Производство керамической черепицы
Анализ существующих технологий в производстве керамической черепицы. Номенклатура отделочных материалов. Подбор состава сырьевой смеси, Выбор технологического способа производства. Инновации в этой сфере. Режим работы и технологическое оборудование.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.02.2014 |
| Размер файла | 1,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Пояснительная записка
к курсовой работе по дисциплине
«Технология отделочных материалов и изделий»
На тему
Производство керамической черепицы
Выполнил: студент
Руфимский П.В.
Реферат
Данный курсовой проект состоит из пояснительной записки, содержащей 24 листа печатного текста, основанного на 5 литературных источниках и графической части состоящей из 2 листов формата А1 (технологическая схема производства керамической черепицы, план и разрезы цеха по производству керамической черепицы).
Ключевые слова: кровля, черепица, водопоглощение, морозостойкость, каолинито-гидрослюдистая глина, мел, строительный стеклобой.
Целью данного курсового проекта было создание технологической схемы на производство керамической черепицы. Произведены все необходимые технологические расчеты.
Введение
Кровельный материал - одна из самых дорогостоящих составляющих крыши. Кроме того, это единственный материал, находящийся на поверхности крыши, а значит - и на виду. Остальные материалы "спрятаны" внутри кровельного пирога, составляют стропильную конструкцию, элементы водоотвода, подогрева кровли и кровельной вентиляции.
По составу можно выделить органические, минеральные и металлические кровельные материалы.
К органическим относятся старейшие кровельные материалы - солома, дранка, и современные - битумные, битумно-полимерные и полимерные материалы. В силу специфики органических веществ такие кровельные материалы довольно быстро стареют под действием УФ-излучения и кислорода воздуха. Многие из них склонны к загниванию и все относятся к горючим материалам. Долговечность органических кровельных материалов от 5-7 до 25-30 лет.
Круг минеральных (каменных) кровельных материалов, это имеющие многовековую историю сланцевые плитки, керамическая черепица и современные материалы: асбестоцементные листы (шифер) и цементно-песчаная черепица. Эти материалы свето- и гнилостойки. Основным разрушительным воздействием для них служит попеременное замораживание и оттаивание. Их долговечность значительно выше, чем у органических.
Металлические кровельные материалы в наше время представлены листовыми материалами из оцинкованной стали, меди и цинка. Из них наименее долговечна оцинкованная сталь - 30-50 лет. Долговечность цинковых и, в особенности, медных кровель превышает 100 лет. Керамическая черепица (так же её называют глиняная или натуральная черепица) является самым древним и самым распространенным в мире кровельным материалом. Такая черепица используется на кровле скатных крыш уже не одно тысячелетье. В наше время черепичная кровля - это символ достатка, престижа, благополучия и уверенности в завтрашнем дне. Не зря многие современные кровельные материалы имеют внешний вид «под натуральную черепицу».[1]
Основными достоинствами керамической черепицы можно назвать надежность и долговечность. Срок эксплуатации крыши, покрытой натуральной керамической черепицей, может составлять более сотни лет. Этот материал благополучно выдерживает град, мороз, жару.
Популярности керамической черепицы в немалой степени способствовали ее высокие декоративные качества. Благодаря разнообразию форм и широкому выбору цветовых оттенков данной черепицы можно создать кровлю с неповторимым дизайном. Высоко ценят керамическую черепицу за простоту ремонта, при этом не нужно приобретать новый материал в больших количествах, и нет необходимости полностью разбирать скат крыши.
1. Анализ существующих технологий в производстве изделия
1.1 Номенклатура, характеристика изделия
Согласно ГОСТ 21-32-77, черепица должна иметь правильную форму, с гладкой поверхностью (форма поверхности не стандартизируется), быть хорошо обожженной, иметь в изломе однородное, мелкозернистое строение, без расслоений и известковых включений, при ударе издавать чистый звук. Не допускается отбитая черепица и черепица с трещинами. Механическая прочность черепицы определяется разрушающей нагрузкой. Черепица должна иметь минимальное водопоглощение, морозостойкость ее должна быть не менее 25 циклов, глубина пазов (фальцев) не менее 5 мм, высота шипов для подвески у штампованной -- не менее 10 мм, у ленточной -- не менее 20 мм, с отверстием -- диаметром, не менее 1,5 мм. Воздушная усадка -- не более 8%, общая усадка -- не более 12%. Для предотвращения коробления в процессе сушки в массу добавляют шамот, формование валюшки осуществляется на ленточном прессе. Формовочная влажность -- 16--20%. На ряде заводов валюшку изготовляют на вакуум-прессе. Формование изделия осуществляется на ленточных штамповочных прессах[1]. Номенклатура выпускаемых изделий представлена в Таблице 1.
Черепица керамическая (ТУ 5756-018-00200561-96 и ГОСТ 21-32-84). [10]
Таблица 1. Номенклатура выпускаемых изделий
|
Тип черепицы |
Размеры, допускаемые отклонения |
Вес 1 м2 кровли, кг |
Количество штук черепицы на 1 м2 кровли |
Эскиз |
||
|
Длина |
Ширина |
|||||
|
Пазовая штампованная |
310 333 +24 347 -8 |
190 190 +10 208 -16 |
50 50 50 |
17 16 14 |
||
|
Пазовая ленточная |
333 333 +/-5 333 |
200 180 +/-3 140 |
50 50 50 |
15 17 21,4 |
||
|
Плоская ленточная |
160 +/-5 |
155 +/-3 |
65 |
40,3 |
||
|
Волнистая ленточная |
200 +/-5 |
200 +/-3 |
50 |
17 |
||
|
S-образная ленточная |
333 290 +/-5 |
175 175 +/-3 |
50 50 |
17 20 |
1.2 Состав сырьевой смеси
Для производства черепицы рекомендуются глины следующего химического состава:
SiO2-43-85% .
А12ОЗ - 8,5-35%
Fe2O3- 1,5-14%
CaO- 0,5-17%
MgO- до 0,5%
Mg2O - до 4,9
Ппп- 3,5-17%
Шихта характеризуется следующим составом,%:
каолинито-гидрослюдистая глина78
метилсиликонат натрия20
строительный стеклобой19,8
1. Каолинито-гидрослюдистая глина - глина с повышенным содержанием слюды за счёт кварца,
Характеризуется:
а) химическим составом, %:
SiO2 - 59,20;
Al 2О3 - 22,70;
Fe2O3 - 1,45;
CaO - 0,85;
MgO - 0,41;
TiO2 - 1,40;
К2 О - 0,58;
Na2O - 0,19;
п.п.п - 10,41;
б) гранулометрическим составом, %:
- глинистая фракция (менее 0,005 мм) - 49,94;
- пылеватая фракция (0,005-0,05) - 36,76;
- песчаная фракция (более 0,05) - 13,30.
2. Добавка - метилсиликонат натрия имеет следующую структурную формулу
где n=11.
Добавка относится к олигомерным этиловым эфирам ортокремниевой кислоты и является анионоактивным веществом.
Добавка - метилсиликонат натрия - выполняет одновременно роль пластификатора и диспергатора глинистых частиц. Благодаря своему строению и размерам цепочек молекул (плоские короткие цепочки с поперечным размером порядка 30?5?2 А°) данная добавка обладает наибольшей проникающей и стабилизирующей способностью по сравнению с добавками ПАВ-продуктом поликонденсации нафталин-сульфокислоты и формальдегида и тем более с техническим лигнином.
Метилсиликонат натрия поставляются в полиэтиленовых контейнерах емкостью 1 м3, металлических бочках объемом 216,5 л. Транспортировка возможна ж\д и авто транспортом в крытых контейнерах в соответствии с правилами перевозки грузов.
В соответствии с требованиями технических условий она должна иметь цвет от желтого до светло-коричневого и щелочную реакцию: рН 13... 14. Товарная концентрация 30...35 %; растворитель -- обычная нежесткая питьевая вода.
Кремне-органические жидкости хранят в металлических бочках из белой жести, стали или стеклянных бутылях в местах, защищенных от действия прямых солнечных лучей и атмосферных осадков. Температура хранения 5...25°С.
Физико-механические свойства обожженных изделий:
Предел прочности при сжатии 35,8 Мпа
Усадка 0,5-1,5%
Водопоглощение5-6%
Морозостойкость 90 циклов
Цвет черепка кремовый [6]
1.3 Выбор и обоснование технологического способа производства
В настоящее время для производства керамической черепицы применяются следующие технологии: пластическое формование, метод полусухого прессования, жёсткое формование, шликерный способ.
Способ производства черепицы определяется способом приготовления массы и способом формования. Рассмотрим основные из них.
Пластический способ - исходные материалы при естественной влажности или предварительно высушенные смешивают с добавками воды до получения теста с влажностью от 18 до 28%. Этот способ производства керамических материалов является наиболее простым, наименее металлоёмким и поэтому наиболее распространённым. Он применяется в случаях использования среднепластичных и умереннопластичных, рыхлых и влажных глин с умеренным содержанием посторонних включений, хорошо размокающих и превращающихся в однородную массу.
Полусухой способ производства распространён меньше, чем способ пластического формования. Керамические изделия по этому способу формуют из шихты влажностью 8 - 12% при давлениях 15 - 40 Мпа. Недостаток способа в том, что его металлоёмкость почти в 3 раза выше, чем пластического. Но в то же время он имеет и существенные преимущества. Длительность производственного цикла сокращается почти в 2 раза; изделия имеют более правильную форму и точные размеры; до 30% сокращается расход топлива; в производстве можно использовать малопластичные тощие глины с большим количеством добавок отходов производства - золы, шлаков и др. Сырьевая масса представляет собой порошок, который должен иметь около 50% частиц менее 1 мм и 50% размером 1 - 3 мм.
Прессование изделий производится в прессформах на одно или несколько отдельных изделий на гидравлических или механических прессах.
Сухой способ производства керамической черепицы является разновидностью современного развития полусухого производства изделий. Пресс-порошок при этом способе готовится с влажностью 2 - 6%. При этом устраняется полностью необходимость операции сушки.
Шликерный способ применяется, когда изделия изготавливаются из многокомпонентной массы, состоящей из неоднородных и трудноспекающихся глин и добавок, и когда требуется подготовить массу для изготовления изделий сложной формы методом литья. Отливка изделий производится из массы с содержанием воды до 40%
На рисунке 1 представлена технологическая схема производства керамической черепицы :
Рисунок 1 Технологическая схема производства керамической черепицы
Глина из карьера завозится самосвалом в глинозапасник. Из глинозапасника она подается в ящечный питатель и поступает в камневыделительные вальцы для грубого помола, после чего глину с мелом распускают в глиноболтушке. Стеклобой проходит предварительную подготовку в молотковой дробилке. Вода и добавка поставляются в баках.
Далее все компоненты подаются в шаровую мельницу мокрого помола, где происходит измельчение компонентов шихты до 1,5 - 0,07 мм. При вращении мельницы мелющие тела, прижимаемые центробежной силой к стенкам барабана, поднимаются на некоторую высоту. Под действием силы тяжести мелющие тела падают на слой материала, дробят его и частично истирают. Цильпебсы продолжают измельчать мелкораздробленный материал истиранием. Дальше мембранным насосом шликер подается в башенную распылительную сушилку, где шликер высушивается до 6 % влажности. Из сушилки пресс-порошок шнековым конвейером направляется в силос гомогенизатор, откуда он поступает в прессовое отделение. После прессования отформованная черепица ленточным транспортером подается в щелевую печь, где происходит её обжиг. Процесс обжига разделяют на четыре периода: досушка, подогрев, собственно обжиг, охлаждение. В данном технологическом процессе обжиг черепицы длится 175 минут, из которых 120 минут идет досушка изделий и подъём температуры до 4000, 8 минут - подогрев до 9000, 26 минут - обжиг при 1000-12000 и оставшиеся 21 минуту охлаждение до 30-400. Обожжённая черепица также с помощью передаточной тележки отправляется на склад готовой продукции.
