Предприятие по производству кирпича керамического

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Томский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра «Строительные материалы и технологии»

Курсовой проект

на тему: Предприятие по производству кирпича керамического

Руководитель проекта:

Кугаевская С.А.

Выполнил:

студент гр. 135.2

Павлова Е.С.

Томск 2010

Содержание

Введение

1. Характеристика кирпича керамического

1.1 Основные параметры и размеры

1.2 Технические требования

1.3 Требования к сырью и материалам

1.3.1 Характеристика и состав сырья

2. Режим работы, производственная программа предприятия

3. Технология производства

4. Расчет состава шихты

5. Расчет и подбор технологического оборудования

Список используемой литературы



Введение

Термин «керамика» происходит (по П. П. Будникову) от слова «керамейя», которым в Древней Греции называли искусство изготовления изделий из глины. И теперь в керамической технологии используют главным образом глины, но наряду с ними применяют и другие виды минерального сырья, например чистые оксиды (оксидная техническая керамика). Керамические материалы - самые древние из всех искусственных каменных материалов. Черепки грубых горшечных изделий находят на месте поселений, относящихся к каменному веку. Возраст керамического кирпича как строительного материала более 5000 лет.

Большая прочность, значительная долговечность, декоративность многих видов керамики, а также распространенность в природе сырьевых материалов обусловили широкое применение керамических материалов и изделий в строительстве. В долговечности керамических материалов можно убедиться на примере Московского Кремля, стены которого сложены почти 500 лет назад.

Керамический кирпич - кирпич, полученный путем обжига в печи глин и их смесей. Производятся:

- одинарный кирпич стандартного размера: 250х120х65 мм;

- полуторный кирпич стандартного размера: 250х120х88 мм;

По своему назначению керамический кирпич подразделяется на рядовой, лицевой и печной.

Керамический кирпич изготавливается из глины, чаще всего красной, и в конце производства проходит обжиг при рабочей температуре в печи до 1000°С.

Существует два способа приготовления керамического кирпича. Первый и наиболее распространенный - пластичный метод: глиняную массу (при влажности её 17 - 30%) выдавливают из ленточного пресса, а затем подвергают обжигу. Второй способ отличается подготовкой сырца - его формируют из глиняной массы с влажностью 8 - 10% сильным прессованием. Но керамический кирпич, выработанный вторым способом, не рекомендуют использовать в помещениях с высокой влажностью.

Есть масса разновидностей керамического кирпича: пустотелый, или экономичный (ещё употребляют варианты "самонесущий" и "дырчатый"); полнотелый, или строительный; облицовочный и его подвиды: глазурованный, фасадный, фасонный и т. д. По фактуре поверхностей различают гладкие и рельефные кирпичи.

То, что керамический кирпич называют "красным" скорее традиция, чем реальное отражение действительности. Сейчас, помимо стандартного красно-коричневого, "кирпичного", возможны варианты белого, абрикосового и даже жёлтого кирпича - всё будет зависеть от глины. Но, говоря о цвете кирпича, надо сказать, что на строительство лучше закупать сразу готовую партию от одного производителя, чтобы потом не пришлось искать такой, же оттенок. Зачастую цветовая гамма у всех немного отличная.

Для экономии денег и времени на строительство часто используется так называемый двойной кирпич. Его размеры отличаются от стандартного одинарного по высоте в два раза: одинарный кирпич 250-120-65 мм, двойной - 250-120-138 мм. Существует и промежуточный вариант - полуторный кирпич (250-120-88 мм).

Технические характеристики керамического кирпича зафиксированы в ГОСТ 7484-78 "Кирпич и камни керамические лицевые. Технические условия" и ГОСТ 530-95 "Кирпич и камни керамические. Технические условия". Вес кирпича в готовом, высушенном, состоянии не должен превышать 4,3 кг. В обозначении кирпича должны быть указаны характеристики морозостойкости (указывается литерой F с цифровым указанием количества циклов замерзания/оттаивания в испытательной термокамере). Так, для средней полосы России самой приемлемой маркой будут кирпичи с обозначением F35. Норма прочности на сжатие зависит от типа строения. Указывается она литерой М и цифровым показателем, который обозначает прочность кирпича при испытаниях на сжатие на прессах (М-75, М-100, М-125, М-150, М-175, М-200). Чем больше здание, тем выше должна быть цифра.

Явно некачественный кирпич содержит в себе различные примеси (например, крупные куски известняка или камней). В дальнейшем это может плохо сказаться не только на внешнем виде дома, но и на его безопасности. Так же браком в керамическом кирпиче является "недожог". Обнаружить его просто: неправильно обожженный кирпич при ударе издает глухой звук и имеет горчичный цвет.

