Разработка проекта завода по выпуску облицовочных керамических кирпичей методом торкретирования и с использованием пластифицирующей добавки Литопласт

Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 81 страниц
В избранное:

Введение

При изучении истории развития керамики, легко проследить за изменением эпохи и установить хронологию не только гончарного дела, но и всей цивилизации, во времена которой были сделаны эти вещи.
Глина в истории человечества была и является одним из основных видов строительных материалов. Около 8000 лет до н.э. в необожжѐнном виде глины применялись для глинобитного строительства и изготовления саманного и сырцового кирпича. Дата 3500 лет до н.э. считается началом применения керамического кирпича, а 1000 лет до н.э. - глазурованного кирпича и черепицы.
Подъем металлургической, химической и электрических отраслей промышленности в конце XVII - середине XIX в. привел к развитию производства огнеупорной, кислотоупорной, электроизоляционной керамики и плиток для полов.
Свою актуальность кирпич и другие керамические изделия не теряют из- за универсальности их свойств, широкому ассортименту позволяющему использовать их в самых разнообразных конструкциях современных зданий и сооружений.
Сегодня, себестоимость строительства в Казахстане - одна из самых высоких в СНГ и причина тому - завышенная стоимость строительных материалов. Растущая потребность в них пока восполняется за счет импортной продукции, что напрямую влияет на их итоговую стоимость. Хотя наша страна в состоянии не только производить, но и экспортировать отдельные виды строительных материалов, например, кирпич.
Спрос на керамогранит и керамическую плитку обуславливается состоянием строительной индустрии, в частности показателем строительства новых административных и торговых зданий, промышленных объектов и зданий жилого назначения. В рамках программы Доступное жилье Казахстане с 2015 года планируется ввести в эксплуатацию 1,3 миллиона квадратных метров жилья. Так, только на программы Доступное жилье 2020, Модернизация ЖКХ и Акбулак потребуется около 19,1 млн. кв.м. керамических плит и керамогранита. По прогнозам в Казахстане к 2015 году спрос на керамическую плитку и керамогранит может достигнуть 30 млн. кв. м. в год.
Выгодное географическое положение Казахстана, в центре Евразии, открывает широкие перспективы для экспорта продукции в близлежащие страны, такие как Россия (входит в десятку импортеров и потребителей керамической плитки) и страны Центральной Азии. Также, Казахстан участвует в таком интеграционном объединении как Единое Экономическое Пространство (ЕЭП, рынок с населением около 170 миллионов человек в который входят - Казахстан, Россия и Беларусь) и является участником Таможенного Союза, что позволяет беспрепятственно транспортировать

товары внутри объединения и дает обширные возможности по экспорту продукции на рынки стран участниц ЕЭП.
Следует отметить, казахстанские предприятия могут участвовать в конкурсах государственных закупок, где большое внимание уделяют казахстанскому содержанию. Это дает возможность участия в таких грандиозных проектах как Всемирная выставка - EXPO 2017, куда Правительство Казахстана готово направить 1,5 млрд. долларов [1].
На сегодня производство строительного керамического кирпича направлено на расширение ассортимента, совершенствование технологии, улучшение качества выпускаемой продукции. Предусматривается установление автоматизированных и высокомеханизированных технологических линий при строительстве новых предприятий на базе современного отечественного и импортного оборудования. Идет освоение выпуска эффективной пустотелой продукции, которая должна постепенно заменять традиционный полнотелый кирпич. Это позволит не только экономить сырьѐ, но и уменьшить толщину и массу наружных стен без снижения их теплозащитных свойств, а также создавать облегчѐнные конструкции панелей для индустриализации строительства. Также для производства кирпича внедряются новые виды сырья и добавок, повышающие прочностные характеристики кирпича [2].
Актуальность темы. Развитие строительной индустрии на базе новейших достижений науки и техники относится к основным задачам концепции инновационной и индустриальной политики Республики Казахстан. Кроме того, Послание Президента Республики Казахстан Н.А. Назарбаева народу Казахстана от 30 ноября 2015 года Стратегия Казахстан
- 2030 указывается на необходимость сосредоточения усилий на ускорение экономической, социальной и политической модернизации и вхождения в число 30-ти наиболее конкурентоспособных стран мира [3].
Во исполнение послания Главы Государства Нурлыжол разработана Государственная программа инфраструктурного развития Казахстана на 2015-2019 годы, которая свяжет столицу со всеми регионами по принципу лучевого расхождения.
Для завоевания рынка необходимо существенное повышение качества и увеличение объема выпуска отечественных материалов и изделий с максимальным использованием местного сырья для снижения стоимости продукции. Решение этих задач требует разработки и внедрения в промышленности строительных материалов прогрессивных технологий, учитывающих последние достижения науки, передовой мировой и отечественный опыт выпуска продукции высокого качества. Новые технологии должны основываться на оригинальных прогрессивных отечественных решениях, на адаптированных к казахстанским условиям лучших зарубежных технологиях, ориентированных на местное сырье.
Таким образом, актуальность организации отечественного производства строительных материалов высокая. Спрос на конкурентоспособную,

недорогостоящая продукцию растет, и страна богата месторождениями сырья, что приведет к снижению стоимости продукции.
В связи с вышеизложенным целью проектирования является разработка проекта завода по выпуску облицовочных керамических кирпичей методом торкретирования и с использованием пластифицирующей добавки
Литопласт, а также удовлетворение спроса на отечественную продукцию.

ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ

Технологическая часть

Режим работы завода

Режим работы цеха характеризуется числом рабочих дней в году, количеством рабочих смен в сутки и количеством часов работы в смену.
Устанавливают режим работы по нормам технологического проектирования предприятий отрасли, а при отсутствии их - исходя из требований технологии. Он служит отправным пунктом для расчета технологического оборудования, расходов сырья, состава рабочих.
В соответствии с нормами проектирования данной отрасли для завода с непрерывно работающими сушильными и печными оборудованиями, выбран режим работы по прерывной неделе в одну смену для приемного отделения, в две смены для подготовительного и формовочного отделений и по непрерывной неделе в три смены - для сушильного и обжигового отделений.
Номинальный годовой фонд рабочего времени оборудовании по переделам определяется по формуле:

Тг= N*n*t(1.1)

Тг= 250*2*8 = 4000 (1.2)

где N - количество рабочих дней в году; n - количество рабочих смен в сутки; t - продолжительность рабочей смены в часах;
Расчетный фонд времени работы технологического оборудования в часах по непрерывной и прерывной неделе, на основании которого рассчитывается производственная мощность в целом и отдельных линий, определяется по формуле:

Фрас = Т *Ч * Кт.н (1.3)

где Т - число рабочих суток в году, ч; Кт.н - среднегодовой коэффициент использования оборудования (0,8-0,95); Ч - количество рабочих часов в сутках;
Расчетное рабочее время непрерывно работающего оборудования в год: Тр= Тг* Кт.н= 365 * 0,95 = 350 (1.4)
Для систематического ремонта оборудования выбран коэффициент технического использования оборудования Кт.н.= 0,8-0,95
Количество рабочих дней в году для прерывно работающих линий можно определить по формуле:

Тр=365-(В+П) = 365 - (94+21) = 250 (1.5)

где В - количество выходных дней при пятидневной рабочей неделе; П - количество праздничных дней;
Принятый в работе режим работы завода сводится в табл. 1.1.

Таблица 1.1.
Режим работы завода

№ пп

Наименование передела
Кол-во рабочих дней
в году

Колво смен в сутки
Длитть рабочей недели, дней
Длитть рабочей смены, час
Годовой фонд
рабочего времени

в сут
в час
1
Прием сырья
250
1
5
8
8
2000
2
Подготовка

сырья
250
2
5
8
16
4000
3
Формование
250
2
5
8
16
4000
4
Сушка
350
3
7
8
24
8400
5
Обжиг
350
3
7
8
24
8400

Номенклатура продукции

Кирпич и камни изготовляют из чистых глин или же из глин с добавкой непластичных материалов (при высоком значении числа пластичности). В некоторых случаях выгорающие добавки в состав шихты вводят в качестве порообразователя.
Основным сырьѐм для производства керамических стеновых материалов являются легкоплавкие глины - горные землистые породы, т.е. однородный рыхлый материал, преимущественно светло-серого, желтоватого или бурого оттенка, хотя встречаются разновидности и более темной, вплоть до темно красной окраски, способные при затворении водой образовывать пластическое тесто, превращающееся после обжига при 800- 1000[0]С в камнеподобный материал. Цвет глины варьируется в зависимости от содержания в ней красящих оксидов. По химическому составу между глинами и глинистыми суглинками существует небольшое различие. Обе разновидности этой горной породы являются в основном природными гидратами кремнезема, относящимися к группе опала.
Фасадный кирпич (его называют облицовочным и лицевым) - незаменимый строительный материал при отделке зданий. Облицовочный кирпич позволяет придать зданию оригинальность и неповторимость. Существует огромное разнообразие лицевого кирпича, что поможет вам сделать свой дом уникальным, не похожим на все остальные. Чаще всего облицовочный кирпич выпускается пустотелым, что позволяет снизить его теплопроводность. Облицовка должна обладать хорошей морозостойкостью и презентабельным внешним видом по требованиям нормативов. Цвет

должен быть ровным, грани - гладкими, формы - точными. Наличие трещин и расслоение поверхности не допускается.
Для улучшения внешнего вида и некоторых эксплуатационных свойств изделий - атмосферостойкости, водонепроницаемости и др. кирпич декорируют либо при формовании - создают рельефную поверхность, торкретируют сырец, используют ангобирование или двухслойное формование, либо после сушки или обжига - глазуруют, окрашивают специальными красками с последующим повторым обжогом.
Фасонный кирпич по-другому называют фигурным. Его отличительными признаками являются - скругленные углы и ребра, скошенные или криволинейные грани. Именно из таких элементов без особых сложностей возводят арки, круглые колонны, выполняют декор фасадов.
Торкретированный керамический кирпич изготовляют из легкоплавких глин. Фактуру лицевой поверхности получают нанесением на ложковую и тычковую поверхности бруса стеклокрошки, песка, фарфора, шамота, артикского туфа.
Кирпич керамический пустотелый торкретированный (250х120х65) ГОСТ 530-2012 [4].
Масса кирпича и камней должна удовлетворять требованиям ГОСТ 22951. По прочности кирпич и камни подразделяют на марки 300,250, 200, 175, 150, 125, 100.
По морозостойкости кирпич и камни подразделяются на марки F15, F25, F35 и F50.
В данном проекте расчеты проводятся, принимая к выпуску кирпич керамический пустотелый торкретированный размерами, указанными в табл. 1.2.

