Характеристика выпускаемой продукции и область ее применения в строительстве

      2.1.3 Минералогический состав глины

      К основным глинообразующим минералам относится каолинит, монтмориллонит, гидрослюда и некоторые другие.

      Глины, сложенные каолинитом, имеют следующие характерные особенности. Они слабо набухают в воде и почти не реагируют на кислоту. Если в глине только каолин, глины называют каолином.

       Глины, сложенные монтмориллонитом, сильно набухают в воде и весьма пластичны. Если в глине одни монтмориллонитовые минералы, глины называют бетонитом.

       Глины, сложенные гидрослюдами, имеют среднюю пластичность.

       Из минералов – примесей наиболее часто встречаются кварц, известняк и доломит.

       Кварц находится в виде окатанных зерен или частиц неправильной формы. Являясь отощающим материалом кварц влияет на сроки сушки керамических изделий. Повышенное содержание кварца ухудшает прочность изделий.

       Известняк и доломит, содержатся в виде крупных зерен, являются вредными примесями. Они способствуют появлению трещин после обжига изделий, а иногда полному его разрушению. Если частицы тонкодисперсных и равномерно распределены по массе, то они не вызывают трещин, однако уменьшают пластичность глин.

         2.1.4 Пластичность, влажность и температура спекания глины

Пластичность, влажность и температура спекания представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Пластичность, влажность и температура спекания глин

2.2 Добавки.

      В зависимости от природных свойств глинистого сырья и принятой технологии, добавки можно использовать по своему основному назначению: улучшающие формуемость кирпича-сырца, сушильные свойства (отощающие), повышающие прочность и морозостойкость изделий, поризующие, топливные добавки (снижают расход топлива), окрашивающие черепок.

2.2.1 Кварцевый песок используем в качестве отощающей добавки. Добавляется в количестве 5…30% по массе. Предельная крупность зёрен 2 мм.

Состав шихты:

- глина………………………………….80%;

- кварцевый песок……………………..20%;

3 Разработка технологической схемы производства и описание       технологии

Рисунок 4.1 - Технологическая схема.

              Глина 80%                                             Кварцевый песок 20%      

               Добыча                                                      Складирование        

Усреднение и вылёживание                                  

      (открытые 0.5 года)                                                                                                                              

                                                                                    Вибросито

         Глинорыхление                                                              

          Дозирование                                                     Дозирование                                             

            (объёмное)                                                           (объёмное)  

Дробление с обогащением

(камневыделение)

Смешивание (доувлажнение)

Измельчение

Грубый помол

Вылёживание

                                                 Смешивание (с доувлажнением)

Тонкий помол

Формование (с вакуумированием)

Сушка

Обжиг

Складирование

3.2  Описание технологической схемы

3.2.1 Подготовка сырья.

      Глину, добытую в карьере, целесообразно подвергать двойной экскавации с целью повышения ее однородности. Вылеживание глины в открытом запаснике (конусе) не менее полугода необходимо для разрушения ее природной анизотропной структуры, диспергации глинистых частиц, усреднения по влажности, гранулометрическому составу, вымыливания водорастворимых солей. Если глина содержит много больших слипшихся или смерзшихся кусков, ее рыхлят. Затем глину, посредством ящичного питателей, подают в камневыделительные вальцы, где одновременно с дроблением глинистого сырья из него выделяются твердые каменистые включения. Далее происходит смешивание с до увлажнением компонентов массы в двухвальном лопастном смесителе. Песок и известняк поступают со складов с помощью ленточных питателей.. После смешивания масса попадает под бегуны мокрого помола, посредством пластинчатого конвейера. Под бегунами масса хорошо размалывается и продавливается через дырчатую тарелку бегунов. После бегунов масса попадает в шихтозапасник, где вылеживается некоторое время, за счет чего улучшаются свойства массы. После вылеживания масса подвергается вторичному смешиванию в смесителе с фильтрующей головкой, где происходит вторичное доувлажнение массы. Затем по пластинчатому конвейеру масса поступает к вальцам тонкого помола. Целью тонкого помола является разрушение водопрочных оболочек, цементирующих отдельные зерна глинообразующих материалов, частичное разрушение самих зерен и освобождение молекулярных связей, за счет которых глина будет гидратироваться, присоединяя к себе большое количество связанной воды. При сушке возникают прочные связи между отдельными глинистыми частицами, улучшается сушка. Переработавшись в них масса готова к формованию.

3.2.2 Формование кирпича-сырца.

