Цех по производству керамических плиток
Министерство образования Российской
Федерации.
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего профессионального
образования
«ПЕРМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра строительного инжиниринга и материаловедения
Тема: « Запроектировать цех по производству керамических плиток для полов с производительностью 2 000 м3/г по ГОСТ 6787-80»
Курсовая работа.
Выполнил: Студент группы ПСК-11-1б
Баранюк Дмитрий Игоревич
Проверил: Синьков.
Пермь 2014
Содержание.
Введение…………………………………………………………
- Характеристика изделия……………………………………………...…4
- Технологическая схема производства……………………………….....8
- Требования к сырьевым материалам………………………………...13
- Режим работы предприятия ………………………………………..….14
- Производственная программа предприятия……………………...…15
- Потребность предприятия в материалах…………………………….16
- Подбор оборудования………………………………………………
…...17 - Контроль качества готовой продукции…………………………...….20
- Техника безопасности………………………………………………
…. 39
Заключение……………………………………………………
Список используемой литературы………………………………………..…42
Введение.
Данная работа представляет из себя курсовой проект состоящий из пояснительной записки и графической части форматом А1.
Целями и задачами курсового проектирования являются:
- Углубление и закрепление знаний, полученных студентом по дисциплине «технология отделочных и изоляционных материалов и изделий»;
- Приобретение навыков самостоятельной разработки технологических схем производства, технико-экономических и плановых расчетов, а также опыта использования в практической работе исходных справочных, нормативных и литературных данных;
- Подготовка студента к дипломному проектированию.
Существует огромное количество различных классификаций отделочных материалов. Для рассмотрения будут приняты отделочные материалы для внутренней отделки. Это будут керамические плитки.
- Характеристика изделия.
Согласно ГОСТ 6787-2001 к керамической плитке предъявляются следующие требования:
Плитки подразделяют на основные и бордюрные, по форме - на квадратные, прямоугольные, многогранные и фигурные.
Размеры плиток приведены в таблице 1. Размеры многогранных и фигурных плиток устанавливает предприятие-изготовитель по согласованию с потребителем.
Длина бордюрных плиток должна соответствовать длине (ширине) основных плиток. Ширину и толщину бордюрных плиток устанавливает предприятие-изготовитель.
Таблица № 1
Координационные размеры К |
Номинальные размеры Н | ||
Длина |
Ширина |
Длина Ширина |
Толщина |
Квадратные плитки |
Устанавливает предприятие-изготовитель таким образом, чтобы ширина шва С составляла от 2 до 5 |
Устанавливает предприятие-изготовитель, но не менее 7,5 | |
500 400 330 (302) 300 250 (202) 200 150 |
500 400 330 (302) 300 250 (202) 200 150 | ||
Прямоугольные плитки | |||
500 400 300 250 200 |
300 300 200 200 150 | ||
Примечания
1 Координационный размер
соответствует суммарной
2 Размеры, указанные в
скобках, являются менее
3 По согласованию с потребителем могут быть изготовлены плитки других размеров, при этом номинальные размеры должны быть установлены в соответствии с требованиями таблицы 1.
К - координационный размер, Н -номинальный размер, С - ширина шва
Рисунок 1
Предельные отклонения размеров плиток от номинальных не должны быть более, мм:
по длине и ширине ...........±1,5;
по толщине.......................
Разность между наибольшим и наименьшим размерами плиток одной партии по длине и ширине не должна быть более 2,0 мм.
Разность между наибольшим и наименьшим значениями толщины одной плитки (разнотолщинность) не должна быть более 0,5 мм.
Отклонение формы плиток от прямоугольной (косоугольность), отклонение лицевой поверхности от плоскостности (кривизна лицевой поверхности) и искривление граней не должно быть более 1,5 мм.
На монтажной поверхности плиток должны быть рифления. Размеры, форму и количество рифлений устанавливает предприятие-изготовитель, при этом высота (глубина) рифлений должна быть не менее 0,5 мм.
Условное обозначение плиток должно состоять из:
- буквенных обозначений: П - плитка основная, ПБ - плитка бордюрная, Г - глазурованная, НГ- неглазурованная;
- цифр, обозначающих длину и ширину (координационные размеры) плитки в миллиметрах (в скобках указывают номинальные размеры в миллиметрах). Для бордюрных плиток указывают только номинальные размеры;
- ГОСТ.