Цены на керамический кирпич зависят от его качества и производителя. Самым дешевым на сегодняшний день является кирпич, произведенный в Белоруссии. Цена на него составляет 70 коп. - 1,1 руб. за штуку. Европейский керамический кирпич, само собой разумеется, дороже: от 14 рублей за штуку. На цену влияет также размер кирпича и то, является ли он полнотелым или пустотелым.

Керамический кирпич может применяться практически везде: при закладке фундамента, возведении несущих стен и межкомнатных перегородок, в печах и каминах (кроме тех мест, где происходит непосредственное соприкосновение с огнем), для облицовки зданий и их внутренней отделки. При этом он устойчив к различным внешним негативным воздействиям, что проверенно временем. Ведь не зря же он, будучи одним из древнейших строительных материалов, дошел и до наших дней.

1. 

1. Характеристика кирпича керамического

предприятие производство кирпич керамический

Кирпич керамический должен соответствовать требованиям ГОСТ530-95 «Кирпич и камни керамические. Технические условия».

1.1 Основные параметры и размеры

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

Таблица 1

Вид изделия	Номинальные размеры по, мм
	длине	ширине	толщине
Кирпич одинарный	250	120	65
Кирпич утолщенный	250	120	88
Кирпич модульных размеров одинарный	288	138	63
Кирпич модульных размеров утолщенный	288	138	88
Кирпич утолщенный с горизонтальным расположением пустот	250	120	88
Камень	250	120	138
Камень модульных размеров	288	138	138
Камень модульных размеров укрупненный	288	288	88
Камень укрупненный	250 250 180	250 250 250	138 188 138
Камень укрупненный с горизонтальным	250 250	250 200	120 80
Примечание. Допускается по согласованию с потребителем выпускать укрупненные камни размерами:	380 380 380	180 255 250	138 188 138

Предельные отклонения от номинальных размеров в миллиметрах не должны превышать:

- для изделий пластического формования из лессов, трепелов, диатомитов

+/- 7 по длине

+/- 5 по ширине

- для изделий пластического формования и полусухого прессования

+/- 5 по длине

+/- 4 по ширине

+/- 3 по толщине - для кирпича

+/- 4 по толщине - для камня

Отклонение от перпендикулярности граней в миллиметрах не должно превышать:

4 - для изделий пластического формования из лессов, трепелов, диатомитов;

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстроя РФ от 07.09.2001 N 111)

3 - для изделий пластического формования и полусухого прессования.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстроя РФ от 07.09.2001 N 111)

Типы и размеры

Одинарный и утолщенный кирпич изготовляют полнотелым (без пустот и с технологическими пустотами) и пустотелым, а камни - только пустотелыми. Толщина наружных стенок пустотелого изделия должна быть не менее 12 мм.

Изделия могут быть изготовлены другой пустотности, с другим числом и расположением отверстий при условии соблюдения требований 3.5, 4.3.

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

Ширина щелевидных пустот должна быть не более 16 мм, а диаметр цилиндрических сквозных пустот и размер стороны квадратных пустот - не более 20 мм.

Для укрупненных камней допускаются технологические пустоты (для захвата при кладке) с площадью сечения пустот не более 13% от площади основания.

Диаметр несквозных пустот и размеры горизонтальных пустот не регламентируют.

По прочности изделия полнотелые и с вертикально расположенными пустотами изготовляют марок: 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, а с горизонтально расположенными пустотами - 25, 35, 50, 75, 100.

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.

1.2 Технические требования

Изделия должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному предприятием-изготовителем.

Поверхность граней изделий должна быть плоской, ребра - прямолинейными.

Допускается выпускать изделия с закругленными вертикальными ребрами с радиусом закругления не более 15 мм.

По фактуре поверхности (ложковой, тычковой) изделия могут быть гладкими или

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

Таблица 2

Вид дефекта	Число дефектов
1. Отбитости углов глубиной от 10 до 15 мм 2. Отбитости и притупленности ребер глубиной не более 10 мм и длиной от 10 до 15 мм 3. Трещины протяженностью до 300 мм по постели полнотелого кирпича и пустотелых изделий не более чем до первого ряда пустот (глубиной на всю толщину кирпича или на 1/2 толщины тычковой или ложковой грани камней): - на ложковых гранях - на тычковых гранях	2 2 1 1

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.

Водопоглощение не должно быть для полнотелого кирпича менее 8%, для пустотелых изделий - менее 6%.

Масса кирпича в высушенном состоянии не должна быть более 4,3 кг, а камней - более 16 кг.

