Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема работы

«Производство двухслойного лицевого кирпича с проектированием цеха производственной мощностью 20 000 000 штук в год»



Определения

Керамика - это общее понятие, которое объединяет поликристаллические материалы, получаемые спеканием естественных глин и их смесей с минеральными примесями, а также окислов металлов и других тугоплавких соединений. Значительную часть этих материалов составляет строительная керамика.

Кирпич -- искусственный камень правильной формы, используемый в качестве строительного материала, произведённый из минеральных материалов, обладающий свойствами камня, прочностью, водостойкостью, морозостойкостью.

Керамические санитарные изделия - глазурованные изделия, изготовленные из смеси белых глин и минералов, обожженные при высокой температуре и предназначенные для санитарно-гигиенического и хозяйственного применения путем приема и смыва загрязнений водой.

Функциональная поверхность - поверхность части изделия, подвергаемая воздействию водопроводной или сточной воды.

Монтажная поверхность - поверхность изделия, предназначенная для крепления и сборки.

Декорирование - нанесение на видимую поверхность изделия рисунка одного или нескольких цветов.

Функциональная пригодность - способность изделия выполнять свои функции в течение срока эксплуатации.

Холодный треск - трещины по глазури и черепку, возникающие после процесса обжига изделий на стадии их охлаждения, вследствие внутренних напряжений без внешнего механического воздействия.

Оттенок основного цвета - отличие окраски поверхности изделия с большей или меньшей насыщенностью цвета.

Пятно - зона другой окраски размером более 1 мм, отличающейся от основного цвета.

Пустотность - доля пустот в объеме изделия, выраженная в процентах.

Трещина - разрыв изделия без разрушения его на части, шириной раскрытия более 0,5 мм.

Сквозная трещина - трещина, проходящая через всю толщину изделия, протяженностью более половины ширины изделия.

Посечка - трещина шириной раскрытия не более 0,5 мм.

Отбитость - механическое повреждение грани, ребра, угла изделия.

Черная сердцевина - участок внутри изделия, обусловленный образованием в процессе обжига изделия оксида железа (II).

Обозначения и сокращения

СНиП - Строительные нормы и правила

ГОСТ - Государственный стандарт

Т.Б - техника безопасности, охрана труда

ТУ - Технические условия

качест. - контроль качества

экон. - экономика

нагр. - нагрузки и воздействия

ЖКХ - жилищно-коммунальное хозяйство

К - кирпич

К - ковер

КБ - ковер «брекчия»

ДС - двухслойный

НГ - неглазурованная



Введение

Государственная программа «Доступное жилье 2020» предполагает увеличение жилой площади в республике на 7 млн м2. К таким же цифрам пришли программы «Акбулак» и «Модернизация ЖКХ». Программы дорожно-строительных направлений, также поддержали такие числа.

Новым инструментом развития экономики в РК в ближайшие 5 лет должна стать программа «Нурлы жол». Основой данной программы стало введения социального арендного жилья. Такие квартиры строятся для молодых семей, особенно нуждающихся в жилищной площади. Помимо этого, «Нурлы Жол» предполагает улучшение экономики страны и подготовку высококвалифицированных кадров. Будущее поколение специалистов должно хорошо подготовится к преодолению всех экономических трудностей, которые могут возникнуть в связи с глобальным кризисом. Важной составляющей программы стало развитие инфраструктуры в Астане и регионах в течение ближайших 5 лет. Будут построены новые транспортные линии, железнодорожные пути и автомобильные дороги.

В Казахстане производится достаточное количество строительных материалов, способных удовлетворить внутренний спрос на данную продукцию. Силами местных предпринимателей производятся гипс, цемент, бетонные изделия, стеновые материалы, теплоизоляция, гипсокартон, асбест, щебень, песок, арматура и многое другое.

Основная проблема производства в республики - очень низкий спрос на местную продукцию. Многие строительные компании предпочитают использовать материалы зарубежных производителей. Связано это с недоверием к казахстанской продукции. Вследствие этого, заводы работают не на полную мощность, и половина оборудования простаивает без дела. Соответственно, не увеличивается количество рабочих мест, что в значительной степени влияет на общий экономический уровень в стране.

Причин этому много - бюрократические проблемы, сложность в оформлении документов, нелегальный ввоз дешевых некачественных материалов из стран ближнего зарубежья. Также, часто многие предприниматели экономят на производстве, чтобы снизить себестоимость продукции, что в значительной степени влияет на конечное качество материалов.

Для решения подобных проблемы был создан «Департамент промышленности строительных материалов» при «Агентстве РК по делам строительства и ЖКХ», который всячески поддерживается как государственными, так и частными организациями.

На казахстанском рынке строительных материалов можно найти множество видов керамических изделий. По назначению они могут быть стеновыми, облицовочными, кровельными, для полов, дорожными, теплоизоляционными, огнеупорными, кислотокупорными и санитарно-техническими.

Одним из самых популярных отделочных материалов сегодня стали двухслойные лицевые кирпичи для внутренней облицовки стен. Ведь сложно подобрать альтернативу для данного отделочного материала. Его широкие возможности позволяют создавать не только ровные, отличающиеся хорошей прочностью и долговечностью поверхности, но также, он идеально вписывается в общий интерьер или экстерьер, не нарушая при этом общей дизайнерской концепции.



