Разработка технологии завода

 Лист

Содержание

      Введение ……………………………………………………………………… 5

1 Технологическая  часть…………………………………………………….. 10

      1.1 Номенклатура выпускаемой продукции………………………....…….. 10

      1.2 Характеристика  сырьевых материалов…………….……….....…........... 14

      1.3 Выбор и обоснование  способа производства и 

            технологической схемы…………………………………………………. 15

      1.4 Режим работы  и фонд рабочего времени ….……………………........... 19

      1.5 Расчет производственной  программы…..………………………............. 21

      1.6 Расчет и подбор  оборудования………………………………….………. 22

      1.7 Расчет складов  и бункеров………………………………………............. 34

      1.8 Контроль качества  продукции и технологического  процесса.………....38

2 Охрана труда и окружающей  среды………................................................ 42

      Список использованных  источников………………………………..…….... 46

Введение

Промышленность  строительных материалов - динамично  развивающаяся отрасль, доля которой  в общем объеме промышленного  производства по итогам 2002 г. составила 3.1%. Она включает 25 различных видов  производств и объединяет около 9.5 тыс. предприятий, в т. ч. 2,2 тыс. крупных  и средних, с общей численностью работающих свыше 680 тыс. человек. На долю 7.3 тыс. мелких предприятий приходится около 7% производимой отраслью товарной продукции. Стоимость основных фондов промышленности строительных материалов составляет 2,8% от стоимости всех производственных фондов страны.

В последнее время ежегодный  рост производства основных видов строительных материалов в натуральном выражении  составлял от 7 до 30% с одновременным  увеличением доли отечественной  продукции, удовлетворяющей современным  требованиям и соответствующей  по качеству мировым аналогам. Промышленность строительных материалов является одной  из наиболее топливо- и энергоемких (более 16% в структуре затрат), а  также грузоемких отраслей хозяйства: в общем объеме грузоперевозок железнодорожным, автомобильным и водным транспортом  перевозки строительных грузов составляют около 25%. Отрасль потребляет 20 видов  минерального сырья, охватывающего  свыше 100 наименований горных пород, и  относится к крупнейшим горнодобывающим  отраслям в экономике России.

Количественное и качественное развитие промышленности строительных материалов базируется на требованиях  строительного комплекса.

Строительная керамика – большая  группа керамических изделий, применяющихся  при строительстве жилых и  промышленных зданий и сооружений. Изделия строительной керамики отличаются своей долговечностью, высокими художественными  характеристиками, кислотостойкостью  и полным отсутствием токсичности. В настоящее время предусматривается  преимущественное развитие производства изделий, обеспечивающих снижение металлоёмкости, стоимости и трудоёмкости строительства, веса зданий, сооружений и повышение  их теплозащиты, развитие мощности по производству строительных материалов с использованием золы и шлаков тепловых электростанций, металлургических и  фосфорных шлаков, отходов горнодобывающих  отраслей промышленности и углеобогатительных фабрик, техническое перевооружение производства кирпича на базе новейшей техники.

Вот уже несколько тысячелетий  кирпич - самый распространенный строительный материал. Кирпич может быть, различным  по составу сырьевой смеси, технологии производства и даже форме.

Повышательная динамика производства керамического кирпича, сложившая  в последние годы (темпы роста  в 2006 г. – 106%, 2007 г. – 114%), сменилась глубоким падением в 2009 году – производство снизилось на 31% по отношению к  предшествующему году. Снижение началось в ноябре 2008 года, когда производство упало на 2% по сравнению с 2007 годом. Только в апреле 2010 года динамика производства вновь стала положительной по сравнению с аналогичным периодом предыдущего года, рост составил 1%, и уже в мае наблюдалось увеличение объемов производства на 15%. Таким образом, происходит довольно активное восстановление объемов производства керамического кирпича, и в дальнейшем ожидается продолжение роста этого показателя.

Российский рынок строительного  кирпича на качественном уровне характеризуется  присутствием значительного количества производителей и ярко выраженным региональным характером. В основном, предприятия  по производству керамического кирпича  распределены по густонаселенным Центральному ФО и Приволжскому ФО.

