Производство керамического кирпича

Спеваемость глин оценивает их способность при определённой температуре обжига уплотняться с образованием прочного искусственного камня ( черепка ) . В зависимости от температуры спекания глины классифицируют :

• на низкотемпературные (до 1100 град.С) ;
• среднетемпературные (1100...1300 град.С);
• высокотемпературные ( свыше 1300 град.С).

    Показателем  свойст огнеупорности служит  теспература, при которой начинается  процесс плавления глины;

• свыше 1580 град.С – огнеупорные глины;
• 1350...1580 град.С – тугоплавкие;
• До 1360 град.С – легкоплавкие.

С целью регулирования  свойств формовочной массы и  готовых изделий в глину вводят добавки : отощающие , порообразующие , пластифицирующие , плавни.

Отощающие добавки – шамот ( измельченная обожженная глина ), бой кирпича, кварцевый песок, зола ТЭЦ, шлак – вводят в смесь в тонкоизмельченном состояний при использований высокопластичных глин, дающих усадку в изделиях при сушке и обжиге. Они предотвращают появление в процессе тепловой обработки трещин и деформаций.

Порообразующие  добавки – обеспечивают повышенную пористость, снижение средней плотности и коэфициента теплопроводности изделий. К ним относятся выгорающие ( древесные опилки, отходы угля, торф), газообразующие, разлагающиеся при высокой температуре с выделением газообразных продуктов ( известняк), и термостойкие легкие ( вспученный перлит ) заполнители.

Пластифицирующие  добавки – применяют при использований малопластичных (толщинх) глин для улучшения формовочных свойств смесей. В качестве добавок используют высокопластичные бентонитовые глины и органические поверхностно-активные вещества (ПАВ) в количестве 0,1...1 %.

Плавни – вводят в состав смеси с целью снижения температуры спекания глинистой масс.

       Изделия подразделяют на рядовые и лицевые.

Лицевые кирпич и камень по виду лицевой поверхности изготавливают:

- с гладкой и рельефной  поверхностью;

- с поверхностью, офактуренной торкретированием, ангобированием, глазурованием, двухслойным

формованием, нанесением полимерного покрытия или иным способом.

Лицевые изделия могут  быть естественного цвета или  объемно окрашенными.

Кирпич изготавливают  полнотелым и пустотелым, камень - только пустотелым.

Пустоты в изделиях могут  располагаться перпендикулярно (вертикальные) или параллельно постели

(горизонтальные).

По прочности изделия (кроме крупноформатного камня и  кирпича и камня с горизонтальными  пустотами)

подразделяют на марки  М100, М125, М150, М175, М200, М250, М300; крупноформатные  камни - М35, М50, М75,

М100, М125, М150, М175, М200, М250, М300; кирпич и камень с горизонтальными  пустотами - М25, М35, М50,

М75, М100.

По морозостойкости  изделия подразделяют на марки F25, F35, F50, F75, F100.

По показателю средней  плотности изделия подразделяют на классы: 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 2,0.

По теплотехническим характеристикам изделия в зависимости  от класса средней плотности подразделяют на группы в соответствии с    таблицей 1.                                                                                           

                                                                                                        Таблица 1

 

 

   Группа изделий по теплотехническим характеристикам

Класс средней плотности изделия	Группы изделий по теплотехническим характеристикам
0,8	Высокой эффективности
1,0	Повышенной эффективности
1,2	Эффективные
1,4	Условно - эффективные
2,0	Малоэффективные ( обыкновенные )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предельные отклонения номинальных размеров не должны превышать  на одном изделии, мм:

• - по длине:

кирпича и камня (кроме крупноформатного камня)               ±4,

камня крупноформатного                                                         ±10;

• - по ширине:

кирпича и камня (кроме  крупноформатного камня)                 ±3,

камня крупноформатного                                                           ±5;

• - по толщине:

кирпича лицевого                                                                         ±2,

кирпича рядового                                                                         ±3,

камня, в т.ч. крупноформатного                                                  ±4.

 

        Толщина наружных стенок пустотелого кирпича и камня должна быть не менее 12 мм, крупноформатного

камня - не менее 10 мм.

        Диаметр вертикальных цилиндрических пустот и размер стороны квадратных пустот должен быть не

более 20 мм, а ширина щелевидных пустот - не более 16 мм.

        Размеры горизонтальных пустот не регламентируют.

        Для камня допускаются пустоты (для захвата при кладке) площадью сечения, не превышающей 13% площади

постели камня.

         Средняя плотность кирпича и камня в зависимости от класса средней плотности должны соответствовать

значениям, приведенным  в таблице 4.

 

 

 

                                                                                                                        Таблица 2

Классы средней плотности изделий

 

Классы  средней плотности  изделий	Средняя  плотность, кг/м3
0,8	До 800
1,2	801 – 1001
1,4	1001 – 1200
1,8	1201 – 1400
2,0	Свыше 1400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Анализ существующих технологий производства             изделия

 

Производство изделий  строительной керамики состоит из следующих  основных операций:

добыча,транспортировка  и хранение сырьевых материалов;

их переработка и  обогащеие;

приготовление формовочных  масс;

формование сырца;

сушка;

обжиг изделий.

Добывают сырье в карьерах обычно экскаваторами, вывозят глину из карьера автосамосвалами, железнодорожным транспортом, вагонетками и ленточными и транспортёрами. Добычу глины стремятся осуществлять в теплое время года, создавая запас материала для работы зимой. На многих керамических заводах имеются крытые механизированные глинохранилища.

