Проектирование кирпичного завода
В разделе «проектирование», я не буду писать о нормативных документах, которые применяются при проведении проектных работ, в этой области работают специалисты, у которых мне еще надо многому поучиться.
Предлагаю Вашему вниманию свои наблюдения, которые появились в результате длительной работы в области производства керамических строительных материалов.
Позволю сказать: не начинайте строительные работы без наличия проекта кирпичного завода. Не только потому, что это запрещает закон, а потому, что это дешевле.
Несколько примеров таких затрат.
Удлинение срока строительных и пуско-наладочных работ – это недополученная прибыль.
Один день простоя технологической линии для устранения ошибок строительства – «выброшенные на ветер» деньги на энергоносители, сырье и заработную плату.
Недостаточная теплоизоляция – это постоянные дополнительные затраты на энергоносители.
Оборудование, расположенное с эффектом «бутылочного горлышка», не позволит выйти на максимальную производительность для данной технологической линии.
При работе, в сутки печь обжига кирпичного завода использует несколько тысяч кубических метров природного газа, стоимостью десятки тысяч рублей. На соизмеримую сумму используется и электроэнергия. Добавим к этим затратам еще заработную плату и сырьё. Вот и считайте, во сколько Вам обойдутся ошибки при строительстве, которые неизбежно надо будет исправлять в процессе эксплуатации завода. Намного дешевле исправить эти ошибки на бумаге при проектировании.
Подбор оборудования по производительности
Все единицы оборудования в технологической линии при проектировании кирпичного завода подбираются с пропорционально соизмеримой производительностью. Например. Туннельная печь обжига имеет производительность по исходной шихте Х тонн/час и непрерывно работает 24 часа в сутки 7 дней в неделю. Тогда на массоподготовке, работающей 8 часов в сутки и 5 дней в неделю, надо устанавливать оборудование с производительностью 1,25·(7·24·Х/5·8) тонн/час. Коэффициент 1,25 (коэффициент эффективности) учитывает, что оборудование эффективно работает 75% рабочего времени.
Если при тех же условиях работы печи, массоподготовка работает 16 часов в сутки и 7 дней в неделю, то устанавливается оборудование с производительностью 1,25·(7·24·Х/7·16) тонн/час.
Коэффициент эффективности работы оборудования изменяется в широких пределах, и его величина зависит от надёжности устанавливаемого оборудования и продолжительности регламентных работ по обслуживанию технологического оборудования соответствующего отделения передела.
Например, если во время строительства кирпичного завода устанавливается новое оборудование известных фирм (название не привожу, что бы меня не обвинили в рекламе), которые присутствуют на рынке не менее 30 лет, то этот коэффициент может составлять 1,15. Если устанавливается новое оборудование малоизвестных фирм, коэффициент можно поднять до 1,3. Если же устанавливается оборудование, демонтированное с завода, который отработал не более 5 лет, коэффициент – 1,5, если завод отработал от 5 до 10 лет, тогда коэффициент – более 1,5.
Ненадёжное, бывшее в употреблении оборудование, требует дополнительное время для его ремонта и проведения регламентных работ, т.е. увеличивается время простоя. Такое оборудование должно подбираться с увеличенной удельной производительность и, соответственно, с большим потреблением электроэнергии при его работе. Вот и увеличиваются эксплуатационные затраты.
Еще один критерий подбора производительности оборудования, по стадиям передела, исходит из условия, что вся технологическая линия работает непрерывно 24 часа, 7 дней в неделю. Производительность каждой предыдущей стадии должна быть выше последующей на процент брака, который образовывается на этой стадии. Например, печь обжига имеет производительность по исходной шихте Х тонн/час, тогда производительность сушилки составит Х(1 + 0,01к), где к – процент брака, который образуется при сушке. Формовка: Х(1 + 0,01(к + m)), где m – процент брака при формовке, и т.д.
На глиноперерабатывающем оборудовании массоподготовки надо периодически проводить регламентные работы, связанные с проточкой валков, заменой счищающих ножей (скребков), молотков (бил), решеток и т.д. Чтобы обеспечить в этот период непрерывную работу отделения формовки, между этими отделениями организовывается буферный запас сырья – склад шихты с соответствующим оборудованием.
Регламентные работы необходимо проводить и на формующем оборудовании: замена изношенных шнеков, бронирующих накладок и т.п. Если Вы проектируете технологическую линию с камерными сушилками, то проблем практически нет, т.к. камерные сушилки не требуют постоянной и непрерывной загрузки-выгрузки. Если проектируете установку туннельной сушилки, то возникают трудности, связанные с тем, что в туннельные сушилки необходимо постоянно и непрерывно загружать влажные изделия и выгружать высушенные. Во время длительного простоя формовки, необходимо изменять режим сушки, из-за чего возникают риски трещинообразования на изделиях в процессе сушки.
Лучшим выходом является строительство, так называемой, зоны накопления буферного запаса свежеотформованных изделий. В период проведения регламентных работ в отделении формовки, в туннельную сушилку загружаются изделия из этой буферной зоны. После завершения регламентных работ, буферная зона наполняется вновь, а туннельная сушилка работает без изменения режимов сушки и без рисков увеличения количества брака при сушке.
Напишу своё мнение об установке глиноперерабатывающего оборудования при проектировании кирпичного завода. Я сторонник, так называемой, «северной» схемы расположения глиноперерабатывающего и формующего оборудования. При такой схеме до шихтозапасника производится полная переработка сырья, включая и вальцы супертонкого (финишного) помола с зазором между валками 0,5-0,8 мм.