      Для формования используется ленточный вакуумный пресс. Вакуумированию массу подвергают для улучшения ее формовочных свойств. Обезвоздушивание глиняной массы способствует более прочному сцеплению глиняных частиц между собой. При удалении воздуха из глиняной массы ее пластичность значительно повышается. После вакуумирования влажность керамической массы снижается на 2-3%, а, следовательно, уменьшается воздушная усадка. Формованный глиняный брус разрезается на отдельные кирпичи струнным резательным автоматом. Далее автомат-укладчик укладывает кирпич-сырец на сушильные вагонетки, транспортировка которых осуществляется с помощью электропередаточной тележки.

3.2.3 Сушка кирпича-сырца.

Кирпич-сырец поступает на сушку в туннельное сушило. Для сушки используется горячий воздух из туннельной печи, атмосферный воздух и рециркулят, а также дымовые газы из топки. Отработанный теплоноситель после очистки поступает в атмосферу. Для нормального протекания процесса сушки сырца, т. е. для того, чтобы изделия высыхали с максимальной равномерностью и без деформаций при минимальном расходе топлива и в минимальный срок, необходимо создать условия для интенсивной влагоотдачи с единицы поверхности изделия. Нижнюю часть садки на вагонетке  выполняют более разреженной для выравнивания условий сушки на высоте туннеля. После завершения процесса сушки с помощью электропередаточной тележки осуществляется транспортировка высушенного кирпича из сушила. Сушильные вагонетки поступаю к автомату-разгрузчику, а автомат-садчик осуществляет садку полуфабриката на обжиговые вагонетки для последующего обжига в печи.

Теоретические основы технологических процессов сушки:

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 строительной керамики, изготовленного пластическим формованием.

Находящаяся в керамических массах и изделиях вода делит­ся на физическую и химически связанную. Физической называется та часть воды материала, которая не входит ни в какие соединения с ним. Физическая вода нахо­дится в изделии в жидком или парообразном состоянии и может быть удалена полностью при нагреве материала до 100о-110оС. При этом керамическая масса становится непластичной. Химически связанной водой называется вода, нахо­дящаяся в химическом соединении с отдельными элементами ке­рамической   массы,   так   например: Аl2Оз∙2SiO2∙nH20; Са(ОН)2 и др. Удаление химически связанной воды происходит при более высоких температурах - от 500оС и выше. При этом керамическая масса безвозвратно теряет свои пластические свойства.

При сушке изменяется от коагуляционных к конденсационным природа контактов между частицами твердой фазы за счет удале­ния механически и физико-химически связанной воды. Химически связанная вода в сушке не удаляется.

Анализируя процессы, происходящие при сушке материалов, необходимо отметить следующее:

- содержащаяся в материале вода при температуре 80-90оС испаряется. В этом случае имеет место поверхностное испарение или так называемая внешняя диффузия влаги;

- при испарении влаги с поверхности материала в окружаю­щую среду влага из внутренних слоев изделия перемещается к его поверхности. Происходит так называемая внутренняя диффузия влаги.

- во время сушки по­верхность твердого тела, имеющего относительно низкую темпера­туру, соприкасается с газом, нагретым до более высокой температуры. Между ними происходит теплообмен.

Поэтому процесс сушки можно рассматривать как комплекс трех вышеприведенных параллельно проте­кающих явлений.

Внешним показателем процесса сушки является изменение ве­са материала во времени. Графическое изображение зависимо­сти влажности материала от длительности сушки носит название кривой сушки. Характер кривой определяется влажностью и размерами изделия, способом его формования, а также темпе­ратурой, влажностью и скоростью теплоносителя. Совокупность указанных факторов определяет режим сушки. Режимом сушки называется изменение интенсивности влагоотдачи изделия путем изменения температуры, относительной влажности и скорости движения теплоносителя.

Обычно от­формованные изделия сушат до влажности 2-3%.

Рисунок 3.2 - Диаграмма сушки кирпича-сырца

3.2.4 Обжиг кирпича-сырца.

Обжиг проводят в туннельной печи при температуре 1000оС. В качестве теплоносителя используются продукты сгорания газа. При обжиге  за счет удаления влаги и сближения в результате этого частиц, вследствие фазовых и химических превращений, частичного получения жидкой фазы протекают структурообразующие процессы. Из печи забирается горячий воздух на сушку в туннельное сушило, а отработанные дымовые газы после очистки выбрасываются в атмосферу. Из печи обожженный кирпич транспортируется при помощи электропередаточной тележки к автомату разгрузчику. Затем обожженный кирпич упаковывается автоматом-пакетировщиком и подается цепным конвейером к автопогрузчикам, которые вывозят упакованный кирпич на склад готовой продукции.

      Теоретические основы технологических процессов обжига

Процесс об­жига изделий строительной керамики может быть условно разде­лен на четыре периода: