Завод по производству керамического кирпича методом полусухого формования

Mekh_oborudovanie_kirpich.dwg

Производство керамического кирпича (полусухое прессование)
Склад глины для работы в зимний период
Пластинчатый питатель
Камневыделительные вальцы грубого помола
Смеситель с горизонтальными лопастными валами СМК-951
Ленточный пресс "Красный Октябрь
Туннельная обжигательная печь
Передаточная тележка
Склад готовой продукции
Функциональная схема
Транспортирование из глинозапасника (жд транспорт)
Дозирование (ящечный подаватель)
Измельчение (дезинтеграторные вальцы) Крупность кусков 8-15 мм.
Тонкий помол (дезинтегратор) Крупность кусков 0-3 мм.
Сушка (сушильный барабан) Влажность глины 5-6%.
Добавление добавки (шамот)
Смешение (смеситель) Влажность шихты 8-13%
Пароувлажнение (глиномешалка)
Рассев глины по фракциям (грохот)
Промежуточное хранение (бункер измельченной глины)
Формование (ленточный вакуумный пресс) при 22
Сушка (туннельная печь) при t=100-120
Обжиг (туннельная печь) при t=800-950
Остывание (туннельная печь) до t=70-90
Складирование (склад готовой продукции)
Первая пара шестерен
Шкив привода лопастного вала
Двухстворчатый конический корпус
Вторая пара шестерен
КП - 270106.65 - 0800417 - 11 СБ
Производство керамического кирпича
КП - 270106.65 - 0800417 - 11
Технические характеристики пресса "Красный Октябрь
Габаритные размеры. Длина: Ширина: Высота:
Диаметр прессующего винта
Технологическая и функциональная схемы
Производство керамического кирпича

soderzhanie (1).docx

Свойства керамических изделий 6
Номенклатура продукции ..7
Характеристика сырья 8
Характеристика основных видов сырья 9
Ассортимент и требования к выпускаемой продукции ..9
Технические требования к выпускаемой продукции .11
Технологическая линия для производства керамического кирпича полусухого прессования 14
Переработка сырья .16
Формование изделий .16
Резка бруса и автоматическая загрузка сушильных тележек 18
Сортировка и упаковка изделия ..20
Расчет и выбор оборудования ..21
Ведомость основного оборудования технологической линии .22
Охрана труда и техника безопасности 24
Охрана окружающей среды ..25
Список используемой литературы ..27
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Производство керамического кирпича.
подпись дата инициалы фамилия
код (номер) группы подпись дата инициалы фамилия

mekh_oborudovanie_kursovoy_kirpich.docx

Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Завод по производству керамического кирпича методом полусухого формования.
Производительность 40000 000 штгод.
подпись дата инициалы фамилия
код (номер) группы подпись дата инициалы фамилия
Свойства керамических изделий .8
Номенклатура продукции .. 9
Характеристика сырья .. .11
Характеристика основных видов сырья .11
Ассортимент и требования к выпускаемой продукции .12
Технические требования выпускаемой продукции 13
Технологическая линия по производству керамического кирпича методом полусухого прессования ..17
Переработка сырья 19
Формование изделий .19
Резка бруса и автоматическая загрузка сушильных тележек 21
Обжиг. Садка кирпича-сырца ..22
Сортировка и упаковка изделий ..23
Материальный баланс производства ..24
Расчет химического состава шихты 25
Печь для обжига кирпича-сырца .30
Расчет оборудования .35
Охрана труда и техники безопасности 43
Охрана окружающей среды ..44
Список литературы 45
Одним из самых распространенных материалов традиционно используемым при возведении зданий и сооружений является кирпич. Более чем тысячелетняя практика применения кирпича позволяет однозначно отнести его к категории наиболее долговечных строительных материалов. Наряду с этим технология кирпичной кладки предоставляет архитекторам и дизайнерам неограниченные возможности для воплощения творческих замыслов. Обеспечивая надежную защиту от воздействия внешних факторов обладая высокой огнестойкостью и сравнительно низкой теплопроводностью кирпич предопределяет высокий уровень безопасности и комфорта как жилых так и промышленных зданий и сооружений. В данном дипломном проекте рассмотрено производство керамических кирпичей методом пластического формования.
Строительный керамический кирпич позволяет сэкономить при строительстве дефицитные металлы цемент а также транспортные средства. В общем балансе производства и применения стеновых материалов керамический кирпич занимает более 30%. Кирпич накапливая солнечную энергию медленно и равномерно отдает тепло что защищает от чрезмерного нагревания летом и сохраняет тепло зимой. Кирпичная стена «дышит» пропуская испарения сквозь свою толщу. В результате в помещениях поддерживается уровень равновесной влажности
В данный момент в производстве строительного керамического кирпича сосредоточено внимание на совершенствовании технологии улучшении качества выпускаемой продукции и расширении ассортимента.
При строительстве новых предприятий предусматривается установление автоматизированных и высокомеханизированных технологических линий на базе современного отечественного и импортного оборудования. Осваивается выпуск эффективной пустотелой продукции которая должна постепенно экономить сырьё но и уменьшать толщину и массу наружных стен без снижения их теплозащитных свойств а также создавать облегчённые конструкции панелей для индустриализации строительства.
Расширение ассортимента и в частности производство эффективных изделий с увеличением размеров и уменьшением средней плотности до 1250-1350 кгм3 и менее за счёт рациональной формы и увеличения количества пустот снизит расход материалов на 1м2 наружных стен на 20-30%. На действующих заводах наряду с дальнейшей механизацией и автоматизацией производства кирпича будут всемерно улучшаться его качество и повышаться прочностные свойства требующиеся для строительства зданий повышенной этажности и специальных сооружений. Применение в строительстве кирпича высоких марок в несущих конструкциях позволяет уменьшить его расход на 15-30%.
Необходимо более широко развивать производство лицевого кирпича позволяющего исключать оштукатуривание зданий и улучшать их архитектурный вид.
Улучшение качества продукции вызывает необходимость повышения культуры производства более строгого соблюдения технологических параметров по всем переделам улучшения обработки рациональной шихтовки путём ввода различных добавок в том числе отходов других отраслей промышленности.
В условиях структурной перестройки в области гражданского строительства с ориентированием на индивидуальное жилье повышением требований к качеству и комфортности жилых помещений внешнему виду зданий повысились требования к промышленным строительным материалам в том числе керамическому кирпичу. Потребитель требует керамический кирпич высокой марочности (М 200 и выше) лицевого качества с ровными кромками или фасками равномерно окрашенный и даже цветной разной конфигурации (угловой радиальный и т.п.) и безусловно с доступной ценой.
Устойчивая тенденция к повышению рыночного спроса на качественный керамический кирпич находится в явном несоответствии с современным положением дел в отрасли производства керамического кирпича.
Современное техническое состояние многих кирпичных заводов характеризуется устаревшими технологиями и оборудованием.
Из-за отсутствия средств на техническое переоснащение многие заводы вынуждены закрываться.
Большинство заводов по производству керамического кирпича сосредоточено в центре европейской части России. Ряд регионов несмотря на наличие сырьевой базы вынужден ввозить его из других регионов что существенным образом отражается на его стоимости .
Треть работающих предприятий по производству керамического кирпича имеют годовой выпуск 3-5 млн.В большей части это так называемые сезонные> заводы или отечественные заводы проектной мощностью до 15-20 млн. штук у. к. в год но практически полностью технически изношенные. В то же время эти заводы располагают карьерными запасами качественной глины а также персоналом имеющим определенные знания и опыт в керамическом производстве.
Ряд заводов поставленных ранее фирмами Германии Болгарии Италии в силу экономических причин и отсутствия запасных частей не в состоянии поддерживать работоспособность оборудования. Фактическая мощность этих заводов составляет сегодня не более 50 % проектной себестоимость кирпича резко выросла заводы имеют повышенный расход топлива и электроэнергии на единицу продукции из-за недогруза сушил и печей обжига технологического оборудования.
В сложившихся условиях удовлетворить запросы строителей и архитекторов по объемам производства номенклатуре и качеству керамического кирпича можно сосредоточив внимание производства строительного керамического кирпича на совершенствовании технологии улучшении качества выпускаемой продукции и расширении ассортимента.
При строительстве новых предприятий нужно предусматривать установление автоматизированных и высокомеханизированных технологических линий на базе современного отечественного и импортного оборудования. Осваивать выпуск эффективной пустотелой продукции которая должна постепенно заменять традиционный полнотелый кирпич. Это позволит не только экономить сырьё но и уменьшать толщину и массу наружных стен без снижения их теплозащитных свойств а также создавать облегчённые конструкции панелей для индустриализации строительства.
