ТК Производство сантехнической керамики

Keramika.dwg

Кафедра Проектирование зданий
КГАСУ ИСТИЭС 26 КП 1
Производство сантехнической керамики
Технологическая схема
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА
Технологическая часть
Сантехнические изделия из керамики ГОСТ 30493-96 Используется для бытового применения.
Наименование изделия
санитарно- техническая керамика (раковина)
РЕЖИМ ТРУДА И ОТДЫХА
Количество рабочих дней в году 300 2.Количество работающих смен 2 3.Количество смен для отгрузки готовой продукции 2 4. Время подготовительно-заключительной работы рабочих
мин 15 5.Время на отдых и личные надобности рабочих
мин 40 6.Время технологических перерывов
мин 10 7.Продолжительность рабочих смен 12
Техника безопасности
КГАСУ ИСТИЭС 26 КП 1
Автотранспорт для привоза глины
Камневыделительные вальцы
Вальцы тонкого помола
Вальцы грубого помола
Бункер полевого шпата
Разборка форм и выемка отливок
Автотранспорт для привоза песка
ванна для глазурования
Склад для выдержки изделий
Выгрузка обожженных изделий
Склад готовой продукции
Перед допуском к выполнению работ вновь поступающий должен пройти инструктаж по ТБ. 2. К работе допускаются лица достигшие 18 лет
прошедшие обучение. 3. Рабочие места
проходы и проезды не должны быть загромождены. 4. Опасные зоны должны быть обозначены знаками безопасности и надписями установленной формы 5. Ширина проходов к рабочим местам и на рабочих местах должно быть не менее 0
а высота проходов в свету-не менее 0
м 6. Изготовление изделий должно производиться с соблюдением мер
обеспечивающих безопасность производственного оборудования и производственных процессов
при создании эффективных средств защиты рабочих в соответствии с требованиями.
Переработка сырья и добавок
Операто- ры пере- работки и приема сырья
Перемешивание шихты в мешалке
Доставка полевого шпата
Приготовление шихты
Глазурование изделия
Технологические операции
Правильн. разработка. карьера
масса партий гансостав
отбор проб отсечками
по сопровождающим документам
прием полевого шпата
отбор объединен. пробы
смешение компонентов
Однородность состава Тонкость помола состав шихты влажность шихты
визуально тахометр секундомер
т-ра 50-80 вр.сушки 15-40ч влажность изделий 1-2%
глазурова- ние изделий
равномерность глазурования
т-ра 950-1000 вр.обжига 25-40ч Остаточная влажность изделий
часы механич. секундомер
Переработка глин 2.Дозирование компонетов 3.Смесительное отделение 4.Формовочное отделение 5.Обжиговое отделение 6.Отделение складирования готовой продукции
Операционный контроль
отбор проб визуально
План 3-го этажа для отделочных работ
ГУП Татинвестгражданпроект
ЭКСПЛИКАЦИЯ ПОМЕЩЕНИЙ

POYaSNILKA_keramika.doc

НОМЕНКЛАТУРА ПРОИЗВОДСТВА5
ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА7
ОПИСАНИЕ ФИЗИКА-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА9
ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА9
1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ10
2 РАСЧЕТНАЯ ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОГРАММА12
3 ОСНОВНОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ13
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ18
Целью курсового проекта является описание технологического процесса производства изделий из керамики в частности раковин и умывальников из огнеупорной глины. Также рассмотреть условия глазурования поверхности изделий расчетную производственную программу сырья подбор оборудования.
Производительность 2000000сантехники в год
Особенности производства: пластическое формование и глазурование.
Керамические сантехнические изделия нашли широкое применение в современном мире. Он является неотъемлемой частью каждого дома производственного или гражданского здания.
Современные производители сантехники стремятся улучшить качества сантехнических изделий глазури делая её не только ещё более красивой гладкой безупречно ровной сияющей устойчивой к механическим повреждениям но и грязеотталкивающей. Речь идёт об изделиях со специальным покрытием водопроницаемость которого снижена. Благодаря этому вода не смачивает всю их поверхность равномерно а скатывается в виде шариков. Следовательно загрязнения смыть легче а чистить прибор с помощью средств бытовой химии можно будет реже.