Таблица 1.2 Программа выпуска

Вид изделий
Марка
Размеры, мм
Масса, кг
Расход сырья на 1000 шт.
Программа
выпуска изделий

Длина
Ширина
Высота

Суглинок Карабулакског о месторождения
, м[3]
Глина Каратальского месторождения, м3
В год
В сутки

Тыс. шт. у.к.
Тыс. шт. у.к.
Кирпич пустотелы й торкретир
150-200
250 5 мм
120 5 мм
65 3 мм

2,5

1820

780

18000

49000

Сырье и исходные материалы

Характеристика сырьевых и исходных материалов

Основным сырьем для большинства керамических материалов являются глины. Все глинообразующие минералы являются водными алюмосиликатными и при затворении с водой образуют тесто, способное формоваться [5].
Для офактуривания используют специальную установку.
В данном дипломном проекте использованы следующие сырьевые материалы:
суглинок месторождения КарабулакскоеII - 70%;
глина месторождения Каратальское I - 30%.
Месторождение суглинков КарабулакскоеII расположено в 3 км к югу от ст.Карабулак, в 15 км к ЮВ от ж.д. ст. Талды-Курган.
Пластообразная залежь средне-верхнечетвертичного возраста слагает третью надпойменную террасу р. Каратал и представлена лессовидными суглинками. Размер 490x340 м, мощность 2,7-24,8 м, (средняя 12,7). Вскрыша
- почвенно-растительный слой, мощность до-0,4 м (средне 0,20).
Основная масса сырья представлена, %: пылеватыми суглинками 93, супеси 7. Суглинки месторождения по гранулометрическому составу, %: жирные 7, средние 17, тощие 68 и супесь 7. Химический и гранулометрический состав приведен ниже.

Таблица 1.3
Химический состав суглинков КарабулакскоеII

Содержание, %
Компоненты

Al2O3
SiO2
СаО
MgO
Fe2O3
ТіО2
ППП
миним.
54,95
11,79
6,76
1,80
-
-

максим.
15,69
59,16
3,70
-
-
-

Среднее
-
55,57
8,69
2,21
3,8
0,59
8,62
Таблица 1.4
Гранулометрический состав суглинков КарабулакскоеII

Содержание, %
Фракция, мм

0,5-0,05
0,05-0,01
0,01-0,005
0,005-0,001
0,001 и менее
миним.
30,7
34,7
5,5
5,4
6,6
максим.
44,8
38,2
9,2
10,3
12,9

Фракция, %: 0,1 мм - 41,97, 0,1-0,01 мм - 35,46, 0,01 мм - 22,6.
Карбонаты кальция и магния в тонкодисперсном состоянии равномерно

распределены по всей толще пород. Физико-механические свойства: объемная масса 1,67 тм[3]; коэффициент разрыхления 1,21; объемная насыпная масса 1696-1730 кгм[3]; число пластичности 6,5; коэффициент чувствительности к сушке 1; водопоглощение 14,9-21,1%; усадка, %: воздушная 3,8-5,6, общая 4,5-6,1; влажность, %: абсолютная 19,29, от- носительная 19,1-21,2; предел прочности при сжатии, кгсм[2]: 52,3-101, при изгибе 18-29,8; температура обжига 950-1000 °С; Мрз 15.
По содержанию радионуклидов суглинки удовлетворяют требованиям НРБ-76, и сырье пригодно для всех видов строительства.
Месторождение не обводнено [4].
Месторождение глин Каратальское I находится а Каратальском районе, в 8 км юго-восточнее ст.Уштобе.
Месторождение сложено неогеновыми глинами красно-бурого цвета и линзами мелкозернистых илистых песков (пески являются отощающей добавкой). Пластообразная залежь глин имеет мощностъ 1,9-7,8 м, мелкозер- нистый песок 0,5-1,1 м. Вскрыша - мелкозернистый песок с большим ко- личеством обломков горных пород. Подстилающие породы - глины с круп- ными обломками коренных пород. Мощность полезной толщи на большей части не вскрыта. Разведанная глубина 8 м.
Глины состоят из гидрослюд и монтмориллонита. Содержание включе- ний карбонатов 1,34%, гипса.0,75%. Сырье пластичное, чувствительное к сушке, требует ввода отощителя и мягких режимов сушки.
Химический и гранулометрический состав глин приведен ниже.

