Курсовая работа. Курсовая работа "Производство керамического кирпича"

• Название: Курсовая работа "Производство керамического кирпича"
• Дата: 02.03.2021
• Размер: 111.19 Kb.
• Имя файла: Курсовая работа.docx
• Тип: Курсовая; #181085
• страница: 1 из 5

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное учреждение

Высшего образования <<Восточно-Сибирский Государственный

Университет Технологий и Управления>>

(ФГБОУ ВО ВСГУТУ)
Кафедра «Производство строительных материалов и изделий»
КУРСОВАЯ РАБОТА
"Производство керамического кирпича"

Выполнил: ст.СФ, 3 курс,

гр.ЗБ-336-ПГС Поличев Г.А.

Подпись­­­­­­­­­­­­­­_____________

Проверил: Щукина Е.Г.

Подпись___________
г.Улан-Удэ

2019

Содержание
Введение

1. Техническая характеристика выпускаемой продукции

2. Характеристика сырья и полуфабрикатов

3. Структурные схемы производства

4. Технологическая схема производства

4.1 Складирование глинистого сырья

4.2 Переработка глинистого сырья и подготовка массы

4.3 Формование массы

4.4 Сушка сырца

4.5 Обжиг изделий

5. Основы теории элементарных процессов и общие закономерности проведения отдельных стадий технологического процесса

5.1 Процесс прессования

5.2 Процесс сушки

5.3 Процесс обжига

6. Производственная программа предприятия

6.1 Расчет производственной программы цеха

6.2 Материальный баланс производства

7. Выбор технического оборудования

8. Расчет пресса СМ-1085 и его характеристика

8.1 Работа пресса

8.2 Прессующий механизм

8.3 Пресс-форма

9. Охрана труда и техника безопасности

9.1 Территория предприятия

9.2 Помещения цехов

9.3 Вредные производственные факторы

9.4 Средства индивидуальной защиты

9.5 Отопление и вентиляция

9.6 Освещение зданий и цехов

9.7 Промышленная санитария и гигиена

9.8 Противопожарная защита

9.9 Электробезопасность

Заключение

Список литературы

Введение
Отрасль промышленности - это совокупность предприятий, специализированных на выпуске однородной продукции.

Технология - это наука о методах и способах переработки сырья в предметы потребления.

Любой технологический процесс - совокупность взаимосвязанных основных, вспомогательных и обслуживающих процессов.

Основным технологическим процессом является такой, в результате которого предметы труда превращаются в готовую продукцию, характерную для данного предприятия (кирпич, ЖБИ и др.).

Вспомогательные процессы, характеризуются получением продукции, не являющейся основой данного предприятия (воздух, пар, ремонт оборудования и др.).

Обслуживающие процессы создают условия для осуществления основных и вспомогательных процессов (транспорт, технический контроль и др.).

Процесс производства материала состоит из отдельных стадий или переделов, которые в свою очередь подразделяются на ряд технологических операций, выполняемых в строго определенной последовательности.

Технологическая операция состоит из отдельных элементов, представляющих собой законченное трудовое действие, и характеризуется неизменностью объекта обработки, рабочего места и исполнителей. Операции могут быть ручные, машинные, автоматические и аппаратные.

Последовательность основных переделов в промышленности строительных материалов осуществляется через подготовку исходных компонентов, смешивание этих компонентов, формование полуфабрикатов, тепловую обработку.

Дополнительные процессы: механическая обработка, отделка, резка и т.д.

Классификация основных процессов в технологии строительных материалов может быть приведена на основе различных признаков.