Режим обжига керамической черепицы в щелевой печи представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 Режим обжига керамической черепицы
1.4 Новое в производстве изделия
Керамическая масса для изготовления черепицы.
Автор(ы): Дементьев Е.Г., Дементьев О.Е., Чурикова Н.В
Опубликован: 20.10.2007
Реферат: Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству керамических изделий, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве для изготовления черепицы. Техническим результатом изобретения является увеличение водонепроницаемости и снижение водопоглощения. Керамическая масса для изготовления черепицы с использованием глины среднепластичной, глины бентонитовой, фосфорного шлака, отличается тем, что она содержит дополнительно добавку, включающую в себя ваграночный шлак, стеклобой, кальцинированную соду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Глина среднепластичная33-50
Глина бентонитовая10-18
Фосфорный шлак30-37
Ваграночный шлак3,5-4,8
Стеклобой4,8-7,8
Кальцинированная сода0,4-0,7
Также были рассмотрены и другие патенты.
Технологическая линия по производству керамичесой черепицы.
Авторы: Мироевский П.Р., Шварев И.П., Кулев Г.И., Малиновский Л.Г., Кондратенко А.Н., Беда Д.Г.
Опубликовано: 27.10.1995
Реферат: Сущность изобретения: технологическая линия содержит склад глины, бункер кварцевого песка, емкость для щелочной воды, дозаторы глины, песка и воды, конусный гомогенизатор-активатор для приготовления высококонцентрированной вяжущей суспензии (ВКВС), стабилизатор ВКВС, конусный гомогенизатор-смеситель, шнековый пресс, автомат резки черепицы, установку ТО черепицы в микроволновом поле токов сверхвысоких частот, охладитель, автомат-пакетировщик, склад готовой продукции. Целью изобретения является создание более упрощенной, более эффективной, экономичной технологической линии и экологически чистого производства керамической черепицы и повышение ее физико-механических свойств. Цель достигается за счет того, что основу технологической линии составляют установка для приготовления ВКВС в виде гомогенизатора-активатора, имеющего подающий шнек и конусный измельчитель с веретенообразными мелющее-истирающими элементами в рабочей зоне, стабилизатор суспензии, гомогенизатор-смеситель формовочной смеси, имеющий, подающий шнек и конусный измельчитель, используемый в качестве помольно-перемешивающего агрегата, установка ТО изделий в микроволновом поле токов сверхвысокой частоты, выполненная в виде тоннельной печи с совмещенным режимом сушки и обжига.
Агрегат для формования черепицы.
Автор(ы): Федоров Г.Д., Савченко А.Г., Ковтун А.П., Лысяк Г.Н., Тимощенков В.Г.
Опубликовано: 10.05.1997
Реферат: изобретение относится к оборудованию для формования керамической ленточной черепицы методом пластично экструзионного формования. Сущность изобретения: агрегат для формования черепицы включает установленный на раме поршневой пресс с участком загрузки и гидроцилиндром привода, устройство резки в виде двух струнных резчиков, кинематически связанное с поршнем пресса, и приемное устройство. В основу изобретения была поставлена задача создания агрегата для формования черепицы на базе поршневого пресса, в котором за счет использования сменных кареток обеспечиваются условия для бездефектного, в том числе, механизированного съема сырой черепицы и укладки ее на сушильные рамки, и за счет этого улучшается внешний вид и качество черепицы.
Завод по производству керамических стеновых изделий и/или керамической черепицы.
Автор: Волков Н.Ю.
Опубликовано: 10.10.1997
Реферат: автор изобретения ставил перед собой задачу повышения качества изделий, преимущественно кирпича и черепицы, без существенных изменений установленного на заводах оборудования, что обеспечит высокую рентабельность выпуска продукции. Сущность изобретения: завод по производству керамических стеновых изделий и/или керамической черепицы содержит отделение подготовки глиняного сырья, пост формования изделий со шнековым прессом, снабженным устройством для импульсной электромагнитной обработки бруса и устройством для создания прикладываемого к последнему переменного электрического поля, устройство для резки отформованного бруса, сушилку, печь для обжига. Кроме того, предусмотрены блоки управления интенсивностью импульсной электромагнитной обработки и устройства для создания переменного электрического поля, а также блок управления режимом сушки. Для обеспечения безопасности работ шнековый пресс выполнен с экраном от воздействия электромагнитного поля вне его корпуса.
2. Технологическая часть
2.1 Режим работы предприятия
Режим работы предприятия по производству керамической черепицы непрерывный, то есть 365 дней в году в 3 смены, продолжительность смены - 8 часов. Коэффициент использования оборудования для тепловых агрегатов составляет 0.96, а для прочего механического оборудования - 0,90. Режим работы технологической линии представлен в таблице 2.
Таблица 2 - Режим работы технологической линии
|
Наимено-вание пределов |
Кол-во рабочих дней в году |
Кол-во рабочих смен в сутки |
Продолж рабочей смены, ч |
Годовой фонд рабочего времени, ч |
Коэфф использ оборуд |
Годовой фонд эксплуат оборуд, ч |
|
|
Складирование сырья |
305 |
2 |
8 |
4880 |
0,90 |
4392 |
|
|
Подготовка сырья и массы |
365 |
3 |
8 |
8760 |
0,90 |
7884 |
|
|
Формование |
365 |
3 |
8 |
8760 |
0,90 |
7884 |
|
|
Сушка |
365 |
3 |
8 |
8760 |
0,96 |
8410 |
|
|
Обжиг |
365 |
3 |
8 |
8760 |
0,96 |
8410 |
|
|
Складирование продукции: загрузка выдыча |
365 305 |
3 2 |
8 8 |
8760 4880 |
0,90 0,90 |
7884 4392 |
2.2 Расчет производительности предприятия
В таблице 3 приведён расчёт производственной программы технологической линии, в соответствии с принятым режимом её работы и годовой программой выпуска.