Допускается по согласованию предприятия-изготовителя с потребителем, отраженном в договоре на поставку, изготовление укрупненных камней массой более 16 кг.

Изделия относят к группе негорючих строительных материалов по ГОСТ 30244.

Изделия, предназначенные для кладки наружных стен зданий и сооружений, должны подвергаться испытанию на теплопроводность в соответствии с 6.7.

Удельная эффективная активность естественных радионуклидов () в изделиях не должна быть более 370 Бк/кг.

При необходимости в национальных нормах, действующих на территории государства, величина удельной эффективной активности естественных радионуклидов может быть изменена в пределах норм, указанных выше.

1.3 Требования к сырью и материалам

Глинистое сырье, применяемое для изготовления изделий, должно соответствовать требованиям действующих нормативных документов.

Материалы, применяемые для изготовления изделий, должны соответствовать требованиям действующих нормативных и технических документов на эти материалы, а также технологической документации и обеспечивать получение изделий заданных технических характеристик.

1.3.1 Характеристика и состав сырья

Красная глина

В природе эта глина имеет зеленовато-коричневую окраску, которую придает ей оксид железа (Fe₂O₃), составляющий 5-8% от общей массы. При обжиге в зависимости от температуры или типа печи глина приобретает красную или белесую окраску. Она легко разминается и выдерживает нагрев, не более 1050-1100 С. Большая эластичность этого вида сырья позволяет использовать его для работ с глиняными пластинами или для моделирования небольших скульптур.

Белая глина

Ее месторождения встречаются во всем мире. Во влажном состоянии она светло-серая, а после обжига приобретает белесый цвет или цвет слоновой кости. Белой глине свойственна эластичность и просвечиваемость из-за отсутствия в ее составе оксида железа.

Глина используется для изготовления посуды, кафеля и предметов сантехники или для поделок из глиняных пластин. Температура обжига: 1050-1150 °С. Перед глазурованием рекомендуется выдерживать работу в печи при температуре 900-1000 °С. (Обжиг неглазурованного фарфора называется бисквитным.)

Характеристика и состав шлаков

Шлаки - это искусственные силикаты. Они состоят из окислов кремния, алюминия, железа, кальция, магния, марганца, серы и других. Эти же окислы содержатся в природных глубинных горных породах. В зависимости от количественного соотношения окислов, а также от условий и скорости охлаждения шлаковых расплавов шлаки могут иметь свойства гранита или вулканической пемзы. И по цвету шлаки близки к горным породам. Они могут быть иссиня-черными, снежно-белыми, зелеными, желтыми, розовыми, серыми. Нередко они имеют серебристые, перламутровые и сиреневые оттенки. Шлаки могут быть плотными и пористыми, тяжелыми, как базальт, и легкими как туф или ракушечник.

Плотность шлака колеблется от 3200кг/м3 до 800 кг/м 3.

Удельный вес шлака, т.е. вес его вещества, близок к весу природных каменных материалов и составляет 2,5-3,6г/см 3.

По химическому составу, доменные шлаки делятся на: основные, нейтральные и кислые. К основным относятся шлаки с модулем основности (М=(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)), больше единицы, к кислым меньше единицы.

Примерный химический состав доменных шлаков следующий:

SiO2-30-40%, CaO -30-50% Al2O3 -4-20%, MnO-0,5-2%, FeO-0,1-2%, SO3 -0,4-2,5%

SiO2-30-40%, CaO -30-50% Al2O3 -4-20%, MnO-0,5-2%, FeO-0,1-2%, SO3 -0,4-2,5%

Основные шлаки позволяют удалять из металла вредные примеси - серу, фосфор, поэтому основной сталеплавильный процесс получил наибольшее распространение. Минералогический состав металлургических шлаков характеризуется наличием соединений с более низкой основностью, чем минералы портландцементного клинкера: меллилит Cа2AlSiO7-Ca2Mg(Si2O7), ларнит в-Ca2SiO4, ранкинит Ca3Si2O7,

псевдоволластонит б-CaSiO3, анортит Ca2Al2(Si2O8), монтичеллит CaMgSiO4, диоксид CaMg(SiO3)2. Соотношение тех или иных минералов определяется не только химическим составом шлаков, но и условиями их охлаждения. Например, гранулированные шлаки состоят главным образом из стекла с кристаллическими включениями ларнита, меллилита. В отвальных шлаках преобладают кристаллы ларнита, ранкинита, псевдоволластонита, меллилита, а в высокоглиноземистых кислых - анортита, при повышенных содержаниях MgO - морвинита Ca3Mg(Si2O8), монтичеллита, диоксида.