1. Номенклатура продукции

Наименование продукции, область применения	Наименование и обозначение ТНПА	Код по ОК РБ
Кирпич керамический рядовой полнотелый одинарный (250?120?65) марки по прочности: · М175, марок по морозостойкости F75; · М200, марок по морозостойкости F75. Применяют для кладки каменных и армокаменных наружных, внутренних стен и других элементов зданий и сооружений с последующей их отделкой или без неё. Применяется для кладки бытовых печей и каминов	СТБ 1160	26.40.11.100
Кирпич керамический рядовой пустотелый одинарный (250?120?65) марки по прочности: · М 125, марок по морозостойкости F75; · М 150, марок по морозостойкости F75. Предназначен для кладки и одновременной облицовки наружных и внутренних стен зданий и сооружений.	СТБ 1160	26.40.11.100
Кирпич керамический лицевой пустотелый утолщенный (250?120?88)марки по прочности: · М 125, марок по морозостойкости F75, F100; · М 150, марок по морозостойкости F75, F100; · М175, марок по морозостойкости F75, F100. Предназначен для кладки и одновременной облицовки наружных и внутренних стен зданий и сооружений.	СТБ 1160	26.40.11.100
Кирпич керамический рядовой пустотелый утолщенный (250?120 ? 88) марки по прочности: · М100, марок по морозостойкости F75; · М125, марок по морозостойкости F75; · М150, марок по морозостойкости F75; · М175, марок по морозостойкости F75. Применяют для кладки каменных и армокаменных наружных, внутренних стен и других элементов зданий и сооружений с последующей их отделкой или без неё.	СТБ 1160	26.40.11.100
Камень керамический рядовой (250?120?138) марки по прочности: · М100, марок по морозостойкости F75; · М125, марок по морозостойкости F75; · М150, марок по морозостойкости F75; · М175, марок по морозостойкости F75. Применяют для кладки каменных и армокаменных наружных, внутренних стен и других элементов зданий и сооружений с последующей их отделкой или без неё	СТБ 1160	26.40.11.100
Камень керамический лицевой (250?120?138) марки по прочности: · М125, марок по морозостойкости F75, F100; · М150, марок по морозостойкости F75, F100; · М175, марок по морозостойкости F75, F100. Предназначен для кладки и одновременной облицовки наружных и внутренних стен зданий и сооружений.	СТБ 1160	26.40.11.100
Камень керамический рядовой укрупненный с горизонтальным расположением пустот (250?200?80) марки по прочности: · М25, марок по морозостойкости F75; · М35, марок по морозостойкости F75; · М50, марок по морозостойкости F75; · М100, марок по морозостойкости F75.	СТБ 1160	26.40.11.100



2. Характеристика сырьевых материалов

2.1 Глина

Глина - осадочная порода, состоящая из гидроалюмосиликатов с общей химической формулой n Al2O3 * mSiO2 * zH2O. Частицы глинистых материалов имеют малый размер (0,01-10 мкм) и в основном пластинчатую форму. Они не только способны включать воду в свою химическую структуру (химически связанная вода), но и удерживать ее вокруг частиц в виде тонких прослоек (физически связанная вода). При смачивании глины вода входит в межслойное пространство минерала и его слои получают возможность легко сдвигаться относительно друг друга. Этим объясняется одно из важнейших свойств глин - пластичность. В настоящее время известны следующие глинистые материалы: каолинит, монтмориллонит, галлуазит и иллит (гидрослюда), определяющие минеральный состав всех видов глин.

Химический состав глин колеблется в широких пределах и зависит от минерального состава и наличия примесей. Основными компонентами глин являются кремнезем SiO2, глинозем Al2O3, оксиды щелочных и щелочноземельных металлов K2O, Na2O, CaO, MgO, оксиды Fe и Ti. На основе химического анализа можно предположительно судить о пригодности глин для какого-либо производства, но глины состоят не только из глинистых минералов и обычно содержат примеси кварца, полевого шпата, карбонатов, оксидов железа, слюды, а также органические соединения. Так, в высококачественном (отмученном) каолине содержитс (%) я: каолинита - 85-90, кварца - 7-10, полевого шпата - 3-5. В обычной гончарной глине полиминерального состава содержится (%): глинистых минералов - 45-60, кварца - 25-35, карбонатов - 2-8. Органические примеси в глинах колеблются от 3-4 до 18-20 %.

Содержание глинозема Al2O3 определяет в основном степень огнеупорности глины; так, для изготовления огнеупорных керамических изделий применяют глины, содержащие не менее 28% Al2O3. Оксиды калия и натрия, напротив, являются сильными плавнями и в огнеупорных глинах их должно быть не более 2%. Содержание в глине Fe2O3 и TiO2 свыше 2% свидетельствует о том, что эта глина после обжига будет иметь красноватый цвет, а при 5% и выше - темно-красный цвет. CaO и MgO являются сильными плавнями при температуре обжига свыше 1000?С; эти компоненты нельзя использовать в фарфоровом производстве, т.к. они повышают склонность фарфоровой массы к деформации.

Основное сырье -- легкоплавкие глины (огнеупорность по ГОСТ 9169--75 ниже 1350 °С) в плотном, рыхлом и пластическом состоянии, а также трепельные и диатомовые породы, отходы добычи и обогащения угля, золы ТЭС.

Вторичные или осадочные легкоплавкие глины имеют большей частью желтые и бурые оттенки. Их химический состав, % по .массе: оксид кремния SiOj 60--80; глинозем АЬОз вместе с диоксидом титана TiOj 5--20; оксид железа FejOj вместе с FeO 3--10; оксид кальция СаО 0--25; оксид магния MgO О--3; серный ангидрид 8Оз 0--3; оксиды щелочных металлов NasO+KzO 1--5; ППП до 15%.

Оксид кремния находится в связанном состоянии в составе глинообразующих минералов и в свободном состоянии в виде кварцевого песка, тонких пылевидных частиц, реже в виде кремния. С увеличением количества песка уменьшаются усадка и прочность изделия. Тонкодисперсные фракции повышают чувствительность глин к сушке.

Оксид алюминия находится в глине в составе глинообразующих минералов и слюдянистых примесей. С повышением его содержания, как правило, повышается пластичность глины, возрастает прочность сформованных, сухих и обожженных изделий, увеличивается их огнеупорность.

Диоксид титана влияет на окраску изделий.

Оксид железа способствует образованию после обжига красноватого цвета изделиям. При его содержании более 3 % и наличии восстановительной среды оксид железа снижает температуру обжига изделий.

Присутствие частиц известняка размером 1--2 мм приводит при обжиге к образованию оксида кальция, который под влиянием влаги воздуха гасится, увеличиваясь в объеме («дутик»), а при большом содержании даже к разрушению изделия. Присутствие в глине сульфата кальция -- причина образования на обожженных изделиях белых налетов.

Оксиды щелочных металлов находятся в глинах в составе слюд и полевых шпатов, а в примесях в виде растворимых солей. Являются плавнями, при сушке изделия мигрируют на поверхность, а после обжига спекаются, придавая ему большую прочность. Растворимые соли образуют на поверхности изделия белесоватый налет.