Среди стран-импортеров керамического  кирпича на российский рынок лидируют Германия, Эстония, Латвия и другие европейские страны. Среди азиатских  стран наибольшее значение имеет  Китай.  Основным импортером российского  керамического кирпича является Казахстан.

Основным фактором, влияющим на развитие рынка керамического кирпича, является состояние отрасли строительства, которая в кризисный период испытала существенное снижение темпов развития. Кроме того, важным фактором является состояние рынка недвижимости, проблемы которого за последние года значительно  обострились в РФ.

На рисунке 1 представлен реалистичный сценарий динамики производства керамического  и силикатного кирпича, а также  прогноз  развития отрасли до 2015 года

2005 год        2006 год          2007 год       2008 год       2009 год        2010 год        2011 год        2012 год        2013 год         2014 год

                  (прогноз)          (прогноз)       (прогноз)       (прогноз)      (прогноз)

Объем производства

1- Нижняя граница прогноза (95%)

2-Верхняя граница проноза (95%)

Рис. 1. Динамика производства керамического и силикатного кирпича, а также прогноз развития отрасли до 2015 года - реалистичный сценарий, млн. усл. кирп.

На рисунке 2 представлено сравнение различных вариантов прогноза:

2005 год   2005 год   2007 год    2008 год   2009 год   2010 год    2011 год     2012 год     2013 год 2014 год

   (прогноз)             (прогноз)               (прогноз)                 (прогноз)            (прогноз)

1-Реалистичный прогноз

2- Умеренно-оптимистический прогноз

3- Умеренно-пессимистический  прогноз

Рис2 Динамика производства керамического и силикатного  кирпича, а также прогноз развития отрасли до 2015 года - сравнение различных сценариев, млн. усл. кирп.

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 заменять традиционный полнотелый кирпич. Это  позволит не только экономить сырьё, но и уменьшать толщину и массу  наружных стен без снижения их теплозащитных  свойств, а также создавать облегчённые  конструкции панелей для индустриализации строительства.

Расширение ассортимента и, в частности, производство эффективных изделий  с увеличением размеров и уменьшением  средней плотности до 1250-1350 кг/м3 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.

Кирпич применяется в строительстве  для кладки наружных и внутренних стен и других элементов зданий и  сооружений, а также для изготовления стеновых панелей и блоков.

В России основные размеры лицевого кирпича составляют: 250 х 120 х 65 мм для  одинарного кирпича, 250 х 120 х 88 мм для  полуторного и 250 х 120 х 138 мм для двойного. На Западе стандарты другие, к тому же их намного больше. Среди самых  ходовых - 200 х 100 х 50(65) мм, 240 х 115 х 52 (71) мм. Важный параметр для строительного  и лицевого кирпича - наличие пустот. Бывают кирпичи полнотелые, пустотелые (эффективные) и пустотелые поризованные (сверхэффективные, "теплая керамика"). У полнотелых, как следует из названия, отверстий нет. Их чаще всего применяют  там, где нужно выдерживать распределенные нагрузки - фундамент, цоколь, но можно  выложить ими и наружную стену. Однако чтобы обеспечить нормативную теплопроводность, стены из них должны быть достаточно толстыми. Другое дело пустотелые кирпичи. У них имеются сквозные отверстия (различной формы), благодаря которым  они теплее, а значит, стены можно  делать тоньше. Кроме того, пустотелые кирпичи легче, поэтому от них  меньше нагрузка на фундамент. Следует  отметить, что лицевой кирпич почти  всегда является пустотелым. Наконец, самый "теплый" кирпич - поризованный. В нем, как и в изделии предыдущего  типа, имеются сквозные отверстия, однако структура самого материала принципиально  иная. В глину добавляют особые органические или минеральные компоненты, которые выгорают при обжиге, образуя  мельчайшие замкнутые поры. В результате, сохранив все достоинства обычной  керамики, поризованный кирпич существенно  улучшил ее теплозащиту: если у пустотелого  кирпича самый высокий коэффициент  теплопроводности - как правило, 0,28 - 0,4 Вт/м 0С, то у поризованного - 0,18 - 0,22 Вт/м 0С. Причем на прочность поры совершенно не влияют. Более того, изделие  становится легче, что позволяет  увеличить его размеры (они могут  достигать 510 х 250 х 219 мм). Благодаря  этому стены возводятся значительно  быстрее, чем из обычного кирпича, и  они становятся тоньше. Предел прочности  кирпича при сжатии определяет его  марку. Она обозначается буквой "М" и цифрой, показывающей, какую нагрузку может выдержать 1 см изделия. Чаще всего встречаются кирпичи марок М-75, М-100, М-125, М-150, М-175, М-200, М-250, М-300. Кирпичи марок 75 и 100 подходят для стен 2 - 3х этажного дома, марок 125 и выше - для стен многоэтажных зданий. Марки кирпича относятся ко всем типам изделий, так что пустотелый лицевой кирпич марки 100 будет столь же прочен, как и полнотелый строительный той же марки. Еще один нюанс: предел прочности кладки на сжатие зависит не только от марки кирпича, но и от марки раствора, условий его твердения, а также от качества кладки. В условиях нашего изменчивого климата одна из важнейших характеристик для кирпича - морозостойкость. Она измеряется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания водонасыщенного изделия: чем больше циклов оно способно выдержать, не изменив своих потребительских свойств, тем дольше его срок эксплуатации.