Таблица 1.5
Химический состав глин Каратальское I

Содержание, %
Компоненты

SiO2
Al2O3
Fe2O3
ТіО2
СаО
MgO
SO3
Na2O
К2О
СО2
Н2О
ППП

миним.
50,48
12,36
3,67
0,46
6,65
1,83
0,18
1,07
2,25
3,74
1,26
7,72

максим.
56,74
13,96
5,58
0,60
8,74
2,65
1,44
2,50
2,80
17,82
4,60
9,78

Среднее
54,70
13,20
4,27
0,51
8,23
2,12
0,70
1,9
2,50
5,74
2,26
8,9

Таблица 1.6
Гранулометрический состав глин Каратальское I

Содержание, %
Фракция, мм

более 5

5,0-2,0

2,0-0,5

0,5-0,05
0,05-
0,01
0,01-
0,005

0,005-
0,001
0,001 и
менее
миним.
сл.
сл.
0,1
3,6
11,5
1,6
3,5
5,0
максим.
29,5
26,0
6,4
60,8
37,7
13,9
25,2
50,0
Среднее
0,5
0,6
2,74
22,8
21,6
9,10
18,8
27,6

Объемная масса глины 1,76-1589 тм[3]; водопоглощение 10-16%; воздушная усадка 5,3-10,0%; оптимальная температура обжига 950-1000°С; предел прочности при сжатии 77,8, при изгибе 30,4; марка по морозостойкости Мрз 15. Месторождение не обводнено.
Для регулирования свойств глинистого сырья, улучшения пластичности и повышения прочности продукции применяется химическая добавка
Литопласт.
ЛИТОПЛАСТ применяется для регулирования структурно- механических свойств буровых глинистых растворов, а также для снижения вязкости и статического напряжения сдвига пресных, гипсовых, известковых минерализованных буровых растворов в широком диапазоне температур. Литопласт представляет собой бесхромовый метилен на фталинсульфонатныйдефлокулирующий р еагент на основе полианионовыхполиметиленнафталинсул ьфонатов. Хорошо сочетается с УЩР, КМЦ, растворим в воде. Позволяет уменьшить влагосодержание суспензий при сохранении заданных реологических технологических параметров, уменьшая влажность сырьевой смеси. Применяется в качестве средства, понижающего вязкость, и регулятора реологии во всех буровых растворах на основе вод различной минералогии. Дает лучший разжижающий эффект, чем хромсодержащиедефлокулянты при забойных температурах до 170[0]С. Не вызывает пенообразования.
Для торкретирования на лицевые стороны кирпича наносят стеклобой, крупный песок, крошку фарфора, арктикского туфа, шамота.
В данном дипломном проекте использую стеклобой, который будет доставляться с ТОО StoneandglassGP (г. Талдыкорган).

Характеристика топлива

Твѐрдое топливо - горючие вещества, основную часть которых составляет углерод. Каменный уголь и бурые угли, горючие сланцы, торф и древесину относят к твердому топливу.
В значительной степени свойства твердого топлива определяются его химическим составом, то есть содержанием углерода, водорода, кислорода, азота и серы. Одинаковые количества разного топлива дают при сжигании различное количество теплоты. Теплотворную способность, наибольшее количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг топлива (наибольшая теплотворная способность у каменного угля) определяют для оценки качества топлива. Твѐрдое топливо в основном применяют для получения теплоты и других видов энергии, затрачивающиеся на получение механической работы. Возможно получить из твѐрдого топлива более 300 различных химических соединений при его соответствующей обработке (перегонке).
В данном проекте используем топливо, обнаруженное на Ойкарагайском месторождении в Райымбекском районе Алматинской области, где добычу угля можно довести до 500 тыс.т. в год. А также уголь Шубаркульского месторождения в Алматинской области.

Таблица 1.7 Химический состав угля

Топливо
Элементарный состав, %
Летучие вещества, %
Теплотворная способность Q[p], каллкг

C
Н
O+N +S

Каменный
уголь
80
5
15
35
8100

Расчет потребности в сырье и полуфабрикатах (материальный баланс)

Материальный баланс завода по производству торкретированного керамического кирпича мощностью 18 млн. шт. методом пластического формования [6].
Исходные данные:
Состав массы (%):
Суглинок Карабулакского месторождения - 70%; Глина Каратальского месторождения - 30%; Влажность сырья (%):
№1 Суглинок Карабулакского месторождения - 8%
№2 Глина Каратальского месторождения - 9%.

Средневзвешенная влажность сырья составит:

W = 8 * 0,7 + 9 * 0,3 = 8,3%
Потери при прокаливании сырья (%):
Суглинок Карабулакского месторождения - 8,62; Глина Каратальского месторождения - 8,9.

Средневзвешенные потери при прокаливании:
П.П.П.=8,62 * 0,7 + 8,9 * 0,3 = 8,7%.

Технологические параметры производства:
Формовочная влажность шихты - 20%; Влажность изделий после сушки - 4,5%.

Брак и потери производства:
Брак при обжиге - 2%; Брак при сушке - 3%;
При дозировании и транспортировке - 1%.