При производстве литейного чугуна в вагранках образуются в основном кислые шлаки, т.е. с большим содержанием кремнезема, чем окисей кальция и магния. При медленном охлаждении в кислых шлаках выделяются минералы - пироксены, анортиты, мелилиты, рудные минералы; в них присутствует также алюмокремнеземистое стекло.

Шлаки цветной металлургии отличаются большим разнообразием, их удельная масса по сравнению со шлаками черной металлургии, если считать на единицу выплавленного металла, значительно больше. Если при выплавке чугуна и стали образуется 0,2-1 т шлака на 1 т металла, то при выплавке никеля его количество достигает 150 т, меди не менее 10-30 т.

Кроме оксидов кремния, алюминия, кальция, магния, железа и марганца, в шлаках содержится значительное количество таких ценных компонентов, как медь, кобальт, цинк, свинец, кадмий, редкие металлы.

В связи со специфическим составом шлаков цветной металлургии общим перспективным направлением в решении проблемы их использования

является принцип комплексной переработки, включающий три основные стадии:

1) предварительное извлечение цветных и редких металлов;

2) выделение железа;

3) использование силикатного остатка шлака для производства строительных материалов.

Однако, как показывает практика, чаще всего переработка шлака заканчивается первой или второй стадией.

По аналогии с металлургическими топливные шлаки так же можно классифицировать на кислые, нейтральные и основные. Большинство топливных шлаков относится к классу кислых или нейтральных. Шлаки каменных углей отечественных месторождений большей частью являются кислыми. К основным шлакам, содержащим повышенное количество закиси железа и до 40 % СаО, относятся шлаки некоторых бурых углей и сланцев.

2. 

2. Режим работы, производственная программа предприятия

Режим работ предприятия определяет расчет потоков и количество сырья, расчет технологического оборудования, списочный состав рабочих. Он характеризуется числом рабочих дне в году, количеством рабочих смен в сутки, продолжительностью смены и коэффициентом использования оборудования.

На предприятии выбран следующий режим работы:

· количество рабочих дней в году-260;

· количество рабочих дней печи в году-365;

· количество смен-2;

· продолжительность смены-8 ч.

Производственная программа завода разрабатывается с учетом производственных мощностей и возможно более полного их использования. Расчет производственной программы проводится, исходя из производственной мощности предприятия и режима работы. Производственная программа предприятия приводится в виде табл.2.

Таблица 2. Производственная программа предприятия

Вид продукции	Требуемая производительность.
	год	сутки	смена	час
кирпич керамический, шт	30млн	115384,6	57692,3	7212

3. 

3. Технология производства

Подготовка керамической массы производим по пластическому способу.

Пластический способ нашел своё применение, как на предприятиях России, так и за рубежом. Для этой технологии пригодно разнообразное глинистое сырьё.

Низкая энергоёмкость переработки глины в пластическом состоянии, малая запыленность производственных помещений, возможность получения широкого ассортимента продукции (стеновые изделия с пустотностью до 70%) обуславливают предпочтение этому способу. Однако производство изделий из масс с высокой формовочной влажностью - процесс многопередельный, требующий корректировки природных свойств глинистого сырья.

Пластический способ подготовки масс заключается в двухстадийном грубом и тонком измельчении исходного сырья, смешивании с другими материалами при естественной влажности или с увлажнением для получения пластичного теста.

Отдозированную глину рыхлят стационарными или передвижными глинорыхлителями, установленными под корпусом ящичного питателя и смешивают с измельченным и отдозированным шлаком. Смешивание и одновременное проминание шихты происходит в глиномешалке с фильтрующее решеткой с добавлением воды в распыленном состоянии или обычно с пароувлажнением, что дает лучшие результаты. Затем полученную массу измельчают на вольцах тонкого помола и отправляют в шихтозапасник для вылеживания для повышения её однородности, пластичности и прочности получаемых изделий. Затем массу опять измельчают, смешивают и отправляют напрессование, которое происходит на ленточном шнековом вакуумном прессе. Прессы такого типа позволяют, перед приданием массе формы, вакуумировать формовочную массу для повышения связности и плотности массы. Такие прессы позволяют перехо-дить на массу с меньшей влажностью, снижают свилеобразование, улучшают свойства готовых изделий. Затем происходит сушка, обжиг, упаковка и складирование готовых изделий.



4. Расчет состава шихты

Расчетом устанавливают потребность в глинистом сырье и добавочных материалах для обеспечения проектной производительности предприятия. Исходные данные для расчета материального баланса: проектная производительность и режим работы предприятия, технологические потери, потери при прокаливании (п.п.п.) компонентов шихты, состав шихты, карьерная и формовочная влажность, а также насыпная плотность сырьевых материалов.

