Производство керамического кирпича

1.2 Основное сырье 

В качестве сырья для производства золокерамического кирпича на проектируемом предприятии согласно патенту №2387617 применяют:  глину из месторождений Старковское-2 и Красноармейское-2 ( г.Асбест Свердловской области), фельзит из Покровского месторождения (Свердловская область), золу от сжигания углей( Рефтинской ГРЭС, Свердловская область) [1].

Для определения  возможности использования глин и суглинков для производства стеновых материалов необходимо знать  их зерновой, химический и минералогический состав, пластичность и технологические  свойства.

Требования  к глинам, предназначенным для производства керамического кирпича представлены в таблице 4.

 

Таблица 4 – показатели свойств глины

Показатели	Норма
Химический состав глины, %: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO+MgO R2O п.п.п.	65-75 15-20 4-6 2-3 2-4      5-8
Гранулометрический состав, %: частицы менее 1 мкм (не менее) частицы менее 10 мкм (не менее)	15 30
Влажность карьерная, % (не более)	25

 

Золы являются отходами от сжигания в пылевидном состоянии каменных углей и представляют собой тонкодисперсный алюмосиликатный  материал, состоящий из непластичных компонентов.

По плавкости  золы разделяются на легкоплавкие с  температурой размягчения до 1200 °С; средней плавкости с температурой размягчения 1200-1400 °С; тугоплавкие с температурой размягчения выше 1400 °С.

Требования  к золе ТЭС представлены в таблице 5.

Таблица 5- показатели свойств золы ТЭС.

Показатели	Норма
Химический состав , %: SiO2 Al2O3 Fe2O3  CaO+MgO R2O п.п.п.	50-65 25-30 3-6 2-4 1-3 5
Теплотворная способность , ккал/кг	1000-3200
Плотность, кг/м3	2100

 

Фельзит (нем. Felsit) — микро- или криптокристаллические горные породы кварц-полевошпатного (аналогичного граниту) состава. Представляет собой мелкозернистую массу кислых эффузивных пород — калиевого полевого шпата (ортоклаза) и кварца, иногда с содержанием плагиоклаза, пироксена, биотита.

Фельзит - светлая микрокристаллическая порода, обычно желтоватого или красноватого цвета, иногда - зеленоватых оттенков, может содержать окрашенные включения.

Требования к фельзиту представлены в таблице 6.

 

 

 

Таблица 6- показатели свойств фельзита.

Показатели	Норма
Химический состав %: SiO2 Al2O3 Fe2O3  CaO+MgO R2O п.п.п.	70-80 10-15 1-3 1-3 5-7 1-3
Плотность, кг/м3	2200-2400

 

В качестве пластифицирующих добавок применяют : стекло жидкое и лигносульфанат технический( ТУ 2455-028-00279580-2004).

Жидкое стекло — водный щелочной раствор силикатов натрия Na₂O(SiO₂)_n и (или) калия K₂O(SiO₂), который должен соответствовать требованиям ГОСТ 13078 «Стекло натриевое жидкое. Технические условия». Требования к жидкому стеклу представлены в таблице 7.

Таблица 7- показатели свойств жидкого стекла.

Показатели	Норма
Модуль стекла	3,0
Плотность, кг/м3	1470-1520

 

Введение в сырьевую смесь алюмосиликатной  щелочесодержащей добавки в заявленных количествах обеспечивает оптимальный  интервал температуры спекания изделий  за счет образования при обжиге в  изделиях высоковязкой жидкой фазы, поглощающей  из глины свободный кремнезем  и обеспечивающей минимальную деформацию изделий в обжиге и оптимальную  структуру изделий после обжига.

 

 

 

 

1.4 Режим работы  предприятия

 

 

Режим работы предприятия характеризуется  количеством рабочих дней в году, количеством смен в сутки и  количеством часов в смену. Принятый режим работы предприятия является исходным материалом для расчета  технологического оборудования, производственных площадей, потоков сырья. При назначении режима работы цехов следует руководствоваться  нормами технологического проектирования, принятыми в данной отросли промышленности строительных материалов. На производстве следует стремиться избегать трехсменной  эксплуатации оборудования, так как  работа в ночное время суток вызывает дополнительные организационные и производственные трудности.

При 5-дневной, 41-часовой рабочей  недели с двумя выходными днями, номинальное количество рабочих  предприятия при восьмичасовой смене следует принимать равным 260.

На предприятиях по производству железобетонных изделий, работающих с применением  оборудования для тепловой обработки, работа производится по режиму прерывной  недели в две или три смены. Все процессы тепловой обработки  изделий и связанное с ней  оборудование ведут работу в три смены, а остальные - в две.

На основании принятого режима работы рассчитывается годовой фонд времени работы технологического оборудования по отдельным технологическим переделам, на основании которого определяют производственную мощность предприятия.

В_р=С_р∙Ч∙К_и  (1)

где: С_р – расчетное количество рабочих суток в году;

      Ч – расчетное количество рабочих часов в сутки;

       К_и – среднегодовой коэффициент использования технологического   оборудования.

