Технологическая линия по производству керамического кирпича методом пластичекого формования, производство 15 млн штук условного кирпича

 

В данном проэкте мы рассматриваем производство полнотелого кирпича марки М-150.

Средний предел прочности для этого вида кирпича при сжатии 15 МПа. При изгибе 2.1 МПа. Морозостойкость  100 циклов. Водопоглощение  9,8 %. Теплопроводность  0,56 Вт/м² С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Расчёт производственной программы.

 

Таблица 3.1. Режим работы цеха формования сушки и обжига

Наименование	Количество
Календарный фонд времени Число праздничных дней Сменность Длительность смены Плановый ремонт Уборка и чистка оборудования Аварийные остановки Фонд рабочего времени	365 дней 12 дней 3 смены 8 часов 12 сут/год 14% 2% 6875 час

 

Фонд времени цеха: 365-12-12=341 сут

Тэф=341*24-341*24*2/100-341*24*14/100=6874,56≈6875 час

На основе расчетов материального  баланса и фонда времени производим расчет производственной программы цехов. Результаты сведены в таблицу

Таблица 3.2. Производственная программа

Наименование	Производительность,R
	т/год	т/час	шт/час	м3/час
Формование Сушка Обжиг	150994,88 150994,88 126899,95	21,95 21,95 15,51	6271,42 6271,42 4181,23	12,06 12,06 8,52

 

Перевод т/час в м³/час производим путем деления на плотность ρ=1,82т/м³

Перевод т/час в шт/час производим путем деления на массу одного кирпича m=3,5кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Технологический расчёт оборудования

 

Подбор оборудования производим согласно выбранной ранее технологической схеме. Исходными данными для подбора оборудования служит также производственная программа, нормы технологического проектирования керамических заводов. В проект закладываем современное оборудование. Количество единиц оборудования непрерывного действия (n) определяем исходя из его производительности (P) и количества материала, которое необходимо на нем переработать(R).

 

N=R/P

 

Для каждого агрегата определяем коэффициент его использования (Ki), который всегда меньше 1.

 

Ki=R/(n*P)

 

Ki указывает на эффективность использования оборудования.

Произведем подбор оборудования для цеха формования, сушки, обжига:

В качестве оборудования для  участка формования выбираем шнековый вакуумный пресс СМК – 325А, предназначенный для пластического формования масс путем уплотнения, вакуумирования и выдавливания ее через мундштук в виде бруса.

 

 

Таблица 4.1. Техническая характеристика пресса СМК 325А

Элементы характеристики	Единица измерения	Показатели
Производительность Мощность электродвигателя, в том числе: - привода пресса - привода смесителя Диаметр шнека: - зазорной части - на выходе Диаметр окружности, описываемый  лопастями пресса Масса Габариты	м3/ч кВт     мм   мм   кг мм	30 130 75 55 500 450   610 18200 7260*3620*2190

 

Определяем необходимое количество прессов:

n=12,06/30=0,4, принимаем n=1, К=12,06/(30*1)=0,4, для непрерывной работы цеха в случае аварии необходимо использование резервного пресса. Общее количество прессов – 2.

В качестве линии по отрезке, укладке и транспортировке кирпича  – сырца в ИТО систему принимаем  линию с необходимым подбором оборудования.

Отрезное устройство, предназначено  для отделения бруса определенной длины, выходящего из мундштука пресса:

Габариты: длина – 920мм; ширина – 1785мм; высота – 1500мм.

Мощность электродвигателя – 1,5кВт.

Необходимое количество

Отрывной транспортер, предназначен для транспортировки отрезанного  бруса в нарезное устройство. Габаритные размеры: длина – 1700мм, ширина – 1050мм; высота – 1030мм.

Мощность электродвигателя – 2,5кВт

Нарезное устройство предназначено  для одновременного нарезания нескольких штук кирпича из непрерывно выходящего из мундштука пресса бруса.

Габариты: 3732мм – длина; ширина – 1400мм; высота -1610мм.