Органические примеси находятся чаще всего в коллоидном состоянии, связывают большое количество воды, повышают пластичность глин, а при сушке сырца являются причиной воздушной усадки и образования трещин. Органические примеси придают изделиям при обжиге более темный цвет. Эти примеси, химически связанная вода в водных кристаллогидратах и алюмосиликатах, а также СО г карбонатов -- удаляются из изделия при термической обработке.

Легкоплавкие глины обычно состоят из нескольких минералов, преимущественно монтмориллонитовой и гидрослюдистой групп, а также с примесью минералов каолинитовой группы. Глинистые породы на их основе отличаются высокой степенью дисперсности (<0,005 мм), пластичности, сильно набухают, высыхают медленно и наиболее чувствительны к сушке и обжигу. Гидрослюдистые глины, содержащие иллит K2O-MgO-4Al2O3-7Si02-2НгО, отличаются средней дисперсностью и пластичностью. Каолинитовые глины, состоящие из минералов каолинита, диккита, накрита с одинаковым химическим составом Al2O3 *2SiO2*2H2O, слабо набухают в воде, мало чувствительны к сушке и обжигу.

По гранулометрическому составу или распределению зерен в глинистой породе (% по массе) глиныразделяют на высокодисперсные с содержанием более 85 % частиц размером менее 0,01 мм и более 60 % частиц менее 0,001 мм; дисперсные с содержанием 40-- 85 % частиц менее 0,01 мм и 20--60 % частиц менее 0,001 мм; грубодисперсные, если соответственно тех же фракций менее 40 % и менее 20 %. Чем более дисперсно-глинистое сырье, тем оно пластичнее. По содержанию крупнозернистых включений размером более 0,5 мм различают группы глинистого сырья (%): с низким их содержанием -- не более 1, со средним -- 1--5, с высоким -- более 5. Мелкими считают включения менее 2 мм, средними -- 2--5, крупными более 5 мм.

Сырье для производства керамических материалов оценивается по следующим показателям:

· пластичности,

· связующей способности,

· чувствительности к сушке,

· воздушной усадке при сушке, огневой при обжиге,

· спекаемости и огнеупорности.

Пластичность глин -- их способность под воздействием внешних усилий принимать любую форму без разрыва сплошности и сохранять ее после прекращения этих усилий. Согласно ГОСТ 21216.1--81* пластичность глин характеризуется числом пластичности: Я-- =*№т~Wp, где Ч^т -- влажность предела текучести, %, являющаяся границей между пластическим и вязкотекучим состоянием системы; Ц7Р -- влажность предела раскатывания, %, которая находится на границе между хрупким и пластическим состоянием системы. По степени или числу пластичности глины разделяют на высокопластичные -- более 25; среднепластичные-- 15--25; умереннопластичные-- 7--15; малопластичные -- менее 7; непластичные. Чем пластичнее глина, тем больше воды необходимо для получения формовочной массы. Влажность массы составляет, %: из высокопластичных глин 25--30, из среднепластич-ных 20--25 и малопластичных 15--20.

Связующая способность глин определяет их возможность сохранять пластичность при смешивании с непластичными материалами и измеряется количеством нормального песка (ГОСТ 6139--78), при добавлении которого образуется масса с числом пластичности 7. В зависимости от способности глин связывать то или иное количество нормального песка (%) их разделяют на высокопластичные (60--80); пластичные (20--60); низкопластич- ные -- тощие (20); камнеподобные -- сланцы, сухарные глины (не образуют теста).

Воздушной усадкой (линейной или объемной) глинистого сырья называют изменение линейных размеров или объема сформованных из него образцов при сушке

?,=[(/,-/2)100]

где /| и /г -- расстояние между метками по диагонали образца до и после сушки.

Чувствительность глины к сушке характеризуется коэффициентом чувствительности Кч, определяемым по формуле

C4=AV,C:V

где AVec -- усадка единицы объема образца, высушенного до воздушно-сухого состояния; V, -- объем пор, отнесенный к единице объема образца.

По степени чувствительности к сушке глины разделяют на следующие классы: при /CiSjl -- глины малой чувствительности; /(,= = 1 --1,5 -- глины средней чувствительности; /Сч^1,5 глины высокочувствительные (глины с /Сч=0,5 и менее также относятся к высокочувствительным, так как отличаются очень низкой трещиностойкостью).

Огневой усадкой называют изменение линейных размеров высушенных изделий после их обжига н определяют по формуле

1о=[(/а-/3):/з]100

где /2 и /з -- расстояние между метками после сушки и после обжига изделия.

Спекаемость глин -- их способность при обжиге уплотняться с образованием твердого камнеподобного тела (черепка). Классификация глин по температуре спекания: низкотемпературная с температурой спекания до 1100°С, среднетемпературная соответственно 1100-- 1300 "С; высокотемпературная свыше 1300 °С. Разность между температурой спекания Тс и началом деформации 7"д (спекания) называют температурным интервалом спекания Т*=ТС+ТЛ. Интервал спекания глин, применяемых в кирпичном производстве, обычно составляет 50 -- 100 "С. Керамические стеновые материалы пластического формования обжигают при 900--980 °С, а полусухого на 50-- 100°С выше.

Огнеупорность глин -- их свойство противостоять не расплавляясь воздействию высоких температур.Глины делят на огнеупорные с показателем огнеупорности свыше 1580 °С, тугоплавкие --1350--1580 °С и легкоплавкие до 1350 °С. Кирпич-сырец пластического прессования из трепелов и диатомитов обладает небольшой воздушной и огневой усадками, выдерживает быструю сушку, однако в ряде случаев недостаточно морозостоек и требует дополнительных технологических мероприятий для устранения этого недостатка, например при полусухом прессовании обработку в стержневых смесителях.

2.2 Каолин

Каолин -- глина белого цвета, она же белая глина, состоящая из минерала каолинита. Образуется при разрушении (выветривании) гранитов, гнейсов и других горных пород, содержащих полевые шпаты (первичные каолины). В результате перемыва первичных каолинов и происходит переотложение их в виде осадочных пород; образуются вторичные каолины, называемые также «каолиновые глины». Формула: Al2O3*2SiO2*2H2O

Месторождения каолинов могут быть как первичные (сохранившиеся на месте своего образования) так и вторичные (переотложенные). Каолин - сырец содержит большое количество песка, зачастую больше 50%. Поэтому, для удаления избыточного песка, каолин проходит обогащение. Если в исходном сырье содержание частиц каолина с размером менее 56мкм составляет около 40%, то в обогащенном каолиновом концентрате содержание частиц размером менее 2мкм составляет более 67%. В зависимости от содержания частиц размером менее 1мкм каолин подразделяется при содержании более 50% - тонкодисперсный, при содержании от 26% до 50% - дисперсный, и при содержании менее 26% - грубодисперсный.