  Коэффициент использования оборудования, работающего в три смены принимают  равным 0.90…0.92, работающего в две смены – 0.94

Таблица 8 -Режим работы предприятия.

Наименование цеха (отделения)	Количество рабочих дней в году, Ср	Количество смен в сутки, n	Длительность смены, ч	Коэффициент использования оборудования, Ки	Расчетный годовой фонд времени работы оборудования, Вр
Склад сырья	260	2	8	0,9	3744
Подготовка сырья	260	2	8	0,94	3910
Дозирование материалов	260	2	8	0,94	3910
Формование	260	2	8	0,94	3910
Сушка	346	3	8	0,94	7806
Обжиг	346	3	8	0,94	7806
Склад готовой Продукции	346	3	8	0,94	7806

 

 

 

1.5 Расчет производственной программы  предприятия

 

Годовая производственная программа служит основой для проектирования завода. На основании программы и разработанного технологического процесса производства выбирается и рассчитывается оборудование и осуществляется его планировка.

В производственной программе делается расчет производства по исходному сырью, полуфабрикатам и готовой продукции. Расчет приведен в таблице 8.

Производительность  предприятия в час, П_ч, смену, П_см, сутки, П_с рассчитывается по формулам (1), (2) и (3) соответственно:

 

П_ч=П_г/Вр;                                                                                         (2)

 

П_см=П_ч·ч;                                                                                         (3)

 

П_с=П_см·n,                                                                                           (4)

 

Производительность  каждого технологического передела рассчитывается с учетом возможных  производственных потерь по формуле

 

     П_вх=П_в·К_n,                                                                                         (5)

 

где П_вх – производительность рассчитываемого передела на выходе;

       П_в – производительность передела на выходе;

       К_n – коэффициент, учитывающий производственные потери.

Производственные  потери принимаются в соответствии с «Нормами технологического проектирования».

 

 

 

 

Таблица 9 – Производственная программа

Наименование технологичес-кого передела	Кn, %	Производительность
		Год, Пг	Сутки, Пс	Смену, Псм	Час, Пч
		млн шт	шт	шт	шт
1	2	3	4	5	6
Складирование готовой продукции:        на выходе        на входе	1,02	25 25,5	76864 78401	25621 26134	3203 3267
Обжиг кирпича     на выходе    на входе	1,02	25,5 26,01	78401 79249	26134 26414	3267 3332
Сушка кирпича        на выходе        на входе	1,02	26,01 26,53	79249 81568	26414 27189	3332 3399
Формование        на выходе        на входе	1,02	26,53 27,06	81568 27683	27189 13841	3399 6921
Дозирование материала        на выходе        на входе	1,02	м3
		52767,00 53822,34	53,98 220,32	26,99 110,16	13,50 13,77
Подготовка сырья        на выходе        на входе	1,05	53822,34 56513,46	220,32 231,26	110,16 115,63	13,77 14,45
Складирование сырья        на выходе        на входе	1,02	56513,46 57643,73	231,26 235,52	115,63 117,76	14,45 14,72

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.6 Расчет потребности в исходном сырье и полуфабрикатах

Золокерамический  кирпич состоит из следующих материалов ( их пропорций в отношении массы) [1]:

Глина- 40%;

Фельзит-40%;

Зола- 20%;

Жидкое стекло- 0,003%;

ЛСТ-0,7% [1].

Расход сырья  будем вести на 1000 штук кирпича [12].

1000 штук кирпича  будет иметь объём: 

                       1000∙0,25м∙0,085м∙0,065м=1,381 м³.

1000 штук кирпича  будет иметь вес:

                        1,381∙1600=2209,6 кг.

Вес глины :

                       2209,60∙0,4∙1,08∙1,25=1193,194 кг.

Вес фельзита:

                        2209,60∙0,4∙1,03=910,355 кг.

Вес золы:        2209,60∙0,2∙1,05=464,016 кг.

Вес жидкого  стекла:

       (464,016+910,355+1193,194)∙0,00003=0,077 кг.

Вес ЛСТ:

                        (464,016+910,355+1193,194)∙0,007=17,973 кг.     

 

Таблица 10 – Расход сырьевых материалов на единицу продукции

Наименование материала	Единица измерения	Расход на 1000 штук изделия
1	2	3
Глина	кг	1193,194
Зола		910,355
Фельзит		464,016

 

Продолжение таблицы 10

1	2	3
Жидкое стекло	кг	0,077
ЛСТ		17,973

 

Таблица 11 – Потребность в сырьевых материалах и полуфабрикатах

Наименование материала	Единица измерения	Потребность
		в год	в сутки	в смену	в час
Глина	т	32824,30	144,12	72,06	9,01
Зола		25043,51	109,95	54,98	6,87
Фельзит		12764,90	56,04	28,02	3,50
Жидкое  стекло	кг	2118,24	9,30	4,65	0,58
ЛСТ	т	494,43	2,17	1,09	0,14