1 Технологическая часть

1.1 Номенклатура продукции

Кирпич и камни применяют для кладки каменных и армокаменных наружных и внутренних стен зданий и сооружений.

На данном предприятии  планируется выпускать 2 вида изделий: кирпич сплошной (20%) и кирпич формата 1 НФ с 18 щелевидными пустотами (80%;)

Кирпич и камни керамические изготовляют в форме параллелепипеда и в зависимости от размеров подразделяют на виды, указанные в таблице 1.

Таблица 1– Номинальные размеры изделий

Предельные отклонения от номинальных размеров в миллиметрах не должны превышать:

± 5 ..................... по длине

± 4 ..................... по ширине

± 3 ..................... по толщине — для кирпича

Отклонение от перпендикулярности гранен в миллиметрах не должно превышать 3 мм.

Одинарный кирпич изготовляют пустотелым. Размеры, форма в изделии, а также пустотность изделия отображены на рисунке 3 и 4. Толщина наружных стенок пустотелого изделия должна быть не менее 12 мм.

Рис. 3 — Камень формата 1 НФ с 18 щелевидными пустотами

               1-одинарный полнотелый. 2-одинарный пустотелый.

Рис. 4. Кирпич керамический

Пустоты в изделиях должны располагаться перпендикулярно постели и могут быть сквозными и несквозными.

Ширина щелевидных пустот должна быть не более 15 мм, а диаметр цилиндрических сквозных пустот и размер стороны квадратных пустот — не более 20 мм.

По  морозостойкости изделия подразделяют на марки: F15, F25, F35, F50.

Условное обозначение керамических изделий должно состоять из названия, вида, марки по прочности и морозостойкости, обозначения настоящего стандарта:

Кирпича рядового (лицевого), полнотелого, одинарного, размера 1НФ, марки по прочности М100, класса средней плотности 2,0, марки  по морозостойкости F50:

Кирпич  КОРПо (КОЛПо) 1НФ/100/2,0/50/ГОСТ 530-2007

Кирпича рядового (лицевого), пустотелого, одинарного, размера 1НФ, марки по прочности М100, класса средней плотности 1,4, марки  по морозостойкости F50:

Кирпич  КОРПу (КОЛПу) 1НФ/100/1,4/50/ГОСТ 530-2007

Кирпича рядового (лицевого), пустотелого, утолщенного, размера 1,4НФ, марки по прочности  М150, класса средней плотности 1,4, марки  по морозостойкости F50:

Кирпич  КУРПу (КУЛПу) 1,4НФ/150/1,4/50/ГОСТ 530-2007

Поверхность граней изделий должна быть плоской, ребра — прямолинейными. По фактуре поверхности (ложковой, тычковой) изделия могут быть гладкими или рифлеными.

На изделии  допускаются дефекты внешнего вида, размеры и число которых не превышают значения указанные в таблице 2.