За условный кирпич принимается объем одного стандартного кирпича размером 250x120x65 мм (~2 дм³). Для перевода продукции в условный кирпич следует пользоваться коэффициентами: кирпич размером 250х120x65 мм - 1, кирпич утолщенный 250x120x88 мм - 1,35, камень керамический 250x120x138 мм - 2,12.

Расчет материального баланса ведется в порядке, обратном технологическому потоку, за исходную величину принимают заданную производительность предприятия.

Производительность каждого технологического передела (млн. шт.) определяют по формуле:

П_рп =П_пп / 1-(Х_п/100), (2.1)

где П_рп - производительность рассчитываемого передела; П_пп - производительность передела, предшествующего рассчитываемому; Х_п - технологические потери передела.

Обжиг:

30млн =П_пп / 1-(3/100)

П_пп=30*0.97=29,1млн. шт

Сушка:

29,1млн =П_пп / 1-(2/100)

П_пп=29,1*0.98=28,518млн.шт

При добыче и транспортировке:

28,518млн =П_пп / 1-(1,5/100)

П_пп=28,518*0.985=28,09млн. шт

Производительность печей П₁ (млн. шт.) рассчитывается по формуле:

П₁ =П_Г *100/100-Х₁, (2.2)

где П_г - годовая производительность предприятия, млн. шт. условного кирпича; X₁ - потери при обжиге, %. Для полнотелого кирпича - 3%, для пустотелого кирпича и керамических камней - 3.5%.

П₁ =30 *100/100-3=30,828млн. шт.

Производительность сушилок П₂ (млн. шт.) определяется с учетом производительности печей:

П₂ =П₁·100/100-Х₂, (2.3)

где Х₂ - потери при сушке, %. Для полнотелого кирпича Х₂ - 2 %, для пустотелого кирпича и камней - 3.4%.

П₂ =30,928·100/100-2=31,559млн. шт.

Производительность прессов П₃ (млн. шт. кирпича) рассчитывается по формуле:

П₃ =П₂·100/100-Х₃, (2.4)

П₃ =31,559·100/100-2=32,203млн. шт.

где Х₃ - потери при прессовании, %. Для перевода производительности предприятия из млн. шт. усл. кирпича в тонны (Р₁, т) используют массу одного кирпича - сырца g:

P₁ =П₃·g, (2.5)

P₁ =32,203*10⁶шт *4 кг=128812*10⁶кг=128,812 млн.т.

При расчетах ориентировочно массу кирпича-сырца полнотелого пластического формования принять равным 4 кг, пустотелого - 3,6 кг, полусухого прессования - 3,7 кг.

При расчете производительности смесителей (Р₂, т) учитывают потери при массоподготовке (Х₄ = 1.2%):

Р₂=Р₁·100/100-Х₄, (2.6)

Р₂=128,812 млн.т.·100/100-2=131,441 млн.т.

Расход воды при увлажнении шихты при пластическом формовании (Р_в, л) определяется по формуле:

Р_в= (P₂·W₂/100) - (a₁·P₂·W₁/100), (2.7)

где W₁ - карьерная влажность глины, % (обычно 14.20%); W₂ - влажность шихты перед формованием (16.24%); а₁ - содержание глины в составе шихты, %. Для полусухого прессования: W₂ - влажность пресс-порошка после увлажнения; W₁ - до увлажнения, %.

Р_в= (131,441 ·22/100) - (0,9·131,441 ·24/100)= 0,5270 млн.т

Масса сухой шихты (Р₃, т) рассчитывается по разности

Р₃=Р₂-Р_в, (2.8)

Р₃=131,441 -0,5270=130.914 млн.т

Объем сухой шихты равен (м³):

V = P₃/с_ш, (2.9)

где с_ш - насыпная плотность шихты, т/м³, определяется по формуле:

с_ш = a₁с₁ + а₂с₂ +а₃с₃ /100, (2.10)

где а₁, а₂, а₃ - содержание в шихте соответственно глины, выгорающих (опилки, уголь, лигнин) и отощающих добавок (зола, песок, шлак), %; с₁, с₂, с₃ - насыпная плотность соответственно глины, выгорающих и отощающих добавок. Насыпные плотности: глины - 1,5. 1,7 т/м³, опилок - 0,25.0,35 т/м³, лигнина - 0,3.0,45 т/м³, угля - 0,4.0,6 т/м³, золы - 0,9.1,1 т/м³, песка - 1,5 т/м³.