Производительость выбрана в соответствии с производительностью формовочного агрегата
Таблица 3 - Производственная программа технологической линии
|
Наименование продукции |
Единица измерения |
Программа выпуска в |
||||
|
год |
сутки |
смена |
час |
|||
|
Черепица |
м2 |
500 000 |
1 370 |
457 |
57/ (0,38*0,18) |
|
|
шт |
7 309 942 |
20 027 |
6 676 |
832 |
2.3 Подбор состава сырьевой смеси
Для производства черепицы рекомендуются глины следующего химического состава:
SiO2 -43-85% .
А12ОЗ - 8,5-35%
Fe2O3 - 1,5-14%
CaO - 0,5-17%
MgO - до 0,5%
Mg2O - до 4,9
Ппп - 3,5-17%
Воздушная усадка -- не более 8%, общая усадка -- не более 12%.
Глина добывается на Гуселкинском -3 месторождении Саратовской области
2.4 Расчет потребности предприятия в сырьевых материалах
Таблица 4 - Потребность в сырье
|
Наименование передела |
Расход в |
||||
|
год |
сутки |
смена |
час |
||
|
Складирование сырья, т - каолинито-гидрослюдистая глина с W=20% - метилсиликонат натрия - строительный стеклобой - мел с W=20% |
16 652,3 33,8 3 347,5 426,9 |
45,6 0,09 9,2 1,17 |
15,2 0,03 3,1 0,39 |
1,9 0,0038 0,38 0,048 |
|
|
Подготовка сырья и формовочной массы, т - каолинито-гидрослюдистая глина - метилсиликонат натрия - строительный стеклобой Шликер с W=50% |
13 321,8 33,8 3 347,5 17 044,62+8 522,31=25 566,93 |
36,5 0,09 9,2 |
12,2 0,03 3,1 |
1,5 0,0038 0,38 |
|
|
Сушка, т с W=6% |
18 067,3 |
49,5 |
16,5 |
2,1 |
|
|
Формование, м2 |
535 500 |
1 467 |
489 |
61,13 |
|
|
Обжиг, м2 |
525 000 |
1 438,4 |
479,5 |
60/ (0,38*0,18)=876шт |
|
|
Складирование готовой продукции, м2 |
500 000 |
1 370 |
457 |
57 |
Запланированные потери:
при обжиге - 5%;
при формовании - 2%;
при сушке - 1%.
2.5 Выбор потребного количества технологического оборудования
Количество основного оборудования для каждого технологического поста цеха определяется по формуле:
;
где Пч - часовая производительность цеха;
Пп - паспортная характеристика выбранного оборудования по справочным данным ;
Ки - коэффициент использования оборудования во времени(0,96 - для тепловых агрегатов, 0,90 - для механического оборудования).
2.5.1 Выбор дробильног оборудования
Ипользуем молотковую дробилку модели МПС-200 предназначенную для дробления отходов при производстве листового стекла и стеклоизделий, которая имеет следующие характеристики:
Производительность, т/ч 2
Диаметр ротора, мм 460
Рабочая длина ротора, мм 200
Входящая фракция, мм 70
Выходящая фракция d, мм 15
Частота вращения ротора, об/мин 1500
Электродвигатель: 4А132S4У3
мощность, кВт 7,5
число оборотов, об/мин 1500
напряжение, В 380
Масса дробилки, кг 660
Необходимое количество дробилок:
N = 0,37/(2*0,90) = 0,21 1 дробилка.
Для грубого помола керамической массы и выделения из неё каменистых включений используем вальцы камневыделительные КРОК 31, которые имеют следующие характеристики:
Необходимое количество вальцов:
N = 1,4/(5*0,90) = 0,3 1 вальцы.
Для распускания глины и мела предназначен глиноболтушка, которая имеет следующие характеристики:
Производительность, т/ч 16
Диаметр бассейна, м 6
Ёмкость резервуара, м3 80
Мощность электродвигателя, кВт 50
Габаритные размеры, м 6,3*6*3,25
Масса, т 27
Необходимое количество глиноболтушек:
N = (1,8+0,047)/(16*0,90) = 0,2 1 глиноболтушка.
2.5.2 Выбор смесителя
Для смешения компонентов до однородной массыиспользуем шаровую мельницу мокрого помола СМ-603, которая имеет следующие характеристики:
Производительность, т/ч 6
Габаритные размеры, м 7,27*2,2*2,28
Масса, т 12,7
Мощность электродвигателя, кВт 50
Число оборотов барабанв в 1 сек 0,5
Габаритные размеры барабана, мм:
внутренний диаметр 1500
рабочая длинна 1640
Необходимое количество мельниц:
N = (1,7*0,4+1,7)/(6*0,90) = 0,44 1 мельница.
2.5.3 Выбор сушильного оборудования
Для сушки полученной шихты и превращения её в пресс-порошок используем башенную распылительную сушилку НИИстройкерамика, которая имеет следующие характеристики:
Вид топлива газ
Диаметр/объём сушилки, м/м3 4,5/94
Производительность по годному
порошку при его влажности 6%
и влажности шликера 50%, кг/ч 2225
Диаметр форсунки, мм 1,8-2,1
Мощность электродвигателя, кВт 19,7
Удельный расход
Топлива, кг усл. т./кг исп. вл. 0,11
Необходимое количество сушилок:
N = 1,7/(2,225*0,96) = 0,8 1 сушилка.