Мощность электродвигателя – 2,8кВт

Передаточное устройство предназначено для транспортировки  вагонеток в горизонтальном и вертикальном направлении от сушилок к печи, а также после выхода из печи на нулевой уровень(пола). Необходимо 2 передаточных устройства.

Габариты – длина 5670мм; ширина 1600мм; высота 470мм.

Канатный толкатель(1шт) предназначен для подачи вагонеток в предварительную сушилку

Габариты – длина 40500мм; ширина 985мм; высота 425мм.

Буферный накопитель предназначен для предварительного подсушивания сырца, а также в качестве накопителя вагонеток с сырцом и готовым  кирпичем, находящихся на вагонетках, которые перемещаются к автомату-погрузчику по верху накопителя. Длина 174000мм

ИТО – интенсивная технология обжига состоит из единой линии от запасного пути после печи обжига до автомата укладчика:

Определим необходимое количество единиц ИТО,:

n=4181,23*6875/15000000=1,92 значит необходимое количество ИТО систем-2. К=28745956,25/15000000*2=0,96

Грейферный погрузчик (2шт)предназначен для разгрузки обожженного кирпича с туннельных вагонеток. Мощность электродвигателя 5 кВт.

 

Таблица 4.2. Технологическая характеристика системы ИТО

Элементы характеристики	Единица измерения	Показатели
Производительность Режим работы – непрерывный Число вагонеток в канале Время сушки, обжига Температура обжига Емкость вагонетки Длина печи Размер вагонетки: -длина -ширина Количество вагонеток -в сушилке -в печи Общее количество вагонеток Потребность в горячем  воздухе Количество дымовых газов Кратность реверсирования в  ИТО сушилке Число горелок Количество горелочной группы Температура отходящих дымовых  газов Температура отбираемого  воздуха на сушку сырца	мл.штук в год ч шт ч 0С шт мм   мм мм   шт шт шт м3/ч м3/ч   шт шт 0С 0С	15 24 44 22 До 1100 832 132000   3000 4000   44 44 88 240000 80000 6 100 8 140-160 300-400

 

Толкатель (1шт) предназначен для проталкивания и группировки  рядов кирпича от разгрузочного грейфера. Габариты: длина- 5450мм, ширина- 950мм, высота-1180мм.. Мощность электродвигателя 1,5 кВт.

Профильный конвейер (1шт) предназначен для приёма обожженных рядов кирпича от продольного  толкателя. Габариты: длина- 1850мм, ширина- 140мм, высота- 960мм..

Сдвоенный толкатель- предназначен для толкания и группировки кирпича от разгрузочного грейфера. Габариты: длина- 5450мм, ширина- 50мм, высота- 960мм. Мощность электродвигателя- 1,5кВт.

Профильный конвейер(1шт) предназначен для группировки обожженного  кирпича от поперечного толкателя. Габариты: длина- 2250 мм, ширина-2640мм, высота- 960мм.

 

5.Теория процессов, протекающих в рассматриваемом оборудовании.

 

5.1. Приготовление сырья.

Глину добывают на карьере  многоковшовым экскаватором и автотранспортом отвозят на хранение в глинозапасник завода. Из глинозапасника глина подается

в бункер глинорыхлителя, а после рыхления направляется на дозирование,

осуществляемое ящичным питателем.

Древесные опилки привозят автотранспортом, хранят в бункере, откуда подают на просеивание на сито-бурат. Частицы размером более 5 мм удаляют в отвал. После просеивания по элеватору опилки отправляют на хранение в бункер запаса,

откуда они подаются на дозирование, осуществляемое ленточным  питателем.

Брак обжига из бункера хранения дозируют, подают в щековую дробилку и дробят.

Далее измельченный шамот  транспортируют ленточным конвейером и элеватором на измельчение в молотковую дробилку. После измельчения в молотковой дробилке

шамот просеивают на виброгрохоте. Фракцию с размером частиц более 5 мм

отправляют на домол, а фракцию с размером частиц менее 5 мм отправляют на

хранение в бункер запаса. Из бункера шамот подается на дозирование,

осуществляемое ленточным питателем.