Номенклатура производства
Сантехнические изделия из керамики изготавливаются в соответствии
ГОСТ 30493-96 ИЗДЕЛИЯ САНИТАРНЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ
Глина огнеупорная- при смешивании огнеупорной глины с водой образуется пластичное вещество которое после высыхания в течении 48 часов и последующего обжига при температуре 1200-1500 С превращается в изделие с высокой прочностью. Так же огнеупорная глина очень широко применяется для оштукатуривания стен каминов и печей которые в свою очередь могут подвергаться высоким температурам.
Физико-химический состав огнеупорной глины:
· Содержание оксида алюминия AL203 не более 38%
· Содержание красящих оксидов Fe203 менее 1% Ti от 1до 2%.
· Содержание Si – более 25%.
Благодаря тому что данный вид глины способен выдерживать высокие температуры и имеет достаточно эластичные свойства на стадии изготовления различного вида материалов глина нашла огромный спектр применения в различных видах высокотехнологичного производства и строительства.
Учитывая то что огнеупорная глина имеет порошкообразный вид хранение данного огнеупорного материала подразумевает отсутствие попадания на поверхность упаковки и во внутрь природных осадков. Хранение осуществляется в крытых холодных складских помещениях.
Срок хранения огнеупорной глины составляет 3 года.
Полевой шпат- это распространенная группа породообразующих минералов поделенных на отдельные подгруппы в зависимости от происхождения и состава: плагиоклазы калиевые и калиево-бариевые. Все виды полевых шпатов в чистом виде бесцветны однако присутствующие в них примеси могут окрашивать камни в разные цвета. Ортоклазам свойственны розовые белые красные и желтые тона. Микроклин обладает как красно-оранжевыми цветами солнечного камня так и серо-зелеными оттенками свойственными амазонитам. Лабрадор окрашен в сине-черные цвета однако радужный отлив присущий камню включает в себя множество оттенков. Химический состав камней входящих в группу полевых шпатов отличается однако физические свойства сходны. Всем представителям этой группы присуще формирование двойниковых кристаллов совершенная спайность стеклянный или перламутровый блеск ярко-выраженный эффект иризации и средний показатель твердости.
Особенности способа производства
О строению керамика представляет собой сложнуюсистемусостоящую из трех основных фаз: кристаллической стекловидной и газовой. Кристаллическая фаза (основная) представляет собой химические соединения или твердые растворы она определяет характерные свойства керамического материала; стекловидная фаза находится в керамическом материале в виде прослоек между кристаллической составляющей или обособленных микрочастиц ивыполняет рольсвязующего вещества; газовая фаза представляет собой газы содержащиеся в порах керамики. Поры ухудшают свойства керамики особенно при повышенной влажности.
Пластическое формование представляет собой приготовление пластичной массы. Эти массы представляют собой тестообразные смеси порошков и пластифицирующих материалов. Пластичная масса содержит твердую и жидкую фазу. Твердую фазу получают после предварительного обжига (синтеза) и измельчения. Жидкой фазой является смесь воды и глинистых материалов или смесь воды и поливинилового спирта и др. Пластичные массы с большим содержанием глинистых материалов приготовляют пошликернойтехнологии.Шликер в этом случае является исходным полуфабрикатом и последующая обработка его для получения пластичной массы направлена на уменьшение количества в нем жидкой фазы — обезвоживание. Обезвоживание производится путем сушки или механического выжимания на сушильном технологическом оборудовании:фильтр-прессах мембранных насосах и др. Сушка выполняется в специальных сушильных установках с лампами инфракрасного излучения. В обоих случаях при обезвоживании получают определенную влажность массы. Затем полученную массу обрабатывают на вакуум-прессах с целью выравнивания влажности и удаления воздуха из массы. Пластичные массы не содержащие глинистых веществ или содержание их в небольшом количестве приготавливают побесшликернойтехнологии: смешивают твердую фазу и жидкую фазу в обычных мешалках или мельницах т.е. раздельно подготавливается твердая и жидкая фазы а затем смешивание сухого порошка со связкой в смесителе. В заключение выполняетсявакуумированиеи контроль на влажность пластическую прочность однородность. Влажность оценивают отношением массы подготовленной к формованию к массе такого же материала после сушки. Пластическая прочность характеризует величину напряжения которую выдерживает масса при статической нагрузке. Однородность массы определяют визуально: по появлению расслоений пор трещин изменению цвета подкрашенной массы в разных участках при растяжении.