2.5.4 Выбор формующего оборудования
Для формования черепицы используем каленорычажный пресс СМ-329, который имеет следующие характеристики:
Производительность, шт/ч 1300
Габаритные размеры, м 1,22*2,52*1,65
Удельное давление прессования, н/м2*105 до 400
Масса пресса 3,2
Необходимое количество мельниц:
N =835/(1300*0,90)=0,7 1 пресс.
2.5.5 Определение количества и размеров туннельных печей
Для обжига черепицы используем однорядовую одноярусную щелевую печь с роликовым и сетчатым конвейером для передвижения изделий в обжиговом пространстве. Примем , что по ширине в камеру помещается 12 изделий(размер черепицы 180*380мм), учитывая расстояние от стен до транспортера(2*100мм) и расстояние между изделиями (30 мм), тогда ширина канала в свету b = 12*180+200+11*30=2 690 мм.
Отсюда следует, что в длину на ярусе должно помещаться 876/8=73 черепицы. Учитывая, что длительность обжига составляет почти 3 часа, это количество утраиваетя - 73*3=219 штук. Тогда длина печи составляет L = 219*380+219+30 = 89 790 мм.
2.5.6 Объем и геометрические размеры расходных бункеров
Расчёт производим на восьмичасовую производительность.
Объём бункера вычисляется по формуле:
Vб = Пч*/(н*kз),
где Vб - объём бункера, м3;
Пч - часовой расход соответствующего материала, т;
- время запаса, ч;
н - средняя насыпная плотность материала т/м3;
k3 - коэффициент заполнения бункера (0,7…0,8).
1. Расчёт объёма бункеров для стеклобоя:
Vб.с = 0,36*8/(1,6*0,8) =2,25 м3
Для бункера принимаем размер А= 1 м, и размер H = 3 м (рисунок 7)
Рисунок 7. Общий вид и размеры бункера
Размер выходного отверстия бункера рассчитывается по формуле:
a = k*(Dmax + 80)*tg ,
Где a - размер выходного отверстия бункера, мм;
k - коэффициент, значение которого для сортированного материала равно 2,6 для несортированного - 2,4;
Dmax - максимальная крупность материала, мм;
- угол естественного откоса материала, град.
Размер выходных отверстий бункеров для стеклобоя:
a = 2,6*(60 + 80)*tg 450 = 365 мм .
Высота пирамидальной части бункера определяется по формуле:
h2 = (A - a)*tg *0,5;
Где - угол наклона пирамидальной части, 50…600. Принимаем = 600.
Высота пирамидальной части бункеров для стеклобоя:
h2 = (1 - 0,365)*tg 600*0,5 = 0,55 м 0,6 м.
Высоту прямоугольной части бункера рассчитываем по формуле:
h1 = H - h2.
Высота прямоугольной части бункера для стеклобоя:
h1 = 3 - 0,6 = 2,4 м.
Окончательные размеры бункера устанавливаем из уравнения:
Vб = V1 + V2 = ABh1 + h2((2A + a)B + (2a + A)a)/6,
Где V1 - объём прямоугольной части бункера, м3;
V2 - объём пирамидальной части, м3.
Из данного уравнения необходимо найти размер «B»; если значение B 1, то конструктивно принимаем B = 1 м. После подстановки всех известных значений и преобразования получим :
Для стеклобоя:
2,25=1*2,4*В+0,6((2*1+0,365)*В+(2*0,365+1)*0,365)/6;
…;
2,16*В=2,19;
В=1,01 м.
Геометрические характеристики бункера для стеклобоя:
А=1 м;
В=1,01 м;
Н=3 м;
h1 = 2,4 м;
h2 = 0,6 м;
а =0,365 м;
Vб.м. = 2,25 м.
2.5.7 Выбор транспортного оборудования
Для подачи мела и глины на измельчение используем ящечные питатели ПЯП-1000: производительность - 7-70т/ч, масса - 2 т, вместимость ящика - 3,2 м3.Для дозирования дробленого стекла из бункера применяем тарельчатый питательСМ-86А: производительность - 1.5 т/ч, диаметр тарелки - 0,5 м, масса - 0,215 т.
Для транспортирования мела, глины и стеклобоя, а также для подачи отпрессованной черепицы на обжиг и после обжига на упаковку используем ленточные транспортеры разной длины и ширены. Размученные мел и глину подаем в мельницу , а затем полученный в шаровой мельнице шликер подаем в сушилку мембранным насосом: производительность - 4 т/ч, давление - 1,6 Мпа, диаметр поршня - 70 мм, масса - 0,64 т.
Для подачи пресс-порошка в силос гомогенизатор, а из него в формовочный пресс используем шнековый транспортер: производительность - 1-10 т/ч, длина - 3,1 м, диаметр - 0,2 м.
Добавку с водой перед подачей в шаровую мельницу дозируем мембранными насосами и перемешиваем в баке с мешалкой, а за тем также насосом подаем в мельницу. В данном случае применяем мембранный насос типа DME 2-48: производительность - 0,002-48 л/ч, давление до 1,8 Мпа. Для переработки глины при одновременном увлажнении и последующем выдерживании в течение нескольких часов используем гомогенизатор СМ-1240 . Емкость гомогенизатора - 150 м3, производительность - 80 м3/ч.
2.6 Описание технологии производства
Расчет усреднительного склада глины
Необходимо обеспечить запас сырья на 3 месяца:
где - суточный расход материала, м3;
- нормативный запас материала, сут.
Площадь штабеля рассчитывается по следующей формуле:
где Vn - потребная емкость для данного материала, м3;
Нм - максимальная высота штабеля с учетом выбранной схемы механизации, м;
к2 - коэффициент использования теоретического объема;
к1 - коэффициент, учитывающий разрывы и проезды на складе, ремонтные площадки и т. п., приняты равным 1,2-1,5.
где - ширина штабеля, 12 м.
Бункер для хранения глины.