Таблица 2.1 Химический состав исходного каолина на различных месторождениях колеблется в широком диапазоне

	%
Al2O3	13,8-35,5
SiO2	47,5-78,5
TiO2	0,25-1,2
Fe2O3	0,35-3,15
MgO	0,18-0,9
CaO	0,13-0,71
Na2O+Ca2O	0,18-1,6
ппп	6-12,8

В производстве керамических изделий обычно используется обогащенный каолин, имеющий следующие показатели химического состава (таблица 2):

Таблица 2.2 Показатели химического состава каолина при производстве керамических изделий

оксид алюминия не менее	35%
оксид железа не более	1%
оксид титана не более	1,2%
оксид кальция не более	1,9%.

2.3 Пигменты

Пигменты - это высокодисперсные вещества нерастворимые (в отличие от красителей) в воде, органических растворителях, пленкообразователях и других средах, обладающие определённым набором оптических, механических, сорбционных свойств.

Пигменты могут быть неорганическими или органическими веществами. В качестве пигментов применяются также металлические порошки. Пигменты могут быть природные и синтетические.

Выбор пигментов определяется свойствами пигмента и материала, характером их взаимодействия, а также параметрами переработки и условиями эксплуатации изделий. При выборе следует иметь в виду, что технические свойства пигмента (оттенок, укрывистость, светостойкость, интенсивность и др.) зависят не только от химического состава пигментов, но в большей степени от размеров и формы частиц, которые в свою очередь, зависят от условий получения пигмента: концентрации и температуры исходных растворов, интенсивности их перемешивания, температуры и т.д.

Кирпич - широко распространенный строительный материал, который используют для облицовки поверхностей, возведения несущих стен зданий, при строительстве фундаментов, ограждений и так далее. Все больше внимания заказчики работ уделяют не только эксплуатационным, но и эстетическим особенностям кирпичей. Цвет данного стройматериала зависит от сорта глины, из которого он изготовлен. Чтобы получить цвет более яркий, насыщенный и глубокий, при их производстве используют специальные пигменты для кирпича. С их помощью стройматериал окрашивают в следующие цвета:

· коричневый (темный, светлый),

· желто-коричневый,

· желтый.

Так, кирпичи проходят длительную и интенсивную термическую закалку, поэтому все пигменты должны отличаться жаростойкостью. Некоторые из них под воздействием высоких температур теряют свой первоначальный цвет. Однако к железооксидным пигментам для кирпича от компании «Ярославский пигмент» это не относится.

Необходимо, чтобы частицы красящего порошка имели небольшой размер. Только в этом случае они равномерно распределятся по объему глины при ее замесе и не образуют комков в материале.

Желательно также, чтобы краситель хорошо противостоял любым неблагоприятным погодным воздействиям, вроде осадков, перепадов температур и прямого солнечного света.



3. Выбор способа производства

На сегодняшний для производства керамического кирпича существует два производства: пластическое формование и полусухое прессование.

В первом случае глиняная масса тщательно перемешивается с водой в количестве 12-20% и затем поступает в вакуумный ленточный пресс. Получившаяся лента нарезается на отдельные "кирпичи-сырцы", которые далее поступают в сушильные камеры, а после этого обжигаются в печах при температуре более 1000°С. От качества обжига зависит очень многое. Если кирпич пережечь, внутри него образуется черная сердцевина или оплавляются края. После этого материал становится пригодным лишь для кладки фундаментов.

При методе полусухого прессования готовится формовочная масса с влажностью не более 8%, которая поступает в пресс, где под давлением формуется все тот же кирпич-сырец. Имея начальную влажность значительно меньшую, чем в первом случае, такой кирпич не сушится, а сразу же направляется в печь обжига.

В данной курсовой работе для производства двухслойного лицевого кирпича, выбираем пластический способ формования.

Метод пластического формования кирпича - это «классический» способ получения кирпича, основанный на формовании кирпича сырца с влажностью 15-25% с дальнейшими процессами сушки и обжига.

Кирпич, полученный этим способом, имеет ряд преимуществ:

1. Область применения кирпича не ограничена - это основания зданий, несущие конструкции и стены, облицовка зданий с применением рядового и фигурного кирпича, газоходы, дымоходы, вентканалы, дымовые трубы, лифтовые шахты и т. д.

2. При этом способе можно получить высококачественный облицовочный кирпич различного вида и различных цветовых оттенков (в зависимости от добавок).

3. Качественный кирпич пластического формования прочен, износостоек, долговечен и экологически безопасен.

Завод по производству керамического кирпича состоит из следующих отделений:

1. Глинозапасник.

Глину, добытую из карьера необходимо подвергать первичной переработке: вылеживанию в буртах под открытым небом. При этом время вылеживания должно быть не меньше 6 месяцев. Исследования в этой области и большой практический опыт на производствах показали, что увеличение времени вылеживания положительно сказывается на свойствах глины и, как следствие, на свойствах готовых изделий. Практика показала, что при этом увеличивается пластичность глины и значительно повышаются формовочные свойства массы, что в свою очередь ведет к повышению качества готовых изделий.

Для круглогодичной работы завода глинозапасник является обязательным. Основной его функцией является резервирование и защита сырья от климатических условий (дождь, снег, низкая и высокая температуры и т.п.). Площадь глинозапасника зависит от производительности завода и от климата региона. Обычно он рассчитывается на 3-4 месяца непрерывной работы завода.

2.Отделение массоподготовки

Для получения качественного кирпича сырье требует тщательной переработки. Необходимо в процессах переработки глины предусмотреть воздействие на нее в разных плоскостях. Глина, проходя через технологическую линию массоподготовки испытывает следующие способы измельчения: удар, раздавливание, истирание, изгиб, резание и т.д.

Во многих случаях для получения качественного кирпича одного основного сырья - глины (суглинка) недостаточно, поэтому применяются различные виды добавок для отощения или обогащения глины или используют несколько видов глин. Могут использоваться следующие виды добавок: пластификаторы (глины с большим числом пластичности), песок, шамот, опилки, отходы углеобогащения, шлаки и т.д.