с_ш = 90*1,6 + 10*1 /100=1,54

V = P₃/с_ш=130.914/1,54=85,009млн. м³

Производительность дозаторов рассчитывается для каждого компонента: глины V₁, выгорающих V₂, отощающих V₃:

V₁ =V·а₁/100=85,009*90/100=76,5081 млн. м³; (2.11)

V₃ =V·а₃/100=85,009*10/100= 8,5009 млн. м³

где a₁, а₂, а₃ - содержание составляющих смесь компонентов: глины, добавок, %.

Расход глины с учетом потерь при переработке и транспортировании составляет, м³:

V₄ =V₁·100/(100-Х₅), (2.12)

где Х₅ - потери при переработке и транспортировке (1.2%).

V₄ =76,5081 ·100/(100-2)=78,0694 млн. м³

Расход глины с учетом карьерной влажности, м³

V₅ =V₄·100/(100-W₁), (2.13)

где W₁ - карьерная влажность, %.

V₅ =78,0694·100/(100-24)=102.7229 млн. м³

Удельный расход глинистого сырья на 1000 штук кирпича

а) по объему, м³ g₁ =V₅/П_г; (2.14) g₁ =102.7229 /30=3,424

б) по массе, т g₂ =g₁ ·с₁. (2.15) g₂ =3,424 ·1,6=5,4784

Аналогично с учетом потерь рассчитывается потребность в добавках.

Расход шлака с учетом потерь при переработке и транспортировании составляет, м³:

V₄ =V₃·100/(100-Х₅), (2.12)

где Х₅ - потери при переработке и транспортировке (1.2%).

V₄ =8,5009 ·100/(100-2)=8,6743 млн. м³

Удельный расход шлака на 1000 штук кирпича

а) по объему, м³ g₁ =V₅/П_г; (2.14) g₁ =8,6743 /30=0,289

б) по массе, т g₂ =g₁ ·с₁. (2.15) g₂ =0,289 ·1=0,289

Расчет потребного количества сырья В, м³ определяется по формуле:

В = П_г·C(100-n)·100/(100-х)·(100-у), (2.16)

где П_г - производительность завода в год, тыс. шт. усл. кирпича: С - расход сырья, м³ на 1000 шт. усл. полнотелого кирпича; n - пустотность пустотелого кирпича или камней, % ; х - потери при сушке и обжиге (5.8%); у - потери при транспортировании (1 .2%).

В = 30000000·3,34 ·100/(100-6)·(100-2)=10020*10⁶/9212=1087711,7 м³

5. 

5. Расчет и подбор технологического оборудования

Глиноперерабатывающее и формовочное оборудование. Часовая производительность технологических машин Q_pacч подсчитывается с учетом их паспортной производительности и коэффициентов:

Q_расч =Q_пасп·K_р·K_г·K_ук, (3.1)

где Q_пасп - паспортная производительность (м³/ч; т/ч; шт./ч); К_р - коэффициент использования оборудования с учетом планово-предупредительных ремонтов (0,9.0,93); К_г - коэффициент готовности оборудования; К_ук = 0,93 - коэффициент использования рабочего времени, учитывая врем и ремонт, чистку, смазку и наладку.

Коэффициент готовности оборудования составляет: питатель ящичный, бегуны мокрого помола, пресс вакуумный шнековый - 0,96; вальцы грубого и тонкого помола, глиносмесители - 0,97; ленточные конвейеры - 0,98; электропередаточная тележка - 0,90; автомат-укладчик сырца и автомат-садчик соответственно 0,85 и 0,80.

Ящичный питатель

Принимаю ящичный питатель ПЯП-18 для дозирования глины и ПЯП-8 для дозирования шлака. Их технические характеристики приведены в таблице 3.

Таблица 3. Технические характеристики ящичных питателей

	ПЯП-18	ПЯП-8
Производительность по массе в разрыхленном состоянии, м3/ч	18	8
Расстояние между центрами ведущего и ведомого валов, мм	4500	3000
Скорость движения ленты конвеера, м/мин	1,5	0,9
Ширина ящика в свету, мм	1000	800
Мощность электродвигателя, кВт	4	2,2
Масса питателя без привода и бункера, кг	4500	2500

Q_расч =18·0,91·0,93·0,96=15,86 м³/ч

Q_расч =8·0,91·0,93·0,96=6,5 м³/ч

Бегуны мокрого помола

Принимаю бегуны мокрого помола для глины СМ-268, для шлака СМ-215, для формовочной массы СМК 326. Их технические характеристики представлены в таблице 4.

