Строительство

Немного из своего производственного опыта

Сразу хочется сказать следующее: если у Вас возникло желание построить кирпичный завод – сто раз подумайте, прежде чем решиться на этот шаг.

Строить кирпичный завод можно тогда, когда у вас имеются следующие составляющие:

• сырьевые ресурсы;
• трудовые ресурсы;
• транспортная логистика;
• финансовые ресурсы.

Эти составляющие можно менять местами, но суть, с моей точки зрения от этого не меняется.

Как в старом анекдоте: что в жизни нельзя совместить? – возраст, деньги и опыт. В молодости нет опыта и денег, а с возрастом появляются деньги и опыт, но уходит молодость…

Я думаю, что опытный экономист мне возразит, всё можно рассчитать и сделать соответствующий математический вывод. Да, согласен, но очень часто процесс экономического моделирования заходит так далеко, что цель уходит на второй план.

Оставим экономистам их хлеб, я же предложу вашему вниманию свои наблюдения.

 

Первый завод мы начали строить, руководствуясь следующими факторами:

– имеется развитая строительная база крупного градообразующего химического предприятия;

– имеются инвестиции;

– имеются трудовые ресурсы.

А вот сырье, с сырьём возникли трудности.

В период строительства открыли карьер с лёссовыми суглинками. Пустили технологическую линию, получили кирпич правильной геометрической формы, но марка чуть выше М75. Как мы только не меняли технологические режимы, но «выдавить» марку выше М100 не получалось. Убрали сушильные и обжиговые трещины, но повышения механической прочности не добились.

Всё изменилось в лучшую сторону, когда начали добавлять в шихту легирующие глины. В результате марка изделий поднялась до М150 и возникла возможность производить изделия различной цветовой гаммы, от тёмно-красного до белого.

И тогда я понял – без сырьевой базы строить завод по производству строительной керамики не надо.

Еще несколько наблюдений

Мы проводили последовательный поэтапный пуск каждого отделения. Вначале пустили массоподготовку и формовку. При пуске этих отделений отформованный кирпич мы загружали в сушильные камеры и оставляли его на естественную сушку, которая проходила достаточно долго, не менее месяца.

В этот период проходила сушка печи. К завершению сушки печи, появился сухой кирпич в камерных сушилках, и мы начали пуско-наладочные работы по печи обжига.

Так вот, кирпич, высушенный практически в естественных условиях, после обжига имел равномерный, без выцветов, окрас.

После завершения наладочных работ, процесс сушки значительно ускорился, так как мы начали использовать отходящее тепло из зоны охлаждения печи обжига, но на кирпиче начали появляться белые полосы. Тогда мы называли этот налёт «зебра».

Что мы только не предпринимали: меняли влажность формовочного бруса; меняли режимы сушки. Изменения были, но кардинально ситуацию изменили только после того, как начали вводить в шихту соли бария. После того, как в шихту ввели соли бария, о белесых налетах и высолах забыли навсегда. Оказывается, лёссовые суглинки содержали значительное количество растворимых солей и карбонаты, т.к. наш карьер сырья располагался недалеко от мелового карьера.

Была еще одна проблема – зазор между валками последней валковой мельницы был 1,5 мм. Вот крупные частицы мягких карбонатов застревали под (над) профилирующей планкой и выходящий глиняный брус растягивал эти кусочки в полосы. Плотность массы в этих полосах выше, чем плотность основной массы бруса. В этих полосах появляются капилляры с меньшим условным диаметром, чем диаметр капилляров в основной массе. Через капилляры с меньшим диаметром влаги на поверхность выходит больше, чем через капилляры с большим диаметром. Там, где выходит больше влаги, там, соответственно, выносится и больше солей. Это эффект наблюдается и при попадании мелких частиц «сухаря» во влажную массу.

От карбонатов избавиться не удалось, но солевой налёт исчез, и кирпич приобрёл равномерный красный окрас.

Немного о карбонатах

Могу сказать, что лучший способ борьбы с карбонатами – использовать сырьё, в котором нет карбонатов.

