Производство керамических строительных материалов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

В данном курсовом проекте будет рассмотрена технология получения лицевого керамического кирпича методом пластичного формования.

Рассмотрены стандарты, принятые для изготовления кирпича и основные свойства сырья для их изготовления. В данном случае сырьем являются легкоплавкие глины, металлургический шлак и бой изделий и доломит. Описаны основные процессы, которые протекают в структуре материала под действием температур. Разработана технологическая схема производства данных строительным материалов и рассчитан материальный баланс для производства 40 млн. шт. кирпича в год.



Содержание

Введение

1. Номенклатура производства

2. Сырьевые материалы

3. Обоснование способа производства

4. Описание физико-химических процессов получения материала

5. Физико-химические основы процесса обжига

6. Технологическая схема производственного процесса

7. Расчет производственной программы цеха, выпускаемого лицевого керамического кирпича производительностью 40 млн. шт./год

Список использованной литературы



Введение

технологический сырьевой керамический кирпич

Современный рынок керамических строительных материалов предоставляет огромный выбор продуктов конструкционного и функционального назначения. Особое место в строительной керамике занимают керамический кирпич и камень.

На сегодняшний день керамический кирпич является одним из самых популярных стеновых материалов, который обычно применяется для возведения несущих стен и перегородок одноэтажны и многоэтажны зданий и сооружений, внутренних перегородок, а также для заполнения пустот в монолитно-бетонных конструкциях. Более чем тысячелетняя история использования кирпича позволяет однозначно отнести его к категории наиболее долговечных строительных материалов. Наряду этим, технология кладки предоставляет архитекторам и дизайнерам неограниченные возможности для воплощения творчески решений. Из кирпича построено большинство зданий дореволюционного Санкт-Петербурга, купеческая Москва, а церковь в Гродно, при строительстве которой использовался этот материал, стоит уже 1000 лет.

За последнее десятилетие интерес к кирпичу существенно вырос. Это объясняется бумом частного домостроения, которое по темпам возведения жилья в России смогло опередить строительство муниципальных жилых комплексов. Несмотря на широкое разнообразие материалов на рынке, кирпич по-прежнему является наиболее востребованным. Даже в том случае, если дом строится из популярного сегодня газобетона, пенобетона или возводится из легких стальных конструкций - фасад его все равно облицовывается керамическим кирпичом. Этот материал является символом благосостояния, успешности, а его разнообразие позволяет реализовывать уникальные проекты.

Не так давно на рынке было два основных вида керамического кирпича: лицевой и рядовой. Цветовая палитра так же не радовала разнообразием: красный, бежевый и соломенный кирпич составляли основу ассортимента большинства заводов. За последнее десятилетие ситуация кардинально изменилась: российские предприятия начали производить кирпич в широкой цветовой гамме, появились сорта с фактурной лицевой поверхностью. Рядовой кирпич стали выпускать не только полнотелый и щелевой, но и с различным процентом пустотности. Революцией в домостроении стало появление поризованных керамических камней и блоков, способных заменить собой от 2 до 12 стандартных кирпичей. Применение этого материала увеличило темпы строительства, позволило обходиться без теплоизоляции.

В данном курсовом проекте будет рассмотрена технология производства керамических кирпичей и камней с помощью пластического формования.



1. Номенклатура производства

Кирпич и камни ГОСТ 530-2012

Характеристики облицовочного керамического кирпича
Размеры кирпича (ширина; высота; длина)	120 мм, 88 мм, 250 мм
Масса одного кирпича	3,5 кг
Масса поддона	955 кг
Количество на поддоне	264шт
Количество кирпичей в 1 м2	39 шт
Количество кирпичей в 1 м3	302 шт
Поверхность	гладкая
Морозостойкость	F-50 (50 циклов)
Водопоглощение	не более 8,5 %
Пустотность	38%

Технические требования

Изделия должны изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному предприятием-изготовителем.

Внешний вид

1. Лицевые изделия должны иметь не менее двух лицевых граней - ложковую и тычковую. Цвет и вид лицевой грани устанавливают по согласованию между изготовителем и потребителем и оговаривают в документе на поставку.

Рядовые изделия изготавливают с гладкими или рельефными вертикальными гранями.

Лицевые кирпич и камень по виду лицевой поверхности изготавливают:

- с гладкой и рельефной поверхностями;

- с поверхностью, офактуренной торкретированием, ангобированием, глазурованием, двухслойным формованием или иным способом.

Изделия могут быть естественного цвета или объемно окрашенными.

2. На лицевых изделиях допускаются единичные вспучивающиеся (например, известковые) включения глубиной не более 3 мм, общей площадью не более 0,2% площади лицевых граней.

На рядовых изделиях допускаются вспучивающиеся включения общей площадью не более 1,0% площади вертикальных граней изделия.

3. На лицевых и клинкерных изделиях не допускаются высолы.

4. Дефекты внешнего вида изделия, размеры и число которых превышают значения, указанные в таблице 1, не допускаются.

Таблица 1. Дефекты внешнего вида изделия

Вид дефекта	Значение
	Лицевые изделия	Рядовые изделия
Отбитости углов глубиной, отбитости ребер и граней длиной более 15 мм, шт.	Не допускаются	4
Отбитости углов глубиной, отбитости ребер и граней длиной не более 15 мм, шт.	2	Не регламентируются
Отдельные посечки суммарной длиной, мм, не более: - для кирпича	40	Не регламентируются
Трещины, шт.	Не допускаются	4
Примечания 1 Отбитости глубиной менее 3 мм не являются браковочными признаками. 2 Трещины в межпустотных перегородках, отбитости и трещины в элементах пазогребневого соединения не являются дефектом. 3 Для лицевых изделий указаны дефекты лицевых граней

5. У изделий допускаются черная сердцевина и контактные пятна на поверхности.

6. В партии не допускается половняк более 5% объема партии.

Характеристики

1. Средняя плотность кирпича в зависимости от класса средней плотности должна соответствовать значениям, приведенным в таблице 2.

Таблица 2. Классы средней плотности изделий

Класс средней плотности изделия	Средняя плотность, кг/м3
1,4	1210-1400

Отклонение единичного значения средней плотности (для одного образца из пяти) допускается не более:

+50 кг/м Размещено на http://www.allbest.ru/

- для классов 0,7; 0,8 и 1,0;

+100 кг/м Размещено на http://www.allbest.ru/

- для остальных классов.

2. Теплотехнические характеристики изделий оценивают по коэффициенту теплопроводности кладки в сухом состоянии. Коэффициент теплопроводности кладки в сухом состоянии в зависимости от группы изделий по теплотехническим характеристикам приведен в таблице 3.

Таблица 3. Группы изделий по теплотехническим характеристикам

Группы изделий по теплотехническим характеристикам	Коэффициент теплопроводности кладки в сухом состоянии, Вт/(м·°С)
Высокой эффективности	До 0,20
Повышенной эффективности	Св. 0,20 до 0,24
Эффективные	Св. 0,24 до 0,36
Условно-эффективные	Св. 0,36 до 0,46
Малоэффективные (обыкновенные)	Св. 0,46
Примечания 1 Значения коэффициента теплопроводности приведены для кладок с минимально достаточным количеством кладочного раствора. Значение коэффициента теплопроводности с учетом фактического расхода раствора устанавливают в проектной или технической документации (строительные нормы и правила, и др.) на основании испытаний или расчетов. 2 Теплотехнические характеристики сплошных (условных) кладок приведены в приложении Г.

3. Марку кирпича по прочности устанавливают по значениям пределов прочности при сжатии и при изгибе, кирпича с горизонтальным расположением пустот и камня - по значению предела прочности при сжатии. Значения пределов прочности при сжатии и изгибе должны быть не менее значений, указанных в таблице.

2. Сырьевые материалы

Легкоплавкие глины

Легкоплавкие глины -- полиминеральные, обычно железисто-монтмориллонитовые и гидрослюдистые (часто с примесью песка и органических веществ), показатель огнеупорности менее 1350 °С. Используются для приготовления грубокерамических изделий, строительного глиняного кирпича, черепицы, дренажных труб, цемента и др. Лучшие сорта пластичных глин применяются для изготовления гончарной посуды и скульптуры. Легкоплавкие глины используются для получения керамзита. Вредными примесями являются грубообломочные включения, особенно известняка и гипса. Пригодность глины для производства того или иного вида изделий определяется технологическими испытаниями, в результате которых в заводских условиях изготовляется изделие и определяется его качество. На глиняный кирпич, дренажные керамические трубы, керамзит и другие изделия грубой керамики в СССР установлены государственные стандарты. ГОСТ 9169-75 "Сырьё глинистое для керамической промышленности" определяет основные признаки классификации сырья.

Шамот (кирпичный бой)

Шамот получают из обожженных отходов керамических изделий. Он является более эффективным отощителем, чем кварцевый песок. Шамот сильнее снижает усадку глины, чем многие другие отощители, менее других снижает прочность кирпича. Поэтому, когда необходимо обеспечить достаточную прочность кирпича, применяют шамот.

В шихту вводят обычно 3% шамота. Если это количество увеличивают, то уменьшается формуемость глин, обладающих недостаточной пластичностью. Однако при вакуумироваиии глиняной массы и формовании кирпича на вакуумных прессах количество шамота в шихте может быть увеличено до 25% и более.

Шамот легко поддается измельчению до требуемого зернового состава, который должен быть в интервале 1,5-0,15 мм. Если шамота, получаемого из отходов, недостаточно для требуемого отощения глины, то его вводят в сочетании с другими видами отощающих и выгорающих добавок (шлаков, опилок).