Q_расч =29·0,91·0,93·0,96=23,56 т/ч

Q_расч =16·0,91·0,93·0,96=13 т/ч

Таблица 4. Технические характеристики бегунов мокрого помола

	СМ-268	СМ-215	СМК 326
Размер катков, мм диаметр ширина	1800 550	1200 350	1800 800
Производительность, т/ч	29	16	50
Установочная мощность, кВт	40	14	75,3
Габариты, мм длина ширина высота	6200 3600 3800	4300 2900 2900	5500 4200 5000
Масса, кг	28400	12000	53300

Камневыделительные вальцы

Принимаю камневыделительные вальцы СМ 416А. Его технические характеристики:

ь Производительность - 25 м³/ч;

ь Длина валков - 700 мм;

ь Диаметр валков - 450 мм;

ь Установленная мощность - 22кВт;

ь Габариты

длина - 3090 мм

ширина - 1430 мм

высота - 865 мм;

ь Масса - 2,3 т.

Q_расч =25·0,91·0,93·0,97=20,52 м³/ч

Глинорезка

Принимаю глинорезку 615И. Её технические характеристики:

Ш Диаметр режущего диска - 1800 мм;

Ш Частота вращения - 26 об/мин;

Ш Общее число ножей - 30;

Ш Ширина ножа - 55мм;

Ш Размер загрузочной воронки:

нижний диаметр - 1900мм

высота - 500мм;

Ш Производительность по сухой и влажной глине - 25 м³/ч;

Ш Мощность двигателя - 40кВт;

Ш Масса - 8640 кг

Ш Габариты

длина - 4225 мм

ширина - 2330 мм

высота - 2100 мм

Q_расч =25·0,91·0,93·0,96=20,31 м³/ч

Вальцы тонкого помола

Принимаю вальцы с гладкими валками для глины и формовочной массы СМК 339М, а для шлака СМ-83. Их технические характеристики представлены в таблице 5.



Таблица 5. Технические характеристики вальцов с гладкими валками

	СМ-83	СМК 339М
Размер валков, мм диаметр длина	1000 700	1100 1100
Частота вращения, мин-1	185	180
Производительность, м3/ч	25	30

Q_расч =25·0,91·0,93·0,97=20,52 м³/ч

Q_расч =30·0,91·0,93·0,97=24,63 м³/ч

Смеситель

Принимаю лопастной смеситель СМК 125А. Его технические характеристики:

v Производительность - 32 м³/ч;

v Мощность электродвигателя - 32кВт;

v Масса - 3,2 т;

v Габариты

длина - 5250 мм

ширина - 1670 мм

высота - 1350 мм

Q_расч =32·0,91·0,93·0,97=26,27 м³/ч

Пресс

Принимаю пресс пластического прессования СМК 325. Его технические характеристики:

А Производительность по кирпичу - 8000 шт/ч;

А Установочная мощность - 75кВт;

А Масса - 14,7т;

А Габариты

длина - 6890 мм

ширина - 2895 мм

высота - 2110 мм

Q_расч =8000·0,91·0,93·0,96=6499,6 шт/ч.

Количество технологических линий F_тл определяется по годовой потребности в сырье и расчетной производительности самого малопроизводительного оборудования, т. е. 23,56т/ч=15,3м³/ч:

F_тл =B/Q_расч*T_к; (3.2)

где В - годовая потребность в сырье, м³, т; Т_к - календарное время работы оборудования в год с учетом режима работы отделений предприятия, ч.

F_тл =1087711.7/20,31*4160=12.8739

Количество единиц требуемого к установке прессового, резательного, укладочного и др. оборудования (n_о) определяется по аналогичной форме с учетом номенклатуры:

n₀=П_г·K_н/Q_расч·T_к; (3.3)

где П_г - годовая производительность, тыс. шт. усл. кирпича; К_н - коэффициент, учитывающий номенклатуру изделий, принимается: для полнотелого кирпича - 1; для пустотелого - 1,25.

n₀=30000000·1/6499,6 ·4160=1,109

Теплотехническое оборудование

Сушилки. В производстве керамических стеновых изделий используются в основном три типа сушилок:

- камерные сушилки, в которых, находясь в неподвижном состоянии, изделия сушатся на полках стеллажей, в движении находится теплоноситель;

- туннельные сушилки, в которых изделия передвигаются вдоль туннеля на вагонетках;

- скоростные и высокоскоростные сушилки, когда изделия укладываются в один или несколько рядов.

Продолжительность сушки кирпича в камерных сушилках в среднем составляет 48.72 ч. В туннельных сушилках с отбором теплоносителя сосредоточенной подачей срок сушки сокращается до 16.32 ч.

Скоростная сушка происходит в течение 4.8 ч, высокоскоростная - 1.4 ч. Сокращение сроков сушки в последних случаях связано с большим объемом теплоносителя и высокой скоростью движения (6 м/с), температура может быть невысокой - 30.40°С. Высокоскоростные сушилки (фирма "Морандо Импьянти", Италия) относятся к щелевым роликовым агрегатам шириной от 2 до 4 м. Такие сушилки применяются при использовании низко чувствительного к сушке сырья для получения тонкостенных керамических изделий.

