Производство керамического кирпича полусухим прессованием

Содержание

Введение                                                                                                                    4

1. Общая  часть                                                                                                           8

1.1. Характеристика  и номенклатура выпускаемой продукции                   8

1.2.  Характеристика  сырья                                                                                  15

1.3. Выбор  и обоснование технологического  способа производства      18

2. Технологическая  часть                                                                                     29

2.1. Режим  работы предприятия.                                                                     29

2.2. Расчёт  производственной программы предприятия                          29

2.3. Расчет  материального баланса предприятия                                         31

3.Контроль  производства и качества выпускаемой  продукции                34

4. Охрана  труда на предприятия                                                                        36

Заключение                                                                                                             39

Список  литературы                                                                                                40

                         Введение

Одним из самых распространенных материалов, традиционно используемым при возведении зданий и сооружений, является кирпич. Более чем тысячелетняя практика применения кирпича позволяет однозначно отнести его к категории наиболее долговечных строительных материалов. Наряду с этим, технология кирпичной  кладки предоставляет архитекторам и дизайнерам неограниченные возможности  для воплощения творческих замыслов. Обеспечивая надежную защиту от воздействия  внешних факторов, обладая высокой  огнестойкостью и сравнительно низкой теплопроводностью, кирпич предопределяет высокий уровень безопасности и  комфорта как жилых, так и промышленных зданий и сооружений. В данном курсовом проекте рассмотрено производство керамических кирпичей методом полусухогопрессования.

Строительный керамический кирпич позволяет сэкономить при строительстве  дефицитные металлы, цемент, а также  транспортные средства. В общем балансе  производства и применения стеновых материалов керамический кирпич занимает более 30%. Кирпич, накапливая солнечную  энергию, медленно и равномерно отдает тепло, что защищает от чрезмерного  нагревания летом и сохраняет  тепло зимой. Кирпичная стена  «дышит», пропуская испарения сквозь свою толщу. В результате в помещениях поддерживается уровень равновесной  влажности.

В настоящее время в качестве основного сырья для производства стеновых керамических изделий согласно ГОСТ 530 – 2007 рассматриваются глинистые  породы, промышленные отходы угледобычи, углеобогащения, золы, шламы и др. и кремнистые породы – трепелы, диатомиты. Наибольшее значение в силу распространенности имеют, безусловно, глинистые породы, в частности суглинки. Однако, несмотря на это, большинство кирпичных заводов Казахстана испытывают трудности именно с сырьем. Объясняется это несколькими причинами: во-первых, запасы кондиционных глин в стране очень ограничены, во-вторых, имеющиеся месторождения суглинков обладают высокой запесоченностью и имеют высокое содержание карбонатов, что в ряде случаев не позволяет использовать их даже для производства обыкновенного глиняного кирпича. Именно поэтому готовая продукция отличается не только низкими физико-механическими свойствами, но и выцветами растворимых солей, резко ограничивающими его область применения.

В данный момент в производстве строительного  керамического кирпича сосредоточено  внимание на совершенствовании технологии, улучшении качества выпускаемой  продукции и расширении ассортимента.

При строительстве новых предприятий  предусматривается установление автоматизированных и высокомеханизированных технологических  линий на базе современного отечественного и импортного оборудования. Осваивается  выпуск эффективной пустотелой продукции, которая должна постепенно экономить  сырьё, но и уменьшать толщину  и массу наружных стен без снижения их теплозащитных свойств, а также  создавать облегчённые конструкции  панелей для индустриализации строительства.

Расширение ассортимента и, в частности, производство эффективных изделий  с увеличением размеров и уменьшением  средней плотности до 1250-1350 кг/мᵌ и менее за счёт рациональной формы и увеличения количества пустот снизит расход материалов на 1м² наружных стен на 20-30%. На действующих заводах наряду с дальнейшей механизацией и автоматизацией производства кирпича будут всемерно улучшаться его качество и повышаться прочностные свойства, требующиеся для строительства зданий повышенной этажности и специальных сооружений. Применение в строительстве кирпича высоких марок в несущих конструкциях позволяет уменьшить его расход на 15-30%.

