Курсовой проект производство керамического кирпича

Рискни стать умным!

Проектирование и организация производства керамического кирпича с проектной мощностью 50000000 штук в год

Производство строительной керамики является важной отраслью народного хозяйства. В общем балансе производства и применения стеновых материалов керамический кирпич занимает более 30%.

В данный момент в производстве строительного керамического кирпича сосредоточено внимание на совершенствовании технологии, улучшении качества выпускаемой продукции и расширении ассортимента. При строительстве новых предприятий предусматривается установление автоматизированных и высокомеханизированных технологических линий на базе современного отечественного и импортного оборудования.

Осваивается выпуск эффективной пустотелой продукции, которая должна постепенно заменять традиционный полнотелый кирпич. Это позволит не только экономить сырьё, но и уменьшать толщину и массу наружных стен без снижения их теплозащитных свойств, а также создавать облегчённые конструкции панелей для индустриализации строительства.

Целью курсового проекта является проектирование и организация производства керамического кирпича с проектной мощностью 50000000 штук в год.

Разработка курсового проекта предполагает решение следующих задач:

. Дать общую характеристику и детальное описание кирпича керамического;

. Сформировать производственный план работы предприятия: описать производственные площади, оборудование, технологический процесс изготовления и материально-техническое обеспечение;

. Разработать организационный план предприятия: разработать организационную структуру управления предприятием, описать производственный и управленческий персонал и систему стимулирования труда работников.

Кирпич применяется в строительстве для кладки наружных и внутренних стен и других элементов зданий и сооружений, а также для изготовления стеновых панелей и блоков.

В Казахстане основные размеры лицевого кирпича составляют: 250 х 120 х 65 мм для одинарного кирпича, 250 х 120 х 88 мм для полуторного и 250 х 120 х 138 мм для двойного. На Западе стандарты другие, к тому же их намного больше. Среди самых ходовых — 200 х 100 х 50(65) мм, 240 х 115 х 52 (71) мм. Важный параметр для строительного и лицевого кирпича — наличие пустот. Бывают кирпичи полнотелые, пустотелые (эффективные) и пустотелые поризованные (сверхэффективные, «теплая керамика»). У полнотелых, как следует из названия, отверстий нет. Их чаще всего применяют там, где нужно выдерживать распределенные нагрузки — фундамент, цоколь, но можно выложить ими и наружную стену. Однако чтобы обеспечить нормативную теплопроводность, стены из них должны быть достаточно толстыми. Другое дело пустотелые кирпичи. У них имеются сквозные отверстия (различной формы), благодаря которым они теплее, а значит, стены можно делать тоньше. Кроме того, пустотелые кирпичи легче, поэтому от них меньше нагрузка на фундамент. Следует отметить, что лицевой кирпич почти всегда является пустотелым. Наконец, самый «теплый» кирпич — поризованный. В нем, как и в изделии предыдущего типа, имеются сквозные отверстия, однако структура самого материала принципиально иная. В глину добавляют особые органические или минеральные компоненты, которые выгорают при обжиге, образуя мельчайшие замкнутые поры. В результате, сохранив все достоинства обычной керамики, поризованный кирпич существенно улучшил ее теплозащиту: если у пустотелого кирпича самый высокий коэффициент теплопроводности — как правило, 0,28 — 0,4 Вт/м 0С, то у поризованного — 0,18 — 0,22 Вт/м 0С. Причем на прочность поры совершенно не влияют. Более того, изделие становится легче, что позволяет увеличить его размеры (они могут достигать 510 х 250 х 219 мм). Благодаря этому стены возводятся значительно быстрее, чем из обычного кирпича, и они становятся тоньше. Предел прочности кирпича при сжатии определяет его марку. Она обозначается буквой «М» и цифрой, показывающей, какую нагрузку может выдержать 1 см2 изделия. Чаще всего встречаются кирпичи марок М-75, М-100, М-125, М-150, М-175, М-200, М-250, М-300. Кирпичи марок 75 и 100 подходят для стен 2 — 3х этажного дома, марок 125 и выше — для стен многоэтажных зданий. Марки кирпича относятся ко всем типам изделий, так что пустотелый лицевой кирпич марки 100 будет столь же прочен, как и полнотелый строительный той же марки. Еще один нюанс: предел прочности кладки на сжатие зависит не только от марки кирпича, но и от марки раствора, условий его твердения, а также от качества кладки. В условиях нашего изменчивого климата одна из важнейших характеристик для кирпича — морозостойкость. Она измеряется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания водонасыщенного изделия: чем больше циклов оно способно выдержать, не изменив своих потребительских свойств, тем дольше его срок эксплуатации. В технической документации морозостойкость обозначается буквой «F», а следующая за ней цифра говорит о количестве циклов, которые кирпич может выдержать. В Центральном регионе рекомендуется применять строительный кирпич с морозостойкостью не ниже 15 — 25 циклов, лицевой — не ниже 50 циклов [1].