Расширение ассортимента и в частности производство эффективных изделий с увеличением размеров и уменьшением средней плотности до 1250-1350 кгм3 и менее за счёт рациональной формы и увеличения количества пустот снизит расход материалов на 1м2 наружных стен на 20-30%.
На действующих заводах наряду с дальнейшей механизацией и автоматизацией производства кирпича необходимо улучшать его качество и повышать прочностные свойства требующиеся для строительства зданий повышенной этажности и специальных сооружений. Применение в строительстве кирпича высоких марок в несущих конструкциях позволяет уменьшить его расход на 15-30%.
Необходимо более широко развивать производство лицевого кирпича позволяющего исключать оштукатуривание зданий и улучшать их архитектурный вид.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод: В современных условиях производство строительных материалов является одним из важнейших направлений нашей отечественой промышленности. Это объясняется ежегодно повышающимися темпами строительства и дефицитом высококачественных стройматериалов. Недостатки низкое качество и дороговизна многих стройматериалов заставляют искать более совершенные и инновационные методы их производства.
В современном строительстве керамические изделия применяют почти во всех конструктивных элементах зданий облицовочные и другие материалы используют в сборном домостроении. Богатство эстетических возможностей керамики обеспечили ей видное место в отделке фасадов зданий и внутренних помещений. Керамические пористые заполнители — это основа легких бетонов. Санитарно-технические изделия а также посуду из фарфора и фаянса широко используют в быту. Специальная керамика необходима для химической и металлургической промышленности (кислотоупорные и огнеупорные изделия) электротехники и радиоэлектроники (электроизоляторы полупроводники и др.) ее применяют в космической технике.
По назначению керамические материалы и изделия делят на следующие виды: стеновые изделия (кирпич пустотелые камни и панели из них); кровельные изделия (черепица); элементы перекрытий; изделия для облицовки фасадов (лицевой кирпич малогабаритные и другие плитки наборные панно архитектурно-художественные детали); изделия для внутренней облицовки стен (глазурованные плитки и фасонные детали к ним - карнизы уголки пояски); заполнители для легких бетонов (керамзит аглопорит); теплоизоляционные изделия (перлитокерамика ячеистая керамика диатомитовые и др.); санитарно-технические изделия (умывальные столы ванны унитазы); плитка для пола; дорожный кирпич; кислотоупорные изделия (кирпич плитки трубы и фасонные части к ним); огнеупоры; изделия для подземных коммуникаций (канализационные и дренажные трубы).
Приведенная классификация показывает широкое распространение керамических материалов и изделий в строительстве. Но не все они имеют одинаковое значение для индустриального строительства. Быстро развивается производство материалов и изделий индустриального применения (пористые заполнители для бетона фасадная керамика теплоизоляционные изделия). Стеновые керамические изделия сохраняют видное место в строительстве. Не развивается и даже сокращается производство некоторых керамических изделий (дорожный кирпич черепица) успешно заменяемых более эффективными материалами.
Свойства керамических изделий
Пористость керамического черепка (пористых изделий) обычно составляет 10-40% она возрастает при введении в керамическую массу порообразующих добавок. Стремясь снизить плотность и теплопроводность прибегают к созданию пустот в кирпиче и керамических камнях.
Водопоглощение характеризует пористость керамического черепка. Пористые керамические изделия имеют водопоглощение 6-20 % по массе т.е. 12-40 % по объему. Водопоглощение плотных изделий гораздо меньше: 1-5 % по массе (2-10 % по объему).
Теплопроводность абсолютно плотного керамического черепка большая-116 Вт(м °С). Воздушные поры и пустоты создаваемые в керамических изделиях снижают плотность и значительно уменьшают теплопроводность так например снижение плотности стеновых керамических изделий с 1800 до 700 кгм3 понижает их теплопроводность с 08 до 021 Вт(м °С). Соответственно уменьшается толщина наружной стены и материалоемкость ограждающих конструкций.
Прочность зависит от фазового состава керамического черепка пористости и наличия трещин. Марка стенового керамического изделия (кирпича и др.) по прочности обозначает предел прочности при сжатии однако при установлении марки кирпича наряду с прочностью при сжатии учитывают показатель прочности при изгибе поскольку кирпич в кладке подвергается изгибу.
Морозостойкость. Марка по морозостойкости обозначает число циклов попеременного замораживания п оттаивания которое выдерживает керамическое изделие в насыщенном водой состоянии без признаков видимых повреждений (расслоение шелушение растрескивание выкрашнвание). Керамические изделия имеют марки по морозостойкости: 15 25 35 50 75 100 в зависимости от своей структуры.
Керамический материал морозостоек если в нем объем резервных пор достаточен для компенсации прироста объема замерзающей воды в "опасных" порах. К резервным относят открытые поры (диаметром больше 200 мкм) в которых капиллярное давление недостаточно для удержания воды а также закрытые поры. "Опасные" поры удерживают воду замерзающую при слабых морозах (-10°С).
Паропроницаемость стеновых керамических изделий способствует вентиляции помещений. Малая паро-проницаемость нередко служит причиной отпотевання внутренней поверхности стен помещений с повышенной влажностью воздуха. Паропроницаемость зависит от пористости и характера пор. Например коэффициент паропроницаемостн фасадных плиток полусухого прессования с водопоглощеннем 85; 65 и 025 % соответственно равен 0155; 00525 и 0029 г(м-ч-Па). Неодинаковая Паропроницаемость слоев из которых состоит наружная стена вызывает накопление влаги. Так фасадная облицовка стен глазурованными плитками может привести к накоплению влаги в контактном слое стена-плитка; последующее замерзание влаги вызывает отслоение облицовки.
Номенклатура продукции
Керамические строительные материалы в зависимости от их структуры разделяют на две основные группы: пористые и плотные. Пористые поглощают более 5 % воды (по массе) в среднем их водопоглощение составляет 8-20 % по массе или 14-36 % по объему. Пористую структуру имеют стеновые кровельные и облицовочные материалы а также стенки дренажных труб и др. Плотные поглощают менее 5 % воды чаще всего 1-4 % по массе или 2-8 % по объему. Плотную структуру имеют плитки для пола дорожный кирпич стенки канализационных труб и др.
Керамический кирпич является строительным материалом изготовляется из глины с добавками или без добавок с последующей сушкой и обжигом отформованных изделий.
Кирпичи бывают следующих типов:
А) Кирпич керамический обыкновенный
Изготавливается из легкоплавких глин с добавками или без них путём пластического формования сушки и обжига. Его размеры 250*120*65 мм. По пределу прочности при сжатии (ГОСТ 530-54) кирпич различают по марке: «200» «150» «125» «100» «75». Предел прочности при изгибе для кирпича пластического формования равен 333; 274; 245; 216 и 176 кНм2. Водопоглащение не менее 8% морозостойкость не менее 15 циклов.
Б) Кирпич керамический пустотелый
При изготовлении пластическим формованием (ГОСТ 6316-55) делится на марки «150» «125» «100» «75». Предел прочности при изгибе равен 196; 176; 157; 137 кНм2.
Кирпич пластического формования выпускают с 13 19 32 и 78 пустотами. Они могут быть сквозными и несквозными. По объемным массам (брутто) разделяют на класс А с объемной массой 1300 кгм3 и Класса Б – 1300-1450 кгм3. Водопоглащение не менее 6% морозостойкость не менее 15 циклов.
В) Кирпич керамический пористый
Изготавливается из глины и порообразующих добавок с последующей сушкой и обжигом. Размеры 250*120*65 мм. В зависимости от объёмной массы пористый кирпич делят на три класса (ГОСТ 648-41). А- от 700 до 1000 кгм3 Б- от 1000 до 1300 кгм3 и В- от 1300 до 1450 кгм3. По пределу прочности при сжатии кирпичи делят на марки: «75» «50» «35» - класс А «75» и «50» - класс Б «100» «75» «50» - класс В. Требования к морозостойкости 10 циклов при тех же условиях замораживания что и для обыкновенного кирпича.
Г) Кирпич керамический пористо-пустотелый
Получают при формовании масс в состав которых входят выгорающие добавки. Кирпич делят на марки «150» «100» «75» «50». Соответственно каждой марке средний предел прочности при изгибе составляет 196; 157; 137; 118 кНм2. Размеры одинарного кирпича – 250*120*65 мм полуторного – 250*120*88 и 250*120*103 мм. Толщина стенок кирпича не менее 12 мм. По объемной массе (брутто) пористо-пустотелый кирпич делят на классы: А – до 1300 кгм3 включительно и Б – более 1300 кгм3 ( но не выше 1450 кгм3) Требования к водопоглащению и морозостойкости такие же как и для обыкновенного кирпича.