Шлаки

Шлаки -- это продукты высокотемпературного взаимодействия компонентов исходных материалов (топлива, руды, плавней и газовой среды). Их химический состав и структура изменяются в зависимости от состава пустой породы, вида выплавляемого металла, особенностей металлургического процесса, условий охлаждения и др.

Применяются в качестве отощающих добавок.

Доломит

Доломит минерал из группы карбонатов. По химическому составу Доломит -- двойная углекислая соль кальция и магния: CaMg[CO3]2. Кристаллизуется в тригональной системе, образуя хорошо огранённые кристаллы ромбоэдрического облика. В природе Доломит встречаются в крупно-, мелко- и скрытокристаллических агрегатах, иногда как породообразующий минерал в оолитовых, почковидных, ячеистых и др. формах. Крупнокристаллические агрегаты встречаются обычно в гидротермальных образованиях, а также среди карбонатных толщ, подвергшихся существенной перекристаллизации и метаморфизму.

Цвет серовато-белый, иногда с желтоватым, буроватым или зеленоватым оттенками. Твёрдость по минералогической шкале 3,5--4; плотность 2800--2900 кг/м3. В отличие от кальцита, не вскипает в холодной соляной кислоте, но растворяется при нагревании.

Осадочная горная порода, на 90% и более состоящая из минерала доломита; при содержании Доломит 50--90% породу называют известковистым Доломит; при ещё меньшем содержании Доломит -- доломитизированным известняком. Самой обычной примесью является кальцит, нередко ангидрит или гипс, иногда аутигенный кремнезём. Доломит по структуре и пористости бывают плотные с преобладанием основной минеральной массы или цементируемого материала и кавернозно-пористые с резким преобладанием цемента. Доломит по происхождению подразделяются на две генетические группы: экзогенные и эндогенные.

3. Обоснование способа производства

Современная технология производства керамических стеновых и других материалов базируется на двух принципиально отличных технологических схемах: производство пластическим способом (формование) и производство полусухим способом (прессование). Наиболее распространен пластический способ.

Пластический способ - исходные материалы при естественной влажности или предварительно высушенные смешивают с добавками воды до получения теста с влажностью от 18 до 28%. Этот способ производства керамических материалов является наиболее простым, наименее металлоёмким и поэтому наиболее распространённым. Он применяется в случаях использования среднепластичных и умереннопластичных, рыхлых и влажных глин с умеренным содержанием посторонних включений, хорошо размокающих и превращающихся в однородную массу.



4. Описание физико-химических процессов получение материала

Физико-химические основы процесса сушки

Сушка - это тепловая обработка материала, применяемая для удаления влаги из материала путем ее испарения.

Основное назначение сушки - завершение изменения объема полученного полуфабриката, обусловленное удалением влаги; обеспечение необходимой прочности полуфабриката, позволяющей садить его на печные вагонетки и подвергать другому виду транспортировки; удаление связки до такого количества, которое не влияет отрицательно на работу печей и не вызывает дефектов при обжиге.

При испарении влага, содержащаяся в материале, переходит из жидкой фазы в газообразную, которая в виде водяных паров заполняет окружающее пространство. Как известно, такое фазовое превращение сопровождается поглощением тепла, поэтому для сушки материала требуется подвод тепловой энергии. Для испарения влаги недостаточно иметь только источник тепловой энергии, необходимы также условия перехода водяных паров с поверхности материала в окружающую среду.

Интенсивность испарения влаги зависит от разности парциальных давлений пара на поверхности материала и окружающей среды и от притока тепла к поверхности материала.

При сушке создаётся разность концентраций влаги на поверхности и во внутренних слоях материала, что обуславливает непрерывное поступление влаги от центра к поверхности материала. При наличии источника тепла протекает не только процесс испарения влаги, но и процесс нагрева материала от поверхности к центру. Следовательно, при сушке происходит сложный процесс влагообмена и теплообмена, связанный с изменением теплосодержания и влагосодержания как материала, так и окружающей среды.

В процессе сушки тепло к поверхности материала при внешнем обогреве может передаваться излучением или теплопроводностью от нагретой поверхности или конвекцией от горячих газов и нагретого воздуха. Графическую зависимость влагосодержания материала от времени называют кривой сушки, а скорость сушки от времени - кривой скорости сушки. Изменение влагосодержания материала пропорционально времени сушки.

Весь процесс сушки разбит на три отдельных периода, протекающих с разной скоростью.

К первому относится период подогрева от начальной температуры до температуры насыщенного воздуха. Влагосодержание полуфабриката при этом изменяется незначительно, а скорость сушки возрастает скачкообразно.

Второй период - постоянной скорости сушки. Характеризуется наличием на кривой горизонтального участка, указывающего на то, что скорость сушки численно равна скорости испарения влаги с поверхности полуфабриката. Во второй период из материала удаляется влага, имеющая с ним непрочную связь, т.е. физико-механическую. Температура поверхности полуфабриката остается постоянной; так как основная масса тепла расходуется на испарение влаги. Поверхность изделий остается смоченной влагой, поступающей из внутренних слоев.