В зависимости от основных законов, определяющих скорость протекания процессов, различают:

- механические процессы, основой которых является механическое воздействие на исходные материалы, описываемые законами механики твердых тел (измельчение, сортировка, смешение и транспортировка твердых компонентов);

- гидромеханические процессы, скорость которых определяется законами гидродинамики - наукой о движении жидкостей и газов; движущей силой процесса является гидростатическое и гидродинамическое давление. К ним относятся перемещения и перемешивание жидкостей и газов. Разделение жидких неоднородных систем под действием сил тяжести и центробежных сил. Движение твердых тел в жидкости или газе;

- тепловые и массообменные процессы, скорость которых определяется законами теплопередачи - наука о способах распространения теплоты, и законами молекулярной диффузии;

- химические процессы, протекающие со скоростью, определяемой законами химической кинетики (гидратации цемента, реакции полимеризации и поликонденсации и др.).

По способу организации основных процессов подразделяются на периодические и непрерывные.

Периодические процессы проводятся в установках, характеризуемых тем, что все стадии процесса протекают в одном месте, но в разное время. Пример: автоклавная обработка: изделие на месте в автоклаве, но процессы нагрева, изотермы, спада температуры в разное время.

Непрерывные процессы, характеризуются единством времени протекания отдельных стадий процесса, но осуществляются в разных местах установки, выполняющего одну технологическую операцию. Пример: тепловлажностная обработка бетона в щелевых проточных камерах.

Продолжительность процесса (t) - время, необходимое для завершения всех стадий процесса, начиная от момента загрузки и кончая выгрузкой готового продукта или полуфабриката.

Период процесса (Т) - время от начала загрузки исходного материала данной партии до начала загрузки материала последующей партии.

t /Т -- степень непрерывности процесса.

Для периодического процесса Т > 0 и t /Т ? 1.

Для непрерывного - период процесса Т > 0, и степень непрерывности >?.

При разработке данной курсовой работы были поставлены цели:

- описать техническую характеристику выпускаемой продукции;

- представить характеристику сырья и полуфабрикатов;

- показать структурные, технологическую схемы производства;

- выполнить расчёт состава и материальный расчёт компонентов;

- произвести выбор технического оборудования, а также расчёт заданного оборудования и дать его характеристику;

- разработать правилаохраны труда и техники безопасности.


1. Техническая характеристика выпускаемой продукции
Кирпич -- искусственный камень правильной формы, используемый в качестве строительного материала, произведенный из минеральных материалов, обладающий свойствами камня, главное прочностью, водостойкостью, морозостойкостью. Наиболее известны три вида кирпича: гиперпрессованный кирпич, красный кирпич - из обожжённой глины и силикатный, состоящий из песка, извести и цемента.

Основные требования к качеству кирпича изложены в действующих в настоящее время стандарте ГОСТ 530-2007, пришедшем на смену ГОСТ 530-95 «Кирпич и камни керамические. Технические условия», и стандарт ГОСТ 7484-78 «Кирпич и камни керамические лицевые. Технические условия».

Глиняный обыкновенный кирпич имеет размеры 250*120* *65 мм; модульный --250*120*88 мм; поскольку масса модульного кирпича не должна превышать 4 кг, его изготовляют со сквозными или несквозными пустотами. В соответствии с существующим ГОСТ кирпич подразделяют на семь марок: 300, 250, 200, 150, 125, 100 и 75. (Марка кирпича характеризуется пределом прочности кирпича при сжатии, кгс/см².).

Объемная масса кирпича находится в пределах 1700--1900 кг/м³, теплопроводность -- 0,81--0,87 Вт/(м*°С). Высушенный до постоянной массы кирпич должен иметь водопоглощение не менее 8%. По морозостойкости его подразделяют на четыре марки: 15, 25, 35 и 50. Глиняный обыкновенный кирпич применяют для кладки стен, изготовления кирпичных блоков, панелей и др.

Глиняный пустотелый кирпич производится из легкоплавких глин при более тщательной обработке глиняной массы (чем для обычного кирпича) методом пластического или полусухого прессования. Кирпич бывает пустотелый и пористо-пустотелый, изготовляется со сквозными или несквозными круглыми и щелевидными пустотами. Количество круглых пустот составляет от 13 до 115, а щелевых-- от 10 до 31.

