Мартыненко В.А., к.т.н., Ястребцов В.В. н.с., Бурейко С.В. н.с. лаб. ячеистых бетонов ПГАСА, г. Днепропетровск, Украина
Технический анализ технологических предложений фирмы "Верхан"
В порядке дискуссии
Нет идеальных технологий,
есть совокупность рационально соединенных
технических и экономических решений
для достижения определенной технологической цели
Технологические решения предложений фирмы «Верхан» по разновидности технологии «Плюс» базируются на передовых приемах производства газобетонных изделий автоклавного твердения. Как и любая технология, тем более данная разновидность технологии фирмы «Верхан» имеет свои преимущества и недостатки.
Преимущества:
1. Резательная технология производства газобетонных изделий позволяет получать изделия точных размеров.
2. Технология позволяет при необходимости иметь полную механизацию и автоматизацию технологических процессов: от приема, хранения сырьевых материалов до выдачи изделий на склад готовой продукции.
3. Технология обеспечивает возможность изготовления широкой номенклатуры газобетонных и, в т.ч., армированных изделий.
4. Имеется возможность нарезки на изделиях системы «паз-гребень» и «карманных захватов» до тепловлажностной обработки изделий для удобства укладки блоков при сооружении из стен.
5. Полное использование отходов калибровки массива для приготовления обратного шлама и в последующем – приготовления газобетонной смеси.
6. И последнее, которое фирма «Верхан» выставляет как преимущество, но по моему мнению является дискуссионным и требует принципиальной оценки в технологическом и экономическом вопросе. Это необходимость процесса удаления нижнего подрезного слоя.
Недостатки:
1. В технологии используется делитель газобетонного массива, как и во всех подобных технологиях, используемых при кантовании широкого (в последующем - высокого) массива на отдельные и идентичные изделия. Этот прием есть во всех технологиях при кантовании массива и ТВО в вертикальном положении.
2. В технологическом процессе изготовления газобетонных изделий на оборудовании «Верхан Плюс» есть лишние технологические операции (по сравнению с классикой, т.е., с первым разработчиком технологии резания и кантования массива – фирмой «Итонг») и технологическое оборудование, которые заимствованы из технологии сборного железобетона.
Это:
- полное открытие 4-х бортов формы, это дополнительные операции, а соответственно, используется дополнительное оборудование. Это дополнительное оборудование: на чистку и смазку раскрытой формы и ее передача на линию резки; оборудование в виде 2-го напольного кантователя; установка индивидуальных шлам-бассейнов. Соответственно это влечет дополнительные затраты по стоимости линии;
- форма и ее конструкция заимствована из технологии сборного железобетона, которая по характеристикам (при использовании ударной технологии) вызывает сомнение по надежности и возможности длительного времени ее эксплуатации (жесткость, уплотнение раскрывающихся 4-х бортов и т.п.);
- дополнительная операция по возращению формы на исходную линию для смазки с использованием своего передаточного моста;
- первичное кантование массива в раскрытой форме на специальном и довольно сложном напольном кантователе с постановкой специального поддона под массив для последующего выполнения технологической операции - резания массива на изделия. В этих решениях сама операция кантования массива в раскрытой форме вызывает сомнение сохранности его целостности из-за сложных деформационный усилий передающихся на массив. Это приведет к образованию касательных напряжений, способствующих нарушению целостности малопрочного газобетонного массива (Рстр=0,15…0,25 кг·с/см2). Возможно, что для уменьшения вероятности нарушения целостности массива, кантование выполняется при большей (повышенной) структурной прочности, но тогда усложняется процесс разрезки массива и увеличение расхода струн (износ) и их обрыв. Это - дополнительный их расход и, соответственно, брак части изделий в массиве;
- повторное кантование массива на втором кантователе – для удаления подрезного слоя газобетонного массива и постановка массива на автоклавный поддон. Эта операция связана с дополнительным оборудованием, довольно сложным и дорогим кантователем, т.е., имеем дополнительные технологические операции и, соответственно, дополнительные затраты по стоимости линии.
Технологический прием удаления и использования подрезного слоя газобетонного массива и последующая его переработка в возвратный шлам имеет свои преимущества и недостатки.
Положительные:
- использование полного объема сырых отходов газобетонного массива;
- снижение удельных тепловых затрат при ТВО газобетонных массивов за счет отсутствия объема подрезного слоя газобетона в автоклаве;
- теоретически нет необходимости в переработке твердых отходов (подрезного слоя). Но фактически - во всех технологиях производства газобетонных изделий присутствует неликвид и брак. Это было заложено еще в нормах технологического проектирования СССР (ОНТП-09-85). Таким образом, без маленького передела дробления и сортировки газобетонных отходов проектировать завод – утопия. Тогда избавляться от отходов газобетонных изделий можно или отдавая их бесплатно, а лучше на этом зарабатывают деньги, продавая их по цене 0,3…0,5 от стоимости газобетона, а мелкодисперсные отходы возвращать в технологии, используя для приготовления ИКВ.
Отрицательные (много шуму из чего):
- долевой (процентный) объем отходов калибровки и подрезного слоя от формуемого массива в различных технологиях (рис. 1).