Используют пористый и пористо-пустотелый кирпич фасонные и другие изделия для облицовки котлов изоляции паропроводов резервуаров.
На заводе выпускают кирпич керамический пустотелый – 3025% пустотности размером 250*120*65 мм. Марки кирпича: «75» «100» «125» «150» «175» «200» «250». ГОСТ 530-95 код по ОКП 5741210003.
Кирпич керамический пустотелый применяется в строительстве для облицовки фасадов зданий в случае применения теплоизоляционного слоя используются как стеновой метериал.
Характеристика сырья
В проектируемом участке для производства керамического кирпича в качестве основного компонента используем глину Верескинского месторождения.
Химический состав глины %
Характеристика основных видов сырья.
По содержанию AI2О3 в прокалённом состоянии – к группе полукислых ( AI2О3 - 1501 %)
По содержанию красящих оксидов – к группе с высоким содержанием красящих окисло ( содержание Fe2О3 в прокалённом состоянии – 554%)
По содержанию водорастворимых ионов ( содержание на 100г. глины – 027 мг.экв)
По содержанию тонкодисперсных фракций относиться к группе низкодисперсных ( содержание частиц размером менее: 10 мкм – 5816% 1мкм – 2930%)
По степени засоренности - к группе с низким содержанием включений ( остаток на сите 05мм. – 031% )
По числу пластичности относится к группе среднепластичных ( число пластичности–20)
Коэффициент чувствительности к сушке – 105 (среднечувствительная глина)
Водопоглащение 198-161-129%
Плотность 185-195-218гсм
Ассортимент и требования к выпускаемой продукции
Кирпич и камни по ГОСТ 530-95 изготовляют из глинистых и кремнезёмистых пород (трепела диатомита) лёссов и промышленных отходов угледобычи углеобогащения а также зол шламов с минеральными и органическими добавками или без них. Кирпич можно изготовлять полнотелым или пустотелым а камни - только пустотелыми.
1. Номенклатура выпускаемых изделий
Кирпич и камни в зависимости от размеров подразделяются на виды указанные в таблице 1.
Параметры и размеры строительной керамики .
Кирпич модульных размеров
Камень модульных размеров
Камни с горизонтальным расположением пустот
По теплотехническим свойствам и плотности (объёмной массе) кирпич и камни в высушенном до постоянной массы состоянии подразделяются на три группы:
эффективные улучшающие теплотехнические свойства стен и позволяющие уменьшить их толщину по сравнению с толщиной стен выполненных из обыкновенного кирпича. К этой группе относят кирпич плотностью не более 1400 кгм3 и камни плотностью не более 1450 кгм3;
условно эффективные улучшающие теплотехнические свойства ограждающих конструкций. К этой группе относят кирпич плотностью свыше 1400 кгм3 и камни плотностью свыше1450 и до 1600 кгм3;
обыкновенный кирпич плотностью свыше 1600 кгм3.
Масса кирпича и камней должна удовлетворять требованиям ГОСТ 22951-78.
По прочности кирпич и камни подразделяют на марки 300250 200 175 150 125 100 75.
По морозостойкости кирпич и камни подразделяются на марки Мрз 15 Мрз 25 Мрз 35 и Мрз 50.
Намечаемый к производству кирпич керамический в данном дипломном проекте должен соответствовать ГОСТ 530-95 "Кирпич и камни керамические". К производству планируется кирпич со следующими параметрами:
марка кирпича (по прочности) — 150
плотность (объемная масса) — 1600 кгм3
морозостойкость (Мрз) — 25-35.
По теплотехническим свойствам и плотности (объемной массе) планируемый к выпуску кирпич относится к группе условно эффективных улучшающих теплотехнические свойства стен. Он может применяться для облицовочных работ и для рядовой кладки стен жилых и общественных зданий.
Технические требования к выпускаемой продукции
Глинистое сырье применяемое для производства кирпича должно соответствовать ГОСТу 26544-85 «Сырье глинистое для производства керамических кирпичей и камней». Глинистую породу предназначенную для производства керамических кирпичей оценивают минеральной характеристикой содержанием основных химических составляющих и показателями технологических свойств. Наиболее пригодными глинами по минеральному составу являются полиминеральные глины гидрослоистые глины.
Содержание основных химических составляющих в глинах оцениваются по количественному содержанию диоксидов которое должно быть:
-диоксид кремния (S
-сумма оксидов железа (Fe2O3+FeO) не более 14 % обеспечивает жидкую фазу при нагревании но их увеличение приводит к деформации;
-содержание SO3 более 05 % требует применения способов удаления высохов с готовой продукции.
Показателями технологических свойств глины являются: влажность пластичность грансостав содержание крупных включений усадка спекаемость прочность обожженных изделий.
Влажность глин содержание крупных включений определяют выбор способа переработки сырья. Влажные глины требуют подсушки и определяют полусухой способ производства кирпича. Влажность глин при этом способе составляет менее 25 %.
Число пластичности глинистая порода должна иметь не менее 7.
Частиц размером менее 1 микрон – более 15 % 10 микрон – более 30 %.
Карбонатное включение до 1 мм менее 3 % до 3 мм – менее 05 %.
Водопоглащение обоженного черенка должно быть не менее 6 %.
Прочность изделий из обожженной глины должна быть выше 100 кгсм2.
Удельная эффективная активность естественных радионуклидов в сырье не должна превышать 370 Бккг.
При окончательной оценке прочности глинистых пород учитывают действие корректирующих добавок улучшающих свойства изделий и технико-экономические показатели производства. Стабильность показателей на сырье принимаются равными 080.
Кирпич и камни должны удовлетворять требованиям стандарта и изготовляться по технологическим регламентам утверждённым в установленном порядке.
Предел прочности при сжатии и изгибе кирпича и предел прочности при сжатии камней по площади брутто (без вычета площади пустот) должны быть не менее значений указанных в таблице.
Пределы прочности и сжатия для камней и кирпичей.
Предел прочности Мпа (кгссм2)
Для полнотелого кирпича пластического формования
Для полнотелого кирпича полусухого формования и пустотелого кирпича
Для утолщённого кирпича
Наименьший для отдельного
Средний для 5 образцов
Наименьший для отдельного образ
Наименьший для отдельного образца
Для кирпича и камней с горизонтальным расположением пустот
Кирпич и камни керамические имеют форму прямоугольного параллелепипеда с прямыми рёбрами и углами и ровными гранями на лицевых поверхностях. Поверхность граней может быть рифлёной. Допускается изготовление кирпича и камней с закруглёнными углами радиусом закругления до 15 мм. Пустоты в кирпиче и камнях должны располагаться перпендикулярно или параллельно постели и могут быть сквозными и несквозными. Размер сквозных цилиндрических пустот по наименьшему диаметру должен быть не более 16 мм ширина щелевидных пустот - не более 12 мм. Диаметр несквозных пустот не регламентируется. Размер горизонтальных пустот не регламентируется. Толщина наружных стенок кирпича и камней должна быть не менее 12 мм.
Отклонения от установленных размеров и показателей внешнего вида кирпича и камней не должны превышать на одном изделии следующих значений:
Отклонение от размеров мм:
Непрямолинейность ребер и граней кирпича и камней мм не более:
Отбитости углов глубиной от 10 до 15 мм2
Отбитости и притупленности ребер не доходящие до пустот глубиной более 5 мм длиной по ребру от 10 до 15 мм2
Трещины протяжённостью по постели полнотелого кирпича до 30 мм пустотелых изделий не более чем до первого ряда пустот (на кирпиче- на всю толщину на камнях- на ложковой или тычковой граней) шт.
на ложковых гранях 1
на тычковых гранях 1
Общее количество кирпича и камней с отбитостями превышающими допускаемые не должно быть более 5%. Количество половняка в партии не должно быть более 5%.
Половняком считают изделия состоящие из парных половинок или имеющие трещины протяжённостью по постели полнотелого кирпича более 30 мм пустотелых изделий - более чем до первого ряда пустот (на кирпиче на всю толщину на камнях на ложковых или тычковых граней).
Недожог и пережог кирпича и камней являются браком; поставка таких изделий потребителю не допускается.
Известковые включения (дутики) вызывающие после испытания разрушение изделий или отколы на их поверхности размером по наибольшему измерению от 5 до 10 мм в количестве более трёх не допускаются.
Водопоглощение кирпича и камней высушенных до постоянной массы должно быть для полнотелого кирпича не менее 8% для пустотелых изделий - не менее 6%.