Твёрдые карбонатные включения надо разрушать до минимально возможных размеров. Какой способ вы выберете, это будет ваш выбор, но постарайтесь максимально разрушить эти включения.

Если нет возможности максимально разрушить, тогда спекайте карбонаты в печи. Если сырье позволяет, поднимайте температуру обжига выше 1070⁰С. Для того чтобы СаО вступил в керамические реакции, необходимы реагенты «партнёры»: или силикаты, или алюмосиликаты, или оксиды железа. При высоких температурах вокруг карбонатных частиц образуется прочный кокон из продуктов реакции. Этот кокон удерживает напряжения разрушения, возникающие при увеличении размеров СаО, при его реакции с СО₂ и Н₂О. Температура 1070⁰С, объясняется тем, что с этой температуры СаО превращается в плавень. Но тогда наступает следующая проблема – переход в пиропластическое состояние, но об этом чуть дальше.

Применял я и замачивание свежеобожженного кирпича. Способ действенный, но возникают проблемы с дополнительными обогреваемыми складскими площадями при морозах.

Теперь о способах разрушения карбонатов. Очень хороший результат даёт сухой способ помола. Но такой помол эффективен, когда влажность сырья не более 8%. Некоторые коллеги говорят, что можно проводить сухой помол и при 12% влажности, но я не согласен, очень высокий риск снижения производительности или полного отказа оборудования. Но где взять глинистое сырье с такой влажностью, когда, как правило, карьерная влажность 14% и выше. Выход – устанавливать сушильный барабан, а это дополнительный расход тепловой энергии. Выскажу своё мнение, если вы не производите керамическую плитку или кровельную керамическую черепицу, производить сушку сырья в сушильном барабане – дополнительный расход газа на 20-25%. Сушильный барабан может быть установлен, если карьерная влажность глинистого сырья выше формовочной влажности. Тогда ничего не поделаешь –сырьё надо сушить: или весь объём, или его часть.

После сухого помола обязательно надо производить сепарацию крупных частиц, которые не разрушились в дробилках. Можно применять различные дробилки: молотковые, маятниковые, центробежные и т.д., но сепарация должна быть обязательна. Способы сепарации могут так же быть различны: механическая, пневматическая, гравитационная и т.д., но надо поставить преграду для попадания частиц крупнее 1 мм в шихту. Если вы применяете сухой помол, найдите возможность установить сепараторы, отделяющие частицы с размером более 0,5 мм.

Хочу добавить следующее. Если после сухого помола вы применяете пластический способ формования изделий на шнековых вакуумных прессах, перед формовкой производите поэтапное увлажнение шихты перед подачей её в смеситель шнекового пресса. Сухая глина плохо и медленно впитывает влагу. Для глубокого проникновения влаги внутрь глинистых частиц необходимо время, дайте это время и получите позитивный результат. Подробно процессы увлажнения и усреднения я описываю в других разделах.

Между отделениями массоподготовки и формовки желательно создавать буферные запасы сырья. Все машины требуют обслуживания и ремонта, а на обслуживание и ремонт требуется время. При проектировании и строительстве кирпичных заводов создавайте такие буферные зоны. Это приводит к удорожанию строительства, но как вам будут благодарны эксплуатационщики.

Достаточно эффективен помол влажной глинистой массы и на глиноперерабатывающих машинах: бегунах и вальцевых мельницах. Первичное разрушение можно производить на бегунах, но разрушение карбонатных включений до размеров менее 1 мм эффективно можно производит только на вальцевых мельницах с зазором между валками менее 1 мм. Для такого тонкого помола устанавливается каскад вальцевых мельниц, количество таких мельниц определяется расчетным путём, который я покажу в разделе «машины для переработки».

Если в шихту добавляются добавки, имеющие абразивные свойства, вводите их после каскада вальцевых мельниц. Значительно увеличите время между заменой рабочих бандажей и сократите время простоя оборудования на шлифовку этих бандажей.