Период постоянной скорости сушки сохраняется до тех пор, пока количество испаряющейся с поверхности изделия воды меньше или равно количеству воды, поступающему по капиллярам из внутренних слоев под действием диффузионно-осмотических и капиллярных сил. Этот процесс называется влагопроводностью (изотермической массопроводностью) материала. Интенсивность сушки во втором периоде зависит уже не от испарения влаги с поверхности изделия, а от скорости перемещения ее из внутренних слоев наружу. При этом влага перемещается в основном в виде пара и изделие теряет большую часть физико-химической влаги. С понижением влажности затрудняется поступление влаги с глубинных слоев полуфабриката, скорость сушки резко падает, что фиксируется изломом кривой, указывающей на окончание второго периода сушки. Влажность соответствующая окончанию второго периода называется критической для данного материала и при данных параметрах теплоносителя. Величина критической влажности является важным параметром при определении чувствительности глин к сушке.

К концу второго периода температура изделий приближается к температуре теплоносителя. Влагосодержание поверхности материала выравнивается с его равновесным влагосодержанием. Фронт испарения влаги перемещается внутрь материала и начинается третий период.

Третий период - период падающей скорости сушки, характеризуется дальнейшим снижением скорости сушки и повышением температуры полуфабриката. Интенсивность влагоотдачи в этом периоде пропорциональна средней влажности материала в интервале от критической до конечной влажности.

Третий период сушки можно условно разделить на три части.

По характеру скорости удаления влаги называют: первый - период подогрева, второй - период постоянной скорости сушки, третий - период падающей скорости сушки.

Первый характеризуется тем, что лишь наиболее мелкие капилляры оказываются в состоянии подавать влагу к поверхностным слоям изделия. Количество более крупных капилляров слишком мало и зеркало испарения в этих капиллярах перемещается вглубь материала, сокращается вся поверхность испарения и скорость сушки.

Вторая часть периода наступает тогда, когда последние мелкие капилляры отрываются от поверхности испарения. На поверхности изделия устанавливается равновесная влажность, соответствующая параметрам теплоносителя. Зеркало испарения во всех капиллярах передвигается вглубь материала, а возникающий там водяной пар диффиндирует через все возрастающую длину капилляров к поверхности (паропроводность).

Третья часть этого периода сушки наступает, когда наиболее влажная часть изделия достигает гигроскопической влажности. Температура полуфабриката становится равной температуре сухого термометра. Скорость постепенно снижается до нуля, причем в материале устанавливается равновесная влажность, определяемая главным образом параметрами теплоносителя и адсорбционными свойствами массы изделия./7/

5. Физико-химические основы процесса обжига

Обжигом называется процесс высокотемпературной обработки материалов, в результате которой кирпич - сырец превращается в камнеподобное тело стойкое к механическим, физическим и химическим воздействиям. Только при обжиге изделия окончательно формируется структура материала, т.е. происходит спекание керамики, в результате чего сырец из конгломерата слабосвязанных частиц превращается в достаточно прочное твердое тело.

Процесс обжига делится на несколько периодов: нагрев до 200 ⁰С, досушка - удаление физически связанной влаги из глинистых минералов, дальнейший нагрев до 800⁰С, происходит дегидратация - удаление химически связанной влаги, входящей в состав глинистого вещества и других минералов, повышение температуры до 1000⁰С и выдержка при этой температуре - период созревания черепка, охлаждение изделий, при дальнейшем охлаждении скорость уменьшения температуры повышается.

При выборе режима обжига необходимо учитывать все процессы, протекающие в каждом из периодов обжига.

Режим обжига представляет собой комплекс взаимосвязанных факторов: скорости подъема температуры обжига, длительность обжига при конечной температуре, характера газовой среды и скорости охлаждения. В процессе нагрева при различных температурах в материале керамических изделий происходит ряд сложных физико-химических явлений, вызывающих изменения его свойств.

В интервале температур 20-150 ⁰С происходит досушка кирпича - сырца. Досушка производится с целью полного удаления воды затворения и гигроскопической влаги, а также равномерного прогрева массы полуфабриката. Наиболее интенсивно вода удаляется при температуре 80 - 130 ⁰С. Удаление адсорбционно-связанной воды сопровождается первым эндотермическим эффектом, что связанно с возможностью растрескивания сырца. При этом образуется достаточное количество водяного пара, который при быстром росте температуры выделяется столь бурно, что может разорвать изделие. Температуру нужно поднимать медленно, обеспечивая этим равномерное и своевременное удаление остаточной влаги из полуфабриката.

