Введение
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:
1. Дать общую
характеристику и детальное описание
кирпича керамического;
2. Сформировать
производственный план работы
предприятия: описать производственные
площади, оборудование, технологический
процесс изготовления и материально-техническое
обеспечение;
3. 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].
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:
1. длина — 250 мм;
2. ширина — 120 мм;
3. толщина — 65 мм;
4. кирпич полнотелый;
5. марка кирпича (по прочности) —
150;
6. плотность — 1400 кг/м3;
7. морозостойкость (Мрз) — 25-35;
8. пористость 8%.
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.
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.
Размещение зданий и сооружений
при проектировании генпланов обеспечивает
наилучшую схему технологического процесса,
кратчайшие транспортные связи, экономное
использование территорий, максимальную
блокировку зданий и сооружений, зонирование
территорий, санитарные и противопожарные
разрывы между зданиями и сооружениями,
а также возможность одновременной отгрузки
готовой продукции на автомобильный и
железнодорожный транспорт, возможность
дальнейшего расширения предприятий без
сноса построенных зданий и сооружений,
целесообразную прокладку инженерных
коммуникаций и удобный и безопасный подход
работающих на предприятии к бытовым помещениям.
Пути следования к производственным зданиям
не должны пересекаться с внутренними
площадочными, автомобильными и железными
дорогами, подъезд пожарных должен быть
обеспечен с 3 сторон. Должно быть обеспечено
архитектурное единство планирования
застройки и благоустройства предприятия,
с учетом транспортных связей для внутризаводского
транспорта.
Главным принципом проектирования
генерального плана является группирование
производственных зданий, сооружений
и коммуникаций по функциональному назначению,
что позволяет делить территорию завода
на 4 зоны: предзаводскую, производственную,
подсобную и складскую.
Предзаводская зона предназначена
для осуществления кратчайшей путей, людских
потоков и транспортных средств на территории
предприятия и включает административно-бытовой
корпус, стоянку для автотранспорта, контрольно
пропускной пункт, лабораторию и гараж.
Производственная зона является
основной. В подсобной зоне расположена
компрессорная станция. Складская зона
предназначена для размещения складов
сырья, горюче смазочных веществ, готовой
продукции и должна иметь удобные транспортные
связи. Складская зона располагается на
крайних участках заводской территории
с целью пожарной безопасности, а также
исключения пересечения грузовых потоков
и засорения территории пылью при погрузочно-разгрузочных
работах. На генеральном плане она представлена
двумя складами готовой продукцией, двумя
складами силосного вяжущего, складом
горюче смазочных материалов. На территории
предприятия предусмотрена зона отдыха
с зелеными насаждениями.
Для обеспечения компактности
и благоустроенности с сохранением близлежащих
территорий определяют технико-экономические
показатели генерального плана.
Административно-бытовой корпус
расположен с подветренной стороны от
склада сырьевых материалов. Предусматриваются
дороги для проезда грузовых машин и стоянка
для личного транспорта.
3. Технологическая
часть
3.1 Выбора
способа производства
При производстве керамического
кирпича используется метод полусухого
прессования и метод пластического формования,
каждый из которых имеет свои достоинства
и недостатки. При наличии рыхлых глин
и глин средней плотности с влажностью
не свыше 23-25% применяют пластический способ
переработки глин; для слишком плотных
глин, плохо поддающихся увлажнению и
обработке с низкой карьерной влажностью
(менее 14-16%) - полусухой способ переработки.
Метод полусухого прессования
предусматривает предварительное высушивание
сырья, последующее измельчение его в
порошок, прессование сырца в пресс-формах
при удельных давлениях, в десятки раз
превышающих давление прессование на
ленточных прессах.
Достоинство технологии полусухого
прессования: кирпич-сырец укладывается
непосредственно на печные вагонетки
и на них высушивается в туннельных сушилках,
или же, минуя предварительную досушку,
непосредственно поступает на обжиг. Комплексная
механизация производства осуществляется
проще, чем при методе пластического формования.
Однако технология полусухого прессования
требует более совершенной системы аспирации
на трактах приготовления и транспортирование
порошка, использования более высокопроизводительных
прессов. Методом полусухого
прессования можно производить кирпич
и из малопластичных глин, что расширяет
сырьевую базу.
Недостатки технологии
полусухого прессование: в заготовке кирпича
остается влага, и при обжиге она способствует
повышению пористости. В результате, кирпич
получает более низкую водостойкость
и прочность, по сравнению с кирпичом пластического
формования.
Технологическая схема производства
изделий с пластическим способом подготовки
массы, несмотря на свою сложность и длительность,
наиболее распространена в промышленности
стеновой керамики. Метод формования из
пластических масс исторически сложился
на основе пластических свойств глин и
широко используется в керамической технологии.
Достоинство способа пластического
формования: выпускают изделия в широком
ассортименте, более крупных размеров,
сложной формы и большей пустотности.
В отдельных случаях предел прочности
при изгибе и морозостойкость таких изделий
выше, чем у изделий, полученных способом
полусухого прессования из того же сырья.
При переработке глин в сыром виде схема
подготовки сырья несколько проще и экономичней,
поскольку нужно меньше перерабатывающего
оборудования, следовательно, меньше энергоемкость.
Все оборудование более надежно и просто
в обслуживании. Температура обжига изделий
примерно на 500С ниже, чем
у изделий полусухого прессования, что
позволяет также снизить энергозатраты
на обжиг и в какой-то мере компенсируют
высокие затраты на сушку.
Недостатки способа пластического
формования: большая длительность технологического
цикла за счет процесса сушки сырца, продолжающегося
от 1 до 3 суток. Низкая прочность формованного
сырца, особенно пустотелого, большая
усадка материала при сушке и наличие
отдельного процесса сушки затрудняет
возможность механизации трудоемких операций
при садке сырца на сушку, перекладке высушенного
сырца для обжига и совмещения в одном
агрегате процессов сушки и обжига.
Чтобы получить изделия требуемого
качества необходимо из глины удалить
каменистые включения, разрушить ее природную
структуру, получить пластичную массу,
однородную по вещественному составу,
влажности и структуре, а также придать
массе надлежащие формовочные свойства.
Глиняный брус формуют в горизонтальных
ленточных шнековых прессах часто с вакуумированием
массы. Вакуумирование массы способствует
повышению ее плотности, пластичности,
улучшает формовочные и конечные свойства
кирпича [4].
В курсовой работе будем использовать
схему производства изделий пластическим
методом, поскольку используемая глина
достаточно высокой влажности, среднепластичная.