Завод по производству шлакокерамических кирпичей

 

 

Содержание 

 

Введение ..................................................................................................................3

1Номенклатура  выпускаемой  продукции..........................................................5

1. Полнотелый кирпич
2. Пустотелый кирпич

2 Характеристика исходных материалов..............................................................8

        2.1 Характеристика сырьевых материалов

        2.2 Характеристика топлива

3 Выбор и обоснование  технологической схемы производства........................8

       3.1 Выбор  технологической схемы производства

      3.2 Описание  технологической схемы

4 Описание технологического  процесса................................

     5 Технологические расчеты…………………………………………………….

   5.1 Материальный баланс

  5.2 Выбор режима работы предприятия  и план производства продукции 

6  Контроль качества  продукции.........................................................................19

7  Охрана труда и окружающей среды..............................20

       7.1 Метеорологические параметры производственной среды

Список использованной литературы...................................................................24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Одним из самых распространенных материалов, традиционно используемым при возведении зданий и сооружений, является кирпич.  Керамический кирпич — кирпич, производимый из глины с применением различных добавок (для регулирования тех или иных свойств) с последующим обжигом. 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.

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 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.

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

Необходимость развития национально-инавационной системы модернизации производства строительных материалов, изделий и  конструкций для обеспечения  требуемых темпов строительства, которые  должны превратить отрасль строительства в один из ведущих направления экономического развития страны, таковы планы развития Казахстана. Для этого необходимо ввести нано технологии и при помощи этих технологий выпускать высококачественные и недорогие строительные материалы.

 В связи с этим я решил проектировать завод по производству шлако-керамических кирпичей в городе Шымкент. По моим подсчетам данная технология позволит пополнит рынок Казахстана ресурсосберегающей и значительно недорогой продукцией. Кроме того, производство шлако-керамических кирпичей внесет вклад в защиту окружающей среды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Номенклатура  выпускаемой  продукции

 

Керамический кирпич используется практически во всех видах  строительства: для закалки фундамента, построения несущих стен и межкомнатных перегородок, для изготовления печей и каминов, для декорирования сооружения и внутренней отделки помещения.

Кирпич изготавливают  в форме параллелепипеда с  размерами 250х120х88 и 250х120х65. Кирпич толщиной 88 мм дожжен иметь технологические щелевидные или круглые пустоты.

Плотность глиняного  кирпича составляет от 1700 до 1900 кг/м³, при коэффициенте теплопроводности около 0,7 ккал/м²*ч*град. По величине предела прочности на сжатие кирпич разделяют на марки: 75; 100; 125; 150; 200.

Морозостойкость кирпича составляет, минимум, 15 циклов замораживания. Кирпич должен быть обожженным в полной соответствии с технологией. Шлакокерамический кирпич обжигается при температуре от 900 до 1100 ОС.

В данном курсовом проекте  предусматривается проектирование завода по производству полнотелых и пустотелых обыкновенных шлакокерамических кирпичей.

 

 

1. Полнотелый кирпич

 

Кирпич полнотелый имеет  малый объём пустот (менее 13%), либо не имеет их вовсе. Водопоглощение полнотелого кирпича должно быть не менее 8%. Масса кирпича 3,2-4 кг. Морозостоек с пористостью 6-20%.

От этой характеристики зависит прочность сцепления  с кладочным раствором, теплопроводность стен и впитывание влаги.

Поверхность полнотелого  кирпича обычно грубая, поэтому построенные  из него стены нужно штукатурить. В соответствии с действующими стандартами, размер кирпича составляет 250х120х65мм. Реже производится полнотелый утолщенный кирпич - 250х120х88 мм. Основная характеристика качество кирпича – марка по прочности, определяемая по результатам испытания кирпича на сжатия и изгиб.

Самые востребованные марки  полнотелого кирпича М100. М125, М150.

Полнотелый кирпич используется для  возведения стен, колон, сводов. Рекомендуется  использовать при устройстве фундаментов, цоколей, подвальный помещений, возведения внутренних стен зданий и сооружений. Полнотелый кирпич является самым прочным и как правило используется при строительстве фундаментов цокольных этажей и возведения несущих стен строения.