Примеры условных обозначений:
1 Плитка основная неглазурованная с координационными размерами: длина 300 мм, ширина 200мм, номинальными размерами:
длина 297 мм, ширина 197 мм, толщина 8,5 мм
ПНГ 300
200 (297
197
8,5) ГОСТ 6787 -2001.
2 Плитка основная глазурованная с координационными размерами: длинаи ширина 200 мм, номинальными размерами: длина и ширина 198 мм, толщина 9,0 мм
ПГ 200
200 (198
198
9,0) ГОСТ6787-2001.
3 Плитка бордюрная глазурованная длиной 330 мм, шириной 90 мм и толщиной 8,0 мм
ПБГ 330
90
8,0 ГОСТ 6787-2001.
Лицевая поверхность плиток может быть гладкой или рельефной, неглазурованной или глазурованной, одноцветной или многоцветной, декорированной различными методами.
Глазурь может быть матовой или блестящей, прозрачной или заглушенной.
Неглазурованная поверхность плиток может быть полированной.
Плитки могут быть изготовлены с завалом или без завала. Радиус завала устанавливает предприятие-изготовитель.
Цвет (оттенок цвета), рисунок или рельеф лицевой поверхности плиток должны соответствовать образцам-эталонам, утвержденным предприятием-изготовителем.
Утвержденный образец-эталон цвета может быть распространен на плитки любых размеров.
На лицевой поверхности плиток не допускаются трещины, цек, а также дефекты, размеры которых превышают значения, приведенные в таблице 2.
Таблица № 2.
Вид дефекта |
Значение для одной плитки, не более |
Щербины и зазубрины: |
|
шириной в направлении, перпендикулярном ребру |
1 |
обшей длиной |
10 |
Посечка длиной |
10 |
На лицевой поверхности плиток не допускаются видимые с расстояния 1 м плешины, пятна, мушки, волнистость глазури, смещение и разрыв декора, засорка, наколы, выплавки (выгорки), пузыри, прыщи, сухость глазури, неравномерность окраски глазури, нечеткость рисунка, недожог красок.
Суммарное число дефектов на одной плитке в любой комбинации не должно быть более трех.
Физико-механические показатели плиток должны соответствовать указанным в таблице 3.
Таблица №3.
Наименование показателя |
Значение для плиток | |
неглазурованных |
глазурованных | |
Водопоглощение, %, не более |
3,5 |
4,5 |
Предел прочности при изгибе, МПа, не менее, для плиток толщиной: |
||
до 9,0 мм включ. |
28,0 |
28,0 |
св. 9,0 мм |
25,0 |
25,0 |
Износостойкость (по кварцевому песку), г/см2, не более |
0,18 |
|
Износостойкость, степень |
- |
1-4 |
Термическая стойкость глазури , °С |
- |
125 |
Морозостойкость, число циклов, не менее |
25 |
- |
Твердость глазури по Моосу, не менее |
- |
5 |
Глазурь должна быть химически стойкой к действию раствора № 3 по ГОСТ27180.
- Технологическая схема производства
В зависимости от вида плитки, существуют схема производства для различных видов плитки.
Технологическая схема производства керамической плитки состоит из следующих этапов:
- Подготовка сырья:
Сначала подготавливается смесь, в которую могут входить следующие составляющие: глинистые компоненты (необходимы для пластичности массы), кварцевые ингредиенты (формируют «скелет» плитки), карбонатные и фельдшпатовые добавки, которые дают плитке структуру стекловидного образца.
- Подготовка массы:
На этой стадии компоненты измельчают, просеивают, взвешивают и смешивают в требуемых пропорциях посредством шаровой мельницы. Смесь увлажняют в нужном процентном соотношении.
- Формовка изделий:
Здесь применяется один из трех возможных методов: прессовка, экструдирование, литье. Изготовление керамической плитки способом прессования предполагает, что элемент (влажность сырья не более семи процентов) сдавливается специальным штампом с двух сторон давлением около 200-400 килограмм на квадратный сантиметр (самый распространенный способ производства).
Экструдированные образцы получаются с использованием экструдера, который вытягивает глиняную смесь (влажность исходной массы около 15-20 процентов) в ленту, нарезаемую потом на фрагменты (считается весьма прогрессивным методом). Реже всего выпускают литые варианты, когда масса заливается в формы. Этот метод плох тем, что конечный продукт получается разной толщины и размеров.