Переработка на вальцевых мельницах имеет небольшой недостаток – через вальцы проходят чешуйки карбонатных частиц с размером по толщине менее 1 мм, но значительно больше размером по плоскости. Эти чешуйки могут располагаться на лицевой поверхности и создавать эффект «дутика». Эти чешуйки имеют небольшую прочность, так как прошли значительное сдавливание между валками. Незначительное дополнительное механическое воздействие и чешуйки разрушаются. В своей практике применял метод обработки шихты вальцевой мельнице с зазором менее 1 мм, перед шихтозапасником. В шихтозапаснике осуществляется разрушающее действие воды, бактерий и времени. При повторной механической обработке разрушаются все крупные частицы шихты и включения в шихту.

Если имеете глинистое сырье с необходимыми технологическими свойствами, можно задуматься: или строить завод, или добыть и продать это сырье.

Учитываем действие мороза

При строительстве завода не забывайте о «дедушке Морозе». Много предприятий, имеющих современное технологическое оборудование, останавливаются при снижении температуры воздуха ниже минус 20 °С.

Встречаются различные варианты работы в условиях сильных морозов.

На одних предприятиях применяется метод непрерывной выемки сырья с бурта, заготовленного в летний период. Постоянно и непрерывно работая экскаватором при заборе сырья с бурта, достигается результат, когда глина глубоко не промерзает и экскаватор без особого труда работает в этот период. На таких предприятиях нет закрытого утеплённого склада сырья, мерзлое сырьё подаётся в бункера питателей и, соответственно, на глиноперерабатывающие машины. Таяние льда в глине происходит при прохождении через перерабатывающие машины и вылёживании в шихтозапаснике. Метод приемлемый, но при морозе ниже минус 25°С, возникают существенные проблемы, особенно, если разработка бурта не производится в течении нескольких суток.

В таком варианте экономятся средства на строительство утеплённого склада, но возникают повышенные требования к организации непрерывного производства и повышенные требования к надёжности глинодобывающих и транспортных средств.

Еще одна проблема – примерзание сырой влажной глины к стенкам бункеров питателей.

Одним из методов борьбы с примерзанием – обогрев стенок бункеров. Тогда между стенкой и глиной образуется водная плёнка, препятствующая прилипанию глины к стенкам бункеров и питателей. Пластины питателя так же надо обогревать или на них натягивать резиновую транспортёрную ленту.

Вторым методом является подача мёрзлой глины в производство в виде небольших кусков. Смёрзшаяся глина не прилипает к холодным стенкам бункера и пластинам питателя.

Установка рыхлителей для дробления мерзлой (или сухой) глины перед питателями, с моей точки зрения, обязательна всегда.

Если «замахиваться» на строительство кирпичного завода, то стройте закрытый тёплый склад с запасом сырья не менее 15 рабочих суток. В период хранения глинистого сырья в таком складе, вода перейдёт из твёрдого состояния в жидкое, и при дальнейших переделах не возникнут никакие проблемы. Отопление склада можно производить принудительной подачей нагретого над печью обжига воздухом. Можно использовать отработанный агент сушки из сушилок. Другие варианты прямого обогрева – это Ваш выбор.

И еще немного о сырье, вернее о его добыче

Я немного поделился своим опытом «борьбы» с карбонатами и о работе в условиях зимы. Но хочу добавить: карьер разрабатывайте по утверждённому проекту и под контролем и управлением дипломированных специалистов. Карьер – это так же предприятие, а не «копанка»…

Если сырье добыто, то уделите внимание складированию. Я писал о буртах сырья, которые формируются вблизи предприятия и всегда пользовался правилом «добывай сырье летом, а используй его круглый год». Зимняя добыча сырья дороже летней добычи. Транспортировка сырья летом дешевле, чем зимой. Одна проблема – закладка «длинных» денег в бурт. Выбирайте: дорогие «короткие» деньги или дешевые «длинные» деньги на добычу и транспортировку сырья, но на себестоимость продукции ложатся только затраты.

В моей практике были случаи, когда приходилось добывать сырье в зимних условиях. Это очень тяжелые и дорогостоящые работы: ломается  горнодобывающая техника, значительно увеличивается расход топлива на добычу и перевозку сырья.

При длительном хранении добытого глинистого сырья в открытых буртах, в сырье происходят позитивные изменения, которые значительно улучшают его технологические свойства.

