Технология производства керамического кирпича (стр. 3 из 11)
Добавки, используемые при производстве кирпича и керамических камней, по назначению можно разделить на:
· отощающие – песок, шамот, дегидратированная глина, уносы керамзитового производства и другие минеральные невыгорающие добавки;
· отощающие и выгорающие полностью или частично – древесные опилки, лигнин, торф, лузга, многозольные угли, шлаки, золы ТЭЦ, отходы углеобогатительных фабрик и другие;
· выгорающие добавки в виде высококалорийного топлива – антрацит, кокс и другие, вводимые в шихту для улучшения обжига изделий;
· обогащающие и пластифицирующие добавки – высокопластичные жирные глины, бентонитовые глины, сульфитноспиртовая барда и другие /2,4/.
Таблица 2.2. Технические требования, предъявляемые к добавкам /3/.
| Показатели | Норма |
| 1. Зола Влажность, % (не более) | 55 |
| 2.Песок (крупнозернистый) Влажность, % Фракция | 51,5-0,15 мм |
2.1 Характеристика используемого сырья
В данном проекте для производства керамического кирпича в качестве основного компонента используем глину Малоступкинского месторождения.
Таблица 2.3. Химический состав глины Малоступкинского месторождения
| Оксид | SiO2 | Al2O3 | TiO2 | Fe2O3 | CaO | MgO | Na2O | SO3 | П.П.П. |
| Содержание % | 75,1 | 21,9 | 6,44 | 7,07 | 5,42 | 5,42 | _ | 0,87 | 12,09 |
Свойства глины:
Гранулометрический состав, %:
· частицы менее 1 мкм – не менее 15 %;
· частицы менее 10 мкм – не менее 30 %.
Число пластичности: до 25.
Влажность 18 -22 %.
Коэффициент чувствительности к сушке 1,32 – 2,72;
Воздушная усадка 6 – 10 %.
Карбонатные включения более 3 мм не допускаются
В качестве корректирующих добавок к сырью выбираем местные промышленные отходы (золы ТЭЦ) и песок.
Золы ТЭЦ представляют собой отходы от сжигания в пылевидном состоянии каменных углей. Добавка золы ТЭЦ делает кирпич менее чувствительным к сушке и повышает его прочность. Также золы ТЭЦ действуют как выгорающая добавка, т.к в золе остаётся не выгоревшее твёрдое топливо (каменный уголь), которое выгорает, и вследствие своего выгорания интенсифицирует процесс обжига, улучшает спекаемость массы и тем самым повышает прочность изделий /4/.
Таблица 2.4. Химический состав золы ТЭЦ-2
| Наименование | Содержание оксидов, % | ||||||||
| Зола ТЭЦ-2 | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | SO3 | Na2O | Fe2O3 | П.П.П. |  |
| г. Иваново | 46,08 | 12,03 | 11 | 1,51 | 1,3 | 0,24 | 17,36 | 10 – 25 | 100 |
Влажность золы, поставляемой на завод, составляет 40 %
Таблица 2.5. Химический состав песка с Ивгоркарьера
| Наименование | Содержание оксидов, % | |||||
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | П.П.П. | |
| Песок | 91,20 | 3,19 | 1,37 | <1,29 | <0,71 | 0,48 |
Физические показатели песка:
1. Объёмная насыпная масса 1,6 т/м3;
2. Модуль крупности 1,6 – 1,8
В данной работе для утилизации отходов собственного производства (4%) в качестве отощающей добавки используем шамот.
Газообразное топливо отличается от жидкого и твердого рядом преимуществ, важнейшими из которых являются: легкое, удобное регулирование процесса горения и возможность полной механизации и автоматизации его, простота топливного хозяйства и оборудования; отсутствие золы при сжигании; лучшие санитарно-гигиенические условия труда, обслуживающего персонала.
В состав газообразного топлива входят горючая часть и балласт. Горючая часть представляет собой механическую смесь простейших горючих газов, таких как водород, метан, пропан, бутан и других газообразных углеводородов. Балластом являются негорючие газы, в том числе углекислый газ СО2, азот N2 и кислород О2. При добыче газа в его составе имеются также водяные пары, смолистые вещества, минеральная пыль. Однако перед подачей газа потребителям его очищают, в результате чего содержание примесей сводится к минимуму.
В данной работе используем топливо Угорского месторождения.