Этот способ существенно уменьшает пороки и недостатки традиционной технологии формования и создает ряд дополнительных преимуществ: снижается удельный расход керамической массы и соответственно вес изделия улучшаются свойства уменьшается продолжительность и снижаются энергозатpаты при термической обработке сырца.
Контроль спеченных изделий выполняют по внешнему виду (на отсутствие раковин трещин и т.д.) геометрическим размерам (на соответствие чертежу) магнитным электрическим и механическим характеристикам и т.д. В результате этой операции изделия подразделяютнагодные и бракованные.
Описание физико-химических процессов получения материалов
В период досушки при температуре 80-130 градусов испаряется фихико-механически связанная вода масса изделия равномерно прогревается. В интервале температур 200-600 градусов происходят выгорание органических примесей и выгорающих добавок удаление физико-химический и химический связанной воды входящий в состав глинистых и других минералов что приводит к потере пластичности глины уменьшению массы разрушению кристаллической решетки минерала снижению механической прочности и появлению усадки изделий. Процесс дегидратации каолинита протекает с образованием металкаолинита.
Вслед за усадкой глина уплотняется так как легкоплавкие соединения заполняют поры между тугоплавкими частицами способствуя уплотнению-спеканию. В интервале температур 500-700 градусов происходит диссоциация минералов содержащих железо сульфидов и сульфатов а при 700-900 градусов-карбонатов. Выгорание органических примесей и диссоциация минералов выделяющих летучие газы должны заканчиваться до начала спекания черепка во избежание его разрывов и вспучивания.
При температуре 700 градусов и выше находящиеся в глине щелочи взаимодействуют с другими компонентами образуя расплав в котором происходит сближение твердых частиц и растворение минералов с выделением из раствора новых термодинамический устойчивых кисталлических фаз.
Последующее нагревание материала выше 700 градусов приводит к разложению метакаолинита на свободные оксиды образованию силлиманита и метакаолинита а при 950-1150 градусов и более-муллита. Муллит-наиболее устойчивое соединение придающее изделиям прочность ударную вязкость термостойкость и т.д.
Описание технологического процесса
1 Описание технологической схемы
Производство санитарно-технических изделий приводится на1 приложения.
Из приведенных составов и схемы производства видно что приготовляемые массы многокомпонентны. Каждый из компонентов выполняет вполне определенную роль на стадии его термической обработки. Одни из них не требуют или почти не требуют предварительной подготовки и обработки а другие требую значительной переработки.
Каолин привозится автотранспортом и помещается в бункер 11. Каолин чаще всего требует только просева через сито со стороной отверстия 8-10мм
Глину берут из карьера 1 экскаваторами 2 загружают автотранспорт 3 и привозят на склад для глины 4. Первая обработка глины происходит в камневыделительных вальцах 6 на которую транспортируется конвейером 5. Перемешивается и поступает на вальцы грубого помола 8 и помещается в шихтозапасник 9. Оттуда в нужном количестве идет на вальцы тонкого помола для более тонкого измельчения и дисперсности.
Кварцевый песок привозят автотранспортом 19 на склад песка 20 откуда конвейером песок транспортируется в бункер для песка 21. Проходит через вибрационный грохот 23 и просеивается через сито 8-10мм.
Полевой шпат привозят автотранспортом и помещают в бункер для полевого шпата откуда в определенных количествах просеивается через сита с отверстиями 3мм.
Все исходные компоненты смешиваются в шаровой мельнице 14 для однородности и дисперсности состава и тонкого измельчения. После проходит через вибрационный грохот 15 и поступает на лопастную мешалку 10 где однородный состав смешивается с водой.
