Технология производства керамической плитки

34

Содержание

Введение………………………………………………………………………….….3

1. Общие положения…………………………………………………………….….4

              1.1 Краткий обзор современных способов производства керамической плитки………………………………………………………………………………..4

              1.2 Характеристики сырья и вспомогательных материалов……………...10

              1.3 Характеристики и особенности изделий……………………………....12

2. Технологическая часть………………………………………………………….14

              2.1 Описание технологической схемы производства керамических фасадных прислонных плит……………………………………………………………...14

              2.2 Режим работы цеха (завода)……………………………………………18

              2.3 Расчет производственной мощности цеха (завода)…………………...19

              2.4 Расчет сырья и вспомогательных материалов………………………....20

              2.5 Подбор и расчет технологического оборудования и штатного

состава……………………………………………………………………………....22

              2.6 Контроль технологических процессов и качества продукции………..25

3. Экологические мероприятия…………………………………………………....26

4. Технико-экономические показатели проекта………………………………….29

Список литературы……………………………………………………………...…30

Введение

Продукцией керамического производства являются в основном изделия, поставляемые для различных отраслей народного хозяйства и прежде всего для строительства – кирпич, плитки для облицовки стен и полов, санитарно-техническая керамика. Все высокотемпературные агрегаты в металлургии, в химическом производстве, на коксовых, цементных, стекольных и керамических заводах футеруются огнеупорными материалами. Передача энергии осуществляется с использованием фарфоровых изоляторов. Из оксидной керамики изготовляют корпуса и отдельные детали электронных конструктивных элементов или же изделия технической керамики сами представляют активную часть этих электронных конструктивных элементов. Техника высокотемпературных измерений немыслима без керамических изоляционных материалов. Перечисление может быть продолжено, показывая разнообразие требований к применяемым керамическим изделиям. Если принять во внимание, что производство посуды и изготовление художественной керамики составляют другую значительную часть керамического производства, то можно сделать вывод, что на всех стадиях процесса производства керамических изделий ставятся различные требования, диктуемые использованием изготовляемого изделия. Это относится и к процессам формования.

Исходным пунктом для формования керамики является масса, которая чаще всего состоит из естественных, в различной степени обрабатываемых сырьевых материалов. Их свойства изменяются в широких пределах. В данной курсовой работе подробно описываются эти свойства сырья и керамических масс.

Цель данной курсовой работы состоит в углублении и закреплении теоретических знаний по дисциплине «Технология производства строительных материалов и изделий», самостоятельной детальной проработке технической, нормативной и проектной литературы по технологии производства керамических плиток и выработке навыков решения задач проектирования.

1. Общие положения

1.1 Краткий обзор современных способов производства керамической плитки

Керамические плитки различного назначения получают способами полусухого и сухого прессования из порошков влажностью 5-7% (основной способ), литьем из шликера влажностью 30-35% и пластическим формованием  из масс влажностью 14-20%. Принципиальная технологическая схема изготовления керамических плиток, заключающаяся в обработке глинистого сырья с добавками, формовании изделий, сушке и обжиге их до спекания различной степени в зависимости от назначения изделий и качества глинистого сырья, представлена ниже.

Схема 1

Глинистое сырье                                   Отощающие и другие добавки

Подготовка формовочной массы

(грубое и тонкое измельчение, сушка, смешение, увлажнение, вылеживание)

Формование

(сухое и полусухое прессование, пластическое формование, литье)

Тепловая обработка

(сушка, одно- или двукратный обжиг)

Декорирование плиток осуществляется либо в процессе их формования (нанесение рельефа, двухслойное формование) либо после сушки и даже после обжига изделий (глазурование, сериография) с последующим повторным обжигом.

Подготовка глинистого сырья на заводах, выпускающих керамические плитки, заключается в удалении или измельчении каменистых включений и достижении однородности и удобоукладываемости формовочной массы.

Основные способы переработки глинистого сырья в формовочную массу в производстве керамических плиток – полусухой, сухой, пластический и шликерный. Выбор способа определяется свойствами исходного сырья, видом выпускаемой продукции и объемом производства.

В таблице 2 приведены сравнительные сведения по способам подготовки формовочной массы в производстве керамических плиток.

Ниже даются схемы подготовки формовочных масс для производства керамических плиток с указанием основного оборудования, применяемого для этих целей.

На схеме 2 приведена последовательность сухого способа подготовки формовочной массы в производстве керамических плиток.

Схема 2

Подготовка формовочной массы сухим способом

Глинистые материалы  Отощающие добавки

Дозирование

(ящичный подаватель)

Грубое измельчение

(камневыделительные вальцы)

Смешивание

(смеситель с фильтрующей решеткой)

Грануляция

(дырчатые вальцы, пресс с гранулирующей приставкой)

Сушка

(противоточный сушильный барабан)

Смешение-помол

(стержневой смеситель)

Электромагнитная очистка

(магнитный сепаратор)

Промежуточное хранение

(бункер, силос-гомогенизатор)

Здесь смесь сырьевых компонентов подготавливают для сушки, сушат, измельчают до определенной толщины и хранят в силосах. Сухой способ подготовки целесообразно использовать при наличии одного или двух видов сырья, близких по составу и свойствам.

34

Таблица 2

Способы подготовки формовочной массы

34

Схема 3 характеризует подготовку массы по полусухому способу.

