Технологии энергосбережения и экономии сырьевых материалов в производстве изделий из ячеистого бетона автоклавного твердения на заводах AEROC

Ячеистый бетон автоклавного твердения с торговой маркой AEROC – это поризованныйискусственный камень, полученный в результате автоклавной обработки ячеисто –бетонной смеси, состоящей из гидравлических вяжущих материалов тонкодисперсногокремнеземистого компонента и газообразующей добавки. Ячеистый бетонизготавливается из вяжущих, песка или золы, газообразователя и воды. Вяжущие,известь и цемент, содержат СаО, который имеет решающее значение для процесса.Песок или зола входит в процесс SiO2. Из компонентов СаО, SiO2и H2O в автоклаве при воздействии высокого давления и высокойтемпературы образуется новый минерал – тоберморит (C4S5H5).

Образование новых минералов тоберморитовой структуры в следствии автоклавной обработки и возводит ячеистый бетон автоклавноготвердения (или газобетон) в совершенно другой ранг по сравнению с неавтоклавнымячеистым бетоном (пенобетоном). Автоклавная обработка обеспечивает значительноболее высокие физико – механические характеристики, такие как прочность иусадка при высыхании, для изделия из газобетона автоклавного твердения всравнении с изделиями из неавтоклавного пенобетона.

Газобетон автоклавного твердения является экологическичистым неорганическим строительным материалом и изготавливается из местногоотносительно не дорогого сырья. Это один из самых энергосберегающихстроительных материалов. Экономия достигается при его производстве,транспортировке, строительстве и эксплуатации зданий.

Современное высокопроизводительное технологическоеоборудование таких ведущих фирм как «Верхан», «Хесс», «Маза Хенке», «Итонг»,«Дюрокс» и другие позволяет не только производить качественную продукцию, но изначительно экономить энергетические и сырьевые ресурсы.

Сравнивая расходы энергоресурсов затрачиваемых наизготовление одного метра кубического строительных изделий, получившихнаибольшее распространение на строительном рынке Украины можно сделать вывод,что процесс производства изделий из газобетона автоклавного твердения являетсяэнергосберегающим (рис. 1).

Это в основном связано с тем, чтоиз одного кубического метра исходного сырья можно произвести шесть кубическихметров ячеистого бетона автоклавного твердения плотностью 400 кг/на метркубический, соответственно затраты на единицу продукции, связанные сподготовкой сырья и тепловой обработкой в сравнении с другими стеновымиматериалами, для ячеистого бетона автоклавного твердения значительно меньше.

Энергосбережение при производстве изделий зависит от того, насколько грамотно разработан технологический процесс производства, а также отточности соблюдения технической дисциплины на всех без исключениятехнологических переделах.

Наиболее энергоемкимитехнологическими процессами при производстве изделий из автоклавного газобетонаявляются: подготовка сырья (помол песка) и автоклавная обработка. На их долюприходиться до 75 % потребления предприятием энергоресурсов.

Процесс помола

Зачастую на производственныхпредприятиях должным образом не уделяется внимание такой важной составляющей,как производительность мельницы и тонкость помола шлама, а ведь от того, чемвыше производительность, тем меньше время работы мельницы, электрическийдвигатель которой потребляет 500 кВт/час. Поэтому персонал лаборатории четкодолжен следить за гранулометрическим составом мелющих тел и за степеньюзаполнения мельницы мелющими телами.

Некоторые рекомендации

Степень заполнения мельницыдолжна лежать в пределах 30-32% от общего внутреннего объема мельницы. (H/D где H – свободная высота над мелющими телами, D – внутренний диаметр мельницы).

Гранулометрический состав шаровнаходящихся в мельнице подбирается в зависимости от конструкции мельницы,используемой футеровки, гранулометрии используемого песка и гипса, а также оттребуемой тонкости помола.

Автоклавная обработка

Процесс автоклавной обработкиподразумевает собой использование обработанного пара и конденсата. Зачастую напредприятиях отработанный пар выбрасывают в атмосферу, а конденсат сливают вканализацию. На стадии проектирования и строительства предприятий необходимопредусматривать перепуск пара из автоклава в автоклав. При перепуске параэкономия газа составляет 4,5 метра куб на 1 метр куб выпускаемой продукции.

При автоклавной обработке прилитьевой технологии производства образуется конденсат в объеме 0,09 метра кубна 1 метр куб выпускаемой продукции с температурой 75-80 градусов С. Приправильном подходе данный конденсат и его тепло можно использовать обратно втехнологическом процессе. На (рис. 2) представлена схема использованияконденсата, а также его тепла, которая позволяет на 100 % использоватьконденсат обратно в технологии производства.