Вторая стадия обжига - подогрев сырца до температуры 800 ⁰С (до начала упругих деформаций). В период подъема температуры в материале происходят следующие процессы: химически связанная вода начинает удаляться из кирпича - сырца при температуре 350 ⁰С, а отдача главной массы этой воды идет при температуре 450-500 ⁰С и может продолжаться до 900 ⁰С, происходит усадка изделия и снижение механической прочности. При температуре 200-800 ⁰С начинается выделение летучей части органических примесей глины и введенных в состав массы выгорающих добавок, а так же окисляются органические примеси в пределах температуры их воспламенения.

C + O₂ > CO_2(г)

В этот период материал обладает наибольшей пористостью, способствующий беспрепятственному удалению воды и летучей части органических веществ.

Одновременно с отдачей химически связанной влаги оксид железа FeO в результате окисления переходит в оксид железа Fe₂O_3.

Fe₂O₃·nH2O

Fe₂O₃ + nH₂O

4FeO +O₂ >2Fe₂O₃

Глина меняет окраску, и кирпич приобретает красный цвет. При нагреве до 500-600 ⁰С начинается разрушение каолинита Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈. Процесс дегидратации протекает с образованием метакаолинита

Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈

Al₂O₃·2SiO₂+2H₂O

В результате разложения каолинита и удаления из сырца химически связанной воды происходит полная потеря пластичности.

В интервале температур 300-1000 ⁰С происходит разложение карбонатов, содержащихся в глине.

При температуре ?450⁰С происходит разложение карбонатов железа

FeCO₃

FeCO₃

FeO + CO₂^

4 FeO +O₂ >2 Fe₂O₃

При температуре 450-600 ⁰С разлагается карбонат магния

MgCO₃

MgCO₃

MgO + CO₂^

При температуре 900 ⁰С разлагается карбонат кальция CaCO₃

CaCO₃

CaO+CO₂^

Также происходит процесс полиморфного перехода кварца, сопровождающийся изменением объема на 2%.

Превращения SiO₂ при обжиге

Этот период является практически безопасным. Происходит процесс спекания.

Четвертая стадия обжига (взвар) - характеризуется достижением максимально допустимой температуры обжига изделий, созреванием черепка и выдержкой, осуществляемой обычно при температуре 900--1050 °С. Поднимают температуру осторожно, так как при 800--900 °С возникают упругие деформации, что связано с разрушением кристаллической решетки глинистых минералов и значительными структурными изменениями черепка.

Эта стадия применяется для выравнивания температуры по всей толщине изделия, обеспечивающего равномерное распределение жидкой фазы. Эта выдержка необходима также для выравнивания температуры сечения обжигательной печи, так и от садки и метода сжигания топлива.

Физико-химические превращения, начинающиеся в этом периоде и протекающие более интенсивно при дальнейшем повышении температуры, оценивают по-разному.

Так, при нагревании, например, каолинита последний распадается на свободные окислы с образованием г-глинозема и кремнезема, далее образуется силлиманит А1₂О₃2SiO₂ и SiO₂ и соединение метастабильной структуры типа метакаолинита А1₂О₃2SiO₂, имеющего скрыто-кристаллическое, почти аморфное строение, а затем муллит ЗА1₂О₃2SiO₂ и другие соединения. Процессы образования новых соединений сложны, протекание их связано с образованием промежуточных соединений, наличием расплава, условиями нагрева и др. Период взвара характеризуется изменением огневой усадки, начинающейся при температуре 750--850 °С, в зависимости от свойств сырья, и заканчивающейся к моменту достижения конечной температуры обжига. Вязкость массы изделий и пористость при 900--950 °С резко снижаются, в особенности у сырца из сырья, богатого карбонатами. Диссоциация карбонатов к этому времени почти полностью заканчивается. Окислы щелочных и щелочноземельных металлов, делая глину легкоплавкой, способствуют быстрому размягчению ее за счет увеличения количества расплава и тем самым резко уменьшают пористость массы изделий. Материал изделий переходит в пиропластическое состояние. Железосодержащие минералы наряду со щелочами являются наиболее легкоплавкими составляющими, особенно закись железа FеО, так как плавится она при температуре на 150--200 °С ниже, чем Fе₂О₃. Поскольку в глинах железо чаще всего встречается в виде окиси (Fе₂О₃), переход ее в закись возможен только в восстановительной среде, получаемой при сгорании топлива, запрессованного в изделия, или при вводе воды в печь на конечной стадии обжига. Поэтому обжиг изделий в восстановительной среде при температуре 900--1000 °С равносилен обжигу в обычной (окислительной) среде при 1050--1100 °С без риска деформации изделий.

Для выравнивания температуры в печи и более полного протекания физико-химических процессов в конце взвара производится выдержка 3-5 ч.