Расчет материального баланса.
Должно выходить кирпича из печей го товой продукции по обожженной массе с учетом брака при обжиге:
Q1 = П*100100 - К1
Q1 = 42000 * 100 98 = 42857 тгод
К1 - брак при обжиге. Брак при обжиге:
Q1 - П = 42857 - 42000 = 857 т
Поступает кирпича в печи с учетом потерь при прокаливании по абсолютно сухой массе:
Q2 = Q1 * 100100 - Wс.в
Q2 = 42857 * 100100 - 8, 7 = 46940 тгод
Потери при прокаливании:
Q2 - Q1 = 46940 - 42857 = 4083 т.
Поступает кирпича в печи по фактической массе с учетом остаточной влажности:
Q3 = Q2 * 100100 * Wo = 46940* 100100 - 4,5= 49151 тгод
Испаряется влаги в печах:
Q3 - Q2 = 49151 - 46940 = 2211 т.
Должно выходить кирпича из сушил по абсолютно сухой массе с учетом
брака при сушке:
Q4 = Q2 * 100100 - K3 = 46940 * 100100 - 3 = 48391 тгод
Кз - брак при сушке 3%. Брак при сушке:
Q4 - Q2 = 48391 - 46940 = 1451 т.

Должно выходить кирпича из сушил по фактической массе с учетом остаточной влажности:
Q5 = Q4 * 100100 - Wo = 48391 * 100100 - 4,5 = 50671 тгод.

Поступает в сушила по фактической массе:
Q6 = Q4 * 100100 - Wф = 48391 * 100100 - 20 = 60488 тгод
Wф - формовочная влажность 20%. Испаряется влаги в сушилах:
Q6 - Q5 = 60488 - 50671 = 9817 т.

Потребность в технологической воде для приготовления шихты: Q7 = Q6 - (Q4 * 100100 - Wcp) = 60488 - (48391 * 100100-8,3) = 7718 тгод
Потребность в технологической воде с учетом 10% потерь составит: Q7 = 8490 м тгод
Требуется сырья для стабильной работы дозаторов по абсолютно сухой массе при транспортировке 1%.

8. Q8 = Q4 * 100100 - К4 = 48391 * 100100 - 1= 48879 тгод,
К4 - потери при транспортировки 1 % Потери при транспортировке:
Q8 - Q4= 48879 - 48391 = 488 т.

9. Требуется сырья по фактической массе:
Суглинок Карабулакского месторождения:
Qс = Q8 * Ac 100 - Wф = 48879 *70 (100-8) = 37204 тгод
Глина Каратальского месторождения:
Qrл = Q8 * Aгл 100 - Wr = 48879 * 30(100-9) = 16113 тгод

Таблица 1.8
Материальный баланс производства керамических изделий

ПРИХОД
РАСХОД
1. Поступает на склад сырья:
суглинка 37204 т
глины 16113 т
2. Поступает технологической
- воды 8490 т
Поступает на склад готовой продукции:
32000 т
Невозвратные потери при:
прокаливании 4083т
обжиге 857 т
сушке 1451 т
транспортировке 488 т.
Потери технологической воды: 772 т
Испаряется влаги в:
-сушилах 9817 т
- печах 2211 т
Всего: 61807 т
Всего: 61529 т
Невязка баланса составляет 61807 - 62529 = 278 тгод т.е. 0,44%. Допустимая невязка
составляет 0,5%.

Расчет расхода торкетирующей крошки

При расчѐтной производительности завода 18000000 штук в год (с учѐтом потерь при сушке и обжиге 5%) предварительный расход мраморной крошки составит 810000 кггод (при расходе 45 кг на 1000 шт.).
Учитывая потери крошки 1% (8100 кг) - годовой расход мраморной крошки составит 801900 кггод.

Технология производства

Обоснование выбора способа производства

Способ пластического формования является самым распространенным способом производства керамического кирпича. Оптимальным сырьѐм для этого способа служит глина, которая имеет в своѐм составе до 30% песка, предотвращающая большую усадку кирпича. После добычи глины нужного состава еѐ увлажняют паром и подвергают тщательному перемешиванию для того чтобы получить однородную пластинчатую массу без каких-либо "катышков". Далее начинается процесс формования кирпича-сырца из этой же массы и с учѐтом последующей усадки кирпич-сырец имеет больший объѐм (на 10-15%). Кирпич-сырец после этапа формования отправляется на сушку и после достижения влажности 6-8% изделие можно уже обжигать при температуре до 1000ºС в печи (возможно применение некоторых добавок для ускорения процесса горения) [7].
Способ сухого и полусухого прессования. Кирпич, который произведѐн этим способом менее морозостоек, но более подходит для создания изделия с более чѐткими формами. Но и сырьѐ (глина) подбирается с другими характеристиками по влажности (малопластичная глина 7-8% влажности для сухого прессования и 8-12% для полусухого прессования), и в отличие от пластического формования здесь глина до получения порошка подвергается измельчению. Далее прессах без сушки формуется (при сухом способе) этот порошок или же при значительно сокращѐнном времени сушки (при полусухом способе) этот кирпич-сырец готов к процессу обжига.
В данном дипломном проекте использована схема производства изделий пластическим способом. Пластический способ является наиболее оптимальным для производства лицевых токретированных кирпичей. Используемые в качестве основного сырья глины и глинистые суглинки имеют умеренное число пластичности, хорошо формуются, позволяет выпускать керамическую продукцию широкого ассортимента.