Таблица 2.6. Состав влажного (рабочего) газа, об%
CН  |  |  |  |  |  |  |  | Сумма |
| 95,8 | 0,13 | 0,07 | 0,07 | 0,02 | 1,7 | 1,2 | 1,0 | 100 |
Теплота сгорания газа:
/5/.3. Обоснование состава композиции
С целью получения необходимых технологических параметров продукции, составы шихт могут быть самые различные (см. табл. 3.1.).
Таблица 3.1. Некоторые шихтовые составы масс для производства керамического кирпича /3/.
| Материалы | Содержание, об.% |
| ГлинаОпилки | 86-937-14 |
| ГлинаШамот | 955 |
| ГлинаОпилкиШамот | 82-83107-8 |
| ГлинаШамотПесок, зола | 85-900-510-15 |
| ГлинаДегидратированная глина | 6040 |
В производстве керамического кирпича используется глина Малоступкинского месторождения, она составляет основную часть шихты-84%. Поскольку эта глина имеет число пластичности 25 и является среднечувствительной к сушке, необходим ввод добавок. Для утилизации отходов собственного производства в качестве отощающей добавки вводится шамот – 4%. Для уменьшения числа пластичности глины вводится отощающая добавка (песок)- 4% и отощающая и выгорающая не полностью (зола)-8%.
Состав шихты:
Глина – 84% (об.),
Зола – 8% (об.),
Песок-4% (об.),
Шамот – 4% (об.).
Выбранный шихтовой состав позволяет выпускать керамический кирпич марки 100, но возможны партии, имеющие марки 75 или 150, который удовлетворяет ГОСТу 530-95 по всем требованиям.
4. Аналитический обзор научно – технической литературы и обоснование способа производства
Глины для производства кирпича добывают открытым способом в карьерах. Открытая разработка месторождений глин включает:
1. Подготовительные работы — удаление кустарников, пней, отвод вод, устройство дорожных покрытий;
2. Вскрышные работы — удаление растительного слоя и проведение выработок, обеспечивающих доступ к глинам;
3. Добычные работы — выемка глины из массива и погрузка ее на транспортные средства.
При проведении карьерных работ учитываются физико-механические свойства пород.
На большинстве глиняных карьеров применяется валовая добыча, при которой глину разрабатывают по всей мощности уступа, без выделения отдельных пластов сырья. В отдельных случаях используют селективную (послойную) добычу глин.
Выбор добычных механизмов зависит от принятого способа формования изделий, горногеологических условий залегания сырья, его физико-механических свойств и способа выемки. При вылеживании сырья добывать его можно любыми машинами, в том числе одноковшовыми экскаваторами и канатно-скреперными установками. Вылеживание сырья весьма целесообразно при любом методе разработки глин.
В данном проекте выбираем добычу сырья с помощью многоковшового экскаватора.
На глиняных карьерах широко применяют автомобильный, рельсовый и реже конвейерный транспорт. Автомобильный транспорт является наиболее простым, надежным и маневренным. При применении экскаваторов с невысокой производительностью весьма эффективны самосвалы грузоподъемностью до 10 т.
Совместно с экскаваторами высокой производительности целесообразно использовать большегрузные прицепы с тягачами. В отдельных случаях применяют конвейерный транспорт, создающий условия для непрерывной работы добычного оборудования. Однако при неблагоприятных атмосферных условиях намокшая глина прилипает к ленте конвейера, что затрудняет его работу. На ленточные конвейеры глина поступает через погрузочные бункера, емкость которых должна быть не менее 1, 5—2-кратной емкости ковша экскаватора.
В данном проекте для доставки глины с карьера, будем применять автомобильный транспорт, а точнее самосвалы. Данный выбор связан с тем, что этот вид транспорта наиболее прост в обслуживании и легко доступен.
При использовании рыхлых глин с невысокой карьерной влажностью применяют глинохранилище простейшего типа, которые представляет собой емкость длиной 40 м и объемом от 100 м3 до 10 тыс. м3 глины. После вылеживания сырье многоковшовыми экскаваторами подается в производство. Глинохранилища обеспечивают бесперебойное и ритмичное снабжение завода сырьем независимо от метеорологических условий. В тех случаях, когда глинистое сырье содержит много больших слипшихся или смерзшихся кусков, она разрыхляется глинорыхлителями /2/.
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 выше 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.