Кирпич и камни в насыщенном водой состоянии должны выдерживать без каких-либо признаков видимых повреждений (расслоение шелушение растрескивание выкрашивание) не менее 15 25 35 и 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания в зависимости от марки по морозостойкости.
Кирпич и камни высшей категории качества должны удовлетворять требованиям:
пустотелые должны быть эффективными или условно эффективными и иметь марку по прочности не менее 100;
полнотелый кирпич должен иметь марку по прочности не менее 150;
морозостойкость изделий должна быть не менее Мрз 25;
общее количество кирпича и камней с отбитостями превышающими допускаемые не должно быть более 3%.
Технологическая линия для производства керамического кирпича полусухого прессования
Керамический кирпич получают путем приготовления пресспорошка заданного зернового состава с влажностью 7-9% кратковременного прессования при удельном давлении не менее 20 мПа сушки и обжига сырца.
Отличие технологии полусухого прессования от традиционной пластической формования заключается в упрощенной схеме приготовления сырьевой смеси. Кроме того оборудование для оснащения линии подготовки пресспорошка менее энерго- и металлоемко. Полусухое прессование облегчает одну из наиболее сложных и длительных стадий технологического процесса - сушку. Получаемый кирпич имеет более четкие грани и углы что позволяет использовать его как лицевой материал.
Кирпич по своим качественным показателям не уступает традиционному керамическому кирпичу пластического формования. Благодаря простоте технологии и оборудования себестоимость кирпича полусухого прессования на 15-20% ниже себестоимости кирпича пластического деформирования.
Особенности технологии полусухого прессования заключаются в следующем. Предусмотрен метод грануляции - как один из эффективных вариантов рыхлого глинистого сырья к сушке. Гранулирование исходного сырья перед сушильным барабаном обеспечивает улучшение условий сушки снижение потерь с выносами (унос пыли) повышение однородности по размерам и влажности кусков способствует повышению качества кирпича.
В технологическую схему приготовления преспорошка введена стадия механической активации массы в стержневом смесителе конструкции ВНИИстрома. Смеситель не только удовлетворительно гомогенизирует массу но и обеспечивает уплотнение и частичную грануляцию порошковых масс. Последнее улучшает сыпучесть порошка и заполнение пресформ облегчая прессование и получение качественных изделий.
Разработанная конструкция оснастки для прессования сырца со сквозными пустотами улучшает структуру и повышает морозостойкость кирпича.
Сушка сформованного сырца выполнена на люльках в роторно-конвейерных сушилках.
В качестве единственного сырьевого материала используют глинистые породы в том числе низкокачественные а также отходы обогащения твердого топлива - угля.
Все технологические переделы начиная от подачи глины в ящичные питатели и до выхода готового кирпича из туннельной печи полностью механизированы и автоматизированы.
Добыча суглинков месторождения «Верескинского» производится согласно плану горных работ и отчетов по эксплуатационной разведке составленного геолого-маркшейдерской службой ККГ и Э.
Вскрышные работы осуществляются бульдозером. Вскрыша производится на площади обеспечивающей работу завода в течении 12 месяцев. Мощность вскрыши 05 м. Высота рабочего забоя до 10 м.
Добыча суглинков производится одноковшовым эксковатором ЭКГ – 4. Для усреднения сырья экскаватор должен забирать пласт с открытым днищем снизу забоя до верха. Свободно ссыпанное на подошву карьера сырье шихтуется и загружается в автосамосвалы. Доставка суглинков на завод осуществляется автотранспортом ч. Перед загрузкой кузов автомашины должен быть очищен от посторонних предметов. Суглинки доставляются на завод и складируются на промежуточный склад для вылеживания.
Огнеупорная глина месторождения «Канатское» доставляется на завод автосамосвалами марки КАМАЗ с карьера «Канатский» который находится в120 км от города в Больше-Муртинском районе и складируется на склад для вылеживания в течении 6 месяцев.
Процесс складирования влияет на усреднение сырья. На промежуточном складе суглинок и глина складируются в отдельные конуса высотой 6-8м.
Отделение глиноподготовки оснащено одной технологической линией по приему и переработке сырья. Линия имеет два приемных бункера для суглинков и огнеупорной глины. Бункера закрыты металлическими решетками для задержания больших комьев глины. Сырье транспортируется из промежуточного склада автосамосвалами КАМАЗ доставляется и загружается в бункер оснащенный вибратором для предотвращения налипания на стенки бункера глины. Бункера расположены над ящичными питателями. Ящичные питатели осуществляют дозирование сырьевых материалов с помощью металлических шиберов. Отдозированные суглинки и огнеупорная глина разгружаются в общий транспортер который доставляет шихту дезинтегратор для измельчения. Над транспортером установлен магнитный сепаратор для удаления металлических предметов из шихты. Дезинтегратор измельчает сырье и выделяет камни.
Дальше шихта поступает на ленточный транспортер который направляет шихту на вальцовую мельницу 085 СД для дальнейшего измельчения. Вальцовую мельницу по-другому называют валковой дробилкой.
Назначение формования (или прессования) заключается в придании формы достаточной прочности и максимальной плотности полуфабрикату для проведения последующих технологических процессов – сушки и обжига. При этом на сырце не должно быть трещин и посечек как внешних так и внутренних напряжений которые в процессе последующих технологических операций могут вызвать образование различных дефектов.
Практика производства стеновых изделий полусухим способом показала что выбор типа пресса величины прессового давления и влажности массы зависит от технологических свойств глины применяемых в производстве. При сухом прессовании лицевого кирпича в частности важную роль играет величина упругих деформаций керамической массы. Спрессованный сырец после прекращения действия прессового давления несколько увеличивается в объеме.
Пластичные глины имеют более ярко выраженные упругие свойства по сравнению с тощими и сильно запесоченными глинами. Этим и объясняется тот факт что тощие массы расслаиваются (в изделиях возникают трещины) лишь в результате приложения очень больших давлений.
При добавлении к пластичной глине шамота или песка пропрессовываемость сырца ухудшается и вместе с этим повышается предел его прочности. Количество добавляемого шамота или песка в каждом конкретном случае должно быть определено экспериментальным путем. Важен также подбор зернового состава шихты; хорошая пропрессовываемость достигается при содержании крупных (1–2 и 2–3мм) фракций – 40–50% а мелких (0–1мм) – 50–60% .
Более равномерное распределение влажности также уменьшает склонность масс к образованию трещин при прессовании. Трещины появляются также благодаря избыточной влажности шихты и главным образом высокой скорости прессования.
Равномерность и длительность прессового давления зависит от типа применяемых прессов. Наиболее пригодны прессы обеспечивающие равномерное двустороннее ступенчатое давление – низкое для удаления вовлеченного воздуха и высокое для окончательного прессования. При оптимальном режиме прессования нарастание давления с 3 до 13–15 МПа должно длиться в 5–6 раз больше чем от 0 до 13 МПа. Время прессования должно быть не менее 15–35с.
Для полусухого прессования применяют прессы различных систем: гидравлические ротационные коленно-рычажные и ударного действия (фрикционные). По технологическим признакам различают прессы с односторонним и двухсторонним приложением усилия давления или с подвижной пресс-формой прессы с одноступенчатым и многоступенчатым прессованием и прессы с постепенным приложением давления или с мгновенным (ударным) действием. По способу регулирования давления прессования различают прессы с гидравлическими регуляторами давления и прессы действие которых регулируется высотой засыпки пресс-форм глиняным порошком.
Для полусухого (компрессионного) способа формования наиболее подходят механические и гидравлические прессы с максимальным давлением прессования 15–25 МПа. Максимальный размер зерен при этом должен быть не менее 3мм при влажности керамической шихты 8–11%
На кирпичных заводах для полусухого прессования нашли применение ротационные прессы ротационно-рычажные с двусторонним плавно нарастающим давлением.
Резка бруса и автоматическая загрузка сушильных тележек
Отформованный брус направляется к резательному аппарату с одной режущей струной на гильотине для нарезки мерного бруса длинной 1625 мм. После отрезки мерный брус разворачивается на 90 и направляется на механизм нарезки бруса на отдельные кирпичи. Резка выполняется вертикальной гильотиной на 22 кирпича обрезки бруса образующиеся при резке возвращаются в экструдер через систему транспортеров. Далее поступает на промежуточный стол где группируется в 6 рядов кирпичей необходимых для заполнения одной полки сушильной тележки. Загрузка полок тележки осуществляется посредствам автоматического устройства представляющий собой подвижный роликовый стол. Заполнение полок происходит сверху вниз. Заполненная сырцом тележка посредством системы механизмов для автоматического транспортирования направляется в сушилку и поступает в туннель накопитель сырого кирпича.
