Производство лицевого керамического пустотелого кирпича пластичным способом формования

Взвара характеризуется  достижением максимально допустимой температуры обжига изделий, созревание черепка и выдержкой обычно при 900-1050 ⁰С. Повышают температуру осторожно, так как при 800-900 ⁰С возникают упругие деформации, что связано с разрушением кристаллической решетки глинистых материалов и значительными структурными изменениями черепка. Период взвара характеризуется изменением огневой усадки, начинающейся при 750-850⁰ С , в зависимости от свойств сырья, и заканчивающейся к моменту достижения конечной температуры обжига. Вязкость массы изделий и пористость при 900-950 ⁰С резко снижаются, в особенности у сырца из сырья, богатого карбонатами. Диссоциация к этому времени уже почти заканчивается. Оксиды щелочных  и щелочно- земельных металлов, делая глину легкоплавкой, способствуют быстрому размягчению ее за счет увеличения количества расплава и тем самым резко уменьшают пористость массы изделий. Поэтому обжиг  изделий в восстановительной среде при  900-1000 ⁰С равноценен обжигу в обычной среде при 1050-1100 ⁰С, без деформации изделий. Для выравнивания температуры в печи и более полного протекания физико-химических процессов в конце взвара производится выдержка 3-5 часов.

В изделиях пластического  формования глинистые частички более  равномерно распределяются в массе  заполнителя, обволакивая его зерна. При обжиге образующаяся на поверхности зерен заполнителя жидкая фаза цементирует их. Проникая в трещины и поры, расплав еще больше увеличивает прочность связи. Охлаждение начинается небольшой зоной «закала» и характеризуется медленным понижением температуры(около 30 ⁰С в час) до 550-500 ⁰С без отбора тепла во избежание внутренних напряжений и растрескивания изделий. Дальнейшее охлаждение до конечной температуры  40-50⁰ С происходит быстро, и допускаемая величина температурного перепада возрастает до 120-150 ⁰С/ч. Количество воздуха. Необходимое для полного охлаждения изделий, составляет в среднем 6500-7500 кг на 1000 шт. условного кирпича. Отощающие, выгорающие  добавки повышают пористость полуфабриката, понижают чувствительность к обжигу и создают условия для быстрого нагрева его при скоростном обжиге. Обжиг кирпича производят в туннельных и кольцевых печах. В данной технологической схеме предпочтение отдаётся обжигу кирпича в туннельной печи.

Прямые туннельные печи, обычно одинарные и реже спаренные, являются печами непрерывного действия, в которых полуфабрикат обжигается на вагонетках, передвигающихся вдоль печи. В отличии от кольцевых, туннельные печи обеспечивают более высокий съем кирпича с 1м³ печного канала (до 7 тыс. шт.), условия труда резко улучшаются, повышаются культура производства и экономические показатели. Рабочий туннель печи устраивают из обыкновенного кирпича с футеровкой в зоне высоких температур шамотным кирпичом, а также из сборных бетонных плит (панелей).

Рисунок 13. Туннельная печь (фронтальный разрез)

Длина рабочего туннеля зависит от вида и размера изделий и бывает от 48 до 160м, а ширина в свету 1,4 - 2,5 м. Площадь поперечного сечения туннеля 2,9 - 9,0 м², а объем 160 – 230 м³. Производительность печей достигает от 8 до 50 млн. шт. кирпича в год и более. При прочих равных условиях производительность печи пропорциональна ее длине. Туннельные печи имеют сеть газо- и воздухопроводов, выполненных в виде каналов квадратного, прямоугольного и круглого сечений. Для охлаждения вагонеток, находящихся в зоне обжига, и наблюдения за ними и за печью устраивают смотровой канал шириной 0,9 -1м, высотой 1,8 - 2 м и длиной 20 - 50 м. Иногда печи не имеют этого канала. Для герметичности печи вдоль ее внутренних стенок немного выше головки рельсов устанавливают песочные затворы. Исследование показали, что 42 - 57% всего подсосанного воздуха происходит через стыки вагонетки, несмотря на то, что они имеют лабиринтное уплотнение бортов, а между вагонеткой н внутренней поверхностью стены туннеля имеется песочный затвор. Вагонетки футеруют кирпичом, плитами, бетоном и другим огнеупорным материалом толщиной 350 - 400 мм. Емкость вагонетки 1300 - 3100 шт. кирпича. В печь загружают 30 - 50 и более вагонеток, в зависимости от длины печи и размеров вагонетки. Толкающие механизмы по конструкции бывают гидравлические и механические, а по принципу работы - непрерывно действующие (подаватели) и периодического действия (толкатели). При непрерывном толкании улучшаются условия службы вагонеток, выравнивается режим обжига, снижается расход топлива, повышается качество изделий при уменьшении отходов. Для отсоса дымовых газов на печи, отбора горячего воздуха из зоны охлаждения, нагнетания воздуха в эту зону, а также для циркуляции дымовых газов и обеспечения воздушных завес используются среднего и высокого давления различных типов. Общая мощность установленных электродвигателей от 25 кВт в малых печах до 220 кВт и более в печах с годовой производительностью до 50 млн. шт. кирпича. Расход электроэнергии составляет 12-18 кВт на 1000 шт. условного кирпича, расход условного топлива 70 - 190 кг на 1000 шт. условного кирпича (4 - 6% от массы изделий).

 

3.6 Охрана окружающей среды.