3. Формование готовой массы.

Глиняная масса тщательно перемешивается с водой в количестве 12-20% и затем поступает в вакуумный ленточный пресс. Получившаяся лента нарезается на отдельные "кирпичи-сырцы".

4. Сушка и обжиг.

Полученные "кирпичи-сырцы" поступают в сушильные камеры, а после этого обжигаются в печах при температуре более 1000°С. От качества обжига зависит очень многое. Если кирпич пережечь, внутри него образуется черная сердцевина или оплавляются края. После этого материал становится пригодным лишь для кладки фундаментов.

обжиг сырьевой пресс кирпич



4. Технологическая схема производства

Рисунок 1 - Схема производства двухслойного лицевого кирпича: 1 карьер глины. 2 экскаватор. 3 запасник глины. 4 вагонетка. 5 ящичный подаватель. 6 добавки, 7 бегуны. 8 вальцы, 9 вакуумный ленточный пресс, с нанесением второго слоя глины. 10 резак. 11 укладчик. 12 тележка. 13 сушильная камера. 14 тоннельная печь. 15 погрузчик. 16 склад

Лицевые кирпичи изготавливают из высококачественных легкоплавких глин. Производится более высокая степень гомогенезации массы при ее переработке.

Добычу сырья осуществляют на карьерах открытым способом - экскаватором. Транспортировку сырья от карьера к заводу производят автосамосвалами, вагонетками или транспортерами при небольшой удаленности карьера от цеха формовки.

Поступившую на завод глину подвергают обработке до получения пластичной однородной массы. Для этого глинистое сырье подвергают сначала измельчению на вальцах: глиняная масса поступает на поверхность двух валков, которые вращаются друг навстречу другу, в результате чего глина втягивается в зазор между ними и измельчается. Валки могут иметь разные диаметры и вращаться с неодинаковой частотой, в результате чего измельчение протекает интенсивнее. Для более интенсивного измельчения к вальцам добавляют бегуны. Затем смесь поступает в глиносмеситель, где она увлажняется до 18-25% и перемешивается до получения однородной пластичной массы. Тщательно приготовленная однородная масса поступает затем в ленточный пресс.

Если же сырец, имеющий высокую влажность сразу после формования подвергнуть обжигу, то он растрескивается. При сушке сырца искусственным способом в качестве теплоносителя используют дымовые газы обжигательных печей, а также специальных топок. Искусственную сушку производят в камерных сушилах периодического действия или туннельных сушилах непрерывного действия.

Процесс сушки представляет комплекс явлений, связанных с тепло- и массообменном между материалом и окружающей средой. В результате происходит перемещение влаги из внутренней части изделий

Для получения кирпича более высокой плотности и улучшения формовочных свойств глин применяют вакуумные ленточные прессы. Поступающую в ленточный пресс глиняную массу с помощью шнека уплотняют, после чего она подается к выходному отверстию - мундштуку. Сразу после мундштука на сырец наноситься второй слой высококачественной глины 2 мм, так же добавляют пигменты для окраски кирпича.

Из мундштука выходит непрерывный глиняный брус, который попадает на автомат для резки и укладки кирпича-сырца на вагонетки камерных или туннельных сушил. Производительность ленточных прессов до 10000 шт./ч. Срок сушки кирпича от 24 ч до 3 сут.

Высушенный до остаточной влажности (4-6%) сырец направляется на обжиг в тоннельную печь. Тоннельные печи имеют прямой полуциркулярный канал, по которому перемещаются вагонетки с изделиями навстречу теплоносителю, проходя через неподвижные зоны обжига. По длине печь условно разделена на три зоны:

- зона подогрева с температурой от 50 до 800°С (в период прогрева из сырца удаляется гигроскопическая и гидратная влага, сгорают органические примеси, равномерно прогревается масса и разлагаются карбонаты);

- зона обжига - от 800 до 1000°С (при обжиге происходит расплавление наиболее плавкой составной части глины, которая обволакивает нерасплавившиеся частицы глины, спекая массу);

- зона охлаждения - от 1000 до 50°С (происходит образование камня).

4.1 Прессование

Пластичная глиняная масса состоит из твердой минеральной фазы, воды и воздуха, содержание которого достигает 10%. Воздух в глине замедляет процесс проникновения в нее влаги, приводит к ее неравномерному уплотнению во время прессования и вызывает у спрессованного изделия напряжения от упругости сжатого воздуха с образованием микротрещин. Воздух снижает прессующую способность глиняной массы, являясь как бы излишним отощителем глинистой части.

Если из глиняной массы, поступающей в пресс, предварительно удалить воздух (дезаэрировать ее) с помощью вакуума, то глиняная масса приобретает более высокую связность, плотность, увеличивается сопротивление глиняного бруса разрыву. Брус приобретает резиноподобное состояние. Прочность спрессованного изделия из вакуумированной глины повышается в 2-3 раза, а высушенного - примерно в 1,5 раза. Объемная масса обожженного изделия возрастает на 3-4%, водопоглощение снижается на 10-15%, а прочность практически увеличивается на 30-40% по сравнению с прочностью изделий, сформированных без дезаэрации массы.

Вакуумирование уменьшает необходимую формовочную влажность и позволяет прессовать изделия с влажностью на 2-3% менее, чем обычно.

При вакуумировании глины большое значение имеет глубина вакуума; чем глубже вакуум, тем лучше дезаэрируется глиняная масса, тем прочнее получается изделие. Для глин, чувствительных к сушке, глубина вакуума должна составлять 700-720 мм рт. ст. Используя вакуум в сочетании с пароувлажнением массы, снижают трещиноватость в процессе сушки. Брус при этом становится плотным, резиноподобным, углы и грани приобретают четкие очертания, кирпич - хороший внешний вид. Температура бруса - 40-50° С. .

Пароувлажнение необходимо применять ввиду того, что влагопроводность вакуумной массы понижается за счет значительного ее уплотнения (что и увеличивает опасность трещиноватости из-за повышения перепадов влажности в кирпиче).

Вакуумирование действует на глину в зависимости от ее природных свойств. Например, грубодисперсные запесоченные глины дезаэрируются при низком вакууме, а мелкодисперсные для достижения таких же результатов, требуют более глубокого вакуума (до 720 мм рт. ст). Оптимальную глубину вакуума для различных масс определяют экспериментальным путем.

