Технология производства керамического кирпича

Основными задачами системы контроля являются:

- определение качества  поступающих на завод материалов;

- установление состава  и свойств потоков материалов  в процессе производства;

- слежение за параметрами  технологического процесса по  всем производственным переделам;

- контроль качества и  сертификация (паспортизация) продукции;

- анализ и обобщение  результатов контроля по всем  переделам с целью совершенствования  технологического процесса.

Для решения этих задач система контроля производства должна включать в себя ряд подсистем.

Подсистема общезаводского технологического контроля (центральная заводская лаборатория) должна обеспечивать определение состава и свойств исходного сырья, топлива, добавок, вспомогательных материалов, полуфабрикатов и готовой продукции в объеме, достаточном для практического осуществления процесса оптимизации производства по всему заводу.

Подсистема оперативного технологического контроля (обслуживающий персонал основного производства, цеховые лаборатории) занимается определением состава и свойств материалов на входах и выходах конкретных технологических участков производства и контролем соответствия получаемых результатов требуемым значениям. Объем определений здесь должен быть минимально необходимым и не требующим сложного оборудования для осуществления контроля.

Подсистема параметрического контроля (служба контрольно-измерительных приборов и автоматизированных систем управления, КИП и АСУ) оценивает состояние оборудования и режимы его работы, контролирует технологические параметры, измеряет расходы в технологических потоках, уровни в емкостях и т.д.

Подсистема технического контроля (отдел технического контроля, ОТК) обеспечивает контроль качества и соответствие выпускаемых материалов и изделий действующей нормативной документации (государственным или отраслевым стандартам, техническим условиям, стандартам предприятия), а также осуществляет сертификацию (паспортизацию) продукции. В функции ОТК входит не только фиксирование появления некачественной продукции, но и предупреждение подобных фактов. С этой целью ОТК контролирует качество поступающих на предприятие материалов, соблюдение установленной технологии, устанавливает причины, вызывающие брак и снижающие качество продукции. ОТК также оформляет необходимые акты и добивается устранения причин негативных явлений и их последствий. ОТК проводит свою работу в тесном контакте с заводской и цеховыми лабораториями.

 

. Материальный баланс  цеха формования, сушки и обжига

Исходные данные:

Производительность – 10млн. шт./год.

Нормы потерь по переделам:

- при формовании – 0,5%

- при сушке – 2%

- обжиге – 4%

Масса кирпича (полнотелого) – 3,5кг

Влажность формовочной массы – 18%

Влажность полуфабриката после сушки – 7%

Влажность карьерной глины – 17%

Влажность опилок – 40%

Влажность шамота – 5%

Ппп глины – 5%

Ппп опилок – 100%

Ппп шамота– 0%

Насыпная плотность:

ρглины=1,8т/м3

ρопилок=0,2т/м3

ρшамота=1,8т/м3

Произведем пересчет состава шихты из объемных процентов в массовые:

m= ρ1 *V1 + ρ2 *V2 + ρ3 *V3 + ρ4 * V4 =m1 +m2 +m3 +m4 ,

где ρ1 ,ρ2 ,ρ3 ,ρ4  – насыпная плотность глины, песка, золы,шамота.

V1 ,V2 ,V3 ,V4  – объемная доля глины, песка,золы,шамота

m1 ,m2 ,m3 ,m4  – масса глины, песка, золы, шамота, входящая в 1м3 шихты.

 

m= 1.8*0.83+0,2*0.1+1.8*0.07=1.64т/м3

Расчет весовых процентов компонентов в шихте ( с учетом их влажности):

mгл =m1 *100/m=1.494*100/1.64=91,1%

mоп = m2 *100/m= 1,22%

mшам =m3 *100/m=7,68%

mгл ,mоп ,mшам – весовые проценты глины, опилок, шамота.

Пересчет шихтового состава на абсолютно сухие компоненты.