Дальше происходит отливка изделий 17 в формы пневматическим насосом 16. Изделие в формах держатся несколько дней после чего происходит разборка форм и выемка отливок 18 и изделия проходят сушку в туннельной сушилке 24 (3суток).
После формования и сушки изделия глазуруются. Глазурование-это процесс нанесения на поверхность керамики тонкого слоя (01-03мм)стекла придающая поверхности глянец и улучшающее его механические и физико-механические свойства. Это происходит в специальных установках для глазурования где изделия распыляются специальным составом на 1-2мм. После глазурования изделия должны
Глазурь закрепляется путем обжига. Изделия обжигаются однократно обжиг ведут в туннельной печи 27. В качестве топлива для обжига используют природный газ также мазут. Максимальная температура обжига 1250-1280 градусов время обжига увеличивается до 50-60с. Вагонетки проталкиваются с интервалом 30-55мин.
Обожженные изделия сортируют укомплектовывают металлическими деталями и после испытания на специальном стенде упаковывают в деревянные решетчатые ящики с применением упоров предохраняющих изделия от ударов о стенки ящика.
Хранятся изделия по видам типам и сортам в защищенных от атмосферных осадков складах 29.
2 Расчетная производственная программа.
Расчет производственной программы цеха выпускающего пустотелый кирпич производительностью 2 млн. штук в год:
Расчет ведется в порядке обратном технологическому потоку.
Количество изделий поступающих на обжиг:
Qобж.=Q100(100-Побж.) тыс. (1.1)
где Qобж.-количество изделий поступающих на обжиг тыс.шт.
Q – годовая производительность предприятия в натуральных единицах (2000 тыс.шт.)
Побж.- потери при обжиге (2%)
Qобж.=100 2000(100-2)= 20408 тыс.
Расход массы в абсолютно сухом состоянии на изделия поступающие на обжиг.
Qабс.=Q100q (100-(ппп.+Псуш.) т (1.2)
где: Qабс.-расход массы в абсолютно сухом состоянии на изделия поступающие на обжиг т.
Q – годовая производительность предприятия (2000 тыс. шт.)
q – масса одного изделия (7 кг).
ппп. – потери при прокаливании массы в % (387 %)
Qабс.= 20001007(100-387)= 14553 т.
Определяем расход массы на изделия поступающие на обжиг.
Qc=Qабс100(100-Wф) т. (1.3)
где: Qc – расход массы на изделия поступающие на обжиг с учетом
производственных потерь и формовочной влажности сырца т
Qобж – расход массы в абсолютно сухом состоянии на изделия поступающие на обжиг с учетом брака обжига тыс.шт.
Wф – влажность массы при формовании (8%).
Qc= 14553100(100-8)= 15818 т.
Определяем расход массы на формование с учетом производственных потерь при формовании и формовочной влажности.
Gф=(Qс100)(100Пф) т. (1.4)
где: Пф – потери при формовании (2%).
Yф-объемная масса массы (67)
Gф=( 15818100)(100-2)= 16140 т.
Vф= 1614017= 9494 м3
Определяем количество сформованных изделий.
где: Qф – количество сформованных изделий тыс.шт.
Gф - расход массы на формование т
gф - масса сформованных изделий (7 кг.).
Qф= 161407= 2305 тыс. шт.
Количество массы поступающей на перемешивание в абсолютно сухом состоянии.
Gn=( Gф(100- Wф))100 т (1.7)
Gn=( 16140(100-7))100= 14848 т.
Определяем расход компонентов шихты при транспортировке в абсолютно сухом состоянии.
Gсм=( Gn100)(100-Пт) т (1.8)
где: Пт – потери при транспортировке (1%).
Gсм=(14848 100(100-1)= 14997 т.
Определяем расход каждого компонента шихты в абсолютно сухом состоянии.
Г=( Gсмг)100 т (1.9)
Ш=( Gсмш)100 т (1.10)
где: Г – содержание глины в шихте т.
Ш – содержание добавки (шлака) в шихте в т.ч.
П-содержание добавки (кварцевого песка)
К-содержание добавки (каолин)
г ш п к– соответственно % содержания в шихте глины шлак (75% 10% 10%5%)
Г=( 1499775)100= 11247 т.