Согласно производственной программы должен вмещать 3,1 м3 в час. Необходимо обеспечить 2-х часовой запас сырья:
Vб = 3,1•2/0,8=7,75 м3
Шихтозапасник.
Согласно производственной программы должен вмещать 412,51 т/сут. Необходимо обеспечить запас сырья на 7 суток:
(20)
где - суточный расход материала, т/сут;
- плотность расходуемой массы, 1,6 т/м3.
Vб = 412,51•7/1,6= 1804,73 м3
Принимая поперечное сечение шихтозапасника bxh = 12х5, определяем его длину:
(21)
где - коэффициент запаса, 0,8.
Склад готовой продукции.
Площадь склада:
(22)
где Qc - суточная производительность, шт.;
t - нормативный запас готовой продукции, сут.;
К - коэффициент учитывающий обслуживание склада (склад обслуживается погрузчиками автотранспорта К=1,3).
м2
Ширину склада принимаем равной В = 30 м, тогда длина склада составит:
керамический кирпич мешалка сушилка
м
Принимаем 1 пролет шириной - 30 м, длиной 80 м.
2.7 Описание технологии производства
Глину для производства керамической черепицы добывают в карьерах, расположенных обычно в непосредственной близости от завода. Глины обычно залегают на небольшой глубине при мощности вскрыши 0,5 - 1,0 м. Мощность полезной толщины месторождений колеблется от одного до десятков метров. Добычу глин осуществляют открытым способом различными экскаваторами: одно- и многоковшовыми, роторными и реже скреперами. Методы добычи и оборудование для разработки месторождений выбирают в зависимости от мощности глиняного пласта, характера его залегания и других факторов. Транспортируют глину из карьера на завод рельсовым транспортом в опрокидных вагонетках.
Для бесперебойной работы производства на заводе керамической черепицы должен быть определённый запас сырья. С этой целью на заводах создают склады для промежуточного запаса сырья. Добыча глины зимой, а также предохранение её от смерзания при транспортировании сильно усложняют производство, поэтому стремятся осуществить добычу в тёплое время года и создавать запасы глины на складах завода для работы зимой.
Добытая в карьере и доставленная на завод глина в естественном состоянии обычно непригодна для формования изделий и нужно разрушить природную структуру глины, удалить из неё вредные примеси, измельчить крупные включения, смешать глину с добавками, а также увлажнить её, чтобы получить удобно формуемую массу.
Глина подвергается последовательно грубому дроблению и тонкому измельчению. Первичное дробление глины осуществляют в глинорыхлителе, который представляет собой самоходную тележку, совершающую возвратно-поступательное движение над ящичным подавателем. Рабочим органом глинорыхлителя является вращающийся вал с насаженными на него фрезами. Дробление глины до кусков размером 10 - 15 мм осуществляют в дробилках. Вязкие пластичные глины дробят на гладких дифференциальных вальцах грубого помола.
Измельчённые глину и отощающие добавки дозируют для предварительного перемешивания в двухвальный смеситель. При необходимости сюда подают также воду или пар.
Формование производится на прессе с вакуумированием и подогревом. Вакуумирование и подогрев массы при прессовании позволяет улучшить её формовочные свойства, увеличить прочность обожжённого изделия до 2-х раз. В корпусе пресса (рисунок 2) вращается шнек-вал с винтовыми лопастями. Глиняная масса перемещается с помощью шнека к сужающейся переходной головке, уплотняется и выдавливается через мундштук в виде непрерывной ленты под давлением. Меняя мундштук, можно получать глиняный брус различных форм и размеров. Брус, непрерывно выходящий из пресса, разрезает на отдельные части в соответствии с размерами изготовляемых изделий автоматическое резательное устройство. Пресс снабжён вакуум-камерой, в которой из глиняной массы частично удаляется воздух.
Перед обжигом изделия должны быть высушены до содержания влаги 5 - 6% во избежание неравномерной усадки, искривлений и растрескивания при обжиге. Применяется искусственная сушка в камерных сушилках периодического действия в течение от нескольких до 72-х часов в зависимости от свойств сырья и влажности сырца. Сушка производится при начальной температуре теплоносителя - отходящих газов от обжиговых печей или подогретого воздуха - 120 - 1500С.
Обжиг - важнейший и завершающий процесс в производстве керамической черепицы. Этот процесс включает в себя три периода: прогрев сырца, собственно обжиг и регулируемое охлаждение. При нагреве сырца до 1200С удаляется физически связанная вода и керамическая масса становится непластичной. Но если добавить воду, пластические свойства массы сохраняются. В температурном интервале от 4500С до 6000С происходит отделение химически связанной воды, разрушение глинистых минералов и глина переходит в аморфное состояние. При этом и при дальнейшем повышении температуры выгорают органические примеси и добавки, а керамическая масса безвозвратно теряет свои пластические свойства. При 8000С начинается повышение прочности изделий, благодаря протеканию реакций в твёрдой фазе на границах поверхностей частиц компонентов.
В процессе нагрева до 10000С возможно образование новых кристаллических силикатов, например силлиманита Al2O3·SiO2, а при нагреве до 12000С и муллита 3Al2O3·2SiO2. Одновременно с этим легкоплавкие соединения керамической массы и минералы плавни создают некоторое количество расплава, который обволакивает нерасплавившиеся частицы, стягивает их, приводя к уплотнению и усадке массы в целом (огневой усадке). В зависимости от вида глин она составляет от 2% до 8%. После остывания изделие приобретает камневидное состояние, водостойкость и прочность. Интервал температур обжига для керамической черепицы лежит в пределах от 11000С до 13000С.
Обжиг керамической черепицы осуществляется в туннельных печах. Туннельная печь (рисунок 3) представляет собой сквозной канал длиной до 100 м, в котором по рельсам движутся вагонетки с обжигаемыми изделиями. В туннельной печи совершаются операции загрузки, подогрева, обжига, охлаждения, выгрузки.