Гигроскопичность полнотелого  кирпича из любого материала не должна быть не менее 8%. В зависимости от специфики строительных работ необходимо выбрать подходящую марку по прочности: от М100 до М300. Так же существует марка по морозостойкости от F25 до A50.

 

Рис. 1.1  Полнотелый и пустотелый кирпич.

 

1.2 Пустотелый кирпич

 

Наиболее востребованный вид кирпича использоваемый при  кладке основных стен. Пустотелый кирпич обладает целым рядом преимуществ: экономичность, низкая теплопроводность, практически полное отсутствие трещин. Пустотелый кирпич характеризуется уровнем пустотности свыше 13%. Как правило оно составляет от 20 до 40%. Дома возведённые из пустотелого кирпича обладает благоприятным климатом, зимой в них дольше сохраняется тепло, а летом прохлада. Такой кирпич в одинарном исполнении имеет габариты 250х120х88 и 250х120х65мм, а в двойном 250х120х103.

По пределы прочности  на сжатие и изгиб кирпич разделяют  на марки: 75; 100; 125; 150. Для кирпичей высотой 88мм и 103мм предел прочности на сжатие рассчитывается с использованием с коэффициентом 1,2.

В зависимости от объёмной плотности пустотелый кирпич может  быть двух классов: «Б» с объёмной плотностью 130 кг/м³ «В» 1450 кг/м³. Этот кирпич должен иметь водопоглащение не ниже 6%, при морозостойкости не менее 15 циклов.

Пустотелый строительный кирпич нельзя использовать для кладки фундаментов, подвалов, цоколей, где  он может контактировать с водой. Как правило пустотелый кирпич используется с применением защитно-декаративного слоя(облицовочные материалы и декоративный раствор).

 

 

 

 

 

 

 

2 Характеристика исходных материалов

 

2.1 Характеристика  сырьевых материалов

 

ЧИМКЕНТСКОЕ НОВОЕ-II месторождение суглинков  расположено в Сайрамском районе, в 3 км на юго-восток от г. Чимкента, на правом берегу р. Бадам и в 3 км к северо-западу от Забадамского кирпичного завода треста Чимкентсельстрой № 18..

Месторождение, сложенное  среднечетвертичными суглинками, представлено пластообразной залежью мощностью 5,3-30,6 м (средняя 19,4м) с глинисто-карбонатными включениями. Вскрыша - почвенно-растительный слой мощностью 0,1-0,3 м. Подстилающие - кварцевые и кварц-полевошпатовые пески. Разведанная глубина до 25 м.

Химический и гранулометрический состав суглинков приведен ниже.

 

Компоненты	Содержание, %
	Минимальное	Максимальное	Среднее
SiO2	51,01	53,15	52,20
Al2O3	9,97	10,69	10,32
Fe2O3	1,26	3,99	3,64
TiO2	0,60	0,62	0,61
CaO	11,91	18,21	12,61
MgO	2,42	3,09	2,63
K2O	2,0	2,26	2,16
Na2O	1,27	1,65	1,45
SO3	0,10	1,0	0,39
Н2О	0,76	1,39	0,98

 

Фракция, мм	Содержание, %
	Минимальное	Максимальное	Среднее
0,5-0,05	9,0	15,2	10,2
0,05-0,01	48,0	55,2	50,9
0,01-0,005	9,6	18,5	11,6
0,005-0,001	12,8	17,1	14,2
0,001 и менее	9,9	14,9	12,8

 

     Физико-механические  свойства; объемная масса 1,718 т/м³; число пластичности 8,2; коэффициент чувствительности к сушке 0,41; оптимальная температура обжига 1050°С; усадка, %: воздушная 3,11, общая 5,54, линейная 1,8; водопоглощение 21,5; предел прочности, кг/см: при сжатии 140, при изгибе 56; марка по морозостойкости Мрз-15. Суглинки удовлетворяют требованиям СТ РК 530-2002 и пригодны для производства кирпича марок 100 и 125.

     Месторождение  не обводнено. 