Краткосрочная выдержка также способствует интенсивному протеканию превращений кремнезема, образованию муллита, хотя завершение этих процессов переносится в область более высоких температур, чем температуры обжига изделий. Поэтому нарастание прочности черепка изделий, начинающееся при температуре 800--850 °С и продолжающееся до конца обжига (900--1050 °С), объясняется не столько влиянием вновь образующихся соединений (из-за недостаточных для их образования температур и времени), сколько действием расплава, который, благодаря энергии поверхностного натяжения, сближает и связывает более крупные частицы массы, -- дегидратированные частицы глинистого вещества и зерна кварца. Прочность охлажденного расплава (стекловидной фазы) достигает 490-- 588 кгс/см² (5000--6000 гс/см²).

В изделиях пластического формования глинистые частицы более равномерно распределяются в массе заполнителя (кварцевые зерна, шамот и др.), обволакивая его зерна. При обжиге образующаяся на поверхности зерен заполнителя жидкая фаза цементирует их. Проникая в трещины и поры, расплав еще больше увеличивает прочность связи.

6. Технологическая схема производственного процесса

Транспортирование глины из карьера(1) на производство осуществляется автосамосвалами.(2)

После доставки глины ее складируют на складе глин(3). Предварительную заготовку и хранение глины применяют для обеспечения непрерывной работы заводов, особенно в зимнее время. Далее глина попадает в глинорыхлители(4), что при нескольких перевалках глины усредняется ее вещественный состав, происходит перераспределение влаги и разрушение природной структуры. Это способствует улучшению формовочных и сушильных свойств глиняного сырья.

Затем глинистое сырье проходит через железоотделитель(7), и попадает в вальцы камневыделительные (8). И после попадает в бункер для глины огнеупорной(9).

Доломит привозится машиной (10) на склад доломита (11). Далее доломит проходит через железоотделитель (7) в молотковую дробилку (13). Измельченный доломит проходит к шаровой мельнице (15) для повторного измельчения. Далее доломит попадает в бункер дол0мита (17) через сито (16).

Металургический шлак привозится автомашиной (22) на склад шлака (23) и через сито (24) попадает в бункер шлака (25).

Брак кирпича везут погрузчиком (18) к молотковой дробилке (19) чтобы ее размолоть. Далее драбленый кирпич на конвейере (12) поступает в шаровую мельницу (20). А из нее помолотая плитка поступает через сито (16) в бункер шамота (121).

Все компоненты из бункеров (9), (17), (21) и (25) дозируются через дозаторы (26) в смеситель (27). Далее сырье поступает на бегуны мокрого помола (28). Далее материал поступает на вальцы грубого помола (29). Полученный материал поступает в шихтозапастник (31) через плужковый сбрасыватель (30). Приготовленная шихта еще раз проходит через смеситель(32) в вальцы тонкого помола (33). Готовый к использованию шихта попадает а пресс экструдер (34). Выходящий материал из экструдера режется на кирпичи резательным станком (43).

Автоматический укладчик (35) укладывает готовый сырец на вагонетку для сушки (36),далее изделие отправляется на сушку в камерную сушилку (37). В камерной сушилке происходит обезвоживание сырца.

Просушенный сырец перекладывается на обжиговую вагонетку (38) для обжига в печи (39). Готовый кирпич мостовым краном (40) укладывается на поддон(41) и отправляется на склад готовой продукции (42).

7. Расчет производственной программы цеха, выпускаемого лицевого керамического кирпича производительностью 40 млн. шт./год

Расчет ведется в порядке, обратном технологическому потоку.

1. Количество изделий поступающих на обжиг:

Q_обж.=Q*100/(100-П_обж.) тыс. шт. (1.1)

где Q_обж. - количество изделий поступающих на обжиг, тыс. шт.

Q - годовая производительность предприятия в натуральных единицах, (40000 тыс. шт.)

П_обж. - потери при обжиге, (2%)

Q_обж.=100* 40000/(100-2)= 40816.3тыс. шт.

2. Расход массы в абсолютно сухом состоянии на изделия, поступающие на обжиг.

Q_абс.=Q*100*q /(100-(ппп.+П_суш.) т (1.2)

где: Q_абс. - расход массы в абсолютно сухом состоянии на изделия поступающие на обжиг, т.

Q - годовая производительность предприятия, (40000 тыс. шт.)

q - масса одной плитки, (3.5 кг).

ппп. - потери при прокаливании массы в %, (3,87 %)

Q_абс.= 40000*100*3.5/(100-3,87)= 145646.1 т.

3. Определяем расход массы на изделия, поступающие на обжиг.

Q_c=Q_абс*100/(100-W_ф) т. (1.3)

где: Q_c - расход массы на изделия поступающие на обжиг с учетом производственных потерь и формовочной влажности сырца, т

Q_обж - расход массы в абсолютно сухом состоянии на изделия поступающие на обжиг с учетом брака обжига, тыс. шт.

W_ф - влажность массы при формовании, (8%).

Q_c= 145646.1 *100/(100-8)= 158300.1 т.

