Обґрунтування вибору та опис технологічного процесу.

При виробництві керамічної цегли використовується метод напівсухого пресування і метод пластичного формування, кожен з яких має свої переваги і недоліки. При наявності пухких глин і глин середньої щільності з вологістю не вище 23-25% застосовують пластичний спосіб переробки глин, для занадто щільних глин, що погано піддаються зволоженню і обробці з низькою кар'єрною вологістю (менше 14-16%),- напівсухий спосіб переробки.

Метод напівсухого пресування передбачає попереднє висушування сировини, подальше подрібнення його в порошок, пресування сирцю в прес-формах при питомих тисках, що в десятки разів перевищують тиски пресування на стрічкових пресах. Переваги технології напівсухого пресування полягає в тому, що спресований цегла-сирець укладається безпосередньо на пічні вагонетки і на них висушується в тунельних сушарках, або ж, минаючи попередню досушку, безпосередньо надходить на випал. Комплексна механізація виробництва здійснюється простіше, ніж при методі пластичного формування. Однак технологія напівсухого пресування вимагає більш досконалої системи аспірації на етапах приготування та транспортування порошку, використання більш високопродуктивних пресів.

Технологічна схема виробництва виробів з пластичним способом підготовки маси, незважаючи на свою складність і тривалість, найбільш поширена в промисловості стіновий кераміки. Метод формування з пластичних мас історично склався на основі пластичних властивостей глин і широко використовується в керамічній технології. Спосіб пластичного формування дозволяє випускати вироби в широкому асортименті, більш великих розмірів, складної форми і більшою пустотності. В окремих випадках межа міцності при вигині і морозостійкість таких виробів вища, ніж у виробів, отриманих способом напівсухого пресування з тієї ж сировини.

При переробці глин в сирому вигляді схема підготовки сировини дещо простіша і економічніша, оскільки потрібно менше переробного обладнання, отже, менша енергоємність. Все обладнання більш надійне і просте в обслуговуванні. Температура випалу виробів приблизно на 50 ⁰С нижче, ніж у виробів напівсухого пресування, що дозволяє також знизити енерговитрати на випал і в якійсь мірі компенсують високі витрати на сушку. Недоліком. способу пластичного формування є велика тривалість технологічного циклу за рахунок процесу сушіння сирцю, що продовжується від 1 до 3 діб. Низька міцність формованого сирцю, особливо пустотілого, велика усадка матеріалу при сушінні і наявність окремого процесу сушіння утрудняє можливість механізації трудомістких операцій при садінні сирцю на сушку, перекладці висушеного сирцю для випалу і поєднання в одному агрегаті процесів сушіння і випалу.

Щоб отримати вироби необхідної якості, необхідно видалити з глини кам'янисті включення, зруйнувати її природну структуру, отримати пластичну масу, однорідну за складом, вологості і структурі, а також надати масі належної формувальної властивості. Глиняний брус формують у горизонтальних стрічкових шнекових пресах часто з вакуумуванням маси.

У даному проекті будемо використовувати схему виробництва виробів пластичним методом, оскільки використовувана глина досить високої вологості та середньо пластична.

 

 

4.1 Технологічна схема

 

 

4.2Опис технологічної схеми

В залежності від стадії виробництва даного виду кераміки, будуть використовуватися різні агрегати. Для виробництва цегли керамічної, методом пластичного формування обрано місцеву глину Судово Вишневського родовища.

Підготовка сировини включає наступні основні операції: первинна переробка, де глина буде розрихлюватися, грубе подрібнення з одночасним видаленням із неї крупних включень, тонке подрібнення глини та технологічних добавок просіювання, перемішування компонентів, приготовлення маси і її до зволоження, формування виробів, їх випал та сортування. Тепер ці основні та інші допоміжні операції розглянемо детальніше.

Підготовка глини.

Добування глини відбувається відкритим способом. Спочатку знімають верхній родючий шар і вивозиться на спеціально відведені місця, після цього екскаватором матеріал вантажиться на автосамоскиди і почергово транспортується з родовища безпосередньо до підприємства в бурти де почергово завозиться глина і суглинок. В буртах бульдозер пошарово розгортає глину і суглинок по цілому об’єму бурта співідношеням 1:1, (глина та суглинок вилежуючись в буртах протягом трьох місяців). З буртів суглинок та глину з допомогою ескаватора навантажують на автосамоскид і везуть в бункер з скриньовим живильником обладнаного глинорозрихлювачем. Наступною стадією є транспортування за допомого стрічкового транспортера. Над стрічковим транспортером встановлюється магніт, який видалятиме залізисті домішки. Далі глину подають на грубе подрібнення щоб виділити грубі домішки – використовується валково-зубчаста дробарка. За допомогою стрічкового транспортера глина подається на тонке подрібнення. Використовують валки тонкого помолу. Після валків масу транспортують стрічковим транспортером в двовальний змішувач на змішування з шахтною породою і шамотом.