Для прессования изделий с предварительным дезаэрированием применяют вакуумные ленточные прессы в сочетании со смесителем.

Ленточный вакуумный комбинированный пресс СМК-28~ (CM-443A) (рис.48) состоит из следующих основных узлов: систем передач 1 и 2, смесителя 3, вакуум-камеры 5, нагнетательного вала, цилиндрического корпуса 7, шнекового вала 6, приводного вала 10. Смеситель 3 соединен с вакуум-камерой 5 и состоит из вала, на котором насажены лопасти, переходящие в конусной части в шнек 4.

Вакуум-камера 5 герметически примыкает к конусной части смесителя и корпусу. Она снабжена герметически закрывающейся крышкой, на которой крепят манометр. В крышке устроено окно для наблюдения за уровнем загруженной массы в вакуум-камере. Внутри вакуум-камеры сбоку расположен нагнетательный валок.

Цилиндрический корпус герметично соединен с вакуум-камерой и имеет стальную рубашку с продольными ребрами. К цилиндрическому корпусу приставлена переходная головка 8 с мундштучной плитой. Пресс расположен на сварной станине 9.

Пресс работает следующим образом. Масса, прошедшая предварительную обработку, поступает в смеситель пресса, где перемешивается и в случае необходимости доувлажняется и прогревается паром. Лопасти, расположенные по валу смесителя, продвигают глину к выходному отверстию вакуум-камеры.

Перед входом в вакуум-камеру в конусной части глина с помощью шнеков плотно заполняет выходную часть смесителя; на входе в вакуум-камеру глиняная масса проходит через кольцевое отверстие и разрезается ножами на мелкие куски. В герметически закупоренной камере размельченная глина подвергается дезаэрации путем вакуумировании.

Герметизация вакуум-камеры с одной стороны создается массой, находящейся в конце конусного цилиндра смесителя, а с другой стороны массой, находящейся в переходной головке и мундштуке пресса. Подсос воздуха со стороны вала пресса устраняется специальными прокладками и сальниками.



Вакуум-камера подключена к вакуум-насосу, создающему вакуум до 720 мм рт. ст.

Дезаэрированные кусочки глиняной массы собираются в нижней части вакуум-камеры и совместным действием нагнетательного валка и приемных винтовых лопастей захватываются и продвигаются в корпус пресса, из которого уплотненная глиняная масса выпорными двухзаходными лопастями подается в переходную головку.



Ленточные комбинированные вакуумные прессы СМК-28 (СМ-443А) поставляют в. комплекте с вакуум-насосами.

При прессовании изделий на вакуумных прессах применяют короткие металлические мундштуки с незначительной конусностью без орошения или с орошением в зависимости от свойств глины (рис.49).

На вакуумных прессах прессуют преимущественно пустотелые изделия. Для этого в мундштуки вставляют сердечники с пустотообразователями различной конфигурации.

Сердечник (рис.50) состоит из скобы, кернодержателей 2 и кернов 3.

На рис.51 показаны сердеч ники для прессования пустотелого кирпича. Керны изготовляют конусной обтекаемой формы. Конусность кернов определяют в зависимости от свойств глиняной массы. Скобу сердечников прочно прикрепляют к задней стенке мундштука. Она не должна отклоняться, чтобы не нарушать положения кернов, Кернодержатели должны быть также достаточно жесткими. В противном случае изделия получаются с междупустотными стенками различной толщины.

Данные о ленточных прессах приведены в табл.15. Перед пуском вакуумного пресса, так же как и безвакуумного, проверяют его готовность к работе; герметичность и чистоту решетки; состояние ножей, разрезающих глиняную массу в вакуум-камере; чистоту фильтра на линии к вакуум-насосу; надежность присоединения вакуум-насоса к вакуум-камере; состояние вакуум-насоса; включение лампы освещения вакуум-камеры.

Кроме того, проверяют крепление лопаток в смесителе и угол их поворота (не должен превышать 20°); величину зазоров между шнековыми лопастями в конечной части смесителя и конусным корпусом ее.

Вакуумный пресс пускают в такой последовательности. Вначале включают вакуум-насос и вентиль на всасывающем трубопроводе насоса, затем электродвигатель, муфту включения пресса и питание пресса глиняной массой и затем уже питание смесителя.

На длительный период вакуум-пресс останавливает в такой последовательности.

Сначала прекращают подачу глиняной массы в пресс, а после выработки всей массы в цилиндре пресса, приемной части и в вакуум-камере выключают муфту включения пресса. Затем отключают электродвигатель пресса, перекрывают и потом выключают вентиль всасывающего трубопровода вакуум-насоса.

При кратковременной остановке пресса прекращают питание пресса, выключают муфту включения, не отключая электродвигателя и вакуум-насоса.

Во всем остальном обслуживание вакуумного пресса аналогично обслуживанию безвакуумного пресса.

Вследствие повышенной вязкости вакуумированной массы вакуум-прессы работают под большим напряжением, чем безвакуумные, требуют повышенного расхода электроэнергии, что вызывает необходимость более тщательного ухода за движущимися частями, прокладками, обеспечивающими герметичность вакуум-камеры и ее соединения с корпусом пресса, а также особого наблюдения за состоянием смазки.

При эксплуатации необходимо помнить следующие правила:

ленточные прессы следует устанавливать на фундаменты, не связанные со стенами здания;

ленточные прессы должны быть оборудованы звуковой сигнализацией, смонтированной непосредственно у пресса для оповещения обслуживающего персонала о пуске и остановке прессов;

пуск пресса со снятыми или неисправными ограждениями не разрешается;

чистку, смазку, ремонт, регулирование и налаживание пресса или сопряженных с ним механизмов можно производить только после остановки пресса и снятия предохранительных пусковых приспособлений (электромонтером) или вилок разрыва питающей электролинии;

при работе пресса с пароувлажнением массы для предохранения обслуживающего персонала от ожогов должна быть осуществлена тепловая изоляция смесителя пресса, паропроводов и устройств для пароувлажнения; в помещениях прессов с пароувлажнением должна быть оборудована механическая вытяжная вентиляция;

очистка поверхностей питательного валка и стенок приемной коробки пресса от глины, проталкивание сырца в приемную коробку, отбор проб, извлечение посторонних предметов из приемной коробки пресса во время его работы не разрешаются.