Читайте так же:

Желтый облицовочный кирпич производство

1. Номенклатура выпускаемой продукции

Намечаемый к производству кирпич керамический в данной курсовой работе должен соответствовать ГОСТ 530-07 «Кирпич и камни керамические». К производству планируется кирпич со следующими параметрами:

. марка кирпича (по прочности) — 150;

. плотность — 1400 кг/м3;

. морозостойкость (Мрз) — 25-35;

Рисунок 1.1 — Керамический кирпич

По теплотехническим свойствам и плотности (объемной массе) планируемый к выпуску кирпич относится к группе условно эффективных, улучшающих теплотехнические свойства стен. Он может применяться для облицовочных работ и для рядовой кладки стен жилых и общественных зданий.

Рисунок 1.2 — Стена из керамического кирпича

Допускается изготовление кирпича и камней с закруглёнными углами радиусом закругления до 15 мм. Пустоты в кирпиче и камнях должны располагаться перпендикулярно или параллельно постели и могут быть сквозными и несквозными. Размер сквозных цилиндрических пустот по наименьшему диаметру должен быть не более 16 мм, ширина щелевидных пустот — не более 12 мм. Диаметр несквозных пустот не регламентируется. Размер горизонтальных пустот не регламентируется. Толщина наружных стенок кирпича и камней должна быть не менее 12 мм [2].

2. Генеральный план

Проектирование завода по производству силикатного кирпича проводим в соответствии с требованиями СниП II-99 «Генеральные планы промышленных предприятий». Взаимное расположение зданий и сооружения осуществляется с учетом выделяемых вредных веществ и розы ветров. Промышленные предприятия, выделяющие в результате своей работы газ, дым, пыль, шум по отношению к ближайшему жилому району должны располагаться с подветренной стороны для господствующих ветров, определяемых по розе ветров. Также их необходимо отделить от границ жилых районов санитарно-защитными зонами. Согласно СНиП РК 2.04-01-2001 «Строительная климатология» территория Павлодарской области расположена в I В климатическом подрайоне, для которого характерны: холодная зима с сильными ветрами, метелями и буранами, сравнительно короткое, умеренно жаркое лето, активный ветровой режим в течение всего года, большие годовые и суточные колебания температуры воздуха [3].

Нормативная глубина промерзания суглинков 194 см, супесей и песков 257 см, максимальная может достигать 280 см.

Для рассматриваемой территории характерна активная ветровая деятельность. Среднемесячные скорости ветра в зимние месяцы равны 5,0 м/с, в летние они несколько ниже зимних — 3,6 м/с. Среднегодовая скорость ветра равна 4,2 м/с. Наибольшие скорости ветра приходятся на зимний период (ветры юго-западного направления), которые способствуют образованию метелей и буранов. Метели наблюдаются с декабря по март, в среднем на месяц приходится 6 дней с метелями. Летом сильные ветры вызывают пыльные бури.

В зимний период преобладают устойчивые юго-западные ветры, в летний период — ветры северной составляющей с преобладанием северо-западного направления.

В г.Павлодаре среднее количество дней с пыльными бурями равно 0,7 дней, туманами — 22 дня, инверсиями и пониженной влажностью -24 дня.

В данном районе преобладающим является северо-восточное направление ветра.

Основное направление ветров определяется по средней розе ветров теплого периода в результате многолетних наблюдений. Роза ветров представлена на рисунке 2.1.

Читайте так же:

Оазис кирпич для сухих цветов

Рисунок 2.1- Роза ветров г. Павлодар

Репетиторство

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

4.1 Складирование глинистого сырья

Легкоплавкие глины доставляются на кирпичные заводы из карьеров, расположенных вблизи заводов и являющихся их составной частью. Огнеупорные и тугоплавкие глины являются привозным сырьем, они добываются и поставляются керамическим заводам специализированными предприятиями.

Для бесперебойного снабжения кирпичных заводов в зимнее время талой глиной производят открытую разработку карьера с утеплением поверхностного слоя опилками, минераловатными плитами и др. Кроме того, на заводах создают в летний период запас глины в открытых котлованах и наземных штабелях высотой 6— 8 м, либо в крытых складах — глинохранилищах глубиной 4—6 м. Устройство промежуточных складов экономически целесообразно при небольшой толщине пласта глины в карьере (менее 2,5 м), необходимости транспортирования ее на завод на расстояние более 1 км и при возможности ее промерзания.

Организация промежуточных складов обеспечивает более ритмичную работу предприятия и позволяет улучшить свойства сырья путем усреднения его состава и перераспределения влаги. В котлованы глину завозят рельсовым транспортом либо автосамосвалами, в наземные штабели — только автосамосвалами.

Глинохранилища для загрузки глины оборудованы мостовыми грейферными кранами (рисунок 1), грейфером на монорельсе, ленточными конвейерами, ящичными питателями. Для подачи глины в производство из глинохранилищ используют мостовой грейферный кран.

В курсовой работе использованы легкоплавкие глины, предусмотрены промежуточные склады [1].

Рисунок 1 — Склад закрытого типа

Делись добром 😉

Как производят кирпич керамический?

Кирпич применяли еще в глубокой древности: доказано, что на территории бывшей Ассирии, Вавилона, Месопотамии, Древнего Рима, Китая и Египта из этого материала возводили не просто отдельные сооружения, но и целые дворы. Уже тогда люди понимали, что обжиг глиняной смеси – это основа производства кирпичей, из которых можно построить надежное и удобное жилье.

В течение многих веков технология требовала приложения больших трудов. Но с появлением автоматизированных линий и высокопроизводительного оборудования ситуация кардинально поменялась: объем выпуска условных кирпичей измеряется десятками миллиардов в год.

Классическая схема производства кирпича керамического

Добыча и поставка исходного сырья из месторождений. Качественным считается материал, однородный по гранулометрии, обладающий с умеренной пластичностью и не содержащий в своем составе известняка (его присутствие негативно скажется на качестве поверхности изделий после обжига).
Подготовка глины. Сначала идет измельчение с помощью конусных/щековых дробилок и обработки глиняной массы вальцовыми мельницами. Параллельно осуществляется очистка от посторонних включений с помощью камневыделительных вальцов. В полученный «полуфабрикат» добавляют компоненты, модифицирующие свойства смеси в нужную сторону. Это могут быть бентониты, ПАВ и другие пластификаторы; кварцевый песок, производственный брак, зола или иные отощители; торф, уголь или опилки для обеспечения пористости; тальк, мел, пегматит, железная руда и другие флюсы для уменьшения температуры спекания.
Формовка. Первый шаг – глиняный полуфабрикат укладывают в травильную ванну из бетона, выравнивают и заливают водой для насыщение влагой до уровня 18-23%. Операция занимает несколько суток (обычно 3-4). Далее увлажненное сырье направляют в ящичный питатель для первичного дозирования. Оттуда масса поступает на вакуумный или безвакуумный пресс для формирования кирпича-сырца.
Сушка. Осуществляется в специальных камерах конвекционным способом. Если технологический процесс подразумевает наличие этого этапа, то полученный на выходе продукт должен содержать не более 8% влаги. В альтернативном варианте полусухого прессования глину изначально увлажняют не более чем до 12%.
Обжиг. Выполняется в специальных печах туннельного либо кольцевого типа. Последние на современном производстве почти не встречаются ввиду неудобства конструкции и явного проигрыша эксплуатационных характеристик более прогрессивным туннельным конкурентам. Во время обжига вагонетка с подготовленным сырцом перемещается по каналу, разделенному на три зоны: разогрев, обжиг (до 1000 градусов) и охлаждение. В зависимости от производительности оборудования весь процесс занимает от 18 до 36 часов.

В заключение качество готового кирпича контролируют в лабораториях. Затем хорошие партии продукции отправляются на склад, а брак направляется на переработку.