Долевое количество (в %) используемого вторичного шлама считается предельным (12%) и запредельным (более 14%) для технологии автоклавного газобетона. Так специалисты НИПИсиликатобетона считали, что предельное использование вторичного шлама не должно превышать 12%. Запредельное введение вторичного шлама приводит вначале к длительному набору структурной прочности (увеличению времени выдержки массива до кантования и разрезки его на изделия), требует дополнительного количества бортостнастки, камер предварительной выдержки. С другой стороны – к снижению прочности газобетона. Это снижение прочности бетона связано, как с увеличением количества инертных материалов в составе газобетона, так и с введением в его состав «паразита» твердения силикатного материала – смазки форм.
Рис. 1. Сравнительное данные использования объема формуемого массива в технологических решениях различных фирм и проектов, где указано: % объема готовых изделий; % объема переработки во вторичный шлам; % объема подрезного слоя (твердые отходы)
В результате в технологии получается больше обратного шлама, чем можно использовать его для приготовления бетонной смеси. Так, при изготовлении газобетона плотностью 400 кг/м3 и меньше, происходит накопление отходов. При такой плотности использовать весь объем отходов не представляет возможным, а лучше вообще его не использовать при производстве газобетона низких плотностей. Выработка технологических отходов происходит при плотностях 500 кг/м3 и более, где можно увеличить их долю использования.
Удаление подрезного слоя из газобетонного массива требует выполнения ряда дополнительных операций. Это:
· подача массива на кантователь;
· кантование массива в горизонтальное положение;
· отвод подставного поддона;
· сброс подрезного слоя;
· подвод автоклавного поддона;
· кантование массива в вертикальное положение;
· подача массива под перекладчик, для последующей его подачи на автоклавные тележки (рис. 2).
Рис .2. Принцип работы установки в технологии «Верха Плюс»
для удаления нижнего слоя
Таким образом, имеется дополнительно шесть операций, чтобы удалить подрезной слой, объемом (0,18 м3, ≈3,3% от объема формуемого массива, а от объема изделий в массиве, даже меньше), который потом может привести к запредельной величине объема используемого вторичного шлама в формуемом массиве.
Много похвалы связано, наверное, с другими обстоятельствами. Это запатентованная фирмой Верхан установка удаления нижнего слоя на этапе резки вертикально стоящего массива, что дает возможность еще до автоклавной обработки удалить нижний подрезной слой толщиной около 5 см.
3. Объем формуемого массива в предлагаемых технологических решениях составляет 4,5 м3, что в сравнении с техническими решениями фирмы «Маза-Хенке» (5,4 м3) меньше - в 1,2 раза. Т.е., на одинаковую производительность нам необходимо уменьшить ритм формования массивов и увеличить количество форм, поддонов, количество автоклавов при равном их объеме, примерно – в 1,2 раза.
4. «Верхан» предлагает использовать другие автоклавы, значительно отличающие по размерам от обычно предлагаемых фирмами-поставщиками оборудования для производства газобетонных изделий. Это крупногабаритное оборудование, доставка которого значительно усложнена, что вызовет удорожание проекта.
С другой стороны (в технологическом вопросе) использование крупногабаритных автоклавов уменьшает их количество в линии, но, соответственно, уменьшает возможность перепуска пара из автоклава в автоклав. Это – увеличение удельного энергопотребления на 1 м3 производимой продукции. Так, при количестве автоклавов 4 и более (лучше 5-6) можно организовать перепуски из автоклава в автоклав пара и производить первую стадию ТВО – продувку, за счет пара, отводимого на последней стадии ТВО из другого автоклава. Для обеспечения работы крупногабаритного автоклава требуется соответствующая котельная с большой часовой мощностью, но использоваться она будет циклично. Для такого теплотехнического оборудования (парогенераторный котел) вход и выход из (в) нагрузки не является экономичным, поэтому будет увеличение энергозатрат и снижении к.п.д. котла. Сам котел не будет использоваться по суточной загрузки на полную мощность, что в проектных решениях не избежать.
С коэффициентом использования автоклава по объему связано удельное энергопотребление пара для ТВО изделий (рис. 3). В проекте «Верхан» – 0,388, а технических решениях фирмы «Маза-Хенке» - 0,396, «лаб. ЯБ ПГАСА – 0,431».
Рис. 3. Зависимость удельного потребления пара для ТВО газобетонных изделий при изменении В/Т газобетонной смеси и плотности газобетона
4. Макроструктура газобетона. Анализируя рекламные проспекты «Верхан» и предоставленные рекламные фильмы можно отметить на массивах и газобетонных изделиях наличие газовых каверн. Это связано (наше предположение) с дефектами макроструктуры газобетона на стадии формования массива. Возможно по причине непроформовки бетона, а точнее, в захвате и не в удалении воздуха из бетонной смеси (рис. 4). Это может быть связано:
- с использованием бетоносмесителя, который в процессе перемешивания захватывает воздух и образовывает пузыри, которые по массиву присутствуют в виде газовых каверн;
- или используется бетонная смесь с низким значения В/Т отношения. Вязкость такой смеси не дает возможности удалению пузырей из формуемого массива.
С другой стороны можно предположить, что используется ударная площадка, не обеспечивающая удаления этих пузырей из газобетонного массива на стадии его формования.
Рис. 4. Иллюстрации изделий и массива, где имеются раковины в бетоне
Таким образом, технологические решения фирмы «Верхан» требует детального производственного изучения. В рамках 5-й Международной научно-практической конференции «Опыт производства и применения ячеистого бетона автоклавного твердения» предоставляется хорошая возможность посмотреть и изучить более внимательно производство в г. Гродно.