- Сушка:
После формовки сырые глиняные изделия предварительно подсушиваются при температуре около 100 С.
- Обжиг:
Обжиг полученных плиток осуществляется при температуре 900 – 1300 градусов Цельсия. Еще несколько десятилетий назад оборудование для производства керамической плитки на этом этапе было представлено только туннельными печами. В них изделия перемещались внутри своеобразной трубы, где сначала медленно нагревались, начиная с 60 С, а потом охлаждались. Процесс мог занимать до 24 часов времени. Сегодня почти повсеместно применяются печи быстрого обжига, где плитка обрабатывается в нужном температурном режиме за 40-60 минут.
Печь для обжига керамической плитки
На этом технология производства керамической плитки неглазурованных артикулов (красный грес, котто, клинкер, гресс-порчеллотанно) завершается. Ее остужают, сортируют, пакуют и отправляют в магазины.
- Глазурование:
Если планируется выпуск изделий одинарного обжига (клинкер, светлая или красная плитка), то после сушки на плитку наносятся предварительно подготовленные эмали, проводится процесс эмалирования и материал обжигается.
Для плиток двойного обжига (майолика, фаянс, коттофорте) за этапом подсушивания идет предварительный обжиг основы. Далее на поверхности наносятся эмали, и продукция проходит этап повторной термической обработки.
- Требования к сырьевым материалам
Сырье для производства керамической плитки разделяют на виды по свойствам, которые оно приобретает в процессе обработки. Легкоплавкая глина используется для производства кирпича, черепицы. Огнеупорная глина нужна для изготовления керамических вставок в печи обжига и кирпича, выдерживающего высокие температуры. Тугоплавкая глина нашла применение в производстве материалов, устойчивых к химическому воздействию – керамическая плитка входит в этот обширный список.
Карьерная добыча глины и завод по производству керамической плитки, как правило, связанны между собой в одно производство. Сырье по химическому составу проходит сортировку. Выпуск отдельного вида плитки возможен из глины с добавлением определенного количества минеральных веществ. Они применяются для получения изделий с разными качественными характеристиками. Например, наличие в глине повышенного содержания силикатов (SiO2), не связанного с оксидами алюминия, снижает прочность готовых изделий, поскольку они получаются пористыми и ломкими.
Каолины - чистые глины, требуют добавления в свой состав плавней – силикатов и соединений железа, но переизбыток оксидов железа в первоначальном сырье снизит огнеупорность изделия.
Избыточное содержание углекислых солей кальция уменьшит время спекания сформированной глинистой массы, но при этом керамика получится пористой, хрупкой, не устойчивой к отрицательным температурам, изделия при обжиге дадут существенную усадку.
- Режим работы предприятия.
Необходимо учитывать, что участки предприятия, связанные с обжигом изделий, должны работать 24 часа в сутки. Предприятие работает 365 дней в году по три смены в сутки. Одна смена равна восьми часам. Расчет годового фонда работ приведён в таблице № 4.
Таблица №4.
Кисп.об- коэфициент учитывающий исправность оборудования.
- Производственная программа предприятия.
- Потребность предприятия в материалах.
Наименование материала |
Допустимые потери (±%) |
Расход на 1 м3 (кг) |
Расходность (т) | |||
год |
сутки |
смена |
час | |||
1. форм. смесь |
2 600,00 |
5 200,00 |
14,25 |
4,75 |
0,5936 | |
С учетом потерь |
1,5 |
2 639,00 |
5 278,00 |
14,46 |
4,82 |
0,6025 |
2. глина |
897,00 |
1 794,00 |
4,92 |
1,64 |
0,2048 | |
с учётом потерь |
2 |
914,94 |
1 829,88 |
5,01 |
1,67 |
0,2089 |
3. пол. шпат |
858,00 |
1 716,00 |
4,70 |
1,57 |
0,1959 | |
с учётом потерь |
2 |
875,16 |
1 750,32 |
4,80 |
1,60 |
0,1998 |
4. кварц. Песок |
286,00 |
572,00 |
1,57 |
0,52 |
0,0653 | |
с учётом потерь |
2 |
291,72 |
583,44 |
1,60 |
0,53 |
0,0666 |
5. каолин |
13,00 |
26,00 |
0,07 |
0,02 |
0,0030 | |
с учётом потерь |
2 |
13,26 |
26,52 |
0,07 |
0,02 |
0,0030 |
6. талько-магнезит |
26,00 |
52,00 |
0,14 |
0,05 |
0,0059 | |
с учётом потерь |
2 |
26,52 |
53,04 |
0,15 |
0,05 |
0,0061 |
7. обогащенная кварцполевош-патовая смесь |
520,00 |
1 040,00 |
2,85 |
0,95 |
0,1187 | |
с учётом потерь |
2 |
530,40 |
1 060,80 |
2,91 |
0,97 |
0,1211 |
- Подбор оборудования.