Место образование отходов: Шымкенткий фосфорный завод. Запасы в отвалах 6,5 млн. т., текущий годовой выход 2090 тыс. т.

Физико-механический и  химико-механический характеристика отходов. Гранулированный фосфорный шлак. Насыпная плотность 1180 т/м³, граншлак размером до 5 мм.

 

Минералогический состав, %:

Псевдоволластонит   50-55

Мелинит                     10-15

Гелинит                      20

 

Средний химический состав, %:

CaO          49-52

SiO₂          39-42

P2O₅         0,4-2

Al₂O₃        2-2,5

MgO         3,7

Fe₂O₃        0,4-0,7

2.2 Характеристика топлива

Газообразное топливо отличается от жидкого и твердого рядом преимуществ, важнейшими из которых являются: легкое, удобное регулирование процесса горения  и возможность полной механизации и автоматизации его, простота топливного хозяйства и оборудования; отсутствие золы при сжигании; лучшие санитарно-гигиенические условия труда, обслуживающего персонала.

В состав газообразного топлива  входят горючая часть и балласт. Горючая часть представляет собой механическую смесь простейших горючих газов, таких как водород, метан, пропан, бутан и других газообразных углеводородов. Балластом являются негорючие газы, в том числе углекислый газ СО₂ , азот N₂ и кислород О₂. При добыче газа в его составе имеются также

водяные пары, смолистые  вещества, минеральная пыль. Однако перед подачей газа потребителям его очищают, в результате чего содержание примесей сводится к минимуму.

В качестве топлива будем  использовать природный газ c месторождения Акбарлы.

 

 

 

 

 

3 Выбор и обоснование технологической схемы производства

 

3.1 Выбор технологической схемы производства

 

Сегодня производство керамических стеновых материалов работает по трём основным способам: пластический, шликерный и полусухой.

У каждого из этих способов есть свои преимущества и недостатки. При наличии рыхлых глин и глин средней плотности с влажностью не выше 23-25% применяют пластический способ переработки глин; для слишком плотных глин, плохо подающихся увлажнению и обработки с низкой карьерной влажностью (менее 14-16%) – полусухой способ переработки.

Недостатком способа  пластического формования является большая длительность технологического цикла за счёт процесс сушки сырца, особенно путсотелого, большая усадка материала при сушке и наличие отдельного процесса сушки затрудняет возможность механизации трудоёмких операции при садки сырца на сушку, перекладки высушенного сырца для обжига и совмещения в одном агрегате процессов сушки и обжига.

Однако, несмотря на свою сложность и длительность, технологическая  производства изделий с пластическим способом подготовки массы, наиболее распространена в промышленности стеновой керамики. 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 морозостойкости таких изделий выше, чем у изделий, полученных способом полусухого прессования из того же сырья.

Температура обжига изделий  примерно на 50^оС ниже, чем у изделий полусухого прессования, что позволяет снизить энергозатраты на обжиг и в какой-то мере компенсирует высокие затраты на сушку.

С учётом перечисленных  преимуществ в данной курсовой работе использован пластический способ формования шлакокерамических керамических кирпичей.

 

На А3 чертеть  Технологическая схема производства шлакокерамического кирпича

 

 

Фосфорный гранулированный  шлак, 55%

Глина, 45%

 

Тарельчатый питатель

 

Помол (шаровая мельница)

Глинорыхлитель

 

Бункер

Ящичный питатель

 

Камневыделительные вальцы грубого помола

 

 

Двухвальный смеситель

 

Бегуны мокрого помола

 

Шихтозапасник

 

Вальцы тонкого помола

 

Комбинированный вакуумный  ленточный пресс

 

Автомат-укладчик

 

Туннельная сушилка

 

Автомат садчик

 

Обжиг (туннельная печь)

 

Склад готовой продукции

 

 

3.2 Описание технологической схемы

 Описание схемы производства шлакокерамического кирпича   пластическим способом прессования.

