Завод по производству керамического кирпича способом полусухого прессования

По прочности  изделия делят на марки 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300 (прочность при сжатии10–30 МПа). Марку кирпича устанавливают  по прочности при сжатии и изгибе, а камней – только при сжатии. Крупноформатные керамические камни  и кирпичи с горизонтальном расположением  пустот имеют другие марки: первые – 35–300; вторые –25–100.

Водопоглощение  рядовых изделий должно быть не менее 6 %, лицевых изделий – не менее 6 % и не более 14 %.

По  морозостойкости  в водонасыщенном состоянии изделия  классифицируют на марки  F25, F35, F50, F75 и F100 (25–100 циклов переменного замораживания и оттаивания).

Удельная  эффективная активность естественных радионуклидов А_эфф в изделиях должна быть не более 370 Бк/кг.

Применение. Керамический кирпич и камни применяются  во всех частях зданий для кладки каменных и армокаменных конструкций, в том  числе сырых и влажных помещений, подвалов, цоколей, а также дымовых  труб[8].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Анализ существующих способов производства материала.

Выбор способа  и технологической схемы производства

 

Технологические схемы производства. Свойства сырья, тип изделий, объем производства, способы подготовки сырьевых материалов определяют общие принципы технологических  схем производства изделий. Способы  переработки сырья и подготовки массы – пластический, полусухой  или шликерный – наиболее полно  определяют различия технологических  схем производства изделий, так как  последующие процессы – формование (прессование), сушка и обжиг изделий  – не имеют существенного различия.

 

Рисунок 2.3.1 - Технологическая схема производства пластическим способом

 

Технологическая схема производства изделий с  пластическим способом подготовки массы, несмотря на сложность и длительность, наиболее распространена в промышленности стеновой керамики. Примерная технологическая  схема подготовки массы пластическим способом при вводе опилок и отходов  углеобогащения приведена на рисуноке 2.4.1. Включение в схему сушильного барабана объясняется необходимостью подсушки отходов углеобогащения, влажность которых в зимний период достигает 12–15%.

Технологическая схема производства изделий полусухим  способом переработки сырья и  подготовки массы применяется в  производстве обыкновенного и эффективного кирпича, пустотелых камней при полусухом  прессовании изделий, при использовании  глинистого сырья пониженной пластичности и влажности примерно следующая (рисунок 2.4.2):

 

 

Рисунок 2.3.2 - Технологическая схема производства изделий полусухим способом

 

Технологическую схему производства изделий со шликерным  способом подготовки массы (жидкотекучее состояние) целесообразно применять  при использовании глинистого сырья  повышенной влажности, которое легко  размокает в воде и содержит каменистые включения, подлежащие удалению. Шликерный  способ подготовки массы обеспечивает наилучшее разрушение природной  текстуры сырья. Основными технологическими переделами при шликерном способе  подготовки массы являются (рисунок 2.4.3)[2]:

 

 

Рисунок 2.3.3 - Шликерный способ подготовки массы

 

 

 

 

 

2.4 Описание технологического процесса производства керамического кирпича полусухим формованием

 

Технологический процесс включает в себя следующие  группы операций:

1) добыча  и доставка глинистых пород; 

2) обработка  глины и приготовление керамического  пресспорошка;

3) формование  кирпича; 

4) сушка  и обжиг.

 

Добыча  глины  включает в себя удаление непродуктивных слоев, усреднение и  погрузку на транспортные средства. Иногда добычу глины совмещают с естественной  обработкой, т.е. с вымораживанием и  вылеживанием в замоченном состоянии. Глину добывают в карьере экскаватором и доставляют на завод преимущественно  автомобильным транспортом (рисунок 2.4.1).

 

 

Рисунок 2.4.1 – Добыча глины одноковшовым экскаватором

 

Иногда  глину добывают многоковшовым экскаватором (рисунок 2.5.2), что усредняет глину  разнородных слоёв, улучшает её однородность. В этом случае доставку глины из карьера производят вагонетками  по рельсам.