Одинарный кирпич имеет размеры 250x120x65 и полуторный - 250x120 x88 мм. При пластическом формовании кирпича для получения пустот внутри мундштука ленточного пресса устанавливают специальные приспособления --керны. При полусухом прессовании керны крепятся в нижней части пресс-формы пресса.

Пустотелый и пористо-пустотелый кирпич в зависимости от предела прочности при сжатии и изгибе бывает различных марок: 150, 125, 100 и 75. По объемной массе кирпич пластического формования делится на классы: А -- с объемной массой до 1300 кг/м³ и Б -- с объемной массой в пределах 1300--2450 кг/м³. Водопоглощение такого кирпича должно быть не менее 6 %.

Пустотелый кирпич полусухого прессования в соответствии с ГОСТ 6248--59 должен иметь объемную массу не более 145,0 кг/м³; водопоглощение не менее 8%. Пустотелый кирпич пластического формования и полусухого прессования должен выдерживать не менее 15 циклов испытания на морозостойкость. Пустотелый кирпич пластического и полусухого прессования применяют для наружных и внутренних стен зданий и сооружений, а также для изготовления кирпичных блоков и панелей. Его не применяют для фундамента и цоколей зданий ниже гидроизоляционного слоя и для стенок влажных и мокрых помещений.

Кирпич легкий строительный изготовляют из диатомитов (трепелов), а также из смесей их с глинами, с выгорающими добавками или без них путем обработки сырьевой массы, формования, сушки и обжига. Характерной особенностью его является меньшая объемная масса и пониженная теплопроводность по сравнению с обычным глиняным кирпичом. Легковесный кирпич выпускают размерами сторон 250x120x65 мм.

В зависимости от предела прочности при сжатии кирпич делится на марки: 100, 75, 50 и 35. Объемная масса кирпича находится в пределах 700--1450 кг/м³. Морозостойкость легковесного кирпича невелика, он должен выдерживать не меньше 10 циклов испытания на морозостойкость. Легковесный кирпич применяют для наружных и внутренних стен зданий и сооружений с нормальной влажностью помещений. Его нельзя применять для фундаментов и цоколей зданий и для влажных и мокрых помещений.

Номенклатура и техническая характеристика продукции, выпускаемой в данной курсовой работе представлены в таблице.

керамический кирпич технология строительный
2. Характеристика сырья и полуфабрикатов
В качестве сырья для производства керамического кирпича и керамических камней применяют:

- глинистые породы, встречающиеся в природе в плотном, рыхлом и пластическом состоянии, называемые в целом легкоплавкими глинами, а также трепельные и диатомитовые породы;

- органические и минеральные добавки, корректирующие свойства природного сырья (кварцевый песок, шлаки, шамот, опилки, уголь, зола и другие.);

- светложгущиеся огнеупорные и тугоплавкие глины, стекло, мел, отходы фарфорового производства, огнеупорного кирпича для получения офактуренного лицевого кирпича, изготавливаемого из легкоплавких глин.

Основным сырьём для производства кирпича являются легкоплавкие глины - горные землистые породы, способные при затворении водой образовывать пластическое тесто, превращающееся после обжига при 800 - 1000°С в камнеподобный материал.

Легкоплавкие глины относятся к остаточным и осадочным породам. Для производства кирпича наибольшее применение нашли элювиальные, ледниково-моренные, гумидные, аллювиальные, морские и некоторые другие глины и суглинки.

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

Наиболее ценной для производства кирпича является глинистая фракция, содержание которой не должно быть менее 20%.

Очень важно для характеристики глины содержание в ней глинозёма Аl₂O₃, повышающего технологические свойства сырья: в легкоплавких глинах оно колеблется в пределах от 10 до 15%.

Содержание кремнезёма SiO₂ колеблется в пределах от 60 до 75%. В глинах часть кремнезёма находится в связанном виде в глинообразующих минералах и в несвязанном виде как примесь, обладающая свойством отощающих материалов.

Кальций содержится в глинах в виде карбонатов и сульфатов, а магний - в виде доломита. В некоторых сортах глин наличие кальция и магния в пересчете на их оксиды (CaO и MgO) достигает 25%, но, как правило, общее их содержание не превышает 5-10%. Обычно соединения кальция и магния отрицательно влияют на спекаемость и прочность керамических изделий. При наличии в глинистых породах свыше 20% карбонатных примесей они не могут использоваться без соответствующей обработки или обогащения. Оксиды железа, титана, марганца и других металлов содержатся в глинах в количестве до 10-12% и оказывают существенное влияние на целый ряд важнейших свойств керамических изделий. Наибольшее влияние оказывают оксиды железа, находящиеся в глине в виде оксида Fe₂O₃ и гидроокиси Fe(OH)₃ и оксиды марганца MnO₂. Они улучшают спекаемость изделий и придают им окраску.

Калий и натрий входят в глины в виде щелочных оксидов, содержание которых находится в пределах 3,5-5%.

Сера присутствует в глинах в различных соединениях, ее содержание не оказывает на качество стеновых керамических изделий.

Глинообразующие минералы, определяющие основные свойства глин, представляют собой в основном гидросиликаты глинозема, содержащие кремнезем и окислы железа, а также сульфаты, карбонаты и растворимые в воде соли различных металлов.

В данной курсовой работе для производства керамического кирпича в качестве основного компонента используем глину.

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 ТЭС) и песок.

Золы ТЭЦ представляют собой отходы от сжигания в пылевидном состоянии каменных углей. Добавка золы ТЭС делает кирпич менее чувствительным к сушке и повышает его прочность. Также золы ТЭС действуют как выгорающая добавка, т.к. в золе остается не выгоревшее твёрдое топливо (каменный уголь), которое выгорает, и, вследствие своего выгорания, интенсифицирует процесс обжига, улучшает спекаемость массы и тем самым повышает прочность изделий.

Влажность золы, поставляемой на завод, составляет 40 %.

Физические показатели песка:

- объёмная насыпная масса 1,6 т/м³;

- одуль крупности 1,6 - 1,8.

В производстве керамического кирпича глина составляет основную часть шихты - 84%. Поскольку эта глина имеет число пластичности 25 и является среднечувствительной к сушке, целесообразно введение добавок. Для уменьшения числа пластичности глины вводится отощающая добавка (песок) - 6% и отощающая и выгорающая не полностью (зола) - 10%.

Состав шихты:

Глина - 84% (об.),

Зола - 10% (об.),

Песок- 6% (об.).
3. Структурные схемы 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.

Полусухой способ подготовки массы заключаемся в грубом измельчении исходного сырья, его подсушивании, тонком измельчении, отсеве крупных включений, смешивании его с добавками и увлажнении. Применяют этот способ при наличии засоренного камневидными включениями глинистого сырья с плотной структурой и низкой карьерной влажностью. Такой способ обеспечивает достаточно полное удаление или тщательное измельчение каменистых включений, в том числе известковых, равномерное распределение добавок и сокращение, или даже исключение из технологического цикла сушки изделий.

Недостатки полусухого способа: необходимость сушки сырья перед помолом, повышенный износ оборудования при помоле, необходимость установки прессования изделий прессов большой мощности, обеспечивающих формование изделий под давлением 15--40 МПа.

Применяют полусухой способ в производстве обыкновенного и пустотелого глиняного кирпича, камней и керамических плиток.

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. Способ пластического формования позволяет выпускать 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 50°С ниже, чем у изделий полусухого прессования, что позволяет также снизить энергозатраты на обжиг и в какой-то мере компенсируют высокие затраты на сушку.

Недостатком способа пластического формования является 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.

В курсовой работе использована схема производства изделий методом полусухого прессования, поскольку используемая глина обладает невысокой влажностью, малопластичная.