- Электромагнитного сепаратора ЭМ-101
Производительность, кг/с.......1,4
Ширина магнитного поля, мм......1080
Напряженность магнитного поля, А/м . . .150 000
Потребная мощность, кВт:
электропривода.........1,0
электромагнитов.........0,8
Масса, кг.............415
- Шнековая дробилка СМД-108
Типоразмер ШДС 2,5х9
Максимальный размер куска 210 мм
Ширина разгрузочной щели 25-60 мм
Производительность 15-31 м³/ч
Мощность двигателя 45 кВт
Масса 8,4 т
Габаритные размеры(длина ширина высота) 1,96х2,25х1,72 м
- Шаровая мельница СМ 6007А
Номинальный объём барабана 0,9 м³
Внутренний диаметр (без футеровки) 900 мм
Длина барабана (без футеровки) 1860
Частота вращения 37 об./мин
Мощность 22 кВт
Масса(с мелящими телами) 6,9т
- Вибро-сито
Производительность, м3/ч, не более 5
Ширина короба, мм 800
Площадь просеивающей поверхности, м2 2´1,06
Размер ячеек сеток, мм 5…0,4
Амплитуда колебаний, мм 2,5
Частота колебаний, Гц (кол/мин) 23,8 (1430)
Мощность вибровозбудителей, кВт 2х0,55
Материал рабочего органа сталь углеродистая
Габаритные размеры, (LxBxH), мм 2083х1080х1206
Масса, кг 392
- Распылительная сушилка AMDR-5
Температура на входе, (°С) 80-90
Производительность кг/ч
Диаметр распылительной головки 180-120 мм
Габариты (L*B*H) 1.6x1.1x1.75 м
Степень осушения порошка (%) 0,95
- сито Бурат
Модель 05.01 |
Модель 05.04 | |
Производительность м3/час |
1.0 |
0.5 |
Диаметр описываемого круга, мм |
||
- большого |
1200 |
685 |
- малого |
854 |
900 |
Длинна барабана, мм |
2500 |
1600 |
Частота вращения барабана (оборотов/мин) |
25 |
25 |
Мощность электродвигателя, кВт |
1.5 |
1.5 |
Напряжение питания, В |
380 |
380 |
Габаритные размеры: |
||
- длинна (мм) |
5540 |
4600 |
- высота (мм) |
2160 |
1460 |
- ширина (мм) |
3065 |
1935 |
- Двухъвальный смеситель БП-2Г-375
Объем по загрузке, литров 375
Объем готового замеса по бетону, л 250
Объем готового замеса по раствору, л 300
Производительность, куб. метров 9...15
Количество циклов за час, при использовании в автоматических линиях 60 Время перемешивания смеси, секунд 30...60
Крупность заполнителя не более, мм 70
Частота вращения валов, об\мин 36
Напряжение питания, В\Гц 380\50
Общая установленная мощность, кВт 9
Затвор секторный, пневмопривод
Масса не более, кг 1450 В
ысота, мм 1010
Ширина, мм 1700
Длина, мм 1575
- Остальное оборудование делают на заказ.
- Контроль качества готовой продукции
Величина предела прочности при изгибе отдельного образца должна быть не менее 80% значения, нормируемого в таблице.