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 6 мм числом не более 3 шт.

Количество половняка в партии не должно быть более 5 %.

Кирпич, имеющий одну или несколько сквозных трещин на всю толщину кирпича  протяженностью по ширине кирпича более  30 мм и расположенных в центральной части опорной поверхности, относят к половняку.

Не допускается поставка потребителю недожженных и пережженных изделий.

Таблица 2 –  Допустимые дефекты внешнего вида

Марку камня по прочности устанавливают по значению предела прочности при сжатии, а кирпича — по значению пределов прочности при сжатии и изгибе, не менее указанных в таблице 1.1.3.

Водопоглощение не должно быть менее 6 %.

Масса кирпича  в высушенном состоянии не должна быть более 4,3 кг.

Изделия, предназначенные для кладки наружных стен зданий и сооружений, должны подвергаться испытанию на теплопроводность.

Пределы прочности изделий при сжатии и изгибе должны быть не менее значений, указанных в таблице 3. Марку кирпича  по прочности устанавливают по значениям  пределов прочности при сжатии и  изгибе, камня - по значению предела  прочности при сжатии.

Таблица 3 – Значения пределов прочности при сжатии и изгибе

Изделия должны маркироваться в каждом пакете по одному в среднем ряду. На тычковую поверхность изделия наносят несмываемый краской при помощи трафарета (штампа) или оттиска клейма в процессе изготовления товарный знак предприятия-изготовителя.

Каждое грузовое место (пакет) должно иметь транспортную маркировку по ГОСТ 14192. /2/

1.2 Характеристика сырьевых  материалов

Наименование  глинистой породы - глина подгруппы 4Н полиминеральная. По содержанию тонкодисперсной  фракции низкодисперсная глина.

Содержание  химических составляющих, % по массе, должно соответствовать приведённому ниже:

- SiO₂ - не более 85%, в том числе свободного кварца не более 60%;

- А1₂О₃ + ТiO₂ - не менее 7%;

- CaO + MgO - не более 20%;

- соединения  серы в пересчете на SO₃ не более 2%, в том числе сульфидной, не более 0,8% (при SO₃ более 0,5% в том числе сульфидной не более 0,3%, в процессе   испытаний   глинистой   породы   должны   определяться   способы устранения высолов и выцветов на обожженных изделиях путем перевода растворимых солей в нерастворимые);

- FeO + Fe₂O₃ не более 14%;

- K₂О + Na₂О не более 7%.

Водопоглощение  обожженного черепка (без признаков  пережога), характеризующее спекаемость, должно быть не менее 5 % для полнотелого  и   не менее 6 % для пустотелого.                        

Содержание  в глинистой породе тонкодисперсной  фракции менее 1мкм должно быть более 15%, фракции менее 10 мкм более 30% по массе, содержание фракции 0,01-0,5 мм определяется, но не регламентируется.

Содержание  в глинистой породе крупнозернистых (размер частиц свыше 0,5 мм) включений  размером более 5 мм не должно превышать 5% по массе. [3]

1.3 Выбор и обоснование способа  и технологической схемы 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  предварительную досушку, 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.

Недостатком способа пластического формования является большая длительность технологического цикла за счет процесса сушки сырца, продолжающегося от 1 до 3 суток. Низкая прочность формованного сырца, особенно пустотелого, большая усадка материала  при сушке и наличие отдельного процесса сушки затрудняет возможность  механизации трудоемких операций при  садке сырца на сушку, перекладке высушенного сырца для обжига и совмещения в одном агрегате процессов сушки и обжига.

Чтобы получить изделия требуемого качества необходимо из глины удалить каменистые включения, разрушить ее природную структуру, получить пластичную массу, однородную по вещественному составу, влажности  и структуре, а также придать  массе надлежащие формовочные свойства. Глиняный брус формуют в горизонтальных ленточных шнековых прессах часто  с вакуумированием массы. Вакуумирование массы способствует повышению ее плотности, пластичности, улучшает формовочные  и конечные свойства кирпича.

В проекте  будем использовать схему производства изделий пластическим методом.

Глину добывают на карьере  многоковшовым экскаватором и автотранспортом  отвозят на склады завода.