Бегунковый смеситель
Шихтозапасник
Комбинированный ленточный вакуум-пресс
Литопласт
Гладкие вальцы тонкого помола
Торкретирование
Суглинок Карабулакское II
Суглинок Каратальское I
Карьер
Карьер
Автосамосвал
Автосамосвал
Рыхлительная машина
Рыхлительная машина
Ящичный питатель
Дезинтегратор
Ящичный питатель

Пар

Резательный автомат
Автомат-укладчик
Автомат-садчик
Сушилка туннельная
Печь туннельная
Обжиг
Склад готовой продукции

Рисунок 1.1 - Технологическая схема производства изделий

Описание технологической схемы производства

Основные этапы производства керамических изделий состоят из следующих операций: добыча сырьевых материалов, подготовки массы, формование изделий, их сушка и обжиг.
Проводят подготовительные и вскрышные работы перед началом работ по добыче глины в карьере. При подготовительных работах ведѐтся геологическая разведка, где устанавливается характер залегания, полезной толщи и запасов глин; удаляется растительность; устраивают водоотводные канавы и подъездные пути.
Добыча глины на карьерах осуществляется обычно открытым способом экскаваторами и транспортируется на предприятие рельсовым, автомобильным или другим видом транспорта.
В естественном состоянии карьерная глина обычно для получения керамических изделий не пригодна. Поэтому производится еѐ обработка. Подготовка глин ведѐтся чередованием естественной и механической обработки. Естественная обработка это означает вылѐживание предварительно добытой глины в течение 1-2 лет при периодическом увлажнении атмосферными осадками или искусственном замачивании и периодическом замораживании и оттаивании. А механическая обработка глин производится с целью разрушения их природной структуры, удаления крупных включений или их измельчения, удаления вредных примесей: измельчение глин и добавок, смешивание глины с добавками и увлажнения до получения удобоформуемой глиняной массы.
Описание выбранной технологической схемы производства лицевых керамических кирпичей методом торкретирования представлено следующим образом:
Подготовка шихты. Механическая обработка составных компонентов оказывает значительное влияние на качество производимого изделия. Поэтому при устройстве оборудования для переработки необходимо выбирать машины в точном соответствии с отличительными свойствами сырьевых материалов. Правильный подбор и рациональное распределение обрабатывающего оборудования определяют рентабельность работы всего предприятия.
Сырьѐ добывают многоковшовым экскаватором и автотранспортом на карьере, отвозят на хранение в глинозапасник завода. Автотранспорт выбран в связи с тем, что он весьма манѐврен, может перемещаться по пересечѐнной местности, а также из-за быстрой разгрузки. Из глинозапасника глина подаѐтся в бункер глинорыхлителя, а после рыхления направляется на дозирование, которое осуществляется ящичным питателем.
Сырьѐ подаѐтся в рыхлительную машину, возможна разгрузка глины в глинорыхлитель непосредственно с автотранспорта. Куски глины режутся билами и через решѐтку подают в ящичный питатель СМК-214, который служит для дозирования и подачи сырья в производство.

В рабочую камеру дезинтегратора, обрабатываемый материал, подается равномерным потоком через загрузочный бункер. Дробление (измельчение) материала происходит под действием центробежных сил, за счет удара об элементы вращающихся навстречу друг другу роторов. Через разгрузочный канал материал измельченный в дезинтеграторе выбрасывается воздушным потоком.
Транспортирование между процессами осуществляется с помощью ленточных конвейеров. Особенностью конвейеров является конструкция их приводов, которая позволяет упростить стыковку конвейеров с приѐмными бункерами глиноперерабатывающих машин и снизить просыпь сырья в зонах перегрузки. Данная смесь транспортируется на измельчение в бегунковый смеситель.
После помола шихта подаѐтся на расстилающий мост шихтозапасника и разгружается в шихтозапасник. Наличие шихтозапасника позволяет осуществить вылѐживание массы, обеспечивает еѐ усреднение и создаѐт долгосрочный буферный запас глины на формовку. Смесь в шихтозапаснике вылѐживается в течение 3 суток для приобретения необходимых пластических свойств, оснащѐнный модернизированным многоковшовым экскаватором.
После вылѐживания глина многоковшовым экскаватором отбирается из шихтозапасника и по транспортеру поступает в вальцы тонкого помола СМ-
23 и загружается пластифицирующая добавка Литопласт, которые относятся к типу валковых дробилок, предназначенные для помола керамической массы, раздавливанием и протиранием материала за счѐт различной окружной скорости валков, вращающихся навстречу друг другу.
Процесс формования. Очищенная от посторонних твѐрдых включений, тонкоизмельчѐнная и равномерно увлажнѐнная керамическая масса подаѐтся на формование в комбинированный ленточный вакуум-пресс КРОК-14. Предварительно на него подается пар. Процессы перемешивания, доувлажнения, вакуумирования, формования и прессования глиняной массы осуществляются в прессе. При продавливании массы через отверстия решѐтки улучшается переработка и очистка еѐ от инородных включений. Формование осуществляется при влажности 20%. Пресс оснащѐн вакуумным насосом.
Торкретирование. При производстве торкретированного кирпича используют легкоплавкие глины. Запесоченность данного материала существенно снижает качество керамических материалов. Для офактуривания керамических кирпичей используют специальное оборудование, расположенное сразу после прессовой установки, т.е. пескоструйную установку, размещаемую на расстоянии 20-30 см от поверхности отформованного бруса. В технологическом плане это выглядит примерно таким образом: брус выпрессованного полуфабриката кирпича по конвейеру попадает в зону форсунок, которые под давлением выбрасывают крошку (стеклянная, мраморная, фарфоровая и т.д.), песок или другие

