Черепица объемного окрашивания

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2. Сырьевые материалы. 

    Сырье выбирается в зависимости от заданного способа производства. Для изделий пластического формования изготовляется из умеренно-пластичных и среднепластичных глин. В случае использования пластичных глин в состав массы вводится отощитель (шамот, кварцевый песок или зола). Количество отощителя определяется в зависимости от химического состава глины, а именно от содержания в глине алюминия и от числа пластичности глины.

    На  данном производстве в качестве сырья  используют легкоплавкую глину с  числом пластичности, равным 20, по этому показателю глина относится к группе среднепластичных глин. Включения гальки, горных пород размером до 10 мм составляют 1,5%. В связи с этим необходимы в технологии подготовки камневыделительные вальцы. Кварцевых и карбонатных включений, размером до 0,5 мм – 2%. Для предупреждения образования «дутиков» применяется двухстадийное тонкое измельчение глины. Глина среднечувствительна к сушке, поэтому надо следить за соблюдением режима сушки.

    Для окрашивания черепицы применяется  пигмент – марганцевая руда.

    Марганцевые руды — вид полезных ископаемых, природные минеральные образования, содержание марганца в которых достаточно для экономически выгодного извлечения этого металла или его соединений. Марганцевые руды делят на химические и металлургические. Первые содержат не менее 80% MnO₂. Их используют в гальванических элементах, в производстве стекла, керамики, минеральных красителей, "марганцовки" (KMnO₄). Руды, содержащие менее 80% пиролюзита, называются металлургическими и используются в черной металлургии.

    К естественным минеральным пигментам относят пигменты, добываемые в готовом виде (руды) и требующие обычно только механического обогащения и помола.

    Естественные  минеральные пигменты, как правило, содержат значительное количество посторонних примесей и потому обладают менее стабильными свойствами, чем искусственные минеральные пигменты.

    Черепица, в сырье которой добавлен марганец, похожа по своим свойствам на натурально-красную  черепицу, но с цветовым отличием: у  натурально-красной черепицы во всей массе однородный красный цвет достигается при обжиге за счет оксида железа, а при добавлении в сырье марганца так же по всей массе получается темно-коричневый цвет .

    Таким образом объясняется цветообразование: 

    Красный: черепично-красный цвет возникает  при незначительном содержании элементов железа.  Гидрооксид железа при обжиге усиливает красный оксид железа.

    Желтый: содержание кальция, например, в форме  известняка, придает при обжиге желтый цвет.

    Коричневый: благодаря содержанию в сортах глины  элементов марганца как примесей, при обжиге возникает коричневый цвет.

 

     3.Описание технологического процесса.

   

   Механическую обработку сырья в зависимости от его особенностей, связанных с условиями образования, ведут пластическим или сухим способом. В данной технологии применен пластический способ производства. Основными критериями  исходного сырья для выбора технологии его обработки могут служить макроструктура и пластические свойства, определяющие плотность материала, его способность подвергаться диспергации при обработке в увлажненном состоянии.

   Формование  осуществляется пластическим методом  на ленточном прессе.

   Переработка сырья и подготовка масс.

   В керамическом производстве постоянство  свойств и состава сырья имеет первостепенное значение. Подача сырья из карьера на производство, состав и свойства которого меняются, нарушает режим работы предприятия. Свойства глины могут меняться как по площади карьера, так и по высоте слоя сырья. Поэтому необходимо точно знать характер глины эксплуатируемого месторождения и организовать его разработку таким образом, чтобы получать однородное сырье.

   В керамическом производстве карьеры разрабатываются как открытым, так и закрытым способами. Добыча глины в карьере открытым способом состоит из двух самостоятельных операций: разработки вскрыши и полезной породы (глины). Добыча глины осуществляться по всей высоте откоса. Этого добиваются, используя многоковшовый экскаватор (1).

   Многоковшовые экскаваторы (рис. 2.) имеют рабочий механизм в виде бесконечной цепи, на которой укреплены ковши. Бесконечная цепь вращается вокруг стрелы (рамы), являющейся ее опорой. Принцип работы здесь иной, нежели у одноковшового экскаватора. Рама опускается так, что ковши прижимаются к откосу забоя и снимают стружку. Наполненные ковши, двигающиеся вокруг рамы, опрокидывают над бункером экскаватора. Пустые ковши двигаются по верху рамы, огибают нижний конец ее, и весь процесс начинается снова.

     Керамическая промышленность в настоящее время обслуживается, в основном, многоковшовыми экскаваторами.

     Многоковшовый экскаватор может работать как с верхним, так и с нижним черпанием. При верхнем черпании рама экскаватора поднята вверх относительно его основания, и ковши срезают породу, двигаясь по откосу забоя сверху вниз. При нижнем черпании рама, наоборот, опущена вниз относительно основания экскаватора, и ковши наполняются глиной при движении их снизу вверх. При нижнем черпании ковши экскаватора заполняются лучше, поэтому этим способом черпания пользуются во всех случаях, когда это возможно по условиям разработки.

    Далее после разработки, глина, добытая в карьере, подвергается вымораживанию, вылеживания в результате ее укладки в конуса (2). 

     Рис.2. Схемы работы многоковшового экскаватора. 

При этом происходят следующие процессы:

   — диспергация (размельчение) плотной структуры глинистых пластов в результате смены температур при повышенной влажности;

   — частичное гниение органических примесей с выделением газов;

   — возможное разложение маточных пород (полевых шпатов) в результате длительного вылеживания.