Общая схема производства керамических строительных изделий

При всем многообразии керамических изделий по свойствам, формам, назначению, виду сырья и технологии изготовления основные этапы производства керамических и изделий являются общими и состоят из следующих операций: добыча сырьевых материалов, подготовка массы, формирование изделий, их сушка и обжиг.

Добыча глины осуществляется на карьерах обычно открытым способом экскаваторами и транспортируется на предприятие керамических изделий рельсовым, автомобильным или другим видом транспорта. Разработке карьера предшествуют подготовительные работы: геологическая разведка с установлением характера залегания, полезной тощи и запасов глин; счистка поверхности от растений за год-два до начала разработки карьера, удаление пород, непригодных для производства.

Читайте так же:

Кирпич литос скала угловой

Подготовка глин и формование изделий

Карьерная глина в естественном состоянии обычно непригодна для получения керамических изделий. Поэтому проводится ее обработка с целью подготовки массы. Подготовку глин целесообразно вести сочетанием естественной и механической обработки. Естественная обработка подразумевает собой вылеживание предварительно добытой глины в течении 1-2 лет при периодическом увлажнении атмосферными осадками или искусственном замачивании и периодическом замораживании и оттаивании. Механическая обработка глин производится с целью дальнейшего разрушения их природной структуры, удаления или измельчения крупных включений, удаления вредных примесей, измельчения глин и добавок и перемешивания всех компонентов до получения однородной и удобоформуемой массы с применением специализированной техники (глинорыхлителей; камневыделительных, дырчатых, дезинтеграторных, грубого и тонкого помола вальцев; бегунов, глинорастирочных машин, корзинчатых дезинтеграторов, роторных и шаровых мельниц, одно- и двухвальных глиномешалок, пропеллерных мешалок и др.).

В зависимости от вида изготовляемой продукции, вида и свойств сырья массу приготовляют пластическим, жестким, полусухим, сухим и шликерным способом. Способ приготовления массы определяет и способ формования и название в целом способа производства.

При пластическом способе подготовки массы и формования исходные материалы при естественной влажности или предварительно высушенные смешивают с добавками воды до получения теста с влажностью от 18 до 28%. Этот способ производства керамических строительных материалов является наиболее простым, наименее металлоемким и потому наиболее распространенным. Он испльзуется в случаях применения среднепластичных и умеренно-пластичных, рыхлых и влажных глин с у

меренным содержанием посторонних включений, хорошо размокающих и превращающихся в однородную массу. На рис. 1. приведена одна из технологических схем производства кирпича пластическим способом.

Набор и разновидности машин для подготовки массы могут отличаться от приведенных на рис. 1. в зависимости от свойств сырья и добавок. Однако формование при пластическом способе всегда производится на машине одного принципа действия – ленточном шнековом прессе (рис. 2.) с вакуумированием и подогревом или без них. Вакуумирование и подогрев массы при прессовании позволяет улучшить ее формовочные свойства, увеличить прочность обожженного изделия до 2-х раз. В корпусе пресса вращается шнек-вал с винтовыми лопастями. Глиняная масса перемещается с помощью шнека к сужающейся переходной головке, уплотняется и выдавливается через мундштук в виде непрерывного брус или ленты, или трубы под давлением 1,6-7 МПа.

Производительность современных ленточных прессов по производству кирпича достигает 10000 штук в час.

Жесткий способ формования является разновидностью современного развития пластического способа. Влажность формуемой массы при этом способе колеблется от 13% до 18%. Формование осуществляется на мощных вакуумных шнековых или гидравлических прессах. При этом способе требуется меньшие энергетические затраты на сушку, а получение изделия сырца с повышенной прочностью позволяет избежать некоторые операции в технологии производства, обязательные при пластическом способе. Формование при пластическом и жестком способах завершается разрезкой непрерывной ленты отформованной массы на отдельные изделия на резательных устройствах. Эти способы формования наиболее распространены при выпуске: сплошных и пустотелых кирпичей, камней, блоков и панелей; черепицы и т.п.