 Необходимо более широко  развивать производство лицевого  кирпича, позволяющего исключать  оштукатуривание зданий и улучшать  их архитектурный вид. 

Улучшение качества продукции вызывает необходимость повышения культуры производства, более строгого соблюдения технологических параметров по всем переделам, улучшения обработки, рациональной шихтовки путём ввода различных  добавок, в том числе отходов  других отраслей промышленности.

В условиях структурной перестройки  в области гражданского строительства  с ориентированием на индивидуальное жилье, повышением требований к качеству и комфортности жилых помещений, внешнему виду зданий, повысились требования к промышленным строительным материалам, в том числе керамическому  кирпичу. Потребитель требует керамический кирпич высокой марочности (М 200 и выше), лицевого качества, с ровными кромками или фасками, равномерно окрашенный и даже цветной, разной конфигурации (угловой, радиальный и т.п.) и, безусловно, с доступной ценой.

Устойчивая тенденция к повышению  рыночного спроса на качественный керамический кирпич находится в явном несоответствии с современным положением дел  в отрасли производства керамического  кирпича.

Современное техническое состояние  многих кирпичных заводов характеризуется  устаревшими технологиями и оборудованием.

Из-за отсутствия средств на техническое  переоснащение многие заводы вынуждены  закрываться.

Большинство заводов по производству керамического кирпича сосредоточено  в центре европейской части России. Ряд регионов, несмотря на наличие  сырьевой базы, вынужден ввозить его  из других регионов, что существенным образом отражается на его стоимости .

Треть работающих предприятий по производству керамического кирпича имеют  годовой выпуск 3-5 млн. шт. В большей  части это так называемые

< сезонные> заводы или отечественные  заводы проектной мощностью до 15-20 млн. штук у. к. в год,  но практически полностью технически  изношенные. В то же время эти  заводы располагают карьерными  запасами качественной глины,  а также персоналом, имеющим определенные  знания и опыт в керамическом  производстве.

Ряд заводов, поставленных ранее фирмами  Германии, Болгарии, Италии, в силу экономических  причин и отсутствия запасных частей не в состоянии поддерживать работоспособность  оборудования. Фактическая мощность этих заводов составляет сегодня  не более 50 % проектной, себестоимость  кирпича резко выросла, заводы имеют  повышенный расход топлива и электроэнергии на единицу продукции из-за недогруза сушил и печей обжига, технологического оборудования.

Глиняный кирпич обладает рядом  достоинств, которые делают его конкурентоспособным  по сравнению с силикатным кирпичом: более высокая огнестойкость, морозостойкость, химическая стойкость и водостойкость, а также меньшая теплопроводность и масса. Он имеет более широкую  сферу применения, в том числе  в сейсмически активных районах. Пустотелый кирпич имеет следующие  преимущества: при производстве снижается  расход сырья и топлива, повышается производительность сушилок, а применение его для наружных стен позволяет  уменьшить их толщину, сокращает  транспортные расходы и снижает  нагрузки на фундамент. Лицевой керамический кирпич обладает высокой декоративностью  и широким цветовым ассортиментом. Наиболее целесообразной является технология получения лицевого кирпича широкой цветовой палитры путем объемного окрашивания глиняной массы тонкомолотыми недефицитными металлическими рудами и комплексными добавками. Актуальность его применения выражается в умеренных затратах на сооружение зданий с высокой архитектурно-художественной выразительностью, но главное – в значительном сокращении затрат на ремонт фасадов при их длительной эксплуатации, так как срок службы лицевого кирпича более 50 лет.

Из всего вышесказанного можно  сделать вывод: В современных  условиях производство строительных материалов является одним из важнейших направлений  нашей отечественной промышленности. Это объясняется ежегодно повышающимися  темпами строительства и дефицитом  высококачественных стройматериалов. Недостатки, низкое качество и дороговизна  многих стройматериалов, заставляют искать более совершенные и инновационные  методы их производства.