а) абсолютно сухая глина в 100гр весовой массы шихты.

q1 = mгл *(100-W)/100= 91,1*(100-17)/100=75,61 вес.ч.

б) абсолютно сухие опилки в 100гр весовой массы шихты

q2 =mоп *(100-W)/100=1,22*(100-40)/100=0,73 вес.ч.

в) абсолютно сухой шамот в 100гр весовой массы шихты

q3 =mшам *(100-W)/100= 7,68*(100-5)/100=7,3 вес.ч.

Весовые проценты абсолютно сухой глины:

Qгл= (75,61/83,64)*100=90,43%

Весовые проценты абсолютно сухих опилок:

Qоп= (0,73/83,64)*100=0,87%

 

Весовые проценты абсолютно сухого шамота:

Qшам= (7,3/83,64)*100=8,7%

Пересчет ппп керамической массы:

5*90,43/100+0,87*100/100=5,39%

Расчет:

Производительность завода:

10000000*3,5/1000=35 000(т/год)

Масса кирпича поступающего на склад готовой продукции:

105000*100/(100-3)=36082,47(т/год)

Бой кирпича составляет: 36082,47-35000=1082,47(т/год)

Масса кирпича, поступающего на обжиг с учетом брака обжига 1,5%

36082,47*100/(100-4)=37585,91(т/год)

Брак обжига составил:

37585,91-36082,47=1503,44(т/год)

- масса кирпичей с учетом  ппп:

37585,91*100/(100-5,39)=39727,21(т/год)

 

Потери за счет ппп:

39727,21-37585,91=2141,3(т/год)

- с учетом остаточной  влажности 7% масса полуфабриката  составит:

39727,21*100/(100-7)=42717,43( т/год)

Масса испаряемой при обжиге влаги:

42717,43-39727,21=2990,22(т/год)

Масса кирпичей, поступающих на садку на обжиговые вагонетки

42717,43*100/(100-0,5)=42932,09(т/год)

Брак при сушке:

42932,09×100/(100-2)=43808,25(т/год)

43808,25-42932,09=876,16(т/год)

Масса кирпича сырца поступающего на сушку с W=18%

43808,25*(100-7)/(100-18)=49684,97(т/год)

Испаренная при сушке влага:

49684,97-43808,25=5876,72(т/год)

садка на сушильные вагонетки:

 

,97×100/(100-0,5)=49934,64(т/год)

потери при садке:

49934,64-49684,97=249,67(т/год)

Количество формовочной массы:

49934,64 (т/год)

Влажность керамической массы составляет:

W=(91,1×17/100+1,22×40/100+7,68×5/100 =16,36%

количество добавляемой воды:

49934,64*(100-18)/(100-16,36)=48955,53(т/год)

49934,64-48955,53=979,11(т/год)

 

Таблица 7.1. Материальный баланс производства

приход Расход  Название (т/год) % Название (т/год) %  Формовочная

масса

Вода на пароувлажнение

Итого

48955,53

979,11

49934,64

98,04

1,96

100

 Готовый кирпич

Бой на складе

Ппп

Брак сушки обжига

Испаренная влага при:

-обжиге

-сушке

Потери при садке на вагонетки:

-обжиговые

-сушильные

Итого

35000

1082,47

2141,3

876,16

1503,44

2992,22

5876,72

214,66

249,67

49934,64

70,1

2,2

4,3

1,7

3,0

6

11,8

0,4

0,5

100

 

. Производственная программа

Таблица 8.1. Режим работы цеха формования сушки и обжига

Наименование Количество  Календарный фонд времени

Число праздничных дней

Сменность

Длительность смены

Плановый ремонт

Уборка и чистка оборудования

Аварийные остановки

Фонд рабочего времени

365 дней

12 дней

3 смены

8 часов

12 сут/год

14%

2%

6875 час

   Фонд времени цеха: 365-12-12=341 сут

Тэф=341*24-341*24*2/100-341*24*14/100=6874,56≈6875 час

На основе расчетов материального баланса и фонда времени производим расчет производственной программы цехов. Результаты сведены в таблицу

