Массово – изготовительный цех производства полнотелого кирпича пластического формования

     Основными моментами керамической технологии, определяющими свойства

получаемых изделий, являются, в первую очередь, сырьевые материалы и процесс формования. В зависимости от способа формования, применяемого оборудования и параметров процесса можно получать изделия с широким диапазоном  показателей свойств. Таким образом, способ формования является определяющим фактором при выборе способа подготовки формовочной массы.

     Основные способы подготовки сырья, в производство следующие: полусухой (влажность массы 8-13%), пластический (влажность массы 18-26%), шликерный (влажность массы 45-60%).

     Полусухой способ подготовки массы заключается в грубом измельчении исходного сырья, его подсушивании, тонком измельчении, отсеве крупных включений, смешивании его с добавками и увлажнении. Достоинства данного способа производства – высокое качество кирпича, почти полное удаление каменистых включений, в том числе известковых; равномерное распределение добавок, сокращение, или даже исключение, сушки сырца; низкая себестоимость продукции. К недостаткам относят – необходимость сушки материалов перед помолом, повышенный износ оборудования при помоле; необходимость применения высокомощных прессов; однокомпонентный состав шихты.[6]

     Шликерный способ подготовки формовочных масс заключается в грубом измельчении глины, роспуске ее в большом количестве воды, процеживании шликера, хранении или обезвоживании его. Достоинством данного способа подготовки масс является – полное удаление каменистых включений, получение массы с высокой степенью однородности, получение изделий сложной конфигурации, возможность подготовки масс из многокомпонентного неоднородного сырья. Недостатки высокая трудоемкость, повышенный расход топлива и энергии.

     Пластический способ подготовки формовочных масс заключается в двухстадийном  грубом и тонком измельчении сырья, смешивании с другими материалами при естественной влажности или с увлажнением для получения пластичного теста. Достоинства - простота подготовки массы, несложность технологического оборудования. Недостатки – сложная и длительная сушка сырца, необходимость введения значительного количества добавок, большая энергоемкость.

     В зависимости от пластической консистенции формовочной массы различают следующие способы формования керамических изделий: из пластичных масс – ленточное (пластическое) и жесткое формование и штампование, из порошковых масс – полусухое и сухое прессование и из шликеров – литье.

     Пластическое формование применяют для получения кирпича, керамических камней и труб, а также других видов керамики при использовании пластичных формовочных масс на ленточных шнековых вакуумных прессах. Прессы такого типа, позволяющие перед приданием массе формы вакуумировать формовочную массу для повышения ее связности и плотности, возможности перехода на массу с меньшей влажностью, снижения свилеобразования, а также улучшение свойств готовых изделий. Достоинства данного способа формования по сравнению  с другими заключаются в непрерывности процесса производства, простоте и доступости осуществления технологии, высокой производительности. Недостатки – продолжительная сушка изделий, высокая усадка.[6]  
 
 
 

4. Аппаратно-технологическая схема производства 

 Граншлак                                      Суглинок            Бентонитовая глина

Тарельчатый питатель          Ящичный питатель         Ящичный питатель

   СМ – 179А                                  ПЯПБ – 35,5                     ПЯПБ – 35,5

Камневыделительные  вальцы

Ленточный конвейер

                                                            СМ-416А 

                                             Глиномешалка двухвальная

                                                             СМК - 125

  Тарельчатый питатель            Ленточный конвейер

   СМ – 179А                               Вальцы дырчатые

                                                             СМК -371

   Мел                                            Ленточный конвейер

                                                  Вальцы тонкого помола

                                                            СМК -102

Ленточный конвейер

Пресс ленточный СМК – 168

Автомат - укладчик СМК – 1242А

Сушильные вагонетки ВКС - 5

Туннельная сушилка противоточная

Автомат – садчик

                                                             СМ - 1239

Туннельная печь ТП Южгипрострома 409-21-45

Склад готовой  продукции 
 

5. Описание аппаратно – технологической схемы производства полнотелого кирпича пластического формования. 

     Исходное сырье подвергают обработке в соответствующих глиноперерабатывающих устройствах, чтобы удалить каменистые и другие включения, разрушить его природную структуру, получить пластичную массу, однородную по вещественному составу, влажности, структуре.