Сырьё из карьера доставляется на завод автотранспортом. Сырьё (глина  и фосфорный шлак) подаётся в двухвальный  глинорыхлитель, возможна также разгрузка  глины в глинорыхлитель непосредственно  с автотранспорта. Вданной работе предусмотрен глинорыхлитель марки СМК-225. Куски глинистых материалов режутся билами  и через решетки падают в лотки ящичного питателя СМК – 214 открытого сверху прямоугольного ящика, дно которого служит для дозирования и равномерной непрерывной подачи компонентов шихты к глиноперерабатывающему оборудованию. По длине ящик разделён на части (по количеству компонентов сырьевой смеси) подъёмными шиберами. В зависимости от соотношения компонентов сырьевой смеси каждый щит поднимают и закрепляют на определенной высоте для стабильной подачи в производства шихты постоянного состава.

После рыхления, глина  равномерно падает на следующий этап переработки – в камневыделительные вальцы грубого помола СМК-150 проиводительностью до 35 м³/час, куда также с другого тарельчатого питателя СМ-274А падает шлак.

Камневыделительные вальцы состоят из двух валков: гладкого большого диаметра и ребристого меньшего размера, вращающихся на встречу друг другу. Зазор между поверхностями должен быть не более 15мм. Сырьё поступает  на вальцы последовательно, вначале  на малы, затем на большие валки, впоследствии дробится  ребрами валков и проталкивает вниз, а каменистые включения силой выбрасывают на большой валок, отводятся от него вверх и по лотку в сторону.

Перемешивание и проминание шихты с одновременным ее увлажнением производят в двухвальных смесителях УСМ – 49 без пароувлажнения. Глина и фосфорный шлак в заданной пропорции непрерывно загружаются в смеситель и смешиваются вращающимися лопастями, которые одновременно продвигают смесь к разгрузочному отверстию. Прошедшая через смеситель масса становится сравнительно однородной.

После смешивания в смесителе шихта из фосфорного шлака и глины подается на бегуны мокрого помола. Бегуны мокрого помола марки СМК-268 предназначен для помола, перемешивания, растирания и увлажнения компонентов сырьевой смеси. Они предают гранулометрическую однородность смеси на промежуточной стадии формовочной массы.

Из бегунов смесь  поступает в шихтозапасник для хранения шихты. Из шихтозапасника шлакокерамическая масса подается в вальцы тонкого помола, для измельчения шихты до нужного состояния. Они состоят из станины, двух вращающихся на встречу друг другу валков, ограждения валков, стяжного и предохранительного устройства, двух скребков, загрузочной воронки, привода и двух шлифовальных устройств с приводами продольной и поперечной подачи. Вальцы и шлифовальные устройства установлены на общей раме. Из вальцов тонкого помола смесь поступает в смеситель с фильтрирующей решеткой, а из него в вакуум пресс с фильтр-смесителем. Пресс предназначен для пластического формования глинистых масс путём уплотнения и выдавливании массы в виде бруса.

Основные функции вакуум-пресса с фильтр-смесителем УСМ–50 – уплотнить и сформовать массу. Пресс работает следующим образом: масса прошедшая предварительную обработку. Поступает в смеситель пресса, где перемешивается и в случаи необходимости доувлажняется и прогревается паром. Предназначен для пластического формования изделий из глиняных масс путём уплотнения и выдавливания массы в виде бруса.

Фильтр-смеситель предназначен для тонкой очистки, перемешивания и прогрева керамической массы. При продавливании массы через отверстие решетки улучшается переработки и очистки её от инородных включений.

Формование кирпича  осуществляется при влажности 18% и  добавление не менее 15кгс/см². Пресс оснащен системой обратного водоснабжения вакуумного насоса ВВН 12.

Отформованные брусья подаются на автомат-резчик СМ-38 А. После чего кирпичи-сырцы поступают на автомат укладчик, который укладывает на сушильные вагонетки, поступают в туннельное сушило. Вагонетки с сырцами передвигаются по рельсовым путям. Работают сушилки с разрежением в туннеле. Сушилка полуфабриката доходит до  влажности 5-7% является одной из важнейших операций. Температура теплоносителя на входе в туннель 90-120^оС, на выходе 30-40%; относительная влажность воздуха на выходе 85-90%; скорость воздуха до 2,5-3,5 м/сек; продолжительность сушки сырца 15-30 ч

После сушки сырец  из сушильных вагонеток автомат  садчик перекладывается на печные вагонетки  и направляется на обжиг в туннельную камеру.