Стоимость энергетических ресурсовв себестоимости продукции составляет 11-12 %, а вот стоимость сырьевыхматериалов в себестоимости продукции, например для изделий плотностью 500кг/метр куб составляет 48-50 %. Из них на долю цемента приходиться 21-23 %,извести 15-16%, алюминия 7-8 %. И от того, какая технология формированиявыбрана, зависит качество и себестоимость выпускаемой продукции.

На примере работы завода ОАО«Аэрок Обухово» г. Обухов, Киевской области, можно рассмотреть две различныетехнологии формирования. Это технология формирования массива под воздействиемдинамических ударов и классическая литьевая технология производства.Предприятие ОАО «Аэрок Обухово» ранее это ОАО «Обуховский завод пористыхизделий» функционирует уже 15 лет. Выпуск изделий осуществляется наоборудовании «Универсал – 60» ударной технологии формирования смеси (рис. 3).

Применяется ударная площадкаЛВ-37. Основной вид выпускаемой ранее продукции- это изделия плотностью 600 кг/ метр куб с классом бетона по прочностиВ 2,0. С февраля 2009 года ОАО «Аэрок Обухово» полностью перешел на выпускизделий плотностью 500 кг/метр куб так же с классом бетона по прочности В 2,0.Однако используемая ударная технология не позволила нам достичь тех экономическихи технологических характеристик, которые мы имеем на других предприятиях AEROC, в том числе и назаводе в г. Березань (рис. 4), где применяется классическая литьевая технологияс использованием двуводного гипса (CaSO4 Х 2Н2О). Двуводный гипс – это добавка, позволяющаяуменьшить время набора сырцом транспортной (пластической) прочности, а такжеспособствует увеличению прочности готовой продукции при автоклавной обработке.

Поэтому на заводе ОАО «АэрокОбухов» были проведены экспериментальные роботы по использованию литьевойтехнологии с применением двуводного гипса.

Сравнительный анализ примененияударной и литьевой технологии производства при выпуске изделий плотностью 500кг/метр куб на ОАО «Аэрок Обухов».

Применяемые исходные сырьевыематериалы при литьевой технологии производства идентичны сырью, применяемомупри ударной технологии производства.

Характеристики сырья, разница врасходах сырьевых материалов и физико–механические характеристики продукциипредставлены в таблицах 1-6.

Сравнивая данные (табл. 1-6)можно сделать следующие выводы, что применяя литьевой способ формирования сиспользованием двуводного гипса вместо ударного, можно достичь следующихрезультатов:

1. Улучшить качество выпускаемой продукции
1. уменьшить разброс значений между верхом и низом формованного массива по плотности. При литьевой технологии (табл. 5) разброс значений по плотности составляет – 1,5 % или 8 кг/метр куб. При ударной технологии разброс значений составляет – 6% или 31 кг/метр куб
2. уменьшить разброс значений по прочности между верхом и низом формованного массива. При литьевой технологии (табл. 5) разброс значений составляет 15% или 0,51 МПа. При ударной технологии (табл. 6) разброс значений составляет 30% или 0,79 МПа.
3. увеличить прочность выпускаемой продукции. При литьевой технологии средняя прочность составляет 3,47 МПа. При ударной технологии средняя прочность составляет 2,92 МПа.
2. Уменьшить расход сырьевых материалов и как следствие этого снизить себестоимость продукции.

Сравнивая расходы сырья, таблицы4, видно, что используя литьевую технологию производства с применениемдвуводного гипса можно снизить расходы: извести на 18% или 9 кг/метр куб,цемента на 12% или 14 кг/метр куб, алюминия на 25% или 0,15 кг, по отношению красходам сырья по ударной технологии.

Если пересчитать в денежномвыражении, то по нынешним ценам экономия при выпуске предприятием ОАО «АэрокОбухов» 175000 метров куб в год составит порядка 3,5 млн. гривен в год. Понамеченному плану работ на 2009 г. Предприятие ОАО «Аэрок Обухов» перейдет навыпуск изделий плотностью 500 кг/метров куб, используя литьевую технологию ужес июня месяца.

Вышеуказанные результаты несогласуются с опубликованными результатами предприятий, где применяется ударнаятехнология формования, например, некоторые заводы в Республике Беларусь. Даннаястатья не ставит целью подвергнуть сомнению эффективность способа ударногоформования смеси.

Проведенные нами исследования,показали, что ударный способ формования не является универсальным для всехпредприятий, выпускающих ячеистый бетон автоклавного твердения, так как каждоепредприятие – это индивидуальный организм, на конечный результат работыкоторого очень существенное влияние оказывают как характеристики сырья и подборрецептур, так и уровень производственных процессов.

Исходя, из всего вышеизложенного, можно сделать выводы, что грамотно подходя к выборутехнологического оборудования, технологии производства, технологическомупроцессу и схеме утилизации тепла, можно существенно снизить энергоемкость иматериалоемкость производства изделий из ячеистого бетона автоклавноготвердения.