   Чем дольше глина вылеживается в конусах, тем выше ее качество. При вылеживании происходят процессы выветривания, вымораживания и равномерного распределения влаги. В процессе выветривания и вымораживания глинистые частицы диспергируются, увеличивая пластичность глины. При вылеживании происходит набухание глинистых частиц, а также вымывание растворимых солей, что позволяет без лишних затрат избавиться от налетов на поверхности обожженной черепицы. Срок нахождения глины в конусах должен быть не менее 12—18 месяцев. При добыче глины из конусов, та часть глины, использование которой предусмотрено в зимнее время, подвергается выравниванию поверхности с помощью бульдозера и укрывается утеплителем (опилками, камышом).

   Вылежавшаяся  глина затем направляется на завод  с помощью автотранспорта (3).

   Основными критериями  исходного сырья для  выбора технологии его обработки  могут служить макроструктура и  пластические свойства, определяющие плотность материала, его способность  подвергаться диспергации при обработке  в увлажненном состоянии.

    Глину из автотранспорта (3) сваливают на решетки, расположенные наверху бункера ящичного пластинчатого питателя (5). Ящичный питатель состоит из следующих основных сборочных единиц: каркаса, транспортера, бильного вала, привода шиберов. Сварной каркас выполнен в виде ящика, боковые стенки которого установлены с расширением внизу, что уменьшает зависание материала (Рис.3).

   Транспортирующим  органом питателя является резиновая лента шириной 1200 мм, опирающаяся на роликовый конвейер. Бильный вал   предназначен для разрыхления, перемещения и равномерного сброса материала с ленточного конвейера в разгрузочный лоток. Привод обеспечивает вращение вала ленточного конвейера и бильного вала и состоит из двигателя, вариатора, червячного и цилиндрического редукторов,   цепной    передачи.   Вращение передается через промежуточный вал к  приводному  валу  ленточного  конвейера и с помощью цепной передачи — к бильному. Шиберы обеспечиваю дозирование      компонентов      шихты путем установки их на разной высоте относительно   плоскости ленты конвейера. Перемещаются шиберы с помощью червячно-винтовых   механизмов при ручном вращении рукоятки. Помимо   этого  точность   дозирования компонентов обеспечивается бесступенчатым изменением скорости движения ленты конвейера.

   Рис 3. Ящичный питатель СМК-214 

   Питатель  снабжен подвижным рыхлителем (4). Глинорыхлитель предназначен для измельчения крупных и мерзлых комьев глины. Он состоит из вала, установленного на опорах, крепящихся к передвижному корпусу, синхронизатора, привода и рамы. Глинорыхлитель является машиной периодического действия, используется только, когда крупные смерзшиеся куски не проходят сетку, установленную над бункером. Далее следует ящичный питатель, из которого глина по ленточному конвейеру поступает на измельчение в каскад камневыделительных валец (6), дырчатых валец (7). Это вызвано необходимость удаления из массы каменистых включений, содержание которых достигает 2%. Проходя камневыделительные и дырчатые вальцы, удаляются наиболее крупные включения. При этом масса нагревается и увеличивается ее пластичность. Затем нагретая масса поступает в вальцы грубого помола, где происходит окончательное выделение и частичное разрушение каменистых включений.

   Рассмотрим  более подробно эти виды вальцов. Камневыделительные вальцы предназначены для грубого помола керамических масс и выделения из них каменистых включений. По своей конструкции и принципу действия они относятся к типу валковых дробилок и состоят из гладкого и ребристого валков. Глина, подлежащая измельчению, подается в загрузочную воронку и, падая на быстровращающийся навстречу ребристый валок, под действием удара ребер отбрасывается с небольшой скоростью на тихоходный валок и далее затягивается в зазор между валками. Камни, ударяясь с большой скоростью о тихоходный валок, отскакивают от него и затем попадают в отводящий лоток кожуха.

   Основным  рабочим органом дырчатых вальцов  являются два валка с параллельными  осями. Масса, поступающая в загрузочную воронку, затягивается валками, вращающимися навстречу друг другу, растирается и продавливается через отверстия в секторах внутрь валков.

   Вальцы  грубого помола состоят из двух гладких  валков, вращающихся навстречу друг другу. Глина продавливается через  них, каменистые включения при этом дробятся.

   Далее глина направляется в глинохранилище (8)

   На заводе должен быть теплый склад глины, рассчитанное на 30 суток работы завода. Закрытое хранение глины производится в глинохранилишах различного типа. Они отличаются друг от друга, в основном, емкостью и механизмом, с помощью которого осуществляется выемка глины из этой емкости и подача ее на технологическую линию завода.

 По виду механизмов глинохранилища делятся:

а) с  мостовым грейферным краном;

б) с  экскаватором;

в) с  канатным скрепером.

   Из  глинохранилища по ленточному конвейеру глину, через дозатор (9) направляют в двухвальный лопастный смеситель (15). Где материал перемешивается (гомогенизируется) лопастями, насаженными на вал, со скоростью до 35 об/мин. Регулированием угла наклона лопастей изменяется скорость движения материала и время пребывания его в смесителе, которое обычно составляет 2—3 мин. Скорость перемещения составляет 1,3—1,4 м/с. Производительность двухвальных смесителей 18—35 м³/ч.

   Пигмент предварительно дробится в щековой  дробилке (10) и затем размалывается в ударно-центробежной мельнице для тонкого помола пигментов (11) (Рис. 4). Мельница может быть использована для тонкого измельчения пигментов, порошковых красок и других материалов средней твердости.

   

   Рис. 4. Ударно-центробежная мельница для тонкого помола красителей (УЦМС-400)

   1 - корпус; 2-вал; 3-било; 4-вентилятор; 5-конус; 6-лопатка; 7-загрузочный и 8- выгрузочный  патрубки.

   Молотая руда просеивается на грохоте (12), после  чего размолотые частицы следуют  в бункер (13), а недомолотые возвращаются в мельницу (11). Из бункера руда дозируется тарельчатым питателем (14) и следует в смеситель (15).