     Дозирование поступающей со склада сырья глины производят при помощи ящичных питателей с пластинчатым конвейером. В целях увеличения запаса глины в ящичном питателе его заглубляют и над ним устраивают открытый бункер с уложенными сверху рельсами. Дозирование добавок – мела и граншлака – осуществляется при помощи тарельчатых питателей.

     Далее глина поступает на первичное дробление и выделение из нее крупных твердых включений на камневыделительные вальцы , предназначенные для грубого помола керамических масс и выделения из них каменистых и других твердых включений размером от 35 до 180 мм.. Глиняная масса, поступающая в приемную воронку вальцов, затягивается встречно вращающимися валками в зазор между ними, дробиться, растирается и продавливается через зазор. Камни и другие твердые включения захватываются канавками винтового валка, перемещаются вдоль оси валков, попадают в лоток и накапливаются на клапане. Когда масса выделенных включений превышает усилие давления на клапан, создаваемое противовесом, пластина поворачивается, камни высыпаются на транспортер и клапан закрывается.[4]

     По ленточному конвейеру глина поступает в двухвальный глиносмеситель , где происходит смешивание глины с добавками. Компоненты глиняной массы подаются через загрузочное отверстие в верхней части корпуса. Смешивание компонентов происходит при встречном вращении лопастных валов. Комья глины измельчаются лопастями, которые продвигают массу к разгрузочному отверстию, находящемуся в нижней части корпуса. Одновременно масса обрабатывается паром и увлажняется водой, поступающей через отверстия перфорированной трубы. Масса продавливается через разгрузочное отверстие в приемную воронку ленточного конвейера .[3]

     Далее глиняная масса для вторичного измельчения и обработки поступает на дырчатые вальцы. Валки имеют на своей поверхности отверстия и вращаются на встречу один другому. Валки установлены с минимальным зазором, и перерабатываемая глиняная масса частично затягивается в зазор и измельчается, а основная масса глины продавливается через отверстие внутрь валков и из них скатывается на конвейер. По нему она поступает на тонкое измельчение на вальцы тонкого помола. Глиняная масса, поступающая в загрузочную воронку кожуха, захватывается валками и продавливается через отверстия на конвейер.

     Прессование керамических стеновых изделий из пластических масс осуществляется на ленточном вакуумном прессе . Данный пресс предназначен для пластического формования кирпича из предварительно подготовленной и вакуумированной глиняной массы влажностью не менее 18%. При формовании изделий осуществляется перемешивание, пароувлажнение, вакуумирование и прессование глиняной массы. Формовочная масса, прошедшая предварительную обработку, поступает в мешалку пресса, где перемешивается и увлажняется водой или паром. Лопатки вала глиномешалки продвигают массу к входному отверстию вакуум – камеры, где она разрезается на тонкие ленты, подвергается вакуумированию и нагнетательным валком подается в шнек, который перемешивает, уплотняет ее и выдавливает через мундштук в виде непрерывной ленты (бруса).[1]

     Далее глиняный брус поступает на автомат – укладчик , который предназначен для отбора кирпича – сырца от ленточного пресса, укладки его на сушильные рамки, набора пакета рамок с кирпичом с и укладки его на консольные сушильные вагонетки. Автомат состоит из резательного автомата СМК – 163, укладчика магазина рамок, ускоряющего конвейера, механизма сдваивания кирпича, подъемника, тележки с поворотным кругом и подавателя.

     Кирпич – сырец транспортируется в туннельную сушилку консольной унифицированной вагонеткой СМК – 110. От  глиняного бруса , поступающего из пресса, резательным автоматом отрезается мерный брус. Брус поступает на разгонный транспортер , привод которого включается в момент отрезания, и переносится на транспортер механизма резки и раздвижки до упора. Толкатель проталкивает брус через струны и разрезает его на 12 кирпичей. Разрезанные кирпичи остаются на паллетах раздвижного стола, в пазы которых заложены рейки.    При  обратном ходе толкателя включается гидроцилиндр, который раздвигает паллеты, создавая между кирпичами необходимый для сушки зазор; съемник поднимает ряд кирпичей над столом, перемещает рейки с кирпичом на один шаг к накопителю, и опускается в исходное положение. При следующем перемещении съемника ряд кирпичей перемещается на полки накопителя; при загрузке полки двумя рейками накопитель делает шаг вверх. Так набирается пакет. После набора пакета перекладчик, вилы которого в исходном положении находились несколько ниже полок, поднимается, принимает пакет и переносит его из зоны накопителя в зону поворотного круга, на котором установлена вагонетка. Балка станины опускается, и пакет устанавливается на полки вагонетки, после чего накопитель возвращается в исходное положение. Поворотный круг разворачивает вагонетку на 180° и после загрузки второй ее половины поворачивает вагонетку еще на 90°. В таком положении вагонетка снимается с фиксатора и выталкивается с поворотного круга гидротолкателем, а поворотный  круг поворачивается еще на 90° до исходного положения. Гидротолкатель  с тележкой заталкивает на поворотный круг следующую порожнюю вагонетку, которая фиксируется с помощью рычажного механизма. По рельсам вагонетки транспортируют кирпич в туннельную сушилку, где происходит сушка кирпича конвективным методом. Туннельная сушилка  представляет собой длинный коридор , заполненный вагонетками, на которые уложены полки с изделиями. Длительность сушки составляет  16 – 36 ч. , начальная температура теплоносителя  90 – 120°С, температура отработанного теплоносителя 30 - 35°С. [4]

     Съем высушенного кирпича – сырца с сушильных вагонеток и укладка его штабелями (пакетами) на печные вагонетки производится при помощи автомата – садчика. Автомат состоит из выравнивателя, тележки с толкателем, снижателя, шагающего конвейера, челночного перекладчика, двух ленточных транспортеров, двух кантователей (правого и левого), двух комплектовочных столов, двух укладчиков и порталов, механизмов передвижения укладчиков (правого и левого) и гидротолкателя  обжиговых вагонеток. Выравнивателем подправляют торцы реек. Тележка с толкателем принимает сушильную вагонетку с сырцом, подает ее к снижателю и перегружает рамки с кирпичом на полки снижателя. Снижатель предназначен для приема шести ярусов реек с сырцом с полок сушильных вагонеток и передачи их по одному ярусу на шагающий конвейер. Шагающий конвейер принимает два ряда сырца с нижних полок снижателя и передает их по одному ряду на челночный перекладчик, который перекладывает их на цепные конвейеры. Кантователь предназначен для приема двух кирпичей с конвейера, поворота их на 90° и подготовки для передачи их на комплектовочный стол, который комплектует их поочередно в четыре и пять рядов. Укладчики захватывают и поднимают кирпичи с комплектовочного стола и укладывают их на обжиговые вагонетки.[1]

     Обжиговые  вагонетки поступаю в туннельную печь. Туннельные печи – это печи непрерывного действия, в прямолинейном канале которых по рельсовому пути перемещаются вагонетки, с уложенными на них изделиями, причем зона обжига находится все время в одном и том же месте. Воздух для охлаждения изделий и транспортных средств нагнетается в печь у места выхода вагонеток вентилятором или засасывается за счет разряжения. После нагрева за счет теплоты остывающих изделий горячий воздух поступает в зону обжига для горения топлива. Высокотемпературные продукты горения из зоны обжига поступают в зону подготовки, а оттуда отработанные дымовые газы либо выбрасываются вентилятором в атмосферу, либо направляются в сушилку. При обжиге в интервале 0 – 150°С происходит досушка кирпича – сырца. В интервале 150 – 800°С происходит дегидратация – удаление химически связанной воды, входящей в состав глинистых и других минералов, выделение летучей части органических примесей и выгорающих добавок, а также окисление FeO в Fe2O3 и приобретение кирпичом характерного красного цвета. В интервале от 800°С до максимальных температур происходит разрушение кристаллической решетки глинистых минералов, что опасно из –за возможного трещинообразования. Допускаемая скорость подъема температуры в этом периоде 100 – 150°С/ч. Максимальная температура обжига составляет 920 – 970°С.[4]