Рисунок 2.4.2 –Добыча глины многоковшовым экскаватором и её погрузка на вагонетки

 

С вагонетки  глина попадает в ящичный питатель (рисунок 2.4.3), представляющим   собой   короткий   пластинчатый или ленточный конвейер 1, верхняя ветвь которого имеет ограждение в виде ящика 2 с шибером 3 для регулирования объема подаваемого материала.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.4.3 – Схема ящичного питателя

 

 

Ящичным питателем глина подается в вальцы для измельчения до кусков величиной 10–15 мм. Вязкие и пластичные глины  измельчают в гладких вальцах  с зазором между валками 10–15 мм. Валки вращаются навстречу друг другу и материал измельчается путём  раздавливания (рисунок 2.4.4 а).

Плотные глины измельчается в зубчатых вальцах. Куски глины измельчается между  вращающимися навстречу друг другу  зубчатыми валками вследствие раздавливания, раскалывания и изгиба.

Глины, засоренные каменистыми включениями, измельчают в камневыделительных  вальцах (рисунок 2.4.4): винтовых б) или дезинтеграторных в).

Камни, попадая  в канавки винтового валка 2, перемещаются по ним вдоль валка и удаляются  через течку 3, а глина раздавливается вращающимися навстречу друг другу  валками 1 и 2.

В дезинтеграторных вальцах глинистое сырье подается на быстровращающийся ребристый  валок 1. Глина разбивается ребрами 2 и отбрасывается на гладкий тихоходный валок 3, затягивающий ее в зазор  между валками. Камни же, получив  большую скорость от удара о ребра, ударяются затем об отражательную  плиту 4 и удаляются в отходы.

 

Рисунок 2.4.4 – Схемы вальцов

 

 

После грубого  дробления глину  сушат в сушильных  барабанах прямотоком во избежание  сильного перегрева и дегидратации глины (рисунки 2.4.5). Конечная влажность глины – 7–11 %. Влажность должна быть такой, чтобы исключалось прилипание глины к помольному и просеивающему оборудованию.

 

Рисунок 2.4.5 – Схема сушильного барабана

 

Для тонкого  измельчения используют корзинчатый  дезинтегратор или молотковую дробилку (рисунок 2.4.6). В корзинчатом дезинтеграторе имеются два быстровращающихся навстречу друг другу диска 1 с билами 2, которые и измельчают глину. У молотковой дробилки (мельнице) имеется вращающийся ротор 3 с шарнирно  подвешенными к нему молотками 4, которые измельчают глину. Частицы,  достигшие размеров менее 3 мм, выходят из дробилки через решётку.

 

 

Рисунок 2.4.6 – Схемы оборудования для измельчения и просеивания пресспорошка: а) дезинтегратор; б) молотковая дробилка; в) сито-бурат

Просеивают  глину для отделения крупных  зерен (крупнее 3 мм). Для этого используют виброгрохот или сито-бурат. При необходимости полученные фракции шихтуют между собой в оптимальном соотношении для получения порошка с меньшей пустотностью.

 

Перед прессованием порошок необходимо увлажнить до оптимальной формовочной влажности, которая находится у разных глин в пределах 8–12 %. Увлажнение производят чаще всего в двухвальных глиномешалках  путем распыления воды или паром. Для выравнивания влажности пресспорошка его выдерживают перед прессованием в бункерах не менее суток.

Далее пресспорошок попадает на пресс, а после идет процесс  сушки. Сушка– наиболее важный этап в технологии изготовления керамических изделий т.к. трещины у них образуются в основном в процессе сушки. С поверхности влага удаляется быстрее, чем из центра, поэтому усадка поверхности, особенно углов и ребер, в процессе сушки может быть значительно больше, чем центра. Чем больше эти перепады, чем хуже проработана и неоднородна керамическая масса, тем выше вероятность возникновения в сырце напряжений, превышающих предел его прочности и приводящих к возникновению трещин.

Чем меньше перепады влажности в сырце в  процессе сушки, тем меньше вероятность  возникновения трещин, поэтому наиболее качественно происходит естественная сушка сырца. Но она может применятся только в теплое время года на заводах  малой производительности, так как  требует больших площадей. Продолжительность  естественной сушки зависит от состояния  погоды и может длиться от 10 до 20 суток. Естественную сушку осуществляют в сушильных сараях.

