзін үнемдеуге жол        ашады [11-13].

Күл бұйымдарын кептірудің тиімді бір режиміне тоқталайық. Мысалы, күл бұйымы 23-25 процент (абсолютті ылғалдық) ылғалдыққа дейін көлемінің өте жылдам кішірею периодында «жұмсақ» режимде кептіріледі (газ ағынының жылдамдығы 1,5-2,5 м/с температурасы 35-50⁰ С, ылғалдылығы 10-25 г/кг).  Бұл кезеңде кебу жылдамдығы     1,8-2,2  процент/сағат  аралығында болады. Бұдан кейін 1,0-1,5 сағат аралығында газды ортаның температурасы 130-150⁰ С –қа дейін көтеріліп, газ ағының жылдамдығы      2,5-3,0 м/с шамасына жетеді. Ал, материалдың жылдамдығы 5-6 прцент/сағатқа артады. Сөйтіп, бұйым 4-6 процент ылғалдыққа дейін осы режимде кептіріледі. Осындай кептірілген материалдан тастай берік керамикалық бұйымдар алу үшін, оларды арнайы өндірістік (туннельді, сақиналы) пештерде 1100-1150⁰ С температурада оттекті немесе оттекті – қалыптастырғыш газды ортада күйдіру қажет. Күйдіру барысында бұл материалдардың бойында күрделі физикалық және химиялық процестер жүреді. Әдетте лай бұйымдарын дайындауда мұндай құбылыстар көбіне жылуды жұту (эндотермикалық эффект)    арқылы жүріп, едәуір отын көзінің шығындалуына әкеп соғады. Кейбір лай материалдарын күйдіру кезінде жоғары температуралар аймағында жылуды бөлу арқылы (экзотермиялық эффект) өтетін құбылыстардың да байқалуы мүмкін. Әйтсе де бұл материалдарда эндотермиялық  құбылыстар басым келеді. Осындай құбылыстар күйдіріліп жатқан шикі бұйымдардың бойынан айтарлықтай мөлшерде түрлі газдардың бөлініп, масса алмасу процестерінің жүруіне әкеп соғады. Бұл жағдайлар бұйымдардың бойында түрлі кернеулердің пайда болуына себеп болып, күйдіру процестерін қиындата түседі. Пештегі газды орта температурасының көтерілу жылдамдығы қажетті мөлшерден жоғары болса, осындай кернеу күштері материалдардың бұзылуына әкеп соғуы мүмкін. Сонымен физикалық, механикалық қасиеттері талапқа сай керамикалық бұйымдарға қол жеткізу үшін, әдетте шикі материалдың бойындағы күрделі физикалық және химиялық процестердің қауіпсіз жылдамдықпен өтуін қамтамасыз ететін күйдіру режимдері қажет.

Осы бағытта біраз зерттеу жұмыстары жүргізіліп, күл бұйымдарын күйдіру процестерінің әдеттегі лай бұйымдарына қарағанда біраз ерекшеліктері бар екендігі анықталды. Бұл ерекшеліктер көмір тозаның жылу электр станцияларының қазандықтарында жағу кезінде жоғары температурада өңдеуден өткен күл материалдарының құрамы мен қасиеттеріне, әсіресе олардың бойында жанбай қалған кокс түйіршіктерінің болуына тікелей байланысты. Яғни күл бұйымдарын күйдіру барысында 340-1050⁰ С температура аралығында (оттекті ортада) материал бойындағы осы кокс бөлшектерінің жануы арқылы белгілі мөлшерде жылу бөлініп оның біркелкі қызыуын қамтамасыз етеді. Жүргізілген зерттеулер нәтижесінде күл бұйымының ішіндегі отын түйіршіктерінің әсіресе, 850-1050⁰ С  температура аралығында тез жана бастайтыны анықталды. Сондай – ақ, бұл жану процестері күл бұйымдары неғұрлым жұқа және тығыздығы төмен болса, соғұрлым тез жүретіндігі белгілі болды. Қорыта айтқанда, күл бұйымдарының бойындағы кокс қалдықтарының жанып біту – ұзақтығы газды ортадағы оттегінің материалдың ішіне енуімен шектеледі екен. Ал бұл диффузиялық (кірігу) процестің жылдамдығы газды ортаның температурасына, бұйымның беттік ауданына, тығыздығына, шикізат құрамына т.б. қасиеттеріне тікелей байланысты.