Смешение компонентов (глина, опилки, шамот) осуществляют на ленточном

конвейере. Данная смесь поступает в камневыделительные вальцы для удаления

каменистых включений, после  чего она транспортируется на измельчение  и

перемешивание в бегуны мокрого  помола. Далее шихта поступает  на помол в

вальцы с гладкими валками.

После помола шихта отправляется на перемешивание с пароувлажнением в

глиносмеситель с фильтрующей решёткой, которая служит для удаления из глины

остатков растительного  происхождения. Переработанную массу  отправляют на

вылеживание в течение 7-10 дней в шихтозапасник. 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  многоковшовыми экскаваторами подают по ленточному

конвейеру на промин и измельчение  в вальцы  тонкого помола. После  чего шихта

вновь поступает по ленточному конвейеру на перемешивание и  пароувлажнение в

лопастной двухвальный смеситель. Готовую шихту транспортируют ленточным конвейером на формование бруса.

 

5.2.  Формование кирпича.

Формованием называется процесс придания массе  заданных форм и размеров, т. е. получения  заготовки (полуфабриката) издания. Структура  заготовки в значительной мере определяет строение и свойства изделий после обжига. При формовании стремятся максимально увеличить содержание твердой фазы, чтобы снизить усадки в сушке и обжиге.

Основные  свойства пластичной формовочной массы  зависят от минерального состава, формы  и размеров частиц твердой фазы, вида и количества временной технологической связки, интенсивности образования гидратных слоев на поверхностях частиц.

Пластическое формование осуществляют тремя способами: выдавливанием, допрессовкой и раскаткой. Во всех случаях механические напряжения не превышают 1—30 МПа, масса содержит 30—60% жидкости по объему. Заготовка сохраняет форму благодаря наличию предела текучести. Важнейшей задачей при пластическом формовании является подбор оптимальной формовочной влажности.

Выдавливание  является окончательной операцией  формования изделий грубой строительной керамики (кирпич) и промежуточным этапом переработки пластичной тонкокерамической массы перед раскаткой и допрессовкой. Выдавливание может быть горизонтальным и вертикальным. Его осуществляют на шнековых вакуумных прессах. В шнековом прессе при движении массы возникает сложное объемно-напряженное состояние. Лопасти шнека сообщают массе поступательное и вращательное движение, а стенки корпуса пресса замедляют перемещение массы в прилегающим к ним слоям. По мере продвижения массы к головке пресса ее вращение замедляется, но крайние слои движутся с большей скоростью. Окончательно уплотняет массу последний виток шнека. Он выжимает массу из цилиндра в головку пресса с различными по сечению скоростями, сообщая ей частичное вращение.

Шнековые (ленточные) вакуумные прессы имеют высокую производительность и являются агрегатами непрерывного действия, однако требуют «мягких» масс. В заготовке могут возникать дефекты, связанные с неравномерным движением массы.

Сформованный кирпич в  дальнейшем подвергается сушке.

 

5.3.Сушка полуфабриката.

Сушкой называют удаление воды из влажного керамического  полуфабриката или сырья испарением. Наиболее ответственной является сушка высоковлажного полуфабриката изделий хозяйственной и строительной керамики, изготовленного пластическим формованием или шликерным литьем и содержащего значительное количество глинистых компонентов.

Процесс сушки  керамических изделий представляет собой превращение содержащейся в них воды из жидкого состояния в парообразное и последующее удаление ее в окружающую среду. При этом необходимым условием сушки является наличие внешнего источника тепла, нагревающего изделия. Наиболее ответственной является сушка высоковлажного полуфабриката изделий хозяйственной и строительной керамики, изготовленного пластическим формованием.

Находящаяся в керамических массах и изделиях вода делится на физическую и химически связанную.