Искусственная сушка осуществляется обычно дымовыми газами из обжиговых печей. Для каждой глины и изделий подбирается  оптимальный режим сушки –  температура газов на входе и  выходе, скорость движения газов и  другие. В некоторых случаях производится рециркуляция части газов (повторное  использование) с тем, чтобы не было резких перепадов по температуре  и влажности. Продолжительность  искусственной сушки может быть от 16 часов до 7суток, температура  теплоносителя – от 35 до 150 °С, температура сырца – от 35 до 95 °С. Сушат кирпич до остаточной влажности не более 6–8%.

Для сушки  кирпича-сырца применяют обычно туннельные сушилки непрерывного действия (рисунок 2.4.7), в которых вагонетки с кирпичом-сырцом 1 перемещаются по рельсам навстречу дымовым газам. Иногда в туннельных сушилках при помощи вентиляторов с подогревателями (калориферами) организовывают зигзагообразное перемещение теплоносителя. На некоторых заводах могут быть камерные сушилки периодического действия, в которых кирпич не перемещается, омывается теплоносителем при помощи вентиляторов.

 

Рисунок 2.4.7 – Схема туннельной сушилки

 

Электропередаточным мостом 1 печная вагонетка 2 доставляется к туннельной печи 3 (рисунок 2.4.8) и заталкивается в неё. Вагонетки с изделиями перемещаются в печи и последовательно проходят зоны:

1 – подъема  температуры до 900–1000 °С (подогрев); 

2 – выдержки  при температуре от 900 до 1000 °С (обжиг);

3 – снижения  температуры до 50–60 °С (охлаждение).

Рисунок 2.4.8 – Схема туннельной обжиговой печи, работающей на природном газе: 1 – электропередаточный мост; 2 – вагонетка с кирпичем-сырцом; 3 – печь; 4 – механизм подъёма наружной двери шлюзовой камеры; то же – внутренней двери; 6 – электропередаточный мост; 7 – вагонетка с обожженным кирпичом.

Режим обжига  (график изменения температуры от времени) подбирается в зависимости  от свойств керамической массы и  обжигаемых изделий (размеры, пустотность  и др.). На рисунке 2.5.9 показаны варианты режимов обжига различных керамических стеновых материалов. Общая продолжительность обжига в первом случае 24 часа, во втором – 32 часа. Кроме того, в первом случае происходит более быстрый подъём и снижение температуры. 

Рисунок 2.4.9 – Варианты режимов обжига кирпича в туннельных печах: I – график изменения температуры в печи; II – график изменения температуры изделий

В зону подогрева  поступают дымовые газы из зоны обжига. В зоне обжига происходит горение  топлива (газ, мазут или уголь). В  зоне охлаждения кирпич охлаждается  наружным воздухом, который в свою очередь нагревается и поступает  в зону обжига для горения топлива. Вагонетки с обожжённым кирпичом выкатываются из печи и электропередаточным мостом транспортируются на участок упаковки.

 

 Готовый  кирпич укладывается на поддоны,  перевязывается металлическими  лентами, упаковывается в термоусадочную  пленку и доставляется на склад  готовой продукции[8].

 

Рисунок 2.4.10 - Технологическая схема производства керамического кирпича способом полусухого прессования: 
1 — вагонетка или автосамосвал; 2 — ящичный питатель; 3 — камневыделительные вальцы; 4,6,9 — транспортеры; 5 — сушильный барабан; 7 — пластинчатый питатель; 8 — глинозапасник; 10 — бегуны сухого помола (дезинтегратор или мельница); 11 — элеватор; 12 — виброгрохот; 13 — бункер; 14 — питатель; 15 — смеситель (увлажнитель); 16 — пресс с укладчиком сырца на печную вагонетку; 17 — печная вагонетка; 18 — туннельная сушка; 19 — тележка электропередаточная; 20 — толкатель; 21 — туннельная печь; 22 — автомат-разгрузчик и пакетировщик

2.5 Режим работы завода

 

 

Таблица 2.5.1 - Режим работы цеха формования сушки и обжига

Наименование	Количество
Календарный фонд времени Число праздничных дней Сменность Длительность смены Плановый ремонт Фонд рабочего времени	365 дней 12 дней 3 смены 8 часов 12 сут/год 6875 час