Жоғарыда айтқандай лай бұйымдарының бойында жүретін эндотермикалық процестер материалдан судың бөлініп шығуымен, шикізат құрамындағы карбонатты қоспалардың (CaCO₃ MgCo₃) ыдыруымен  т.б. құбылыстармен  түсіндіріледі. Ал. Күл жылуық өтекен материал болғандықтан, оның бойында мұндай процестер жүрмейді. Сонымен күл бұйымдарын жасауда лай-топырақ аз мөлшерде қосымша байланыстырғыш зат есебінде болғандықтан оған тән эндотермикалық процестердің де шамасы азаяды.

Міне, осы айтылған ерекшеліктер күл бұйымдарының тез, әрі біркелкі қызып, күйдіру процесінің қолайлы жағдайда өтуіне мүмкіндіктер туғызады. Термодинамиаклық тұрғыдан жан-жақты жүргізілген зерттеулердің, технологиялық сынақ жұмыстарының нәтижесі күл бұйымдарының күйдіру процестерін кәдімгі лай бұйымдарына қарағанда 1,5-2,0 еседей жылдам өткізуге болатындығын көрсетті. Керамикалық бұйымдарды күйдіру процестері кезінде фазалық өзгерістер жүріп, белгілі температура аралығында материал бойында сұйық балқымалар пайда болады. Көптеген бөлінген газды газдардың қысымен осы балқымалы учаскелерде көптеген микроқуыстар (жабық, ашық, жартылай жабық) пайда болып, структуралық өзгерістер жүреді, бұл болашақ бұйымның жеңіл болуына жағдай жасайды. Әдетте сұйық балқымалардың пайда болуына ең әуелі материал бойындағы темір тотықтарының қалыптасуы сондвй-ақ оңай балқитын шыны түйіршіктері себеп болады [3].

Силикат кірпішін шығарудың радициялық мониторингінің технологиялық картасы.

Радионуклидтің құмда, бордағы құрамларын зерттеу геохимиялық сипатын білу мен қатар радиациялық жіне экологиялық қауіпсіздік  үшін силикат кірпішін, известь шығаруда қажет. Радионуклидтің анализі құм, известь, бордың, силикат кірпішті қосқандағы гамма белсенділігі 47, 0,6, 17және 26% құрайды. Зерттеу бойынша ізбесттің және силикат кірпіш радиациялығы төмен радиациялық объектіге жататыны анықталды.

Қорытынды

Жасалған жұмысты қорытындылай келе силикат кірпіш шығаруда силос әдісін қолдану дұрыс екендігіне көз жеткізілді жіне қазіргі кезде нағыз тиімді әдіс болып саналады. Силостық әдістің экономикалық артықшылқтары бар , өйткені силос әдісінде ізбесті сөндіруде бу пайдаланылмайды. Әдіс қарапайым . Дайын ізбес пен құм қоректендіру арқылы араластырғыш құрылғыға беріледі, сөйтіп қаражат жағынан көп шығын болмайды.

Кірпіш қазір тиімді құрылыс материалы болып есептелінеді.

Силикат кірпіштің ең тиімді түрі ізбестік –күлдік кірпіш. Өзінідік құны арзан шикізатты пайдаланғандықтан төмен және қалдықты пайдалану арқылы өдіру қымбатқа түспейді.

Әлеуметтік- этикалық маркетингке сүйенсек, силикат кірпіш прогрессивті материал болып есептелінеді. Ұсынылған өндіріс тәсілін пайдаланғаннан кейін экономикалық шығын төмендеп, қоймай оның әлеуметтік- этикалық қасиеті артады, жұмысшылардың еңбегі жеңілдейді. Көрсетілген технологияны падалану өндірістің силикат кірпіш шығару , сату аймағын кейтуге мүмкіншілік береді, пайда түсіреді.

Сонымен зерттеу жұмыстарының нәтижесінде анықталған күл материалдарының күйдіру процестерінің осындай ерекшеліктерін ескере отырып, оларды оттекті, оттекті-қалыптастырғыш ортада белгілі жылдамдықпен қыздырып, 1100-1150⁰ С температура аймағында 2-6 сағат бойы қақтау арқылы тамаша қасиеті бар бұйымдар алуға болатындығы толық  дәлелденді.