Затем кирпичи-сырцы укладываются на сушильные вагонетки с помощью  автомата-укладчика. Сушильные вагонетки  СМК-11 предназначены для транспортирования  свежеотформованных кирпичей в  туннельные сушила. Туннельные сушила – агрегаты непрерывного действия, применяемые для сушки изделий пластического формования. Температура 90-120 ^оС.

Высушенные до остаточной влажности 6-8% кирпичи сырцы из сушильных  вагонеток автоматом-садчиком перекладываются  на печные вагонетки и направляются на обжиг в туннельную печь.

Процесс обжига делится  на несколько периодов: подогрев до 200^оС, досушка – удаление физической воды из глины, дальнейший нагрев до 700 ^оС и удаление химически связанной воды из глины, «взвар» - до температуры обжига 900^оС – созревание черепка, охлаждение «закал» - медленное до 500 ^оС и быстрое от 500-50 ^оС обожженного камня.

После обжига готовые  шлакокерамические кирпичи поступают на склад готовой продукции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Режим работы завода

 

     Основная  цель расчета режима работы  заключается в том, чтобы в  дальнейшем имелась основа для  расчета технологического оборудования, расхода сырья, списочного состава рабочих.

        Режим работы предприятия характеризуется числом рабочих дней в году, количеством рабочих смен в сутки и количеством часов работы в смену.

        Режим работы устанавливается по нормам  технологического проектирования предприятия отрасли, а при отсутствии их – исходя из требований технологии. Он служит основным пунктом для расчета технологического оборудования, расходов сырья. Состава рабочих.

        При назначении режимов работы  нужно стремиться во всех случаях,  когда это не обусловлено технологической  необходимостью избегать трехсменной организации труда, т.к работа  в ночной смене вызывает большие неудобства для работающих в производственной сфере.

        Поэтому для данного завода  с непрерывно работающими сушильными  и печными оборудованиями выбран  режим работы по прерывной неделе в одну смену для приемного отделения, в две смены  для подготовительного и формовочного отделении и по непрерывной неделе в три смены – для сушильного и обжигового отделении.

        Номинальный годовой фонд рабочего  времени оборудовании по переделам определяется по формуле:

 

T_г = N·n·t

 

T_г=305·2·8=4880

 

Где N– количество рабочих дней в году;

n- количество рабочих смен в сутки;

t- продолжительность  рабочей смены в часах;

Расчетный фонд времени  работы технологического оборудования в часах по непрерывной и прерывной неделе, на основании которого рассчитывается производственная мощность в целом и отдельных линий, определяется по формуле:

 

Ф_рас =Т·Ч·К_т.н

Где Т- число рабочих  суток в году ,ч;

Кт.н- среднегодовой коффициент использования оборудования(0,8-0,95);

Ч- количество рабочих  часов в сутках.

 

Расчетное рабочее время  непрывно работающего оборудования в год

 

Т_р=Т_г·_Кт.н=365·0,95=350

    

Для систематического ремонта  оборудования выбран коффициент технического использования оборудования К_т.н=0,8-0,95

Количество рабочих  дней в году для прерывно работающих линий можно определить по формуле:

  

Т_р=365-(В+П)=365-(52+8)=305

 

Где В – количество выходных дней при пятидневной рабочей неделе;

П – количество праздничных  дней.

 

Таблица 1.1   

№ п.п	Наименования передела	Кол-во рабочих дней в году	Кол-во смен в сутки	Длит-ть рабочей недели, дней	Длит-ть рабочей смены час	Годовой фонд рабочего времени
						В сут	В час
1 2   3 4   5	Прием сырья Подготовка сырья Формования Сушка обжиг	305   305 305 350 350	1   2 2 3 3	5   5 5 7 7	8   8 8 8 8	8   16 16 24 24	2440   4880 4880 8400 8400