Высушенную черепицу загружают на вагонетки с подом из огнеупорного кирпича. Толкатель подаёт загруженную вагонетку в печь, выталкивая при этом с противоположного конца вагонетку с обожжённой и охлаждённой черепицей. Туннельные печи работают на газе или тонкомолотом угле. В этих печах удобно механизировать процессы загрузки и выгрузки продукции, а также автоматизировать процесс обжига и его регулирование.
Наличие стабильных температурных зон и противоточное движение обжигаемого материала навстречу потоку газов позволяет получить в туннельных печах высокие температуры нагрева (до 17000С), что даёт возможность интенсифицировать процесс спекания. Туннельные печи значительно производительнее и экономичнее кольцевых печей, кроме того, количество брака изделий значительно ниже. Существенным недостатком туннельных печей является быстрый износ вагонеток.
Обожжённые изделия подлежат выбраковке и сортировке. Качество изделий устанавливают по степени обжига, внешнему виду, форме, размерам, а также по наличию в них различных дефектов
3. Контроль производства и качества выпускаемой продукции
керамический черепица отделочный
Контроль производства и качества продукции представлен в таблице 5.
Таблица 5 - Карта контроля
|
Контролируемый параметр |
Место отбора пробы |
Периодичность контроля |
Метод контроля |
Стандарт, исполнитель |
|
|
Входной контроль Глина: |
Склад сырья |
Каждая партия |
Лаборатория |
||
|
- огнеупорность |
Конус |
||||
|
- мин. состав |
Отбор проб |
||||
|
- пластичность |
Прибор Васильева |
||||
|
- прочность |
Отбор проб, взвешивание, испытание |
||||
|
- спекаемость |
Испытание образцов при различных t0 |
||||
|
- влажность |
Весовой метод |
||||
|
Мел: - хим. состав |
Склад сырья |
Каждая партия |
Химический анализ |
Лаборатория |
|
|
Стеклобой: - хим. состав |
Склад сырья |
Каждая партия |
Химический анализ |
Лаборатория |
|
|
Операционный контроль |
|||||
|
Влажность шликера |
Сборный бассейн |
Раз в смену |
Весовой метод |
Лаборатория |
|
|
Влажность пресс-порошка |
Гомогенизатор |
Раз в смену |
Весовой метод |
||
|
Давление прессования |
Пресс |
Постоянно |
Датчики давления |
Мастер-бригадир |
|
|
Внешний вид сырца |
После прессования |
Раз в смену |
Визуально |
Мастер-бригадир |
|
|
Температура сушки |
Распылительная сушилка |
Постоянно |
Термометр |
Контролер |
|
|
Режим обжига |
Щелевая печь |
Постоянно |
График обжига, датчики |
Контролер |
|
|
Точность дозирования сырья: |
На выходе из дозаторов |
Раз в смену |
Весы |
Лаборант |
|
|
Контроль готовой продукции: водопоглощение: |
Лаборатория |
Раз в месяц |
Выдержка образцов в воде 48ч, взвешивание |
ГОСТ 7025-91, лаборант |
|
|
Контролируемый параметр |
Место отбора пробы |
Периодичность контроля |
Метод контроля |
Стандарт, исполнитель |
|
|
Прочность при изгибе: |
Лаборатория |
Каждая партия изделий |
Испытания образцов на прочность |
ТУ 5756-018-00200561-96 лаборант |
|
|
Водонепроницаемость: |
Лаборатория |
Раз в месяц |
Трубкой диаметром 25 мм и высотой 200 мм |
ТУ 5756-018-00200561-96 лаборант |
|
|
Морозостойкость: |
Лаборатория |
Раз в квартал |
Попеременное замораживание и оттаивание, насыщенных водой образцов |
ГОСТ 7025-91,лаборант |
|
|
Точность геометрических размеров, качество поверхностей: |
После обжига |
Для каждой партии изделий |
Стальной линейкой по ГОСТ 427 с погрешностью измерений не более 1 мм |
Лаборант |
4. Охрана труда на предприятии
При проектировании технологического процесса необходимо, наряду со всем остальным, спланировать мероприятия по защите людей занятых производством от вредных факторов которые являются неотъемлемой частью этого производства.
Применительно к данной технологической линии необходимо принимать во внимание такие вредные воздействия как повышенная запылённость на посту дробления стеклобоя, шум и вибрацию создаваемые оборудованием для грубого и тонкого помола во время его работы. Т.е. необходимо соблюдать требования ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей», на рабочих местах должны соблюдаться уровни шума и вибрации в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Для уменьшения вибрации проводят мероприятия по улучшению работы частей и механизмов, устанавливают в них прокладки виброизоляторов, а так же проводят специальные архитектурно-планировочные мероприятия по улучшению акустических свойств сооружений.. Полы помещений устилают ковриками из мягкой резины, войлока и других, снижающих вибрацию, материалов. Помещения по производству черепицы должны быть оборудованы механической приточно-вытяжной вентиляцией и местными аспирационными устройствами в соответствии с ГОСТ 12.4.021 «Системы вентиляционные. Общие требования».
Обслуживающий персонал, занятый при производстве черепицы, должен быть обеспечен спецодеждой и средствами индивидуальной защиты в соответствии с ГОСТ 12.4.011 спецодеждой по ГОСТ 1.4.064, фильтрами респираторами типа ШБ "Лепесток" по ГОСТ 12.4.028, рукавицами по ГОСТ 12.4.010, защитными очками по ГОСТ 12.4.013. В качестве индивидуальных средств защиты необходимо обеспечить персонал, работающий в зонах с повышенным шумом - наушниками, вкладышами и специальными шлемами.