После формования полуфабрикат керамических изделий имеет невысокую механическую прочность из-за наличия в массе влаги количество которой зависит от способа производства минерального состава массы и других факторов. Это затрудняет транспортирование изделий кроме того в процессе сушки происходит усадка изделий. Значительное уменьшение объема изделий при удалении из них влаги может привести к деформации или треску а при быстром нагреве к взрывным разрушениям сырца. Поэтому перед обжигом изделия сушат в специальных сушильных устройствах.
Процесс сушки особенно сложен для полуфабриката полученного пластическим формованием или способом литья из водных суспензий и содержащего до 20–25% влаги. Это объясняется как сравнительно большими объемными изменениями полуфабриката так и невысокой влагопроводностью пластичных глин.
Для каждого вида изделий безопасный режим сушки зависит от свойств массы (количества отощающих добавок их зернового состава чувствительности глины к сушке) способа формования и переработки массы габаритов изделия и способов сушки. Способ сушки и конструкцию сушильного агрегата для каждого вида изделий выбирают исходя из возможности максимальной механизации и автоматизации загрузки изделий из сушильного агрегата при минимальных энергетических затратах и гарантированном качестве изделий.
Теплоносителем в сушильных устройствах является воздух нагреваемый до необходимой температуры в зане охлаждения обжиговых агрегатов или в специальных нагревательных устройствах (калориферах подтопках и др.) устанавливаемых в непосредственной близости от сушилок.
Обжигаемые изделия укладывают на под печи таким образом чтобы садка т. е. уложенный по определенной схеме кирпич строго соответствовала конструкции печи и виду применяемого топлива. Конструкция садки должна оказывать минимальное сопротивление движению газов и воздуха для горения топлива а также давать возможность наблюдать за огнем по высоте печи.
Садка должна быть устойчивой и в то же время удобной для загрузки и выгрузки кирпича а также способствовать наиболее равномерному распределению огня по сечению печного канала. Тип садки зависит от вида топлива. При мелком топливе применяют более частую садку устраняющую возможность пережога и провала значительного количества топлива на под печи. При крупном топливе применяют редкую садку устраняющую задержку топлива в верхних рядах садки. Садка состоит из четырех основных элементов: ножек перекрытия ножек колосниковой решетки и собственно садки (тела).
При засыпке в печь мелкого и шлакующегося топлива используют прямую безколосниковую садку в которой колосниками для сжигания топлива служат кирпичи самой садки выкладываемой одинаково на всем протяжении обжигательного канала независимо от расположения топливных трубочек в своде печи.
Изделия изготовленные методом полусухого прессования обжигают при температуре примерно на 500 выше чем изделия пластического формования.
Процесс обжига разбивается на шесть основных периодов: досушка сырца (удаление механически связанной я гигроскопической влаги — до 120°С) нагрев (удаление гидратной влаги разложение карбонатов выжигание углерода) —500 —800°С окислительная выдержка (завершение процессов протекающих при нагреве изделий) —800—9000С; спекание черепка изделия — от 900°С до максимальной температуры обжига; охлаждение обожженных изделий до начала затвердевания жидкой фазы — 700—600°С; охлаждение при окончательно затвердевающей жидкой фазе и полиморфных превращениях кварца — 700—450 °С; окончательное охлаждение при затвердевшей стеклофазе— ниже 4500С.
Обжигаются стеновые изделия главным образом в туннельных и реже в кольцевых печах.
Автомат-разгрузчик выгружает кирпичи с каждой полки тележки последовательно и посылает их группами на автомат-садчик кирпича на печные вагонетки.
Сгруппированные боковым групировщиком кирпичи захватываются зажиленным устройством и переносятся на стол программирования на столе составляются ряды кирпичей затем загружаются на обжиговые вагонетки располагая их крестообразно под углом 90.
Тип садки-пакетная поперечные ряды кирпича чередуются с продольными. Емкость печной вагонетки – 16 пакетов. Между пакетами а также внутри них оставляются каналы для циркуляции газа и воздуха сквозь осадку. Под автоматом-садчиком размещен толкатель для проталкивания печных вагонеток. Вагонетка транспортируется с помощью кабельной лебедки к трансформаторной платформе. Платформа подает вагонетки к двери печи обжига вхождение вагонетки в печь осуществляется в два этапа. С помощью
гидравлического толкателя расположенного на входе печи осуществляется проталкивание всего поезда вагонеток.
Сортировка и упаковка изделия
Сортировка материалов оказывают существенное влияние на качество и стоимость конечного продукта.
Назначение сортировки: до дробления – выделить куски материала размеры которых больше допускаемых для данной машины; выделить куски или частицы размеры которых меньше чем размеры конечного продукта. После дробления и помола – разделить по крупности частицы материала из которых в определенной пропорции составляющие массы или шихты а при замкнутом цикле помола выделить крупные частицы чтобы направить их для повторного измельчения; удалить из материала случайно попавшие в них металлические предметы или опилки; произвести обогащение материала.
Сортировку материалов осуществляют механическим гидравлическим воздушным магнитным флотационным и другими способами.
Выходящие из обжиговой печи вагонетки трансферкаром подаются на путь разгрузки. В случае если путь разгрузки занят вагонетки подаются на запасной путь.
Вагонетка разгружается захватами на конвейер линии упаковки с вложенными в него поддонами (настилами). На конвейере пакеты поочередно обтягивают полиэтиленовой термоусадочной пленкой с помощью механизмов обвязки. Сварочная рамка одновременно сваривает задний по ходу шов впереди стоящего пакета передний шов следующего за ним пакета и оба шва разделяются между собой разделяющей струной. Далее обтянутый полиэтиленовой пленкой пакет нагревается с помощью газовой рамки вследствие чего происходит ее (пленки) термическая усадка и отправляется по конвейеру для обвязки пакета полиэстеровой лентой на автоматической машине. Разгрузка с конвейера и транспортировка пакетов на склад готовой продукции осуществляется виловыми автопогрузчиками. Возможна дополнительная упаковка пакета полипропиленовой или полиэстеровой лентой.
Пакет с кирпичом должен быть обтянут пленкой равномерно по всей высоте пакета верхние края плотно запаяны. Сваренные передний и задний швы не должны иметь разрывов точечной сварки а вся упаковка не иметь прожогов.
Упакованный в полиэтиленовую термоусадочную пленку и полиэстеровую ленту пакет должен обеспечивать:
сохранность при транспортировании складировании и хранении;
стабильность формы и размеров;
устойчивость штабелей.
Высота складирования не должна превышать 4-х установленных друг на друга на ровных горизонтальных площадках пакетов. При этом должны быть соблюдены все требования техники безопасности.
Материальный баланс производства
Общие исходные данные для технологических расчетов
Производительность завода
Средняя масса одного изделия
Нормы потерь и брака по технологическим переделам:
Разгрузка на выставочной площадке (бой)
Садка на обжиговые вагонетки
Сушка (брак при сушке)
Укладка на сушильные вагонетки
Смешение (лопастной смеситель)
Камневыделительные вальцы
Объемное дозирование (ящичный питатель)
Транспортировка опилок
Остаточная влажность кирпича после сушки
Влажность карьерной глины
Влажность шамота ( уноса)
Формовочная влажность
Потери при прокаливании глины
Расчет химического состава шихты по шихтовому составу массы
При расчете из состава массы исключают шамот так как он по химическому составу практически одинаков с химическим составом массы.
Пересчет шихтового состава массы после исключения шамота на 100%:
Коэффициент пересчета:
Химический состав шихты:
Химический состав компонентов массы %
Наименование компонентов
Химический состав шихты %
SiO2 (шихта)=586509677=5676%
Потери при прокаливании:
ППП=69408485+10000283=872
Расчет производственной программы цеха.
Эффективный фонд времени работы оборудования Тэф. определяем по формуле:
Для непрерывного производства :
где Ткал. - календарный фонд работы оборудования маш.-ч;
при непрерывном режиме Ткал.- 8760 маш.-ч;
Кисп. - коэффициент использования оборудования во времени
рассчитывается согласно Кисп. - 081.
эф = 8760 081 = 7095 маш.-ч.
Часовая производительность Q час. технологического комплекса:
Q год. – годовая производительность технологического комплекса
Q год. = 40 млн.усл. кирпича
Q час. = 40000000 7095 = 5637 штч
Сменная производительность Q смен. :
Q смен. = Q час. t см.
