Технология производства бытового фарфора

     Печные  вагонетки перемещаются по рельсам. Вагонетка состоит из огнеупорной  платформы, металлического основания  и ходовой части. На платформе  обычно устанавливают канализированный под, который

     Туннельные  печи открытого пламени можно  применять там, где используют чистое топливо, или где изделия при  соприкосновении с дымовыми газами не портятся. Для некоторых изделий  такой контакт даже необходим, например при обжиге

фарфора, когда  необходимы химические реакции между  продуктами горения и изделиями.

     В печах открытого пламени горячие  дымовые газы поступают прямо  в туннель. Они омывают воспринимает садку и выполняет важнейшую технологическую функцию, обусловливая аэрогидродинамические параметры обжига. В связи с тем что механическая прочность платформы невелика, основание ее должно быть жестким, чтобы оградить огнеупорный материал от повреждений.

     Различают две основные системы туннельных печей — открытого пламени  и муфельные. Так как для обжига все в большей степени применяется чистый природный газ, в промышленности преобладают печи открытого пламени. Муфельные печи устарели. Для исключения влияния дымовых газов на качество полуфабриката все чаще используют электрические туннельные печи.

     обжигаемые  изделия и должны при этом равномерно распределиться по сечению садки, обеспечив  непрерывное нагревание. Следует  избегать непосредственного соприкосновения  изделий с пламенем, чтобы предотвратить  их пережог. Поэтому горение происходит в топках или в разрывах садки (импульсные или высокоскоростные горелки), откуда продукты горения поступают к обжигаемым изделиям. Благодаря такой прямой теплопередаче печь открытого пламени достаточно экономична, отличается высокой производительностью. В промышленности тонкой керамики наиболее распространены печи с сечением канала 1—1,2 м³. В печах, имеющих более крупное сечение, труднее обеспечить необходимый аэрогидродинамический режим обжига. При большой высоте садки очень сильно возрастают нагрузки на огпеприпас, в результате чего существенно увеличиваются расходы на обжиг.

     Электрические туннельные печи обеспечивают абсолютно  чистую газовую среду, поэтому их применяют преимущественно для  обжига декорированных изделий. В качестве нагревателей используют канталовые (Кантал — сплав для электронагревательных  элементов — сталь, содержащая Fe, Сг. А1, Со, с максимальной температурой использования 1150— 1375 °С, разработан в Швеции) стержни. Электронагреватели обеспечивают температуру обжига до 1200 °С. Благодаря использованию системы рециркуляции, отводу горячего воздуха из зоны обжига в зону подогрева, где тепло передастся изделиям, достигается низкий удельный расход энергии (0,06— 0,1 кВт/кг), отнесенный к загружаемой продукции, включая вспомогательные материалы,

     Широкому  распространению электрических  туннельных печей препятствует в настоящее время повышенный спрос на электроэнергию. Однако по мере истощения мировых запасов органического топлива и совершенствования атомных электростанций значение электрических печей возрастает.

     Но  туннельные печи имеют некоторые  недостатки. С одной стороны, из-за высокой производительности печи все производство (неуправляемо) сосредоточивается в процессе обжига, с другой стороны, загрузка изделий в печь — процесс трудоемкий, необходим дорогой огнеприпас, возникают большие расходы на загрузку и выгрузку печей. Трудно оптимизировать процесс обжига из-за инертности крупногабаритной туннельной печи и длительного обжига, составляющего для фарфора (политой обжиг) 25—35 ч.

     Щелевые печи. По принципу действия и конструкции щелевые печи (рис. 3) аналогичны туннельным, но в щелевойпечи изделия устанавливают не ярусами, а преимущественно в один ряд. При этом частично или полностью можно отказаться от огнеприпаса и становится возможным более короткий обжиг (1—7 ч). Вместо массивных вагонеток используют более легкие транспортные средства. Печи ниже и короче. Загрузка специализирована, для каждой группы ассортимента используют собственные печи, в связи с чем требуются печи меньшей производительности. Большое число печей и их облегченная конструкция позволяют использовать секционный (модульный) принцип сооружения.

     Цикл  передвижения транспортных средств  полностью механизирован, имеются  предпосылки для механизации  загрузки и разгрузки печей.

     Благодаря уменьшению сечения печного канала по сравнению с каналом туннельных печей возможны технологические упрощения: устройство для регулирования режима настраивают на короткий цикл обжига, при этом должна быстро происходить теплопередача; используются высокоскоростные горелки, а в некоторых случаях повышается температура обжига.

     Так же как и для туннельных печей, в качестве топлива используются природный газ и электроэнергия.

     Значительного технического развития достигли щелевые  печи с роликовым подом, сетчатым или решетчатым конвейером, подвижными плитами, с салазками, шагающим подом, мини-вагонетками.

       

     В промышленности тонкой керамики большое значение имеют салазочные печи. Под печи (аналогично поду туннельных печей) образован огнеупорными платформами, каждая из которых закреплена на основании. Под быстро перемещается в печи, в результате чего испытывает относительно кратковременное тепловое воздействие. Благодаря этому плиты могут иметь облегченную конструкцию. В свою очередь снижение массы плит позволяет отказаться от дорогостоящей ходовой части, плиты скользят в печи на полозьях по рельсам в виде салазок. Перемещение в обратном направлении по обгонному пути происходит так же. Чтобы снизить силы трения плит по рельсам и уменьшить износ, на салазки наносят смазку. Такая транспортная система прочна и надежна.

     В зависимости от огнеупорности плит, которые наряду с хорошими теплоизоляционными свойствами должны обладать низкой способностью к аккумуляции тепла, салазки можно использовать до температуры 1500 °С. Благодаря электронной системе управления передвижение салазок полностью автоматизировано.В особых случаях салазки вместо полозьев оснащают облегченной ходовой частью — получают минивагонетки (см. рис. 3). При этом уменьшается усилие проталкивания вагонетки через печь, что имеет значение для длинных печей или печей с тяжелой загрузкой.

 

        4 Технологическая  блок-схема производства

            

 

        5 Расчёт материального баланса и определение коэффициента расхода сырья

     Как при разработке технологических  процессов, так и при их технико-экономическом  анализе, используется материальный и энергетический балансы.

     Количество  продукта Q=1000 т

     Состав  исходной массы: кварцевый песок  – 30%, содержание в массе 97% чистого вещества, влажности – 5%; каолин – 15%, содержание в массе чистого вещества 85%, влажность – 15%; глины – 30%, содержание в массе чистого вещества – 75%, влажность – 20%; пегматит – 25%, содержание в массе чистого вещества – 85%, влажность – 6%.

     Общие пооперационные потери составляют 15%

     Определим массу кварцевого песка в 1000 т  продукта:

m (SiO₂) = = 300 т.

С учётом пооперационных потерь:

m₁ (SiO₂) = = 352,9 т.

Отсюда  следует, что потери кварцевого песка составляют 52,9 т.

С учётом примесей:

m₂ (SiO₂) = = 363,8 т.

Отсюда следует, что примеси составляют 10,9 т.

С учётом влажности:

m₃ (SiO₂) = = 382,9 т.

Отсюда  следует, что влага составляет 19,1 т.

1. Определим массу каолина в 1000 т продукта:

m (каолина) = = 150 т.

С учётом пооперационных потерь:

m₁ (каолина) = = 176,5 т.

Отсюда  следует, что потери каолина составляют 26,5 т.

С учётом примесей:

m₂ (каолина) = = 207,6 т.

Отсюда  следует, что примеси составляют 31,1 т.

С учётом влажности:

m₃ (каолина) =

Отсюда  следует, что влага составляет 36,6 т.

2. Определим массу глины в 1000 т продукта:

m (глины) = = 300 т.

С учётом пооперационных потерь:

m₁ (глины) = = 352,9 т.

Отсюда  следует, что потери составляют 53,9 т.

С учётом примесей:

m₂ (глины) = = 470,5 т.

Отсюда  следует, что примеси составляют 117,6 т.

С учётом влажности:

m₃ (глины) = = 588,1 т.

Отсюда  следует, что влага составляет 117,6 т.

3. Определим массу пегматита в 1000 т продукта:

m (пегматита) = = 250 т.

С учётом пооперационных потерь:

m₁ (пегматита) = = 294,1 т.

Отсюда  следует, что потери составляют 44,1 т.

С учётом примесей:

m₂ (пегматита) = = 346 т.

Отсюда  следует, что примеси составляют 51,9 т.

С учётом влажности:

m₃ (пегматита) = = 3698,1 т.

Отсюда следует, что влага составляет 22,1 т.

Материальный  баланс производства фарфора 

 

Анализ производства: фактически приход и расход совпадают.

4. Коэффициент расхода сырья (Кр) составит: 
   Кр = m _общ. / m = 1583,3/1000 = 1,5833 т/т

 

         6 Уровень технологического баланса

     Ограниченный  путь – рационалистический. Он связан с уменьшением затрат живого труда за счёт прошлого. Живой труд должен уменьшаться в большей степени, чем будет возрастать прошлый. Путь рационалистического (эволюционного) развития с экономической точки зрения всегда предпочтительнее, чем путь эвристического (революционного) развития технологического процесса.

     Моделью такого развития будет:

где L – производительность живого труда

      B – технологическая вооружённость

      Y – уровень технологии.