Полусухой способ производства строительных керамических изделий распространен меньше, чем способ пластического формования. Керамические изделия по этому способу формуют из шихты с влажностью 8-12% при давлениях 15-40 МПа. Недостатком данного способа является его металлоемкость почти в 3 раза выше, чем пластического. Но вместе с тем он имеет и преимущества. Длительность производственного цикла сокращается почти в 2 разе; изделия имеют более правильную форму и более точные размеры; до 30% сокращается расход топлива; в производстве можно использовать малопластичные тощие глины с большим количеством добавок отходов производства – золы, шлаков и др. Сырьевая масса представляет собой порошок, который должен иметь около 50% частиц менее 1мм и 50% размером 1-3мм.

Читайте так же:

Как сломать кирпич ударом руки

Прессование изделий производится в прессформах на одно или несколько отдельных изделий на гидравлических или механических прессах. По этому способу делаются все виду изделий, которые изготовляются и пластическим способом.

Сухой способ является разновидностью современного развития полусухого производства керамических изделий. Пресс-порошок при этом способе готовится с влажностью 2-6%. При этом устраняется полностью необходимость операции сушки. Таким способом производят плотные керамические изделия-плитки для полов, дорожный кирпич, материалы из фаянса и фарфора.

Шликерный способ применяется, когда изделия изготавливаются из многокомпонентной массы, состоящей из неоднородных и трудноспекающихся глин и добавок, и когда требуется подготовить массу для изготовления керамических изделий сложной форму методом литья. Отливка изделий производится из массы с содержанием воды до 40%. Этим способом изготовляются санитарно-технические изделия, облицовочные плитки.

Сушка изделий

Перед обжигом изделия должны быть высушены до содержания влаги 5-6% во избежание неравномерной усадки, искривлений и растрескивания при обжиге.

Прежде сырец сушили преимущественно в естественных условиях в сушильных сараях в течении 2-3 недель в зависимости от климатических условий.

В настоящее время сушка производится преимущественно искусственная в туннельных непрерывного действия или камерных периодического действия сушилах в течении от нескольких до 72-х часов в зависимости от свойств сырья и влажности сырца. Сушка производится при начальной температуре теплоносителя – отходящих газов от обжиговых печей или подогретого воздуха – 120-150 °C.

Обжиг изделий

Обжиг – важнейший и завершающий процесс в производстве керамических изделий. Этот процесс можно разделить на три периода: прогрев сырца, собственно обжиг и регулируемое охлаждение. При нагреве сырца до 120 °C удаляется физически связанная вода и керамическая масс становится непластичной. Но если добавить воду, пластические свойства массы сохраняются. В температурном интервале от 450 °C до 600 °C происходит отделение химически связанной воды, разрушение глинистых минералов и глина переходит в аморфное состояние. При этом и при дальнейшим повышении температуры выгорают органические примеси и добавки, а керамическая масса безвозвратно теряет свой пластические свойства. При 800 °C начинается повышение прочности изделий, благодаря протеканию реакций в твердой фазе на границах поверхностей частиц компонентов.

В процессе нагрева до 1000°C возможно образование новых кристаллических силикатов, например силлиманита, а при нагреве до 1200°C и муллита. Одновременно с этим легкоплавкие соединения керамической массы и минералы плавни создают некоторое количество расплава, который обволакивает не расплавившиеся частицы, стягивает их, приводя к уплотнению и усадке массы в целом. Эта усадка называется огневой усадкой. В зависимости от вида глин она составляет от 2% до 8%. После остывания изделие приобретает камневидное состояние, водостойкость и прочность. Свойство глин уплотняться при обжиге и образовывать камнеподобный черепок называется спекаемостью глин.

В зависимости от назначения обжиг изделий ведется до различной степени спекания. Спешимся считается черепок с водопоглощением менее 5%. Большинство строительных деталей и изделий обжигаются до получения черепка с неполным спеканием в определенном температурном интервале от температуры огнеупорности до начала спекания, называемым интервалом спекания.

Интервал спекания для легкоплавких глин составляет 50-100°C, а огнеупорных до 400°C. Чем шире интервал спекания, тем меньше опасность деформаций и растрескивания изделий при обжиге.

Интервал температур обжига лежит в пределах: от 900°C до 1100°C для кирпича, камня, керамзита; от 1100°C до 1300°C для клинкерного кирпича, плиток для полов, гончарных изделий, фаянса; от 1300°C до 1450°C для фарфоровых изделий; от 1300°C до 1800°C для огнеупорной керамики.

голоса

Рейтинг статьи

Курсовой проект производство керамического кирпича