Со склада 20 глина подается в приемный бункер 21 и далее в  глинорыхлитель 1, а после рыхления направляется на дозирование, осуществляемое ящичным питателем 2.

Отдозированная глина  одновременно с отдозированным песком поступает в дырчатые вальцы 3 для  удаления посторонних включений  и переработки путем продавливания  через отверстия. После чего шихта  подвергается грубому помолу в вальцах  с гладкими валками 4. Далее грубо-размолотая шихта отправляется в смеситель  с фильтрующей решеткой 5, где  происходит смешивание и дополнительная отчистка ее от корней и других инородных включений.

Переработанную массу  отправляют на вылеживание в течение 7 дней в механизированный шихтозапасник 6 с загрузочным и разгрузочным мостами. Здесь происходят различные  физико-химические процессы, и свойства формовочной массы меняются. Масса  усредняется по влажности, но также  происходит её тиксотропное упрочнение. Такую массу нельзя подавать сразу  на формование. Поэтому вылежавшуюся шихту подают по ленточному конвейеру  на измельчение в вальцы  тонкого  помола 7. После чего шихта вновь  поступает по ленточному конвейеру  на перемешивание и пароувлажнение в лопастной двухвальный смеситель 8.

Готовую шихту транспортируют ленточным конвейером на формование бруса. Для формования используется шнековый вакуумный пресс 10. В двухвальном  смесителе этого пресса глиномасса подвергается дополнительной переработке. Вакуумированию массу подвергают для  улучшения ее формовочных свойств. Обезвоздушивание глиняной массы способствует более прочному сцеплению глиняных частиц между собой. При удалении воздуха из глиняной массы ее пластичность значительно повышается. После вакуумирования влажность керамической массы снижается  на 2-3%, а, следовательно, уменьшается  воздушная усадка.

Формованный глиняный брус разрезается на отдельные кирпичи  струнным резательным автоматом 11, затем сырец укладывается на рамки, которые подаются к горизонтальному  ленточному конвейеру. Далее автомат-укладчик 12 укладывает кирпич-сырец на сушильные  вагонетки 13, транспортировка которых  осуществляется с помощью электропередаточной  тележки 14 и напольного толкателя. Свежесформованный  сырец надо транспортировать осторожно  во избежание его деформации.

Кирпич-сырец поступает  на сушку в туннельное сушило 15. Для  сушки используется горячий воздух из туннельной печи, атмосферный воздух и рециркулят, а также дымовые  газы из топки. Отработанный теплоноситель  после очистки поступает в  атмосферу. Для нормального протекания процесса сушки сырца, т. е. для того, чтобы изделия высыхали с максимальной равномерностью и без деформаций при минимальном расходе топлива  и в минимальный срок, необходимо создать условия для интенсивной  влагоотдачи с единицы поверхности  изделия. Нижнюю часть садки на вагонетке  выполняют более разреженной  для выравнивания условий сушки  на высоте туннеля.

После завершения процесса сушки с помощью электропередаточной  тележки осуществляется транспортировка  высушенного кирпича из сушила. Сушильные  вагонетки поступают к автомату-разгрузчику, который осуществляет разгрузку  сырца. Автомат садчик 16 осуществляет садку полуфабриката на обжиговые  вагонетки 17 для последующего обжига в печи 19. Проталкивание вагонеток  в печи обеспечивается гидравлическим толкателем 18. Двери туннельной печи – автоматического действия.

Обжиг проводят в туннельной печи при температуре 1000^оС. В качестве теплоносителя используются продукты сгорания газа. Из печи забирается горячий воздух на сушку в туннельное сушило, а отработанные дымовые газы после очистки выбрасываются в атмосферу.

Из печи обожженный кирпич транспортируется при помощи электропередаточной  тележки на выставочную площадку, где происходит пакетирование 22. Пакеты кирпича сгружаются с помощью  крана на выставочную площадку. Затем  производится сортировка кирпича и  садка его на европоддоны. Изделия  соответствующего качества на поддонах с помощью электропогрузчика  отправляются на склад 26, а бой и брак изделий отправляется на переработку в производство. /4/