По «южной» схеме вальцы супертонкого помола устанавливаются после шихтозапасника.
Рассмотрим каждую схему в отдельности.
Вначале «северная» схема
Теоретически, при переработке сырья надо добиться основной цели – максимально разрушить первичную природную структуру глинистых частиц. Если разрушение происходит в результате воздействия на глинистую частицу природных атмосферных действий: дождь, мороз, солнечное тепло, то для этого надо обеспечить время воздействия и площадь складирования. Основным разрушающим фактором является вода. О воздействии воды на глинистые частицы я писал в разделах «Массоподготовка и формовка».
Если на глинистую частицу производится машинное воздействие, то чем больше будет раздроблена слоистая укладка глины, тем прочнее будут вновь образованные связи. В этом случае разрушающим фактором является механическое воздействие на глинистые частицы твёрдых тел или других частицы.
Так совмещаются два разрушающих фактора: на машинах максимально раздробить природную структуру и увлажнить глину практически до формовочной влажности, далее положить подготовленную массу (шихту) в шихтозапасник, где во время вылеживания вода завершает процесс окончательного разрушения природной структуры глинистых частиц.
При подготовке шихты этим способом, имеет незначительный недостаток – в процессе вылёживания массы в шихтозапаснике, происходит высыхание верхнего слоя и образование твердых сухих комочков («сухарей») шихты, которые в дальнейшем создадут некоторые сложности при сушке и обжиге.
Эти комочки не имеют прочности и полностью разрушаются при механическом воздействии на них. Для разрушения таких «сухарей» шихту надо повторно подвергнуть машинной обработке. Лучшим способ машинной обработки является обработка массы в вальцевой мельнице, но вполне подойдёт и вертикальный глинорастиратель.
В шихтозапаснике происходит не только процесс разрушения природной структуры глинистых частиц, но и накопление буферного сырьевого запаса. Выше я писал о таком буферном сырьевом запасе. Вот и определяется двоякая выгода шихтозапасника: и подготовка шихты, и запас сырья для проведения регламентных работ в отделении массоподготовки.
По «северной» схеме все глиноперерабатывающие машины установлены перед шихтозапасником и регламентные работы на этих машинах проводятся без остановки отделения формовки, т.к. шихтозапасник имеет достаточную ёмкость, а производительность глиноперерабатывающих машин достаточна для накопления шихты в шихтозапаснике для проведения очередных регламентных работ. Как правило, отделение массоподготовки работает 8 часов в сутки, 5 дней в неделю.
Часовая производительность отделения массоподготовки по «северной» схеме намного превышает часовую производительность отделений формовки, поэтому в отделении массоподготовки устанавливаются мощные глиноперерабатывающие машины, которые имеют, соответственно, и большую стоимость. Так как отделение работает 8 часов в сутки и 5 суток в неделю, возникает экономия заработной платы.
Теперь о «южной» схеме
Вальцы супертонкого помола устанавливаются после шихтозапасника, перед формующим прессом и работают совместно с этим прессом. Если отделение формовки работает 24 часа в сутки, то и вальцы супертонкого помола работают 24 часов в сутки. Для нормальной работы вальцев и пресса требуются регламентные работы. Во время проведения регламентных работ оборудование останавливает и снижается, соответственно, суточная производительность участка.
Регламентные работы по обслуживанию пресса по замене шнеков, брони и т.п. проводятся один раз месяц и продолжаются от 6 до 8 часов, а при очень хорошей выучке персонала это время может быть сокращено и до 4 часов. Регламентные работы на вальцах супертонкого по шлифовке валков проводятся, как минимум, один раз в три дня и продолжаются от 4 до 6 часов. Некоторые фирмы предлагают проводить шлифовку один раз в неделю, но тогда возникает риск увеличения зазора между валками более 1 мм и риск получения «дутика» на лицевой продукции. Вот и считайте время задержек и, соответственно, потери в производстве.
В «южном» варианте отделение массоподготовки работает 16 часов в сутки и 7 дней в неделю, и устанавливается глиноперерабатывающее оборудование, по производительности немного превышающем, производительность оборудования отделения формовки. Снижаются требования к производительности оборудования, и снижается его стоимость. Увеличение времени работы глиноперерабатывающего оборудования влечет, соответственно, и увеличение количества обслуживающего персонала и увеличение фонда заработной платы.
После вальцев супертонкого помола и в «северном», и «южном» вариантах обязательно надо устанавливать оборудование, которое будет усреднять массу по влажности и составу.
Таким образом при «северной» схеме увеличиваются затраты на оборудование, но снижаются эксплуатационные затраты, при «южном» варианте стоимость оборудования ниже, но выше эксплуатационные затраты.
Еще можно добавить, что в «южном» варианте в шихтозапасник поступает сырье с меньшей степенью машинной переработки.
Еще одно отличие. Если в шихту вводятся твёрдые абразивные добавки, то их лучше вводить после вальцев супертонкого помола, для увеличения времени пробега между ремонтами, связанными с заменой рабочих бандажей на этих вальцах. Так вот, при «северном» варианте добавки вводятся в рабочую смесь до шихтозапасника и при вылёживании этой массы в шихтозапаснике достаточно времени для усреднения влажности глинистых компонентов шихты и добавок. При «южном» варианте время усреднения ограничено временем пребывания шихты в смесителях отделения формовки.