1.Общая часть

1.1Характеристика и номенклатура  выпускаемой продукции

Керамический кирпич - это высокопрочный  и долговечный строительный материал, изготавливается способом полусухого прессования с последующим обжигом  в газовой печи.

Керамический кирпич - это экологически чистая продукция, сырьем для производства которого служит природная глина.

Независимо от вида строительства  керамический кирпич благодаря своим  исключительным характеристикам (лицевой, рядовой, различных марок и оттенков) не оставляет не исполненными любые  желания и потребности строительной индустрии.

Кирпичный завод выпускает керамический кирпич согласно ГОСТ 530-2007.

Способ прессования кирпича  осуществляется на современных гидравлических, полностью автоматизированных прессах.

Выпускаемый кирпич имеет цвет природной  обоженной глины и не теряет его в течение всего срока службы.

Отгрузка кирпича осуществляется в пакетированном виде на деревянных поддонах.

О качестве выпускаемой продукции  свидетельствует сертификат соответствия и санитарно-эпидемиологическое заключение.

Керамический кирпич широко применяется  при строительстве жилых, общественных и производственных зданий. Область  применения:

-Облицовка фасадов

-Кладка стен воздуховодов и  дымоходов

-Кладка печей и каминов

-Несущие стены

-Перегородки

-Колодцы

-Фундаменты

-Цоколь.

Таблица 1.

Номенклатура выпускаемых изделий

Кирпич и камни в зависимости  от размеров подразделяются на виды, указанные  в таблице 2.

Таблица 2.                                                                   

                                     Номенклатура выпускаемых изделий                                                    

По теплотехническим свойствам  и плотности (объёмной массе) кирпич и камни в высушенном до постоянной массы состоянии подразделяются на три группы:

- эффективные, улучшающие теплотехнические свойства стен и позволяющие уменьшить их толщину по сравнению с толщиной стен, выполненных из обыкновенного кирпича. К этой группе относят кирпич плотностью не более 1400 кг/м3 и камни плотностью не более 1450 кг/м3;

-           условно  эффективные, улучшающие теплотехнические  свойства ограждающих конструкций.  К этой группе относят кирпич  плотностью свыше 1400 кг/м3 и  камни плотностью свыше1450 и до 1600 кг/м3;

- обыкновенный кирпич плотностью свыше 1600 кг/м3.

Масса кирпича и камней должна удовлетворять  требованиям ГОСТ 22951-07.

По прочности кирпич и камни  подразделяют на марки 300,250, 200, 175, 150, 125, 100, 75.

По морозостойкости кирпич и  камни подразделяются на марки Мрз 15, Мрз 25, Мрз 35 и Мрз 50.

Намечаемый к производству кирпич керамический в данной  курсовой работе должен соответствовать ГОСТ 530-07 "Кирпич и камни керамические". К производству планируется кирпич со следующими параметрами:

длина — 250 мм,

ширина — 120 мм,

толщина — 65 мм,

кирпич полнотелый  

марка кирпича (по прочности) — 150

плотность (объемная масса) — 1600 кг/м3

морозостойкость (Мрз) — 25-35.

пористость 8%

По теплотехническим свойствам  и плотности (объемной массе) планируемый  к выпуску кирпич относится к  группе условно эффективных, улучшающих теплотехнические свойства стен. Он может  применяться для облицовочных работ  и для рядовой кладки стен жилых  и общественных зданий.

Технические требования к  выпускаемой продукции, правила  приемки, маркировки, хранения и транспортировки

                   Требования ГОСТ 530-2007:

Таблица 3.

Номинальные размеры эффективных изделий

Отклонение от перпендикулярности граней не должно превышать ± 3 мм. Известковые включения, вызывающие после пропаривания изделий разрушение поверхностей и отколы глубиной более 6 мм, не допускаются. На поверхности изделий допускается наличие отколов по наибольшему измерению от 3 до 10 мм числом не более 3 шт. Количество половняка в партии не должно быть более 5%. Не допускается поставка потребителю недожженных и пережженных изделий.

Таблица 4.