Q смен. = 5637 8 = 45096 штсм
Суточная производительность Q сут. :
Q сут. = Q смен. Z см.
Q сут. = 45096 3 = 135288 штсут
Найдем массу одного кирпича размером 250 х 120 х 65 (мм).
Плотность кирпича 1600 кг м3. m = p V;
Площадь кирпича: S = a b = 250120 = 30000 мм2 = 003 м2.
Объем кирпича: V = 0030065 = 000195 м3.
m = 1600 000195 = 312 кг.
При условии что масса одного кирпича m = 312 кг часовая Q час. сменная Q смен. и суточная Q сут. массовые производительности соответственно составят.:
Q час. = Q час. · m = 5637 · 312 = 1758744 кгч. = 1758 тч.
Q смен. = Q смен. · m = 45096 ·312 = 14069952 кгсм. = 14069 тсм.
Q сут. = Q сут. · m = 135288 ·312 = 42209856 кгсут. = 42209 тсут.
Масса выпускаемого кирпича в тн:
000 000 ·3121000 = 124 800 т
Расчёт материального баланса цеха.
000000 35 = 140000000 кггод = 140000 тгод
кирпича поступающего на склад с учетом боя при разгрузке на выставочной площадке
0000*100(100-2) = 14285714 тгод
Бой на складе 14285714 – 140000 = 285714 тгод
кирпича поступающего на обжиг с учетом брака при обжиге
285714*100(100-3) = 14727540 тгод
Брак при обжиге 1472754 – 14285714 = 441826 тгод
кирпича поступающего на обжиг с учетом остаточной влажности после сушки
72754 *100(100-6) = 15667595 тгод
Потери влаги при обжиге 15667595 – 1472754 = 940055 тгод
кирпича поступающего на обжиг с учетом п.п.п.
667595*100(100-633) = 16726374 тгод
Потери при прокаливании 16726374 – 15667595 = 1058779 тгод
кирпича поступающего на обжиг с учетом брака при садке на вагонетки обжига
726374 *100(100-05) = 16810426 тгод
Потери при садке на вагонетки обжига 16810426-16726374 = 84052 тгод
кирпича поступающего на сушку с учетом брака при сушке
810426*100(100-2) = 17153495 тгод
Брак при сушке 17153495 -16810426 = 343069 тгод
кирпича поступающего на сушку с учетом формовочной влажности
153495*(100-6)(100-21) = 20410487 тгод
Потери влаги при сушке 20410487 – 17153495 = 3256992 тгод
кирпича поступающего на сушку с учетом брака при садке на вагонетки сушки
410487*100(100-05) = 20513052 тгод
Потери при садке на вагонетки сушки 20513052 – 20410487 = 102565 тгод
шихты поступающей на формование с учетом брака при формовании
513052*100(100-05) = 20616132 тгод
Брак при формовании (возвратный) 20616132 – 20513052 = 103080 тгод
шихты поступающей в смеситель
с учетом пароувлажнения
616132*(100-21)100-(21-04) = 20512273 тгод
Вода на пароувлажнение 20512273 – 20616132 = 103859 тгод с учетом потерь
512273*100(100-005) = 20522534 тгод
Потери при перемешивании 20522534 – 20512273 = 10261 тгод
шихты поступающей на вальцы тонкого помола с учетом потерь
522534*100(100-1) = 20729832 тгод
Потери 20729832 – 20522534 = 207898 тгод
шихты поступающей на дозирование с учетом потерь
729832*100(100-01) = 20750582 тгод
Потери 20750582 – 20729832 = 2075 тгод
шихты поступающей на камневыделительные вальцы с учетом потерь
750582 *100(100-01) = 20771353 тгод
Потери при камневыделении 20771353 – 20750582 = 20771 тгод
глины поступающей на дозирование с учетом потерь
771353*(100-206)100-(206-04) = 20667235 тгод
Потери 20771353 – 20667235 = 104118 тгод
глины поступающей на рыхление с учетом потерь
667235 *100(100-005) = 20677573 тгод
Потери при рыхлении 20677573 – 20667235 = 10338 тгод
глины с учетом транспортных потерь
677573 *100(100-002) = 20681709 тгод
Потери при транспортировке 20681709 – 20677573 = 4136 тгод
Масса глины 20681709 тгод
Вода на пароувлажнение
Потери влаги при обжиге
Потери при садке на вагонетки обжига
Потери влаги при сушке
Потери при садке на вагонетки сушки
Потери при перемешивании шихты
Потери на вальцах тонкого помола
Потери при дозировании шихты
Потери при вылеживании
Потери воды на пароувлажнение шихты
Потери потери при формовании глины
Потери при камневыделении
Потери при дозировании глины
Потери при рыхлении глины
Транспортные потери глины
Печь для обжига кирпича-сырца
Туннельные печи относятся к печам с подвижным составом. Они представляют собой прямой канал (туннель) различных размеров. Внутри туннеля проложен рельсовый путь ширина которого зависит от ширины печи. Вагонетки по внутрицеховому рельсовому пути подаются к печи и одна за другой через определенные промежутки времени проталкиваются в печь толкателем. Каждая вагонетка пройдя всю длину туннеля выдается из печи с другого конца при каждом проталкивании. Таким образом создается непрерывное перемещение вагонеток в печи постепенный подогрев обжиг и охлаждение изделий находящихся на поду вагонетки.
Зоны туннельных печей.
Всю длину печи можно разделить на отдельные зоны в которых протекают различные процессы. Печь имеет следующие три зоны подогрева обжига и охлаждения. Каждая зона печи имеет определенную длину свои конструктивные особенности и свой режим.
Зона подогрева начинается от форкамеры и кончается на границе с зоной обжига. Длина этой зоны условно определяется графиком обжига и считается примерно до первых горелок по ходу движения вагонеток. Эта зона достаточно большой длины необходимой для более полного использования тепла продуктов горения поступающих из зоны обжига (от горелочных устройств). Основное назначение зоны подогрева - равномерный прогрев садки обжигаемых изделий до температур соответствующих графику обжига.
Топливо сжигается в зоне обжига расположенной в средней части печи с помощью специальных горелочных устройств. В этой части печи поддерживаются максимальные температуры необходимые для обжига. Продукты горения проходя вдоль туннеля попадают в зону подогрева а затем выбрасываются в атмосферу через дымоходы. Таким образом в туннеле происходит непрерывное движение воздуха (зона охлаждения) и дымовых газов (зоны обжига подогрева) навстречу перемещающемуся составу вагонеток с изделиями (противоточное движение).
Зона охлаждения служит для охлаждения обожженных изделий до 60—80° перед выдачей вагонеток из печи и для утилизации тепла отбираемого от разогретых изделий. В этой зоне охлаждается также и футеровка вагонеток нагретая до высоких температур. Изделия и футеровка вагонеток охлаждаются холодным воздухом подаваемым вентилятором в торцовую часть печи сверху и сбоку через несколько каналов расположенных по длине зоны охлаждения ближе к выходному концу печи.
Воздуха для охлаждения изделий и пода вагонеток требуется в несколько раз больше чем для горения топлива. Избыточный горячий воздух отбирается из зоны охлаждения печи и используется для сушки изделий в отдельно стоящих сушилах. Его также можно использовать для рециркуляции в зоне подогрева. Обычно эта часть воздуха считается отбираемой из печи на сторону.
Размеры отдельных зон по длине печи зависят от конструктивных особенностей печи от вида обжигаемых изделий и устанавливаются в зависимости от заданного режима обжига и охлаждения изделий.
При расчетах и конструировании печей не всегда можно точно установить границы между зонами поэтому в большинстве случаев допускается некоторое увеличение зоны обжига занятой горелочными устройствами. При работе печи размеры отдельных зон устанавливаются в соответствии с графиком температур по длине печи. При этом часть горелок зоны обжига могут быть не использованы в работе.
Обычно относительно большая по длине печи зона обжига требуется при обжиге динасовых изделий и высокоогнеупорных изделий. Поэтому данные печи имеют большое количество горелок.
Размеры туннельных печей.
Длина печи определяется многими факторами главные из которых — форма и размеры обжигаемых изделий режим обжига и охлаждения и производительность печи.
Малые туннельные печи имеют длину 5—6 м и меньше но поперечное сечение рабочего канала этих печей составляет 001—002 м2. Эти печи имеют небольшую производительность и используются для обжига специальных изделий небольших размеров например автосвечей. В настоящее время в огнеупорной промышленности работают печи длиной до 180 м.