Схема 3

Подготовка формовочной массы по полусухому способу

Глинистые материалы

Дозирование

(ящичный подаватель)

Измельчение

(дезинтеграторные вальцы, стругач, зубчатые вальцы, камневыделительные вальцы)

Сушка

(прямоточный сушильный барабан, снижение влажности с 15-25% до 2-13%)

Промежуточное хранение

(бункер)

Дозирование

(ящичный подаватель, тарельчатый питатель)

Тонкий помол

(дезинтегратор, бегуны сухого помола, дырчатые вальцы тонкого помола, гладкие вальцы тонкого помола, молотковая, центробежная и роторная мельница)

Просев

(сито-бурат, струнное вибрационное и качающееся сита, грохот, воздушный сепаратор)

Промежуточное хранение

(бункер)

Дозирование

(тарельчатый питатель, автоматические весы)

Добавки, шликер, горячая вода, пар

Смешивание

(двухвальный смеситель, бегуны, бегунковый смеситель, стержневой смеситель)

Вылеживание

(силос-гомогенизатор)

По этой схеме смешивание подготовленной глины с плавнями, отощающими и другими добавками с одновременным увлажнением ее горячей водой или лучше паром при получении пластичных масс производят в двухвальных смесителях, малопластичных – быстроходных бегунковых смесителях, тощих масс – бегунах.

При шликерной подготовке массы измельчение и грубый помол глинистых материалов проводят в дробильно-размельных установках первичного дробления; тонкий помол и смешение компонентов – в шаровых мельницах либо пропеллерных мешалках или др. установках в течение 5-7 ч.

На схеме 4 показана технология подготовки формовочной массы шликерным способом.

Схема 4

Подготовка пресс-порошковой массы шликерным способом

Глинистые материалы                                                        Добавки (плавни, отощающие)

        Дозирование                                                                            Дозирование

(ящичный подаватель)                                                                (тарельчатый питатель)

   Грубое измельчение                                                                       Грубое измельчение 

(дезинтеграторные вальцы, дробилки)                                          (щековая, молотковая дробилки,

стругачи, валково-зубчатые бегуны)

Электромагнитная очистка

(магнитный сепаратор)

Промежуточное хранение

(бункер)

Добавки, электролиты, вода

Тонкий помол и роспуск глины

(шаровая мельница, пропеллерная мешалка, струйные, фрезерно-метательная и

роторная мельницы)

Процеживание

(вибрационное сито, дуговое сито)

Промежуточное хранение

(шламбассейн с пропеллерной мешалкой)

Обезвоживание шликера

(распылительная сушилка)

Просев

(сито-бурат)

Промежуточное хранение

(бункер)

В трех вышеперечисленных способах подготовки массы наибольшее признание получил шликерный способ с обезвоживанием в распылительных сушилках, как позволяющий получать однородный пресс-порошок.

Наиболее перспективным способом формования, нашедшим широкое применение в производстве керамических плиток, является прессование из керамических порошков, которое может быть полусухим или сухим. Средняя влажность порошка составляет 5-7%. Этот способ осуществляется на поточно-конвейерных линиях, включающих целый комплекс оборудования, каждый агрегат которого является самостоятельным узлом в единой технологической цепи: прессы полусухого прессования, распределительно-разгрузочные устройства прессованных полуфабрикатов перед сушкой и обжигом, щелевую конвейерную сушилку, глазуровочные и декорирующие устройства, печи скоростного обжига, установки для сортировки и упаковки изделий.

Прессование осуществляют при изготовлении облицовочных, фасадных и напольных плиток на гидравлических, коленно-рычажных прессах и гидравлических прессах.

Тонкостенные мелкоразмерные керамические плитки формуют литьем на литьевом конвейере. Суммарное время формирования отливки на лещадке составляет 7-9 мин. Затем отливка на лещадке поступает на зачистное и далее режущее устройство, где ее дисковыми ножами разрезают на плитки требуемых размеров.

За формованием следует сушка в противоточных туннельных сушилках, а также в конвейерных радиационных, сетчатых и цепных конвейерах.

Обжиг керамических плиток проводят в одно и двухъярусных щелевых печах в течение 17-50 мин.

Для ускорения охлаждения плиток до температуры ниже 40°С в конце печи на участке длиной 4,5 установлены обдувочные устройства.

Завершают технологический процесс изготовления керамических плиток сортировка и упаковка готовой продукции.

1.2 Характеристики сырья и вспомогательных материалов

Глина представляет собой рыхлый материал, размером частиц около 0,02 мм и часто менее 0,002 мм; в основном она состоит из алюмосиликатов, содержащих химически связанную воду. Глина – основной материал для производства керамических плиток и плит. Глину, содержащую частички известняка, называют мергелем, а содержащую много песка – суглинком. Очень тонкие частички глины, благодаря своей большой поверхности, хорошо впитывают воду, поэтому глина гигроскопична и во влажном состоянии сохраняет способность к пластическому формованию. Степень пластичности глины зависит не только от химического состава, но также от физических размеров и формы частичек глины, от количества содержащейся в ней воды. Очень чистая, пластичная (жирная) глина требует много воды для того, чтобы стать легко формуемой, менее «чистая» глина (тощая) нуждается в меньшем количестве воды. Жирные глины имеют большую усадку при сушке и обжиге, чем тощие.