Нормы дефективности  эффективных изделий

Кирпич и камни керамические имеют форму прямоугольного параллелепипеда  с прямыми рёбрами и углами и ровными гранями на лицевых  поверхностях. Поверхность граней может  быть рифлёной. Допускается изготовление кирпича и камней с закруглёнными  углами радиусом закругления до 15 мм. Пустоты в кирпиче и камнях должны располагаться перпендикулярно или параллельно постели и могут быть сквозными и несквозными. Размер сквозных цилиндрических пустот по наименьшему диаметру должен быть не более 16 мм, ширина щелевидных пустот - не более 12 мм. Диаметр несквозных пустот не регламентируется. Размер горизонтальных пустот не регламентируется. Толщина наружных стенок кирпича и камней должна быть не менее 12 мм.

Таблица 5.

                       Марки выпускаемых эффективных изделий

Экономическая эффективность применения пустотелых кирпичей определяется максимально  допустимой средней плотностью изделий, составляющей 1350 кг/м3, при которой  возможно уменьшить во втором климатическом  поясе толщину наружной стены  на 120 мм (½ кирпича). Масса такого кирпича в высушенном состоянии не должна быть более 2,6 кг. По морозостойкости изделия подразделяют на марки: F15, F25, F35 и должны выдерживать количество циклов не меньше нижнего предела. Водопоглощение не должно быть для пустотелых изделий менее 6%. Кирпич керамический относят к группе негорючих строительных материалов по ГОСТ 30244. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов (АЭФФ) в изделиях не должна быть более 370 Бк/кг.

Изделия должны изготовляться в  соответствии с требованиями ГОСТа  по технологическому регламенту, утвержденному  предприятием-изготовителем и маркироваться  в каждом пакете по одному в среднем  ряду по ГОСТ 14192.

Изделия должны быть приняты техническим  контролем предприятия-изготовителя. Изделия принимают партиями. Объем  партии устанавливают в количестве не более выработки одной печи в сутки. Партия должна состоять из изделий одного вида, одной марки  по прочности и морозостойкости. Для проверки соответствия изделий  требованиям настоящего стандарта  проводят приемосдаточные и периодические  испытания.

Приемосдаточные испытания осуществляют по следующим показателям: внешний  вид (наличие дефектов внешнего вида), размеры и правильность формы, масса  изделия, предел прочности при сжатии изделий, предел прочности при изгибе для кирпичей марки 100. Периодические  испытания проводят не реже одною  раза: в две недели - для определения  наличия известковых включений; в месяц - для определения водопоглощения, предела прочности при изгибе кирпичей марки 125 и 150; в квартал - для определения морозостойкости; в год - для определения Аэфф в том случае, если отсутствуют данные поставщика сырьевых материалов. Периодические испытания по показателям водопоглощения, морозостойкости и Аэфф проводят при изменении сырья и технологии, а также других влияющих факторах.

Теплопроводность изделий определяют при постановке продукции на производство, а также каждый раз при изменении  сырьевых материалов, размера и количества пустот. Для проведения приемосдаточных  и периодических испытаний изделия отбирают методом случайного отбора из разных мест партии.

1.2.  Характеристика сырья

Суглинок - рыхлая осадочная горная порода, содержащая 10-30% глинистых частиц (размером менее 0,005 мм ). По содержанию глинистых частиц выделяют тяжелые (20-30%), средние (15-20%) и легкие (10-15%) суглинки.

Используются как сырье для  производства кирпича, черепицы, реже - керамической плитки.

В проектируемом участке для  производства керамического кирпича  в качестве основного компонента используем  суглинок Чаганского месторождения .

           Таблица 6.

                    Химический состав суглинка Чаганского месторождения ЗКО

По содержанию Al₂O₃ суглинок относится к группе кислого сырья, а по                       огнеупорности клегкоплавким. По содержанию Fe₂O₃ к сырью с высоким содержанием красящих оксидов (таблица 6).

Рисунок 1. Микроструктура суглинка Чаганского месторождения

Бентонитовая глина – один из ценных ископаемых материалов, нашедший свое применение в самых разных областях человеческой деятельности.