При укладке сырья в бурты происходит еще и усреднение свойств сырья.

Многие специалисты и научные работники говорят о действии силикатных бактерий, которые значительно улучшают технологические свойства глинистого сырья, при длительном воздействии этих бактерий на глинистые частицы. Этих бактерий я не видел, но улучшение наблюдал.

Немного написал о сырье.

Наличие трудовых ресурсов

Еще одна очень сложная проблема – наличие трудовых ресурсов или просто квалифицированных и даже не квалифицированных рабочих. Написал «наличие», точнее их отсутствие.

Мой совет – стройте заводы-автоматы. Экономии на заработной плате может и не будет, т.к. квалифицированные инженеры и рабочие, способные обслуживать автоматы-роботы, должны получать достойную заработную плату. Но не будет головной боли от работы с «раздутым» штатом. Впрочем, многие придерживаются мнения: вначале установим недорогие основные машины, наладим их «ручное» управление, заработаем денег и в дальнейшем купим дорогие роботы. Оба варианта имеют право на существование.

Экономисты сделают расчеты и покажут все плюсы и минусы, но если в рабочую смену на технологическую линию с «ручным» управлением, не выйдет оператор или машинист на какую-нибудь единицу оборудования, то простаивать будет вся технологическая линия. Чем больше рабочих в сменах, тем больше вероятность простоя оборудования, из-за отсутствия сменного эксплуатационного персонала. С автоматизированным заводом таких рисков намного меньше, т.к. квалифицированный оператор может обслуживать несколько рабочих мест.

Можно строить завод прямо на карьере, перевозка готовой продукции дешевле перевозки сырья, но обеспечьте регулярную доставку персонала к заводу. И здесь преимущество автоматизированного завода – меньше транспортные затраты на перевозку персонала.

В моей практике были случаи, когда организовывали вахтовый метод работы технологического и ремонтного персонала. Две недели работаю две смены по 12-ти часовому графику, далее пересмена и приезжает вторая группа. В таком варианте надо строить рабочие общежития, а это дополнительные затраты.

Немного о транспортной логистике

Для выпуска различных видов строительной керамики, применяются различные виды сырья, которое доставляется с различных карьеров и месторождений, иногда очень удалённых от завода. Тогда строительство завода лучше ориентировать к энергоносителям, инфраструктуре и трудовым ресурсам.

Под «транспортной логистикой» подразумевается возможность поставки продукции к рынкам сбыта. Это, с моей точки зрения, является основным критерием строительства завода. Работа на рынках сбыта – это не моя сфера профессиональной деятельности. Могу написать следующее: нет качественной продукции, на рынок не выходите. Но в своей практике я встречал специалистов в области продаж, которые продавали любую продукцию и продавали очень удачно, если вам встретятся такие продавцы – принимайте их на работу, а потом стройте кирпичный завод.

Я уже писал, что дешевле перевозить компактно упакованную продукцию, чем глинистое сырьё, но встречаются различные варианты.

Если планируется построить завод для производства рядового керамического  кирпича марок М75 и М100, формата от 1НФ до 2НФ или керамических крупноформатных камней размером более 2НФ, то такая продукция предназначена для потребления в регионе соответствующем 5-7 районам, т.е. радиус зоны сбыта не более 100 км.

Доставка продукции потребителям осуществляется автомобильным транспортом. Такой завод лучше всего строить возле крупных городов. Если рядом крупный областной центр или, о чудо, столица – стройте завод, сбыт будет постоянным и устойчивым, даже в условиях конкуренции. Потеснятся конкуренты, которые расположены дальше вашего завода от рынка сбыта, если конечно качество и цена у вас с ними одинаковая.

Есть и исключения, например, польские, австрийские производители крупноформатных керамических камней (их называют поризованные керамические блоки) доставляют свою продукцию из-за границы.

Если «замахнулись» на строительство завода по выпуску лицевого кирпича марок М125 и более, тогда радиус сбыта может быть расширен до 300-400 км. В этот радиус могут входить несколько крупных городов и несколько областных центров.