компоненты. Песок или крошка впрыскивается в сырую поверхность бруса (на ложковую и тычковую поверхности) и дополнительно вдавливается резиновым валиком. Торкрет-крошка должна иметь размеры от 1 до 3-х мм.
Пример торкретирования лицевого кирпича показан на рис.1.2
Высыпанная из бункера (1) крошка, отмеривается в дозаторе (2) и через трубу доставляется в форсунку. В эту форсунку через воздуховод (6) подаѐтся воздух при давлении 2,5-3 атм. Форсунка размещена в торкрет- камере (3), оснащѐнной металлической оболочкой. Свежеотформованный сырец без остановки проходит через специальное отверстие (4). Крошка, вылетая из сопла форсунки, вдавливается в лицевые поверхности будущего изделия и далее по конвейеру она дополнительно вдавливается обрезиненным валком.

Рисунок 1.2 - Торкретирование керамического кирпича:
1 - бункер; 2 - дозатор; 3 - торкрет-камера; 4 - специальное отверстие для выхода сырца; 5 - компрессор; 6 - воздуховод; 7 - вентилятор

На дно камеры собирается излишек крошки и автоматически возвращается на одну из форсунок.
При декорировании керамических кирпичей методом торкретирования расход крошки составляет 40-50 кг на 1000 штук кирпичей.
Отформованный и торкретированный глиняный брус разрезается струнным резательным автоматом РКБ-6 на отдельные кирпичи, после сырец укладывается на рамки, подающиеся к горизонтальному ленточному конвейеру. Далее автомат-укладчик СК-2 укладывает на сушильные вагонетки кирпич-сырец, транспортировка которых осуществляется с помощью электропередаточной тележки. Во избежание деформации свежесформованный сырец надо транспортировать осторожно. Кроме этого, надо стремиться к наиболее рациональной укладке изделий в сушилке.
Стеклобой фракции до 5 мм доставляется в готовом виде из местных ТОО. Поэтому на технологической линии достаточно предусмотреть только сито для просеивания торкрет-крошки.

Сушка изделий. По завершении загрузки сушильных вагонеток они с помощью системы цепных толкателей, работающих в автоматическом режиме, доставляются к туннельным сушилкам. Время сушки 30 ч. Для сушки используется горячий воздух из туннельной печи, атмосферный воздух и рециркулят, а также дымовые газы из топки. После очистки отработанный теплоноситель поступает в атмосферу. Необходимо создать условия для интенсивной влагоотдачи с единицы поверхности изделия для нормального протекания процесса сушки сырца, то есть, чтобы изделия высыхали с максимальной равномерностью и без деформаций при минимальном расходе топлива и в минимальный срок.
При помощью электропередаточной тележки, после завершения процесса сушки высушенные изделия поступают к автомату-перекладчику СМ-1239, который осуществляет садку полуфабриката на обжиговые вагонетки для последующего обжига в печи.
Обжиг. Обжиг проводят в туннельной печи при температуре 1000[о]С. В качестве теплоносителя используются продукты сгорания угля. Согласно расчѐтам ежечасно из печи выходит одна вагонетка с готовыми изделиями, и как следствие одна вагонетка поступает в печь.
Туннельные печи относятся к печам непрерывного действия. Принцип работы туннельных печей заключается в том, что по длинному узкому туннелю печи навстречу теплоносителю непрерывно, вплотную одна к другой, передвигаются вагонетки с обжигаемыми изделиями через постоянные тепловые зоны: подогрева, обжига и охлаждения. Сначала вагонетки с изделиями подогреваются продуктами горения, отходящими из зоны обжига, затем проходят через зону обжига, где подвергаются воздействию газов высокой температуры и, наконец, остывают, отдавая тепло стенкам туннеля или непосредственно охлаждаясь воздухом. Зоны внутри печи разделены воздушными завесами. Время обжига изделий в этих печах составляет 24-48 ч. В данном проекте выбрана продолжительность обжига 30 ч.
Забираемый из печи горячий воздух транспортируют на сушку, а отработанные дымовые газы после очистки выбрасываются в атмосферу.
Склад готовой продукции. Из печи обожжѐнный кирпич посредством автомата-разгрузчика ИАПДИ-59 при помощи электропередаточной тележки транспортируется на выставочную площадку, которая оборудована мостовым краном. Предусмотрена упаковка керамических стеновых изделий в термоусадочную плѐнку в комплекте оборудования участка пакетирования готовой продукции. Пакеты кирпича сгружаются при помощью крана на выставочную площадку. После производится сортировка кирпича и садка его на поддоны. Изделия соответствующего качества на поддонах с помощью электропогрузчика отгружаются потребителю.

Расчет производительности технологический линий завода

Выбор и расчет основного технологического и транспортного оборудования

Под технологическим оборудованием понимается определение производительности машин (или установок) и числа машин, необходимых для выполнения производственной программы по данному переделу.
При выборе оборудования следует учитывать также качественную характеристику сырья и требования, предъявляемые к конечному продукту после обработки сырья на данном агрегате или машине.
В этом разделе определяется производительность машин и их число, необходимое для выполнения технологического процесса по каждому переделу.
Для стабильной работы производства производительность питающих агрегатов должна быть на 10-5% выше производительности обслуживаемого ими оборудования.
Общая формула для расчѐта технологического оборудования имеет вид: NM= Qч.п (Qч.м* Квн), (1.6)
где Nм - количество машин, подлежащих установке;Qч.п. - часовая производительность по данному переделу (м[3]); Qч.м. - часовая производительность машины выбранного типоразмера (м[3]); Квн - нормативный коэффициент использования оборудования во времени (обычно принимается 0,8 - 0,9);
Для расчѐта оборудования необходимо знать расходы сырья, поэтому сведѐм все расходы в таблицу.

Таблица 1.8
Расходы сырья для производства

Наименование
Глинистый суглинок Карабулакско гоместорож- дения,т

Глина Каратальского месторож- дения, т

Стеклобой, т
Выпуск продукции (для пресса с учетом 5%
брака)

(1836000 млн. шт.у.к.)

Кирпич одинарный пустотелый 250 x 120 х
65мм
год
сут.
час
год
сут.
час
год
сут.
час
год
сутки
Час

37204
148,8
18,6
16113
64,4
8,0
801,9
3,2
0,4

18 млн.

49000

2041 шт.

Глинорыхлитель, м[3]

Nм = 8,75 (12*0,8) = 0.91 (1.7)

Принимается глинорыхлитель СМК-355 в количестве 1 шт. для суглинка Nм = 3,75 (12*0,8) = 0.39 (1.8)
Принимается глинорыхлитель СМК-355 в количестве 1 шт. для глины

Ящичный питатель, т

Nм = 8,75 (10*0,8)=1,0 (1.9)

Принимается ящичный питатель СМК-214 в количестве 1 шт. для суглинка.
Nм = 3,75 (10*0,8)=0,46 (1.10)

Принимается ящичный питатель СМК-214 в количестве 1 шт. для глины.

Дезинтегратор

Nм = 10 (20*0,8)=0,62 (1.11)

Принимается дезинтегратор ДМК-5 в количестве 1 шт. для глины.

Бегунковый смеситель СМ - 365

Nм = 45 (60*0,8)=0,93 (1.12)

Принимается бегунковый смеситель в количестве 1 шт.

Двухвальный смеситель, м[3]

Nм = 8,75 (5,6х0,8)= 1,9 (1.13)

Принимается смеситель КРОК 30 в количестве 2 шт

Вальцы тонкого помола, м[3]

Nм = 8,75 (12*0,8)=0,9 (1.14)
Принимается вальцы тонкого помола КРОК-4 в количестве 1шт.

Вакуум-пресс, шт

Nм = 2041 (3000*0,8)= 0,85 (1.15)

Принимается вакуум-пресс КРОК 14 в количестве 1 шт.

Торкрет - установка, шт.

Nм = 5 (6*0,8)= 1,0 (1.16)

Принимается торкрет - установка УППР-1.СО-50ПБН в количестве 1 шт.

Автомат-резчик, шт

Nм = 2041 ( 3000 * 0,8)= 0,85 (1.17)

Принимается автомат-резчик РКБ-6 в количестве 1 шт.

Автомат-укладчик

Nм= 2041 (2500 х0,8)=1,0 (1.18)

Принимается автомат-укладчик МА-4 8А в количестве 1 шт.

Автомат-разгрузчик

Nм= 2041(2600 * 0,8)=0,98 (1.19)

Принимается автомат-разгрузчик ИАПД И-59 в количестве 1шт.

Расчет тунельной сушилки
Определяется ширина и высота поперечного сечения туннеля по соответствующим формулам

Вт= b + 2(0,080,1) = 1,01 +2*0,1 = 1,21 м, (1.20)
Нт= h + 0,1 = 1,525 + 0,1 = 1,63 м, (1.21)

где b - ширина вагонетки, h - высота вагонетки

Определяем общее количество вагонеток, одновременно находящихся во всех туннелях, по следующей формуле

M = n*z24Nb= 49000*2024*252 = 9800006048 = 162 шт., (1.22)

где n - суточная производительность сушилок, принимается равной суточной производительности завода; z - продолжительность сушки, принимаемая равной 20 часов; Nb- емкость одной вагонетки (в кирпичах).

Определяем количество вагонеток в одной туннели по следующей формуле
m = LTL = 361,3 = 27,69 = 28 вагонеток, (1.23) где LT - длина одной туннели, принимаемая равным 36 м; L - длина
одной вагонетки, м.

Определяется количество туннелей по следующей формуле
T = Mm = 16228 = 5,7 = 6 туннелей (1.24)

Определяем длину одной туннели по следующей формуле
LT = L*m + 0,5 = (1,3 * 28) + 0,5 = 37,4 м (1.25)
где 0,5 - компенсация длины разбега вагонетки, м.

Учитывая, что длина одной туннели превышает 36 ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.