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 30.11.2010

  • Анализ 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 30.04.2011

  • Номенклатура 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 09.06.2011

  • Плитки 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 09.04.2012

  • Режим 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 27.11.2012

  • Режим 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 18.04.2013

  • Изготовление 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 23.03.2011

  • Характеристика 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 19.02.2011

  • Классификация 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 26.05.2013

  • Сырьевые 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

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.