Ш=( 1499710)100= 1499 т.
Определяем расход компонентов с учётом естественной влажности.
Ге=(Г100)(100-Wк) т. (1.11)
где: Wк – карьерная влажность глины (6%).
Yд – объемная масса рыхлого глины (18 тм3).
Г – расход глины в абсолютно сухом состоянии т.
Ге – расход глины с учетом карьерной влажности т.
Ге=( 11247 100)(100-6)= 11964 т.
Vг= 11964 18= 6647 м3.
Аналогично определяется расход добавки.
Ше=(Ш100)(100-Wк). т. (1.12)
Vш= Ше Yш м3. (1.13)
где: Ше – расход добавки (шлака) с учетом естественной влажности.
Wк – естественная влажность добавки (шлака) (6%).
Yк – объемная масса добавки (шлака) 12 тм3.
Ше=( 1499100(100-6)= 1594 т.
Vш= 1594 12= 1328 м3.
Расход глины в плотном состоянии.
Vпл= VдКр м3. (1.14)
где: Vпл – объем глины в плотном теле.
Кр – коэффициент разрыхления глины (15).
Q – производительность ( 2000 тыс. шт.)
V- расход на 1000в м3.
Vпл= 11247 15= 7498 м3.
V= 7498 2000= 3.75 м3.
Расход шихты в естественном состоянии.
Шихе= Ге+ Ше т. (1.16)
Vших= Vг+ Vш. м3. (1.17)
Шихе= 11964 + 1594+796= 26318т.
Vших= 6647+1326+7976+663=16614 м3.
Расход воды на формование.
где: Gф – расход массы формовочной влажности т.
Ше – расход шихты в естественном состоянии т.
Вф – расход воды на формование.
Вф= 27340-26318=1030 т.
Производительность завода 2 млн.сантехники в год.
Количество рабочих дней:
N=365--ППР=365-15=350 рабочих дней в году
где ППР- профилактико-предупредительные работы; как правило на них отводится 15 дней.
Завод работает в 2 смены. Количество часов в одной смене – 8.
Материальный баланс.
Наименование материалов
Раковина керамическая
Сырец свежеотформованный
Количество массы на формование с учетом формовочной влажности
Количество шихты поступающей на перемешивание с естественной влажностью в том числе
Расход массы на изделия поступающие на обжиг
Б) добавки (пол.шпат)
В)добавки (кв.ресок)
3 Основное технологическое оборудование
Характеристика оборудования
Вальцы камневыделительные
Производительность 0.42 м3ч
Рабочий зазор между валками 10 мм
Диаметр гладкого валка 1000 мм
Диаметр ребристого валка 700 мм
Установленная мощность 43 кВт
Габаритные размеры 3185х2805х1325 мм
Вальцы грубого помола
Производительность 0.350 м3ч
Рабочий зазор между валками 6 мм
Вальцы тонкого помола
Производительность 0.313 м3ч
Рабочий зазор между валками 3 мм
Производительность до 0.270 м3ч
Скорость ленты конвейера до 2 обмин
Габариты 6350х2530х1620 мм
Производительность до 462 м3ч
Скорость вращения 25 обмин
Производительность до 5.0 м3ч
Скорость вращения лопастей 35 обмин
Пневмотранспортный насос
Производительность до 3.0 м3ч
Предельная высота всасывания 4052м
Производительность до 44 кгч
Рабочая поверхность 55м2
Мощность нагревателя 70 кВт
Производительность 7 изделий в час
Общий объем ванны 50м3
Габаритные размеры 512х740х740см
Производительность до 41 м3ч
Габаритные размеры 22068х3350х2585
Мощность электродвигателя 15 кВт
Список использованной литературы
Буббико Джованна Керамика. Техники материалы изделия Джованна Буббико Хуан Крус. - М.: Ниола-Пресс 2009. - 128 c
Рос Долорс Керамика. Техника. Приемы. Изделия Долорс Рос. - М.: АСТ-Пресс Книга 2010. - 144 c.
Ложков С.М. Керамические изделия. М: Наука2011.-160с
ГОСТ 30493-96 Сантехнические изделия из керамики