 

         Охрана труда – это система законодательных актов и соответствующих им социально экономических, технических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохраняющих здоровье и работоспособность человека в процессе труда. На основе такого анализа определяют опасные участки производства, выявляют возможные опасные ситуации и разрабатывают меры их предупреждения и ликвидации.[7]

Возможность создания безопасных и  здоровых условий труда заложена в широком использовании достижений науки и техники. Охрана труда  выявляет и изучает возможные  причины производственных несчастных случаев, профессиональных заболеваний, аварий, взрывов, пожаров и разрабатывает систему мероприятий и требований с целью устранения этих причин.

Охрана здоровья рабочих и служащих в процессе исполнения трудовых обязанностей закреплена в трудовом законодательстве, непосредственно направленном на создание безопасных и здоровых условий труда. Создание таких условий труда в строительстве промышленных материалов основывается на широких научно – практических исследованиях.

 

Забота о создании безопасных и  здоровых условий труда всегда находится  в центре внимания.

Охрана труда на производстве

При проектировании заводов и комплексов по производству керамического кирпича  следует руководствоваться нормами  и правилами по безопасным приемам  работы. Размещение технологического оборудования должно осуществляться согласно санитарным нормам «СН 28-79/74»: ширина магистральных проходов не менее 1,5 м; ширина рабочих проходов между стеной и машиной не менее 1,0 м; ширина рабочих проходов к машинам и оборудованию для обслуживания и ремонта не менее 0,8 м и т.п. В непроходных местах должны быть установлены ограждения и соответствующие надписи, запрещающие проход людей во время работы оборудования.

Все движущиеся части  машин и опасные участки технологических  постов должны иметь ограждения или  защитные кожухи.

Электропривод технологического оборудования должен иметь надежное заземление. Ремонтные работы можно проводить только после обесточивания электросети и установки сигнала, запрещающего включение машин.

Для снижения уровня шума должны быть предусмотрены меры, при  которых уровень звукового давления на рабочих местах не превышает предельно допустимые (95—90 дБ).

Освещенность рабочих  мест должна предусматриваться за счет естественного и искусственного освещения согласно строительным нормам и правилам «СНиП» 11-4.79.

Все помещения должны быть оборудованы средствами огнетушения, пожарной сигнализацией в соответствии с действующими правилами и нормами.

Для обеспечения ремонта технологического оборудования, монтажа и демонтажа  отдельных агрегатов и узлов  в отделениях завода, комплекса должны быть предусмотрены грузоподъемные средства.

Перед пуском комплекса (завода) в эксплуатацию администрацией предприятия должна быть разработана  и утверждена в установленном  порядке «Инструкция по технике  безопасности и охране труда».

4. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ.

4.1 Расчет химического состава готовых изделий.

Химический состав изделий  можно рассчитать по их шихтовому  составу, зная химический состав сырья, входящего в шихту. Состав шихты:            50% Ожерельевский суглинок + 50% ЛТ-3.

Таблица 5.2

Химический состав исходного сырья 

Наименование	Содержание оксидов, %
	SiO2	Al2O3	TiO2	Fe2O3	CaO	MgO	Na2O	K2O	п.п.п.	Сумма
Суглинок	75,66	10,85	0,64	4,15	1,23	0,85	0,57	2,12	3,93	100,00
ЛТ-3	61,52	24,29	1,17	1,03	1,20	0,17	0,10	0,23	10,29	100,00

 

Таблица 5.3

Химический состав сырьевой шихты.

Наименование	Содержание оксидов, %
	SiO2	Al2O3	TiO2	Fe2O3	CaO	MgO	Na2O	K2O	п.п.п.	Сумма
Суглинок 50%	37,83	5,42	0,32	2,08	0,62	0,43	0,28	1,06	1,96	50,00
ЛТ-3    50%	30,76	12,15	0,58	0,51	0,60	0,08	0,05	0,12	5,15	50,00
Хим. состав шихты	68,59	17,57	0,90	2,59	1,22	0,51	0,33	1,18	7,11	100,00

 

Химический состав готовых  изделий находят путем умножения  содержания каждого оксида массы  на коэффициент К, равный:

,

где п.п.п. - потери  при  прокаливании шихты, %.

Для SiO₂: 68,59×1,0765=73,84 масс. %  и т.д.

 

 

 

 Таблица 5.4

Составы готовых изделий 

 

Наименование	Содержание оксидов, %
	SiO2	Al2O3	TiO2	Fe2O3	CaO	MgO	Na2O	K2O	Сумма
Хим. состав готовых изделий	73,84	18,91	0,97	2,79	1,31	0,55	0,36	1,27	100,00

4.2 Материальный баланс  производства

Материальный баланс производства составляем для определения  количества материалов, подлежащих переработке  на каждом переделе производства в  течение года, суток, часа.

По  производительности 60 млн. штук условного кирпича в год рассчитываем годовой выпуск продукции:

А=60000000*2,3=138000 т/год,

где 2,3 кг - масса одного кирпича.

Исходные данные для  расчета:

 А=138000 т/год - годовой  выпуск продукции; 

Кирпич прямоугольной  формы, размер 250х120х65мм;

m - масса одного изделия, m= 2,3 кг;

а=1% - потери годной продукции на складе;

в=4% - брак продукции при  обжиге;

с - потери при прокаливании (п.п.п.), рассчитываются по данным химического  анализа исходного сырья.

с=п.п.п.=

;

где: п.п.п.' и п.п.п." - потери при прокаливании каждого  компонента,                                   входящего в состав массы;

R и S - содержание каждого компонента в массе;

R-содержание Ожерельевского суглинка в массе; R=50 %;

S-содержание ЛТ-3 в массе; S=50 %;

п.п.п. (Ожерельевский  суглинок) =3,93;

п.п.п. (ЛТ-3)=10,29;

 

с= п.п.п.=

  =7,11;

d=4% - остаточная влажность полуфабриката после сушки;