4. Определяем расход массы на формование с учетом производственных потерь при формовании и формовочной влажности.

G_ф=(Q_с*100)/(100-П_ф) т. (1.4)

V_ф= G_ф/ Y_ф м³ (1.5)



где: П_ф - потери при формовании, (2%).

Y_ф - объемная масса массы, (1,4)

G_ф=(158300.1 * 100)/(100-2)= 161530.7 т.

V_ф= 161530.7 /1,4= 115379.1 м³

5. Определяем количество сформованных изделий.

Q_ф=G_ф/g_ф тыс. шт. (1.6)

где: Q_ф - количество сформованных изделий, тыс. шт.

G_ф - расход массы на формование, т

g_ф - масса сформованных изделий (3.5 кг.).

Q_ф= 161530.7 /3.5= 46151 тыс. шт.

6. Количество массы, поступающей на перемешивание в абсолютно сухом состоянии.

G_n=( G_ф*(100- W_ф))/100 т. (1.7)

G_n=(161530.7 * (100-8))/100= 148607.6 т.

7. Определяем расход компонентов шихты при транспортировке в абсолютно сухом состоянии.

G_см=( G_n*100)/(100-П_т) т. (1.8)

где: П_т - потери при транспортировке, (1%).

G_см=(148607.6 * 100/(100-1)= 150108.6 т.

Определяем расход каждого компонента шихты в абсолютно сухом состоянии.

Г=(G_см*г)/100 т. (1.9)



Ш=(G_см*ш)/100 т. (1.10)

Б=(G_см*б)/100

Д=(G_см*д)/100

где: Г - содержание глины в шихте, (85%)

Ш - содержание добавки (шлака) в шихте (10%)

Б - бой кирпича(3%)

Д - доломит (2%)

Г=(150108.6 *85)/100= 127592.3 т.

Ш=(150108.6 *10)/100= 15010.8 т.

Б=(150108.6 *3)/100= 4503.2 т

Д=(150108.6 *2)/100= 3002.3 т

8. Определяем расход компонентов с учётом естественной влажности.

Г_е=(Г*100)/(100-W_к) т. (1.11)

V_г= Г_е/Y_г м³. (1.12)

где: W_к - карьерная влажность глины (6%).

Y_д - объемная масса рыхлого глины (1,8 т/м³).

Г - расход глины в абсолютно сухом состоянии, т.

Г_е - расход глины с учетом карьерной влажности, т.

Г_е=( 127592.3 *100)/(100-6)= 135736.4 т.

V_г= 135736.4 /1,8= 75409 м³.

Ш=(Ш*100)/(100-W_к) т.

V_г= Ш/Y_г м³.

где: Ш - Влажность шлака (0%).

Y_Щ - объемная масса шлака (2.5 т/м³).

Ш - расход шлака в абсолютно сухом состоянии, т.

Ш_е - расход шлака с учетом карьерной влажности, т.

Ш= 15010.8 т.

V_Ш= 15010.8 /2.5= 6004 м³.

Б=(Б*100)/(100-W_б) т.

V_б= Б/Y_б м³.

где: Б - карьерная влажность Бой (1%).

Y_Б - объемная масса рыхлого Бой (1,9 т/м³).

Б - расход Бой в абсолютно сухом состоянии, т.

Б_е - расход Бой с учетом карьерной влажности, т.

Б=(4503.2 *100)/(100-1)= 4548.4 т.

V_Б= 4548.4 /1,9= 2393.9 м³.

Аналогично определяется расход добавки.

Д=(Д*100)/(100-W_к) т. (1.12)

V_Д= Д/ Y_ш м³. (1.13)

где: Д_е - расход доломитас учетом естественной влажности.

W_Д - естественная влажностьдоломита, (2%).

Y_Д - объемная масса Доломита, 2.8 т/м³.

Ш_е=( 3002.3 *100/(100-2)= 3063.6 т.

V_ш= 3063.6 /2.8= 1094.6 м³.

9. Расход глины в плотном состоянии.

V_пл= V_д/К_р м³. (1.14)

V= V_пл/Q (1.15)



где: V_пл - объем глины в плотном теле.

К_р - коэффициент разрыхления глины (1,5).

Q - производительность ( 40000 тыс. шт.)

V - расход на 1000 шт в м³.

V_пл= 135736.4 /1,5= 90490.9 м³.

V= 90490.9 / 40000= 2.26 м³.

10. Расход шихты в естественном состоянии.

Ш_е= Г_е+ Ш_е+Г_Т+П т. (1.16)

V_ших= V_г+ V_ш м³. (1.17)

Ших_е= 135736.4 + 15010.8 +4548.4 +3063.6 = 158357 т.

V_ших= 75409 + 6004+2393.9 + 1094.6 = 89900 м³.

11. Расход воды на формование.

В_ф= G_ф - Ш_е т. (1.18)

где: G_ф - расход массы формовочной влажности, т.