Таблица 8.2. Производственная программа

Наименование Производительность,R  т/год т/час шт/час м3 /час  Формование

Сушка

Обжиг

150994,88

150994,88

126899,95

21,95

21,95

15,51

6271,42

6271,42

4181,23

12,06

12,06

8,52

   Перевод т/час в  м3 /час производим путем деления на плотность ρ=1,82т/м3

Перевод т/час в шт/час производим путем деления на массу одного кирпича m=3,5кг

 

. Выбор и расчет оборудования

Подбор оборудования производим согласно выбранной ранее технологической схеме. Исходными данными для подбора оборудования служит также производственная программа, нормы технологического проектирования керамических заводов. В проект закладываем современное оборудование. Количество единиц оборудования непрерывного действия (n) определяем исходя из его производительности (P) и количества материала, которое необходимо на нем переработать(R).

N=R/P

Для каждого агрегата определяем коэффициент его использования (Ki), который всегда меньше 1.

Ki=R/(n*P)

Ki указывает на эффективность  использования оборудования.

Произведем подбор оборудования для цеха формования, сушки, обжига:

В качестве оборудования для участка формования выбираем шнековый вакуумный пресс СМК – 325А, предназначенный для пластического формования масс путем уплотнения, вакуумирования и выдавливания ее через мундштук в виде бруса.

 

Таблица 9.1. Техническая характеристика пресса СМК 325А

Элементы характеристики Единица измерения Показатели  Производительность

Мощность электродвигателя, в том числе:

- привода пресса

- привода смесителя

Диаметр шнека: - зазорной части

- на выходе

Диаметр окружности, описываемый лопастями пресса

Масса

Габариты

 м3 /ч

кВт

мм

мм

кг

мм

30

130

75

55

500

450

610

18200

7260*3620*2190

   Определяем необходимое  количество прессов:

n=12,06/30=0,4, принимаем n=1, К=12,06/(30*1)=0,4, для непрерывной работы цеха  в случае аварии необходимо использование резервного пресса. Общее количество прессов – 2.

В качестве линии по отрезке, укладке и транспортировке кирпича – сырца в ИТО систему принимаем линию, разработанную фирмой "Фукс", с необходимым подбором оборудования.

Отрезное устройство, предназначено для отделения бруса определенной длины, выходящего из мундштука пресса:

Габариты: длина – 920мм; ширина – 1785мм; высота – 1500мм.

Мощность электродвигателя – 1,5кВт.

Необходимое количество

Отрывной транспортер, предназначен для транспортировки отрезанного бруса в нарезное устройство. Габаритные размеры: длина – 1700мм, ширина – 1050мм; высота – 1030мм.

Мощность электродвигателя – 2,5кВт

Нарезное устройство предназначено для одновременного нарезания нескольких штук кирпича из непрерывно выходящего из мундштука пресса бруса.

Габариты: 3732мм – длина; ширина – 1400мм; высота -1610мм.

Мощность электродвигателя – 2,8кВт

Передаточное устройство фирмы Фукс предназначено для транспортировки вагонеток в горизонтальном и вертикальном направлении от сушилок к печи, а также после выхода из печи на нулевой уровень(пола). Необходимо 2 передаточных устройства.

Габариты – длина 5670мм; ширина 1600мм; высота 470мм.

Канатный толкатель(1шт) предназначен для подачи вагонеток в предварительную сушилку

Габариты – длина 40500мм; ширина 985мм; высота 425мм.

Буферный накопитель предназначен для предварительного подсушивания сырца, а также в качестве накопителя вагонеток с сырцом и готовым кирпичем, находящихся на вагонетках, которые перемещаются к автомату-погрузчику по верху накопителя. Длина 174000мм