Лицевой кирпич можно отправлять железнодорожным транспортом, тогда и пункт доставки может быть удален от завода на тысячи километров. Вот и появляется еще одно требование к логистике – наличие отгрузки в железнодорожный транспорт.

Еще одно наблюдение – качество подъездных путей к заводу. Иногда до 25% брака возникает при транспортировании продукции по дорогам со значительными выбоинами и ямами. Для того, чтобы готовая продукция не разрушалась в дороге, она должна быть качественной, но в жизни случается всякое.

Еще хотел бы высказать своё мнение о состоянии склада готовой продукции. Склад должен быть бетонирован или асфальтирован с равной поверхностью и организованным отводом талой и дождевой воды. Складское помещение должно вмещать 3-5 месячный объём продукции. Это важно, прежде всего, для организации непрерывной работы производства в зимний период, когда отгрузка готовой продукции несколько сокращается.

Площадь склада надо разделить под каждый вид и для каждой марки продукции, это важно для учета и контроля наличия продукции. Между отдельными партиями керамических изделий должен быть разрыв для их возможной идентификации. Это удобно для визуального ориентирования при составлении отгрузочных партий.

И еще. На складе надо иметь несколько отгрузочных мест: площадки для работы вильчатыми погрузчиками, площадка для работы козловым краном, площадка для работы башенным или др. краном. Чем больше производительность завода, тем больше отгрузочных точек должно быть. Например, для завода производительностью 15 млн. штук кирпича в год, должно быть не менее двух отгрузочных точек. Одна – кран, вторая – вильчатый погрузчик.

Количество вильчатых погрузчиков определяйте сами, но не менее двух, один работает, второй в резерве.

Теперь  о финансировании строительства

Теперь немного о финансировании строительства. Этим должны заниматься специалисты. У меня имеется опыт в строительстве и пуске-наладке кирпичных заводов, поэтому напишу следующее. Если вы определись с собственными или заёмными финансами, отложите 25% в резерв, а на оставшуюся сумму стройте завод. Как создавать таблицу затрат Вы знаете сами, но если решились на строительство – стройте завод как можно быстрее. Не буду оригинальным, если скажу, что проблем при строительстве будет много, но решение этих проблем не стоит надолго затягивать во времени или вообще закрывать на них глаза. Вначале может «пронести» потом затраты возрастут в разы. И время потеряете, и средства. Тщательно рассчитывайте модель затрат и привлекайте к этой работе специалистов: технологов, конструкторов, экономистов, финансистов.

Строительство кирпичного завода

Начинайте с математической модели, далее приступайте к проектированию. Обязательно проводите независимую экспертизу проекта. Дешевле исправлять ошибки в расчетах, чем перестраивать уже построенный и смонтированный объект.

Опыт показывает, работа над проектом кирпичного завода занимает до года времени. Строительство и пуско-наладка – два года. Эти два процесса могут наложиться друг на друга, и сократиться, но два года будут затрачены практически полностью. Учитывайте еще время на получение разрешений и тому подобное.

Строить завод по проекту намного удобнее и, что важно, намного дешевле. Есть детальный проект, есть деталировка нестандартного оборудования и определены поставщики основного технологического оборудования. Размещай заказы и контролируй их выполнение. Пока изготавливается и поставляется оборудование, заливайте фундаменты и стройте типовой производственный корпус с инфраструктурой.

На строительство привлекайте специализированные предприятия. Строить собственными силами, на первый взгляд, дешевле, но низкая квалификация и отсутствие опыта у исполнителей, обязательно приведёт к увеличению времени строительства или, что еще хуже, к разрушению строительных конструкций и поломке оборудования.

При строительстве кирпичного завода самым сложным объектом является печь обжига. Это сложное и строительное, и технологическое, и теплотехническое оборудования с множеством очень важных и ответственных узлов и деталей. Особенно к строительству печи привлекайте специализированные предприятия, и печь стройте только и, обязательно, по проекту. Ошибки при строительстве печи очень дорого обойдутся и могут привести к эффекту «зря потраченные деньги».

Вот, пожалуй, и всё (кратко) для раздела «Строительство». Если появились вопросы – пишите, обязательно на них отвечу.