5 .Режим работы производства

Режим работы предприятия как важнейшее условие расчета производственной мощности определяется исходя из числа смен работы, продолжительности рабочего дня и рабочей недели. При это различают календарный, режимный и действительный (рабочий) фонды времени использования основных производственных фондов. Календарный фонд времени равен количеству календарных дней в плановом периоде, умноженному на 24 час. Режимный фонд времени определяется режимом производства. Он равен произведению числа рабочих дней в плановом периоде на число часов в рабочих сменах. Действительный (рабочий) фонд времени работы оборудования равен режимному за вычетом времени планово-предупредительного ремонта, рассчитанного по установленным нормам.

1. Режим работы массозаготовительго цеха.

1. Календарный фонд времени 365 дней

2. Число праздничных дней 11 дней

3. Сменность 3 смены в сутки

4. Длительность смены 8 часов

5. Плановый ремонт 18 суток

6. Аварийные остановки 1%

7. Чистка и уборка оборудования 0,5 ч/смену

Годовой фонд времени работы оборудования:

2. Режим работы цеха формования, сушки, обжига.

1. Календарный фонд времени 305 дней

2. Число праздничных дней 11 дней

3. Сменность 3 смены в сутки

4. Длительность смены 8 часов

5. Плановый ремонт 18 суток

6. Аварийные остановки 1%

7. Чистка и уборка оборудования 0,5 ч/смену

Годовой фонд времени работы оборудования:



6. Производственная программа

Производственная программа представляет собой систему плановых заданий по выпуску продукции установленной номенклатуры, ассортимента и качества, предназначенной для удовлетворения различных потребностей.

Показатели производственной программы

Основными показателями производственной программы являются номенклатура, содержащая наименование продукции с указанием количества, качества и сроков сдачи; товарная продукция; незавершенное производство; валовая продукция.

Определенные на основе расчетов размеры выпуска продукции в натуральном выражении еще нельзя рассматривать как реальное задание по ее производству, т.е. как производственную программу. Выпуск планируемого объема продукции предполагает наличие соответствующих производственных мощностей.

6.1 Производственные мощности

Производственная мощность предприятия (цеха или производственного участка) характеризуется максимальным количеством продукции соответствующего качества и ассортимента, которое может быть произведено им в единицу времени при полном использовании основных производственных фондов в оптимальных условиях их эксплуатации.

Наименование изделия	В год, штук	Сутки, штук	Смена, штук	Час, штук
Керамический кирпич	20 000 000	19 500	14 625	2 437



7. Определение состава сырьевой массы

Компонентами, входящими в состав керамических масс, являются глинистые материалы и различного рода добавки. Изменяя относительные содержание этих компонентов в сырьевой смеси, применяя разные способы воздействия оборудования на компоненты смеси и полуфабрикат, можно получать изделия, отличающиеся назначением, свойствами, структурой выразительным внешним видом.

Основным компонентом сырьевой смеси для изготовления керамических изделий являются глинистые материалы - продукты естественного выветривания полевошпатных горных пород.

Пригодность глинистого сырья для производства того или иного вида изделий определяется его свойствами, зависящими от химико-минералогического и гранулометрического состава.

Керамические - гончарные - глины состоят в основном из каолинита, гидрослюд с примесями кварца, полевого шпата, оксидов железа, карбонатов и др. Они находят широкое применение в производстве лицевого кирпича, фасадных и напольных плиток, дорожных кирпича и плитки.

Кирпичные- вторичные осадочные образования, непостоянные по минеральному и гранулометрическому составу, включающие каолинит, гидрослюды, монтмориллонит со значительными примесями кварца, карбонатов черепицы, облицовочных плиток, керамзита и аглопорита. Это низкоспекающиеся глины и суглинки, легкоплавкие с огнеупорностью ниже 1350 пластичностью не менее 7-15.

Для корректировки свойств исходного сырья, непригодного для получения изделий требуемого качества, в керамические массы вводят различные минеральные и органические добавки.

Отощающие добавки позволяют при сушке керамических изделий из высокопластичных глин уменьшить воздушную усадку и, тем самым, повысить трещиносойкость, сократить продолжительность сушки и снизить коробление сырца. При обжиге отощающие добавки также способствуют снижению огневой усадки.

Отощающими добавками могут являться тощие глины с числом пластичности не более 7, дегидратированная глина, отходы угледобычи с содержанием глинистых фракций до 60-70%, шамот, бой кирпича, кварцевые пески с преимущественно угловатыми зернами размером от 0,25 до 1 мм, измельченный шлак, зола, молотые песчаники, кварциты, кремни, маршаллит, диатомит, трепел, и т.п. материалы.

Отощающе -выгорающими добавками являются уголь, опилки, молотые шлаки и золы с топливными остатками, а также отходы углеобогащения. Они могут заменять до 85% массы твердого топлива, необходимого для обжига. Равномерно распределенные в теле сырца эти добавки способствуют хорошему внутреннему спеканию черепка пористых изделий.

Пластифицирующие добавки используют для повышения пластичности малопластичного глинистого сырья, например, лесов или лессовидных суглинков. Это высокопластичные («жирные») тугоплавкие и бентонитовык глины, различные ПАВ (технические лигносульфонаты, СДБ, КМЦ и др.), электролиты (кальцинированная сода, жидкое стекло, соляная кислота, хлорное железо и др.). Высокопластичные и тугоплавкие глины вводят в массу в количестве до 50% массы глины, а ПАВ- 0,2-0,5% массы шихты. Добавка электролитов составляет 0,05-2,5% массы сухого вещества.

Плавни вводят для повышения плотности и прочности, а также степени спекания при пониженных температурах обжига. Плавнями являются материалы, которые сами имеют меньшую, чем глина температуру плавления (пегматиты, сиениты, полевые шпаты) или образующие в процессе обжига с компонентами глины легкоплавкие соединения (известняки, доломиты, перлит, магнезит и др.).

Для повышения морозостойкости керамических изделий в формовочную массу вводят до 2,5% хлористых кальция, натрия или алюминия.

С целью предотвращения выцветов добавляют углекислый или хлористый барий в количестве до 0,5% массы, а для разрушения опасных крупных известковых включений - до 1,5% массы глины хлористый натрий или соляную кислоту.