Печи большой тепловой мощности для лучшего использования тепла и улучшения процесса обжига и охлаждения изделий как правило должны иметь большую длину. Печи шириной 30 м для обжига шамотных изделий можно строить длиной 80— 120 м. При очень большой длине печи увеличиваются тепловые потери в окружающую среду и подсосы воздуха через неплотности ухудшающие теплообменные процессы.
Ширина туннельных печей выбирается в зависимости от производительности равномерности обжига и конструкции вагонеток. Практикой установлено что в печах шириной 30—32 м можно достичь вполне равномерного обжига изделий. Для более широких печей утяжеляется конструкция вагонеток и возможны их перекосы при проталкивании в длинных печах.
Высота печи выбирается в зависимости от вида обжигаемых изделий.
При малой высоте и большой ширине свод печи делают плоским (подвесным) позволяющим лучше использовать площадь пода вагонетки и иметь больший вес садки на вагонетку. При этом садка получается одинаковой высоты по всей вагонетке. Печи для обжига огнеупорных изделий имеющие высокое рабочее пространство строят с арочным сводом более простым по конструкции.
Таким образом по конструкции рабочего пространства (высоте печи и конструкции свода) туннельные печи разделяются на печи с арочным сводом и печи с подвесным сводом.
Толщину стен и свода печей и виды огнеупорных и строительных материалов выбирают с учетом большого срока службы печи без ремонта (25-3 года) и небольших тепловых потерь в окружающую среду которые будут в допустимых пределах если температура наружной поверхности стен в зоне высоких температур не будет превышать 70—80°С.
Печи сооружают на фундаменте который выполняют каменным (бутовым) бутобетонным бетонным и железобетонным. Глубина залегания фундамента зависит от свойств грунта и веса печи. На грунт из слабой песчаной глины нагрузка допускается не более 1 кгсм2 из плотной глины - 45-55 кгсм2 и из сплошной горной породы - до 15 кгсм2. Для нормальной работы печи необходимо чтобы наивысший уровень грунтовых вод проходил не ближе чем в 025 м от фундамента печи. При высоком уровне грунтовых вод устраивают дренажные каналы.
Для большей прочности снаружи стен и свода печи устанавливают металлический или железобетонный каркас состоящий из вертикальных балок (стоек). Внизу стойки заделывают в бетонный фундамент а сверху попарно стягивают связями. Конструкция крепления свода определяется конструкцией самого свода.
Наиболее распространен в промышленных печах арочный свод. Нормальный арочный свод выполняется с центральным углом α= 60°.
В стенах при постройке печи оставляют температурные швы необходимые для расширения кирпича. Так как кладка ведется вперевязку то каждый шов в вертикальной и горизонтальной проекции имеет форму ломаной зигзагообразной линии.
Температурные швы в своде оставляют по длине печи через 3-75 м и таким образом свод выкладывают отдельными секциями.
Садка изделий на вагонетки.
Состав вагонеток с обжигаемыми изделиями передвигается по туннелю периодически через определенные промежутки времени с помощью механического (винтовой или тросовый) или гидравлического толкателя. Скорость перемещения вагонеток в печи в период проталкивания составляет 10—15 ммин. Количество вагонеток загружаемых в печь в течение часа или суток зависит от общей продолжительности обжига и длины туннеля.
Каждая вагонетка при проталкивании перемещается в печи на расстояние равное длине одной вагонетки.
Для уплотнения входной и выходной части туннеля в которую при загрузке очередной вагонетки в печь может засасываться холодный воздух строят форкамеры с плотно закрывающимися дверями. При этом толкатель подает в печь вагонетку из форкамеры. Форкамера отделена от печи подъемной металлической шторкой (шибером). Противоположный конец печи на выдаче вагонеток также оборудуется подъемной дверью. Подъемные механизмы дверей синхронно связаны с работой толкателя.
Обжигаемые изделия укладывают на под вагонетки таким образом чтобы садка строго соответствовала по высоте и ширине установленным размерам. Габариты садки контролируют металлическим шаблоном установленным перед форкамерой и соответствующим сечению туннеля через который проходит вагонетка.
Высота садки изделий зависит от вида обжигаемого материала и обычно не превышает 2 м. Изделия подвергаемые высокотемпературному обжигу для предупреждения деформации укладывают на вагонетки высотой не более 10—11 м.
Количество изделий вмещающихся на вагонетку и тоннаж садки определяются размерами вагонеток и типом садки. Изделия для равномерной обтекаемости газами укладывают более плотно в верхней части садки и менее плотно (оставляют каналы) в нижней. Для улучшения горения топлива в садке делают разрывы до 03—09 м против горелочных устройств. Эти разрывы особенно необходимы в широких печах для прогрева средины садки. Для различных огнеупоров и разной формы изделий применяются в промышленности различные способы садки.
С боковых сторон вагонетки имеются металлические листы - ножи теплоизолированные огнеупорным бетоном которые входят в желоба наполненные песком или молотым шамотом. Это устройство идущее по всей длине туннеля называется песочным затвором которое служит для герметизации рабочего пространства печи от контрольного коридора. Для пополнения песка в желоб песочного затвора во время работы в стенах устраивают специальные наклонные каналы-песочницы с воронкой закрываемые крышкой. Для того чтобы песок выгребаемый ножом вагонетки из желоба песочного затвора не попадал на рельсовый путь внизу между стенкой печи и рельсами через каждые 15—20 м устраивают наклонные отверстия проходящие ниже рельсового пути. По этим скосам песок просыпается вниз в контрольный коридор печи.
Производительность цеха по производству кирпича:
П=40000000кирпича в год
Режим работы цехов предприятия
Режим работы массозаготовительного цеха.
Календарный фонд времени 365 дней
Число праздничных дней 11 дней
Сменность 3 смены в сутки
Длительность смены 8 часов
Плановый ремонт 18 суток
Аварийные остановки 1%
Чистка и уборка оборудования 05 чсмену
Годовой фонд времени работы оборудования:
Расчет валковой дробилки
Частота вращения nmaxfdD где f- коэффициент трения материала о валок d- диаметр исходного материала D- диаметр валка - плотность.
Для глин карьерной влажности степень измельчения D=15 =1200 кгм3 f=045 d=50-70 мм. Частота вращения nmax=1118 обс.
Для уменьшения износа бандажей и более спокойной и устойчивой работы валковой дробилки окружная скорость должна быть 2-7 мс.
Производительность вальцов. Q=Dlan L- длинна валка a- ширина щели
Q=125*314*045*07*002*47*1200*04=42 кгс
Общие затраты мощности. N=Np+Nx=6+735=1375 кВт где Np- мощность двигателя. При зазоре между валками а2 мм N= 00035 Qа=735 кВт. Nx- мощность холостого хода Nx=5-8 кВт
Допустимое давление на валки. P=GL где G – допускаемое нагружение P=294*07=206 кНм
Исходные данные для расчета.
Туннельная печь для обжига керамического кирпича размером 250*120*65 производительностью 40 млн.в год режим работы непрерывный трехсменный;
Годовой фонд времени – 74844 часа;
Остаточная влажность кирпича после сушки – 6%;
Брак при обжиге – 3%;
Топливо – природный газ Березовского месторождения;
Температура обжига – 1000оС;
Продолжительность обжига – 26 часов;
Температура атмосферного воздуха - 20оС;
Коэффициент избытка воздуха α=115
Температура выгружаемых изделий - 50оС;
Температура отходящих газов из печи - 300оС;
Температура воздуха на сушку - 400оС;
Масса кирпича – 35 кг.
Производительность печи.
П = 40000000 35 = 140000000 = 140000 (тгод)
Единовременная емкость печной вагонетки.
Длина печи – 240 м количество вагонеток – 80;
Ширина вагонетки 29 м.
Единовременная емкость печной вагонетки:
GВ = 5568 35 = 19488 = 19488 (т)
Единовременная емкость печи по массе.
GП = 80 5568 35 = 1559 (т)
Количество обжигаемого сырца в час.
Время обжига 26 часов.
GC = GП Z = 768420 26 = 2955461 (кгч)
Количество вагонеток в час.
n= 2955461 9744 = 303 (вагчас)
Длина отдельных зон печи.
LПОД1 = 36 м ( 20 – 200 оС)
LПОД2 = 42 м ( 200 – 600 оС)
LПОД3 = 24 м ( 600 – 1000 оС)
LОБЖ = 36 м (1000 оС)
LОХЛ1 = 36 м ( 1000 – 650 оС)
L ОХЛ2 = 18 м ( 650 – 600 оС)
L ОХЛ3 = 48 м (600 – 50 оС)
Коэффициент полезного действия печи
Расчет ленточного конвейера:
Производительность 60 м3ч
Угол наклона 12 градусов
Ширина при П=60 м3с 600мм
Расчетная мощность на приводном барабане:
Из каталога выбираем двигатель МТКН 412-616:
Частота вращения 295 мин-1
Количество прокладок в ленте:
По стандартным значениям берем Dб=630мм
Крутящий момент60 100
Ведомость основного оборудования технологической линии.