Сушка может быть организована на печных вагонетках в тех случаях, когда влажность формовочной смеси не превышает 10.15%. Изделия загружаются в пакеты высотой не более 12.14 штук, продолжительность сушки при такой садке колеблется от 36 до 48 ч.

При однорядной садке на печную вагонетку можно сократить продолжительность сушки до 4.20 ч.

Емкость туннельной сушилки представляет собой количество вагонеток n, одновременно находящихся в ней

n = П_2ч·Тс /N_B, (3.4)

где N_B - емкость одной вагонетки, шт.; П_2ч - часовая производительность сушилок; Т_с - продолжительность сушки, ч.

n = П_2ч·24 /248= 55 шт

Назначив длину туннеля L (20.36 м) и зная длину одной вагонетки 1_В, можно найти количество вагонеток m в одном туннеле:

m = L/l_в. (3.5)

m = 25/1,7=14,7=15шт

Количество туннелей N_T определяется по формуле

N_T= n/m = П_2ч·Т_с/N_B·m; (3.6)

N_T= n/m = П_2ч·Т_с/N_B·m= 55/15 = 3,6 = 4 шт

Сушильная вагонетка длиной 1,7 м имеет емкость 248 шт. кирпича. Количество туннелей обычно берут больше расчетного, учитывая их ремонт и чистку; на каждые 8.10 туннелей принимают один запасной туннель. Типовой 3-путный сушильный туннель имеет длину 43,5 м, в одном блоке может быть до 30 туннелей.

Температура теплоносителя в сушилках составляет 100.150°С, расход на 1000 шт. усл. кирпича - 30.40 м³. Искусственная сушка требует до 100.150 кг усл. топлива.

Обжиговые печи. Кирпич и камни керамические обжигаются в основном в туннельных печах. При обжиге используются следующие виды топлива: жидкое, газообразное и твердое. Основные направления совершенствования конструкции печи связаны с применением сборных модульных печей, плоских самонесущих сводов, с использованием высокоэффективной теплоизоляции из керамического волокна. Все это позволяет сократить расход топлива на 40% и увеличить полезный объем печи на 25.30%.

Определение часовой производительности печи П_ч, шт./ч:

П_ч =П_г/z_р·К_и·n; (3.7)

где z_p - число рабочих дней в году (обычно 345.360); П_г - годовая производительность печи, шт./год; К_и - коэффициент использования рабочего времени (К_и - 0,96); n - количество рабочих часов печи в сутки (24 часа).

П_ч =П_г/z_р·К_и·n=30*10⁶/360*0,96*24=3616,8шт/ч

Определение емкости печи:

Е_n=П_ч*Т_о; (3.8)

где П_ч - часовая производительность печи, шт./ч; Т_о - продолжительность обжига, 9ч.

Е_n=3616,8*9=32551,2шт

Расчетная длина рабочей части обжигательного канала печи, м:

L_p =E_n·1_в/Е_в=n_в·l_в; (3,9)

L_p =32551,2·3/3100=31,5=32м

n_вр =Е_n/Е_в, (3.10)

где Е_в - емкость печной вагонетки (3100 шт.); l_в - габаритная длина вагонетки (при расчетах принять 3 м); n_вр - количество вагонеток в рабочей части печи.

n_вр =32551,2/3100=10,5=11

Общая длина печи, м:

L = L_р+n_вф·l_в, (3.11)

где п_вф - количество вагонеток в форкамерах (обычно 1).

L = 27+1·3=30м

Количество вагонеток в печи, шт:

n_в = n_вр+n_вф, (3.12)

n_в = 11+1=12

Интервал времени между двумя загрузками вагонеток, с:

Т_в=60·Т_о/n_вр, (3.13)

Т_в=60·9/11=49мин=2940сек

Длина типовых туннельных печей составляет 60.120 м, производительность - 10.50 млн. шт. в год.



Список литературы

1. Баженов Ю. М., Алимов Л. А., Воронин В. В., Трескова Н. В. Проектирование предприятий по производству строительных материалов и изделий. - М.: Издательство АСВ, 2005. - 472с.

2. Бахталовский И. В. и др. Механическое оборудование керамических заводов. - М.: Машиностроение, 1982. - 432с.

3. Бурлаков Г. С. Основы технологии керамики и искусственных пористых заполнителей. - М.: Высшая школа, 1972.- 424с.

Размещено на Allbest.ru