Шихтовый состав масс в производстве изделий строительной керамики включают помимо основной глины пластифицирующие, выгорающие, отощающие добавки и добавки-плавни. При этом исходят из химического и минералогического составов основного сырья, его пластичности, отношения к сушке и других параметров.

Шихтовой состав определяется на основании лабораторных исследований, литературных и производственных данных, патентного поиска.

В данной курсовой работе состав сырьевой массы принят по литературным данным приведенным ниже:

Глина: 62%

Каолин: 10%

Перлит: 28%



8 .Материальный баланс производства

Дано: Мощ. - 39 000 м2 = 20 000 000 шт.

?к=1450 кг/м3

?гл=1500 кг/м3

Wгл=10%

п.п.п=11%

брак=1,5%

1. С учетом брака 1,5% необходимо произвести расчет следующего количества корпича:

20 000 000 - 100%

х - 101,5%

х= 20 450 000 шт

2. Определяем вес 20 450 000 шт корпича:

mп=1450*0,0000075*20450000 = 222 394 кг

?= = 1450 кг/м3

Vп=0,05*0,05*0,003=0,0000075 м3

3. Зная п.п.п и влажность глины определяем расход сырой глины:

mгл=222 394*1,25= 277 993 кг

4. Находим объем сырой глины исходя из ее плотности:

= = = 185,3 м3

5 Определим сколько нам нужно каолины исходя из кол. гл.

39 000 - 100% х= 3900 м2

Х - 10%



9. Технологическая характеристика оборудования

9.1 Грубая переработка сырья

9.1.1 Глинорыхлитель СМК - 1031Б

Таблица 9.1.1 Техническая характеристика СМК - 1031Б

Параметр	Показатель
Производительность м?/ч	25
Скорость вращения бильного вала, об/мин	8,7
Установленная мощность, кВт	15
Габаритные размеры,мм	4730*1845*1485
Масса, т	4,1

9.1.2 Вальцы грубого помола - двухвалковая зубчатая дробилка СМ-438

Таблица 9.1.2 Техническая характеристика СМ - 438

Параметр	Показатель
Производительность м?/ч	15
Диаметр валков, мм	1090
Длина валков, мм	900
Установленная мощность, кВт	28
Габаритные размеры,мм	3200*2400*1100
Масса, т	6,5

9.2 Среднее дробление

9.2.1 Вальцы тонкого помола СМ-696А

Таблица 9.2.1 Технические характеристики СМ-696А

Параметр	Показатель
Производительность м?/ч	18
Скорость вращения бильного вала, об/мин	100/180
Установленная мощность, кВт	24
Габаритные размеры,мм	3240*2515*965
Масса, т	2,4

9.5 Формование изделий

9.5.1 Принимаем конвейерную линию СМК-443А

Таблица 9.5.1

Техническая характеристика СМК-443А



10. Расчет количества оборудования

Технологический расчет и выбор оборудования рекомендуется производить по технологическим переделам, начиная со склада сырья. Под технологическим расчетом оборудования понимается определение производительности машины или установки и определение числа машин, необходимых для выполнения производственной программы по данному переделу.

При выборе следует сравнивать эффективность работы оборудования, а также учитывать качественную характеристику сырья и требования, предъявляемые к конечному продукту после обработки сырья на данном агрегате или машине. Кроме того следует ориентироваться на машины, выпускаемые отечественной промышленностью.

Количество единиц требуемого к установке оборудования определяется по формуле:

,

где - потребная производительность перерабатывающего оборудования, м?/ч, м?/ч или т/ч;

- паспортная производительность, м?/ч, м?/ч или т/ч;

Ки - коэффициент использования оборудования (принимается в пределах 0,8/-0,93);

Производительность машин принимается по паспорту, а производительность потребная берется из материально-производственного потока.

Часовая потребность глины при предварительной переработке сырья составляет 3,3 т = 2,22 м? =



10.1 Грубая переработка сырья

10.1.1 Глинорыхлитель СМК - 1031Б

Принимаем один глинорыхлитель.

10.1.2 Вальцы грубого помола - двухвалковая зубчатая дробилка СМ-438

Для непластичных компонентов:

Принимаем одну двухвалковую дробилку.

10.2 Среднее дробление

Вальцы тонкого помола СМ-696А

Принимаем один агрегат тонкого помола.



10.5 Формование изделий

10.5.1 Принимаем конвейерную линию СМК-443А

Принимаем одну конвейерную линию.



11. Контроль качества продукции

11.1 Основные задачи и методы технического контроля

Под техническим контролем производства принято понимать совокупность выполняемых на предприятии работ по контролю технологического процесса и качества готовой продукции с целью предотвращения, и ликвидации брака и обеспечения, установленного стандартами и техническими условиями качества выпускаемых материалов и изделий.

Основными задачами технического контроля являются:

а) контроль за качеством и комплектностью выпускаемой готовой продукции, за соответствием ее стандартам, чертежам, техническим условиям;

б) контроль за качеством поступающих на предприятия сырья и материалов, идущих на основное производство, за соответствием их стандартам и техническим условиям;

в) контроль за правильностью дозировки соответствующих компонентов в составе шихты, за правильностью обработки шихты на глинообрабатывающих машинах, за соблюдением установленного режима сушки и обжига;

г) составление сертификата или иных документов, удостоверяющих качество продукции, оформление актов на недоброкачествнное сырье и материалы, поступающие на предприятия для основного производства;

д) контроль за надлежащим состоянием контрольноизмерительных средств, а также за своевременным представлением их для государственной поверки:

е) контроль за соблюдением технологии производства в цехах предприятия, отбор проб всего контролируемого сырья и продукции силами ОТК и проведение анализа этих проб в лаборатории ОТК или заводской лаборатории; предприятие должно иметь в соответствии с установленными нормами запасы сырья, материалов, топлива и других ресурсов, обеспечивающих бесперебойную и ритмичную работу, не допуская образования сверхплановых запасов;

ж) наблюдение за правильностью хранения готовой продукции, сырья и материалов на складах предприятия;

з) разработка методов контроля, технический учет и анализ производственного брака;

и) участие в работе отделов, цехов и лабораторий совместно с инженерно-техническими работниками предприятия по изучению причин, вызывающих выпуск брака, в разработке и осуществлении мероприятий по повышению качества продукции и предупреждению брака, а также контроль за выполнением этих мероприятий.

...