Наименование и обозначения
Производительность до 10 мч
Скорость транспортной ленты 03-12ммин
Вес 325т Мощность эл. Двигателя 4 кВт
Дезинтеграторные вальцы СМК150
Производительность 10 мч
Скорость вращения большого валка 60 обмин
Скорость малого валка 600 обмин
Зазор между вальцами 8-15 мм
Производительность по глине до 15 тч
Частота вращения барабана обмин. 187
Мощность двигателя 1250 кВт
Масса мелющих тел т. 85
Масса электрооборудования и мелющих тел т. 215
Диаметр барабана 32 м; длина 85 м.
Смеситель с горизонтальными лопастными валами СМК-951-1
Производительность 50 мч
Мощность электродвигателя 55 кВт
Пресс «Красный Октябрь» 1шт.
Производительность 2000-2500 штч
Мощность двигателя 95 кВт
Диаметр прессующего винта м. 0450
Автомат – укладчик СМ-562 А
Производительность до 3000 штч
Количество кирпича сырца на рамке 12 шт
Число рамок в подъемнике – накопителе 10 шт
Тип вагонетки: пальцевая шестиполочная
Вместимость вагонетки 220 шт
Мощность электродвигателя 1113 кВт
Продолжительность Сушки 48-72ч
Расход теплоты на испарения влаги 6500-7000кДжкг
Расход электроэнергии на 1000кирпича 20 кВтч
Скорость газов в камере 25-35 мс
Производительность 16700 штч
Туннельная печь конструкции Гипрострома
Производительность 5-10 млн.штгод
Размер канала 845м длина
Вид топлива: газ мазут
Ленточный транспортер
Производительность м3ч 60
Длина конвейера м 60
Угол наклона конвейера град. 12
Скорость движения материала мс 15
Мощность двигателя кВт 35
Режим работы цеха формования сушки обжига.
Выбор и расчет оборудования цеха формования сушки и обжига
Подбор оборудования производится согласно выбранной ранее технологической схеме и производственной программой цеха.
Количество единиц оборудования:
где R-количество материала которое необходимо переработать;
P- производительность оборудования.
Коэффициент использования определяет эффективность использования оборудования:
Ленточный пресс «Красный Октябрь».
Элементы характеристики
Диаметр шнека на выходе
Мощность электродвигателя
Туннельная сушилка конструкции Гипрострома.
воздуха поступающего из зоны охлаждения туннельной печи в смесительную камеру
воздуха подогреваемого в калорифере и поступающего в смесительную камеру
смеси продуктов горения газов в печи с воздухом из зоны остывания на входе в смесительную камеру
разбавленных дымовых газов поступающих из подтопка
рециркулята поступающего в смесительную камеру
теплоносителя поступающего в туннель
отработанного теплоносителя в конце туннеля
Относительная влажность отработанного теплоносителя
Общий максимальный расход тепла на испарение влаги с учетом всех потерь в трубопроводах в зимних условиях
Габаритные размеры туннеля:
Расчет количества туннелей в сушилке:
Необходимо высушивать 522328 штук в час.
Время сушки – 60 часов.
Количество вагонеток – 23 штуки.
Количество кирпича на одной вагонетке – 220 штук.
Единовременная емкость туннеля:
Количество кирпичей высушиваемых одним туннелем учитывая время сушки 60 часов:
Количество вагонеток выталкиваемых в час:
Общее количество туннелей:
23289583=5451=55 туннеля
Имеются два запасных туннеля следовательно всего 57 туннелей (5 блоков по 10 туннелей и один блок имеет 7 туннелей).
Туннельная печь конструкции Гипрострома.
млн.шт. усл. кирп.год
средняя по наружным размерам
от пода вагонетки до замка свода
по наружным размерам (зона подогрева и охлаждениязона обжига)
Длина технологических зон:
Количество вагонеток в печи
Количество кирпича на вагонетке
84 (4 пакета по 696)
Охрана труда и техника безопасности.
Рабочие предприятий керамических стеновых материалов должны овладеть обязательным минимумом технических знаний который включает знание техники безопасности. При приемке на работу должен проходить общий инструктаж по безопасным методам работы и инструктаж непосредственно на рабочем месте.
Вводный инструктаж проводимый инженером по техники безопасности по утвержденной программе включает ознакомление вновь поступающего на работу с технологией и основными опасными участками данного производства правилами безопасной организации рабочего места безопасными приемами и методами работы правилами гигиены и нормами трудового законодательства.
Инструктаж осуществляется поэтапно: первичный повторный и внеплановый. Первичный инструктаж на рабочем месте проводится индивидуально со всеми вновь принятыми и переведенными с других участков производства рабочих. Инструктаж проводит мастер на месте работы. После того как мастер убедится в том что рабочим освоены безопасные методы работы он допускает его к работе. Повторный инструктаж на рабочем месте проводят со всеми работниками независимо от квалификации и стажа работы ежеквартально в начале квартала по программе первичного инструктажа.
Внеплановый инструктаж проводится мастером производственного участка в следующих случаях: при изменении технологического процесса замене оборудования; при несчастных случаях и профессиональных заболеваниях рабочих; при нарушении правил и инструкций техники безопасности. О проведении инструктажа обязательно делается запись в журнале производственного инструктажа с подписью инструктируемого.
В процессе работы все рабочие должны соблюдать следующие общие правила: перед началом работы нужно проверить спецодежду и обувь. На одежде не должно быть свободных концов переодеваться надо только в отведенных для этого местах. Освещенность рабочей площади и оборудования должна обеспечивать четкую видимость со свободным проходом к месту. Правильно и удобно расположить инструменты материалы. Проверить исправность оборудования.
Пуск оборудования разрешается только после проверки его исправности. Сначала пускают оборудование в холостую перед пуском обязательно подается звуковой или световой сигнал. Работа при неисправной сигнализации запрещается. Движущиеся части машин и механизмов должны быть надежно огорожены.
Все механизмы электродвигатели пускатели должны быть заземлены. Электродвигатель закрывают кожухом. Электроустройства ремонтирует только дежурный электромонтер. При ремонте любого оборудования на выключатель вешается табличка «не включать! Работают люди».
В случаи нарушения правил лица привлекаются к административной ответственности а при значительных нарушениях – к уголовной. Все инструкции и правила безопасности утверждаются главным инженером и профсоюзным комитетом организаций.
Охрана окружающей среды.
Производство керамического кирпича не наносит большой ущерб окружающей среде но должны быть приняты меры по снижению количества выбросов. На данном заводе основным источником загрязнения являются сушилки и печи. Для обжига керамических изделий теплоносителем служит природный газ как наиболее экологически чистый вид топлива по сравнению с мазутом и каменным углем. Во избежании теплового загрязнения атмосферы выходящие газы подаются через вентилятор и перемешиваются с атмосферным воздухом. Цех должен быть оборудован всевозможными втягивающим и вытягивающим оборудованием для очистки от грязного воздуха и подачи свежего. Прежде чем воздух попадет в атмосферу он проходит через систему фильтров.
Производство кирпича возможно несколькими методами. В данном курсовом проекте предусмотрен полусухой метод прессования.
Одним из преимуществ полусухого способа производства является возможность использования глин низкой пластичности отсутствие необходимости в сушильных вагонетках и использование коротких сушил. Если сырец хорошо высушен это повышает выход продукции 1-го сорта дает возможность вести процесс обжига более интенсивно и следовательно более рационально использовать печи эксплуатация которых обходится значительно дороже чем сушилок. Однако наряду с экономией времени и теплового агента на сушку и обжиг увеличиваются расходы на установку аппаратов для сушки и помола глины.
При полусухом прессовании сырец дает значительно меньшую линейную и объемную усадку что обусловливается большой плотностью и меньшей влажностью сырца. Упрощается процесс автоматизации загрузки изделий.
Еремин Н.Ф. «Процессы и аппараты в технологии строительных материалов» 1986. – 280с.
Золотарский Ф.З. «Производство керамического кирпича»
Микульский В.Г. «Строительные материалы» Издательство АСВ 2004. – 536с.
Борщевский А.А. «Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий.» Высшая школа 1987. – 368с.
Жуков Б.П. Методические указания к курсовому проекту «Процессы и аппараты в технологии строительных материалов и изделий» 1990. – 33с.