Переработку и обогащение глины производят на заводах. В целях  получения более пластичной глины  её подвергают выветриванию и вымораживанию  на открытом воздухе. На некоторых заводах  глину непосредственно из карьера подают к дробильной и увложнябщей установке. Способ обработки сырья зависит от его свойств и вида изделий.Непластичные материалы обычно доставляют на завод необработанными и необогащенными.

Несмотря на обширный ассортимент керамических изделий, разнообразие их форм, физико-механических свойств и видов сырьевого материала, основные этапы производства керамических изделий являются общими и состоят из следующих операций: добычи сырьевых материалов, подготовки сырьевой массы, формования изделий (сырца), сушки сырца, обжига изделий, обработки изделий (обрезки,глазурования и пр.) и упаковки.

Подготовка сырьевых материалов состоит из разрушения прородной  структуры глины, удаления или измельчения  крупных включений, смешения глины  с добавками и увлажнения до получения удобоформуемой глиняной массы.

Формование керамической массы в зависимости от свойств  исходного сырья и вида изготовляемой  продукций осуществляют полусухим, пластическим и шликерным (мокрым) способами.

При полусухом способе производства глину вначале дробят и подсушивают, затем измельчают и с влажностью 8...12 % подают на формование. При пластическом способе формования глину дробят, затем направляют в глиносмеситель, где она перемешивается с отощающими добавками до получения однородной пластической массы влажностью 20...25 % . Формование керамических изделий при пластическом способе осощесствляют преимущественно на ленточных прессах. При полусухом способе массу формуют на гидравлических или механических прессах под давлением до 15 мПа и более. По шликерному способу исходные материалы измельчают и смешивают с большим количеством воды  (до 60 %) до получения однородной массы – шликера. В зависимости от способа формования шликер используют как непосредственно для изделий, получаемых способом литья, так и после его сушки в распылительных сушилках.

     При пластическом прессований глину освобождают от каменных включений,измельчают и смешивают с отощающими, а иногда и с выгорающими и другими добавками до образования однородной керамической массы. Для измельчения глины применяют вальцовые дробилки с гладкими вальцами, дезинтеграторные вальцы бегуны и пр. Приготовляют формовочную массу чаще всего в двухвальных глиномешалках, где её увлажняют водой или паром до формовочной влажности 18 – 24 % и тщательно перемешивают

 

 

 

4. Выбор и обоснование технологий производства

 

При изготовлений кирпича и пустотелых керамических камней применяют в основном пластический и полусухой способы производства. Различают технологическое оборудование, используемое при способое пластического формования для рыхления глин и приготовления глинянной массы влажностью 18 – 22 % ; для формования и резки глинянного бруса; для укладки , разгрузки и транспортиврования изделий в процессе сушки и обжига.

Глинянные массы подготовляют путем рахления, дизинтеграций основного сырья , увлажнения , перемешивания, паровой обработки , вакуумирования и вылеживания. Набор и последовательность глинопереробатывающих машин в технологической линий  определяются структурными и реологическими свойствами сырья , ассортиментом продукции и степенью эффективности переработки масс этими машинами.

Переработка сырья начинается с момента его добычи. Для этой цели наиболее удобен многоковшовй эксковатор, который срезает глину тонкими  слоями и одновременно первоначально усредняет шихту. Для приготовления и подачи добавок применяется смесительное и специальное транспортное оборудование. Все компоненты оканчательно перемешиваются и увлажняются в двухвальных глиномешалках.

Изделия формуют на шнековых ленточных прессах, которые бывают комбинированные  (  с мешалкой ) и не комбинироанные. Различают прессы вакуумные и без вакуумкамеры. Вакуумирование позволяет формовать изделия высокого качества с тонкими стенками и устранять пузырчатость. Глиняный брус разрезается на изделия однострунными или многострунными резательными автоматами.

Набор автоматоа –  укладчиков , разрузчиков и специальных  транспортных средств определяется технологией производства, конструкцией тепловых агрегатов и планировкой  цехов. Наиболее распространены на кирпичных заводах туннельные, камерные мушила и туннельные печи. В туннельных сушилах кирпич высушивают на рамках или рейках вагонетки , в камерных сушилах рамках или рейки с кирпичом устанавливают на выступы в стенках сушила. Для передачи вагонеток от сушил к печам и возврата порожних вагонеток к прессам применяют электропередаточные тележки. В сушилах и печах вагонетки передвигаются цепными или гидравлическими толкателями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.    Используемое оборудование и его характеристики

 

При производстве керамического кирпича и пустотелых керамических камней способом пластического формования используют следующее оборудование:

    Ящичный питатель (подаватель) состоит из приемного бункера, пластинчатого транспортера, вращающегося вала с билами, зубчатой передачи и шкивов. Пластинчатый транспортер, служащий для перемещения материала, является одновременно дном ящика и может двигаться с переменной скоростью 1,8-4,8 м. 

                       Ящичный питатель

 
          Шкив приводит в действие храповой механизм, который через кулисный механизм периодически поворачивает приводной вал транспортера, благодаря чему пластинчатая лента совершает толчкообразное поступательное движение. С загрузочного конца подавателя расположено винтовое натяжное устройство, обеспечивающее необходимое натяжение ленты транспортера.  
         Для повышения прочности ящик подавателя снабжен перегородками. Сырье периодически загружается в ящик подавателя, где подхватывается транспортером и перемещается к выходу. На выходе из ящичного подавателя крупные куски материала разбиваются билами. Таким образом, ящичный подаватель - это дозатор непрерывного действия с периодической загрузкой материала. Он дробит крупные комья материала и равномерно выдает его в технологическую линию.