Наименование показателя |
Значение для плиток | |
неглазурованных |
глазурованных | |
Водопоглощение, %, не более |
3,5 |
4,5 |
Предел прочности при изгибе, МПа, не менее, для плиток толщиной: |
||
до 9,0 мм включ. |
28,0 |
28,0 |
св. 9,0 мм |
25,0 |
25,0 |
Износостойкость (по кварцевому песку), г/см2, не более |
0,18 |
|
Износостойкость, степень |
- |
1-4 |
Термическая стойкость глазури , °С |
- |
125 |
Морозостойкость, число циклов, не менее |
25 |
- |
Твердость глазури по Моосу, не менее |
- |
5 |
КОНТРОЛЬ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ И ПРАВИЛЬНОСТИ ФОРМЫ
При отсутствии стандартногоизмерительного инструмента допускается использование ведомственных средствизмерений, поверенных в установленном порядке.
Измерения плиток(штангенциркулем, угольником, шаблонами, щупом) проводят с погрешностью неболее 0,1 мм, а ковров из плиток (далее - ковров) - не более 1 мм.
Каждое измерение не должнопревышать допускаемых отклонений, указанных в стандартах на изделия конкретныхвидов.
Измерение длины, ширины и толщины
Длину и ширину плитки измеряют штангенциркулем по двум граням лицевойповерхности на расстоянии не менее 5 мм от грани.
Длину и ширину фигурныхплиток измеряют по двум взаимно перпендикулярным прямым, проведенным черезцентр плитки, максимально ограниченных формой плитки.
Длину и ширину ковраизмеряют линейкой в двух местах по крайним рядам плиток на расстоянии не менее50 мм от граней ковра и по центру ковра.
Ширину шва в коврах измеряютлинейкой, прикладывая ее в нескольких местах. При этом результат измерения долженбыть в пределах допускаемых отклонений.
За длину и ширину плиток(ковров) принимают среднее арифметическое значение результатов двух измерений.
Толщину плитки измеряютштангенциркулем в четырех местах на расстоянии не менее 15 мм от серединыкаждой грани к краю плитки.
Высоту рифлений на монтажнойповерхности и высоту рельефа на лицевой поверхности плитки следует включать визмеряемую толщину, если нет возможности произвести замер без них.
За толщину плитки принимаютсреднее арифметическое значение четырех измерений.
Определение разности длин диагоналей ковров
Измерение длин диагоналейковров проводят линейкой с погрешностью 1 мм.
За результат принимаютразность длин измеренных диагоналей.
Контроль кривизны лицевой поверхности
Искривление лицевой поверхности измеряют следующим образом:
при вогнутой поверхности - измерением при помощи щупа (калибра)наибольшего зазора между лицевой поверхностью плитки и ребром металлическойлинейки, поставленной по диагонали;
при выпуклой поверхности - измерением наибольшего зазора между лицевойповерхностью плитки и ребром металлической линейки, поставленной по диагонали иопирающейся одним концом на щуп (калибр), равный допускаемой величинеискривления.
Величину искривления рельефных плиток определяют с монтажной стороны подвум взаимно перпендикулярным направлениям между рифлениями.
За результат измерения принимают наибольшее значение в миллиметрах.
Измерение искривления граней
Контроль искривления гранейпроводят по п. 1.1.3.
Контролируют все прямыеграни плитки.
Измерение граней плиток сзавалом производят с монтажной стороны до рифлений.
При контроле вогнутой грани плитки за искривление принимают измереннуюширину зазора.
При контроле выпуклой граниплитки за искривление принимают половину суммы толщины щупа (калибра) иизмеренной ширины зазора.
Определение косоугольности
Косоугольность плиткиопределяют с помощью угольника с углом 90° и длиной сторон не менее длиныграней измеряемой плитки, измерительного щупа (калибра) или другихизмерительных инструментов с погрешностью не более 0,1 мм. Для этого угольникприкладывают поочередно к граням плитки и измеряют калибром или щупомнаибольший зазор между второй контролируемой гранью плитки и внутренним краемугольника. Угольник прикладывают так, чтобы одна грань плитки плотно лежала нагоризонтальной стороне угольника, а другая - касалась вертикальной.
КОНТРОЛЬ ВНЕШНЕГО ВИДА
Сплошной контрольвнешнего вида плитки осуществляют визуально на расстоянии не более 1 м от глазанаблюдателя при рассеянном искусственном свете при освещенности от 300 до 400лк.
Приемочный контрольосуществляют при этих же условиях с укладкой плиток на щите площадью не менее 1м2, расположенном под углом (45 ± 3)° с шириной зазора междуплитками до 3 мм.
Наличие невидимых трещин определяют па слух путем простукиванияплиток деревянным или металлическим молоточком массой 0,25 кг.