Ш_е - расход шихты в естественном состоянии, т.

В_ф - расход воды на формование

В_ф= 161530.7 -158357 = 3173 т.

Производительность завода 40000000. шт. усл. кирпича в год.

Количество рабочих дней:

N=365--ППР=365-15=350 рабочих дней в году

где ППР - профилактико-предупредительные работы; как правило, на них отводится 15 дней.

Завод работает в 3 смены. Количество часов в одной смене - 8.



Таблица 4. Материальный баланс

№	Наименование материалов	Ед. изм.	Производительность
			В год	В сутки	В смену	В час
1	Плитка	тыс. шт.	40000	114.2	38	4.76
2	Сырец свежеотформованный	тыс. шт.	40816.3	116.6	38.8	4.85
4	Количество массы на формование с учетом формовочной влажности	т	161530.7	461.5	153.8	19.22
5	Количество шихты поступающей на перемешивание с естественной влажностью, в том числе	т	158357	452.44	150.8	18.85
	А) глины	т	135736.4 75409	286 159	95.5 53	11.9 6
	Б) шлака В) Бой Д) Доломит	т	15010.8 6004 4548.4 2393.9 3063.6 1094.6	42.8 17.15 13 6.8 8.75 3.12	14.2 5.71 4.33 2.27 2.9 1.04	1.78 0.71 0.54 0.28 0.36 0.13

Таблица 5. Основное технологическое оборудование

Наименование оборудования	Марка оборудования	Кол-во	Характеристика оборудования
1	2	3	4
Глинорыхлитель	Минстройкерамика	2	Производительность 30 м3/ч Мощность 30 кВт Габариты 4000х1400х980мм
Ящичный питатель	CMK-78	3	Производительность до 25 м3/ч Скорость ленты конвейера до 2 об/мин Ширина ленты 900 мм Мощность 4 кВт Габариты 6350х2530х1620 мм Масса 4600 кг
Вальцы камневыделительные	СМ-1198	1	Производительность 25 м3/ч Рабочий зазор между валками 10 мм Диаметр гладкого валка 1000 мм Диаметр ребристого валка 700 мм Длина валков 700 мм Установленная мощность 43 кВт Габаритные размеры 3185х2805х1325 мм Масса 4950 кг
Шаровая мельница	МШ-500	1	Производительность - 5 - 7т Диаметр барабана - 2000мм Вес - 10 т Мощность - 80 квт Длина барабана - 3000мм Габаритные размеры - 1675х1827х1675мм
Смеситель	СМК-126А	5	Производительность 64т/час Установленная мощность 37 кВт Габариты-5900-1700-1350мм Масса 30200 кг
Вальцы тонкого помола	СМ 1096	9	Производительность 5Т/ч Установленная мощность 52 кВт Габаритные размеры 3800х3230х1220 мм Масса 5600 кг
Железоотделитель	Автоматстром	1	Потребляемая мощность, кВт 2 Извлекающая способность не хуже, см. кг 805 Глубина зоны извлечения, см 25 Ширина ленты технологического транспортера, мм до 650
Мост разгрузочный	СМК-360	1	Ширина ленты 800 мм Масса 41000 кг
Вальцы грубого помола	СМК-196	1	Производительность - 35м3/час Длинна - 2920 мм Ширина- 300 мм Высота-1545мм Мощность - 55 кВт Масса - 7.3т
Бегуны мокрого помола	СМ-365	1	Частота вращения вертикального вала, об/мин 22,7 Перерабатываемый материал Глина Производительность по исходному материалу, т/ч 43 Мощность электродвигателя, кВт 80 Масса бегунов без электродвигателя, кг 32700 Габаритные размеры, мм: высота 4250 длина 6700 ширина 3350



Список использованной литературы

1. А.М. Салахов, В.И. Ремезникова, О.В. Спирина, А.Ю. Мочалов «Производство строительной керамики». Казань, 2003. 292 с.

2. А.М. Саляхов «Увлекательная керамика». Казань. 2004. 192 с.

3. М.Н. Горбовец «Строительные машины том 2». М. 1991. 496 с.

4. Белецкий Б.Ф. Строительные машины и оборудование: Справочное пособие для строит. фак. вузов и техникумов, производственников-механизаторов, инженер.-техн. работников строит. орг - Ростов н/Д: Феникс, 2002. - 591 с.

5. Гегерь В.Я., Городков А.В. Основы архитектурного проектирования промышленных зданий. - Брянск. БГИТА. 2004.-118 с.

6. Мороз и.и. технология строительной керамики. - Мска.: Эколит 2011г - 384 с.

7. http://silikaty.ru/morozostojkie-keramicheskie-materialy/192-fiziko-ximicheskie-proczessy-proisxodyashhie-pri-obzhige-glinistogo-syrya.

8. ГОСТ 530-2012.

Размещено на Allbest.ru

...