Технологічна схема включає лінію підготовки відходів вуглезбагачення, за рецептом включає в себе відходи вуглезбагачення, які ефективно опіснюють глини і покращують сушильні властивості. Вони містять горючу складову, яку ми додаємо до глини, для забезпечення пористості (покращення теплоізоляційних властивостей), та одночасно дозволяють зекономити на паливі. Відходи вуглезбагачення у вигляді шахтної породи, привозимо автосамоскидами з Львівсько-Волинського вугільного басейну. Надалі ми виконуємо ряд операцій для перероблення породи. Автосамоскиди розвантажують шахтну породу на склад, де проходить її сушіння при температурі 150⁰ С до вологості W=5%. Звідси за допомогою ескаватора навантажують на автосамоскиди і направляють у бункер для зберігання. З бункеру, стрічковим транспортером шахтну породу подають у щокову дробарку, зі ступенем подрібнення рівним 5, де здійснюється грубе подрібнення. Після виходу з щокової дробарки розмір шматків шахтної породи 30-36 мм. Надалі шахтну породу транспортують в пластинчастий живильник, де порода додається на стрічковий транспортер і подається на дроблення в молоткову дробарку. У молотковій дробарці, зі ступенем подрібнення 12, шахтна порода подрібнюється з розміру частинок в 30мм, до 3 мм. Далі відходи вуглезбагачення поступають на зберігання у бункер з тарільчастим живильником. З бункера за допомогою стрічкового живильника породу транспортують на змішування.

Аналогічна схема підготовки сировина для шамоту. Шамот в щокову дробарку поступає з розмірами шматків 250мм а на виході з дробарки 5мм. Після дроблення в молотковій дробарці шамот має розмір 3мм.

Почергово підготовлені компоненти за допомогою стрічкового транспортера попадають у двовальний до змішувач, де відбувається їхнє ретельне перемішування, та до зволоження до W =19% та ущільнення. На наступній стадії відбувається усереднення маси та її вилежування в шихтозапаснику тривалість вилежування – не менше двох тижнів усереднюється протягом 7-14 діб. З шихтозапасника маса потрапляє за допомогою грейферного крана у бункер з скриньовим живильником. З бункера маса стрічковим транспортером транспортується на формування. Пресування маси є надзвичайно важлива і відповідальна стадія. Глиняна маса для методу пластичного формування представляє собою пластичну масу. Для надання потрібної форми, цілісності і певної густини виріб-сирець із такої маси пресують під високим тиском за допомогою вакум-пресу в результаті чого частинки маси зближується, деформуються, загальна контактна площа збільшується і частинки з’єднуються за рахунок поверхневих молекулярних сил.

Глиняна маса представляє собою систему із трьох компонентів: води, твердої пластичної фазі повітря.

В процесі пресування кількість двох перших компонентів залишається незмінним, зменшення об’єму прес-маси проходить завдяки видаленні і часткового стиснутого повітря.

Повітря, адсорбоване поверхнею глиняних частинок, запобігає їх злипанню, а повітря, захоплене в порах прес маси, збільшує долю деформацій. Стиснутий в порах цегли-сирця повітря часто являється причиною руйнування цегли при випалі. Без вчасного видалення повітря із прес-форми в процесі стиснення не можливо одержати якісний сирівець цегли. На початку пресування в основному проходить зміщення частинок. При подальшому пресуванню самі частинки деформуються. Величина пружних деформацій понижується також із збільшенням вологи, проте тоді затрудняється видалення повітря через закриті пори вологою.

Відформовані зразки піддаються сушінню. Їх за допомогою автомата-вкладальника складають на сушильні вагонетки і подають в тунельне сушило на сушіння при Т= 150 ⁰С до вологості W=6%. Важливим є дотримання м’якого режиму сушіння, для запобігання утворення тріщин на початковому, найбільш чутливому до сушіння етапі. При сушінні використовується тунельне сушило з противотоковою подачею теплоносія. Після процесу сушіння напівфабрикати автоматом-садчиком садяться на пічні вагонетки та подаються на випал у тунельну піч (Температура випалу становить 1050 ⁰С). На завершальному етапі готові керамічні вироби вивантажуються з печі, піддаються періодичній перевірці відповідності вимогам стандарту. Якісна цегла сортується і потрапляє на склад готової продукції.