Для обеспечения должного пылеуноса и очистки воздуха, устраивают различные аспирационные укрытия, пылеулавливающие установки, вытяжки и др, при этом нужно, так же, учитывать степень запылённости воздуха сбрасываемого в атмосферу, и принимать меры для того, чтобы она не превышала допустимых норм. Контроль за соблюдением предельно допустимых выбросов (ПДВ) в атмосферу должен осуществляться по ГОСТ 17.2.3.03-87.
Помимо этого в цеху необходимо поддерживать корректный режим освещения и сделать производственный процесс оптимальным с точки зрения электробезопасности.
Все движущиеся части машин и механизмов должны иметь укрытия, при работе с электрооборудованием должны соблюдаться требования ГОСТ 12.1.019 «Система стандартов безопасности. Электробезопасность».
В цехе должна быть кипяченая вода и аптечка с медикаментами для оказания первой помощи.
Лица, занятые на производстве черепицы, должны проходить предварительный при приеме на работу и периодический медицинский осмотр в соответствии с приказом МЗ РФ № 90 от 14.03.96 г. К работе допускаются лица не моложе 18 лет.
Проведение вышеупомянутых мероприятий в конечном счёте обеспечивает улучшение условий труда, что, в свою очередь, способствует росту производительности до 40 %.
Заключение
В данном курсовом запроектирована технологическая линия по производству керамической черепицы методом полусухого прессования.
Для приготовления формовочной массы используется такой отход промышленности, как стеклобой, что немного удешевляет продукцию и компенсирует по стоимости применение добавки.
Также было подобрано новое технологическое оборудование. Например, вальцы камневыделительные, которые позволяют измельчать материал с влажностью - 12…22 %.Подобран насос для дозирования и транспортирования жидкостей типа DME 2-48, который можно регулировать по производительности в большом интервале от 0,002 до 48 л/ч. Для транспортирования пресс-порошка подобран новый шнек [8]. Особенности шнекового транспортера: предотвращает распыление продукта в период транспортировки; простота и доступность в обслуживании; по желанию может устанавливаться различная высота подъема.
Производство черепицы было выбрано не случайно. О популярности керамической черепицы говорит хотя бы тот факт, что многие современные материалы имитируют внешний вид, форму и фактуру черепичного покрытия. Срок службы кровли из керамической черепицы - более 100 лет (при заводской гарантии 20~30 лет), причем ее декоративные свойства с «возрастом» не теряются. Керамическая черепица устойчива к огню, морозу, солнечной радиации, агрессивным средам, хорошо известны также ее способности поглощать шум, не накапливать статическое электричество, медленно нагреваться в жару. Кроме того, керамическая черепица , как покрытие из отдельных плиток малого размера обеспечивает необходимую вентиляцию подкровельного пространства [1].
Список литературы
1. http://www.кровля.ru/
2. http://www.costar.ru/
3. http://www.dachkeramik.ru/
4. Салахов А.М., Ремизникова В.И., Спирина О.В. Производство строительной керамики. - 2003.
5. http://www.koramiktile.ru/
6. Сапожников М.Я. Справочник по оборудованию заводов строительных материаов. - М.:Стройиздат, 1970.
7. Строительные материалы. Справочник / Под ред. А.С. Болдарева, П.П. золотова. - М.: Стройиздат, 1989.
8. http://www. agro-mash.ru/
9. ГОСТ 2132-77
10. ТУ 5756-018-00200561-96
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Материалы для производства керамической черепицы. Технологическая схема производства пазовой штампованной, пазовой ленточной, плоской ленточной, волнистой ленточной, S-образной ленточной и коньковой желобчатой черепицы. Карта экологического контроля.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 30.11.2010Анализ существующих технологий производства изделия, номенклатура, характеристика, состав сырьевой смеси. Выбор и обоснование технологического способа производства. Контроль производства и качества выпускаемой продукции. Охрана труда на предприятии.
курсовая работа [60,7 K], добавлен 30.04.2011Номенклатура выпускаемой продукции. Требования к сырью для бетона, процесс его производства. Производственная мощность предприятия и режим работы. Расчет и подбор технологического оборудования. Контроль технологического процесса и качества продукции.
курсовая работа [442,2 K], добавлен 09.06.2011Плитки керамические для полов, общие сведения. Сырье для производства керамической плитки. Подготовка глины и приготовление раствора (сырьевой смеси). Формовка изделий, сушка, подготовка глазури, эмалировка, обжиг. Физико-механические свойства плиток.
курсовая работа [158,1 K], добавлен 09.04.2012Режим работы завода и его отдельных цехов. Химический анализ сырьевых материалов и портландцемента. Расчет портландцементной сырьевой смеси. Добыча известняка, глины. Обжиг сырьевой смеси при сухом способе производства. Минералогический состав клинкера.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 27.11.2012Режим работы цеха. Номенклатура изделий, характеристика сырья. Расчет состава керамической шихты. Технологическая схема производства кирпича, ее описание. Ведомость оборудования, материальный баланс цеха. Техника безопасности, охрана труда и среды.
курсовая работа [743,4 K], добавлен 18.04.2013Изготовление и применение ячеистого бетона. Номенклатура продукции, технические требования. Технология производства пенобетона. Режим работы цеха, его производительность. Сырьевые материалы, подбор состава пенобетона. Выбор технологического оборудования.
курсовая работа [997,5 K], добавлен 23.03.2011Характеристика и применение арболита, номенклатура изделий. Выбор способа производства, режим работы цеха и производительность; расчет и выбор технологического и транспортного оборудования. Контроль технологического процесса и качества готовой продукции.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 19.02.2011Классификация кислотостойких керамических материалов: сырье, технология получения. Особенности производства кислотостойкой керамической плитки: выбор и обоснование технологической схемы и режимов. Расчет производственной программы и потребности в сырье.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 26.05.2013Сырьевые материалы для производства портландцемента. Расчет состава сырьевой смеси для производства портландцементного клинкера. Составление технологической схемы производства портландцемента сухим способом. Подбор технологического оборудования.
курсовая работа [84,2 K], добавлен 02.07.2014