Рисунок 2. Бентонитовая глина

Другое ее название – сукновальная глина, что связано с использованием таких глин для обезжиривания  сукна. В современной промышленности бентонитовая глина используется, главным образом, в металлургии - для формирования железнорудных окатышей и изготовки формовочных смесей. Не менее важно использование бентонитовых глин при приготовлении буровых и строительных растворов, средств очистки нефтепродуктов, а также в качестве сырья для производства тепло- и гидроизоляционных материалов.

В чистом виде бентонитовая глина используется редко, чаще всего в промышленности и других областях хозяйства применяются бентонитовыеглинопорошки. Этот материал получают путем сушки и мелкого дробления бентонитовой глины. Бентонитовыеглинопопрошки добавляют в состав полимерных материалов, примешивают к бетонам, что повышает их водоадгедиозные свойства. На основе бентонитового порошка производятся наиболее доступные по стоимости буровые смеси, обладающие, к тому же, высокими эксплуатационными свойствами и обеспечивающие отличные результаты при вертикальном или горизонтальном бурении.

Бентонитовые глинопорошки в сочетании с огнеупорными материалами – основное сырье для изготовления природных формовочных смесей. В зависимости от пропорций глинопорошка и перлитов, такие смеси могут обладать различными свойствами. Формовочные смеси на основе бентонитовой глины отличаются высокой прочностью, оптимальной газонепроницаемостью, при этом легко формуются и экологически чисты.

Бентонитовая глина известна также как бентомат - материал, используемый для гидроизоляции различных объектов. Этот материал очень удобен в эксплуатации и может применяться практически при любых погодных условиях, в том числе – при отрицательных температурах.

В проектируемом участке для  производства керамического кирпича  в качестве модифицирующей добавки  используется бентонитовая глина Погодаевского месторождения Западно-Казахстанской области.

Таблица 7.

                  Химический состав бентонитовой глины Погодаевского месторождения ЗКО

Рисунок 3. Микроструктура бентонитовой глины Погодаевского  месторождения

1.3. Выбор и обоснование  технологического способа производства

При производстве керамического кирпича  используется метод полусухого прессования  и метод пластического формования, каждый из которых имеет свои достоинства  и недостатки. При наличии рыхлых глин и глин средней плотности  с влажностью не свыше 23-25% применяют  пластический способ переработки глин; для слишком плотных глин, плохо  поддающихся увлажнению и обработке  с низкой карьерной влажностью (менее 14-16%) - полусухой способ переработки.

Метод полусухого прессования предусматривает  предварительное высушивание сырья, последующее измельчение его  в порошок, прессование сырца  в пресс-формах при удельных давлениях, в десятки раз превышающих  давление прессование на ленточных  прессах. Преимущества технологии полусухого прессования заключается в том, что спрессованный кирпич-сырец  укладывается непосредственно на печные вагонетки и на них высушивается в туннельных сушилках, или же, минуя  предварительнуюдосушку, непосредственно поступает на обжиг. Комплексная механизация производства осуществляется проще, чем при методе пластического формования. Однако технология полусухого прессования требует более совершенной системы аспирации на трактах приготовления и транспортирование порошка, использования более высокопроизводительных прессов.

Технологическая схема производства изделий с пластическим способом подготовки массы, несмотря на свою сложность  и длительность, наиболее распространена в промышленности стеновой керамики. Метод формования из пластических масс исторически сложился на основе пластических свойств глин и широко используется в керамической технологии. Способ пластического формования позволяет выпускать изделия в широком ассортименте, более крупных размеров, сложной формы и большей пустотности. В отдельных случаях предел прочности при изгибе и морозостойкость таких изделий выше, чем у изделий, полученных способом полусухого прессования из того же сырья.

При переработке глин в сыром  виде схема подготовки сырья несколько  проще и экономичней, поскольку  нужно меньше перерабатывающего  оборудования, следовательно, меньше энергоемкость. Все оборудование более надежно  и просто в обслуживании. Температура  обжига изделий примерно на 500С ниже, чем у изделий полусухого прессования, что позволяет также снизить  энергозатраты на обжиг и в какой-то мере компенсируют высокие затраты на сушку.