Введення. Стан виробництва керамічної цегли
Одним з найпоширеніших матеріалів, традиційно використовуваним при зведенні будинків і споруд, є цегла. Більш ніж тисячолітня практика застосування цегли дозволяє однозначно віднести його до категорії найбільш довговічних будівельних матеріалів. Поряд з цим, технологія цегляної кладки надає архітекторам і дизайнерам необмежені можливості для втілення творчих задумів. Забезпечуючи надійний захист від впливу зовнішніх факторів, володіючи високою вогнестійкістю і порівняно низьку теплопровідність, цегла зумовлює високий рівень безпеки та комфорту як житлових, так і промислових будівель і споруд. У даному дипломному проекті розглянуто виробництво керамічної цегли методом пластичного формування.
Будівельний керамічна цегла дозволяє заощадити при будівництві дефіцитні метали, цемент, а також транспортні засоби. У загальному балансі виробництва та застосування стінових матеріалів керамічна цегла займає більше 30%. Цегла, накопичуючи сонячну енергію, повільно і рівномірно віддає тепло, що захищає від надмірного нагрівання влітку і зберігає тепло взимку. Цегляна стіна «дихає», пропускаючи випаровування крізь свою товщу. У результаті в приміщеннях підтримується рівень рівноважної вологості
У даний момент у виробництві будівельного керамічної цегли зосереджено увагу на вдосконаленні технології, поліпшенні якості продукції і розширення асортименту.
При будівництві нових підприємств передбачається встановлення автоматизованих і високомеханізованих технологічних ліній на базі сучасного вітчизняного та імпортного обладнання. Освоюється випуск ефективної пустотілої продукції, яка повинна поступово заощаджувати сировину, а й зменшувати товщину і масу зовнішніх стін без зниження їх теплозахисних властивостей, а також створювати полегшені конструкції панелей для індустріалізації будівництва.
Розширення асортименту і, зокрема, виробництво ефективних виробів із збільшенням розмірів і зменшенням середньої щільності до 1250-1350 кг / м 3 і менше за рахунок раціональної форми і збільшення кількості порожнеч знизить витрату матеріалів на 1м 2 зовнішніх стін на 20-30%. На діючих заводах поряд з подальшою механізацією і автоматизацією виробництва цегли будуть всіляко поліпшуватися його якість і підвищуватися міцнісні властивості, потрібні для будівництва будинків підвищеної поверховості та спеціальних споруд. Застосування в будівництві цегли високих марок в несучих конструкціях дозволяє зменшити його витрати на 15-30%.
Необхідно більш широко розвивати виробництво лицьової цегли, що дозволяє виключати обштукатурювання будинків і покращувати їх архітектурний вигляд.
Поліпшення якості продукції викликає необхідність підвищення культури виробництва, більш суворого дотримання технологічних параметрів за всіма ланками, поліпшення обробки, раціональної шихтовки шляхом введення різних добавок, в тому числі відходів інших галузей промисловості.
В умовах структурної перебудови в галузі цивільного будівництва з орієнтуванням на індивідуальне житло, підвищенням вимог до якості й комфортності житлових приміщень, зовнішнього вигляду будівель, підвищилися вимоги до промислових будівельних матеріалів, в тому числі керамічної цегли. Споживач вимагає керамічна цегла високої марочності (М 200 і вище), особового якості, з рівними крайками або фасками, рівномірно забарвлений і навіть кольоровою, різної конфігурації (кутовий, радіальний і т.п.) і, безумовно, з доступною ціною.
Стійка тенденція до підвищення ринкового попиту на якісний керамічна цегла знаходиться в явній невідповідності з сучасним станом справ у галузі виробництва керамічної цегли.
Більшість заводів з виробництва керамічної цегли зосереджено в центрі європейської частини Росії. Ряд регіонів, незважаючи на наявність сировинної бази, змушений ввозити його з інших регіонів, що істотним чином відбивається на його вартості.
Третина працюючих підприємств з виробництва керамічної цегли мають річний випуск 3-5 млн. шт. У більшій частині це так звані "сезонні> заводи чи вітчизняні заводи проектною потужністю до 15-20 млн. штук у. к. на рік, але практично повністю технічно зношені. У той же час ці заводи мають кар'єрними запасами якісної глини, а також персоналом, який має певні знання та досвід у керамічному виробництві.
Ряд заводів, поставлених раніше фірмами Німеччини, Болгарії, Італії, в силу економічних причин і відсутність запасних частин не в змозі підтримувати працездатність обладнання. Фактична потужність цих заводів складає сьогодні не більше 50% проектної, собівартість цегли різко зросла, заводи мають підвищену витрату палива і електроенергії на одиницю продукції з-за недогруза сушив і печей випалу, технологічного обладнання.
Багато підприємств перейшли або переходять у власність власників, що не володіють специфічними знаннями і не мають досвіду роботи в цегляному виробництві. Їм важко охопити весь комплекс проблем, розробити заходи та черговість їх реалізації з метою приведення заводу в належний технічний стан, забезпечення зростання обсягів виробництва і якості випускається керамічної цегли.
У сформованих умовах задовольнити запити будівельників та архітекторів за обсягами виробництва, номенклатурі і якості керамічної цегли можна, зосередивши увагу виробництва будівельного керамічної цегли на вдосконаленні технології, поліпшенні якості продукції і розширення асортименту.
При будівництві нових підприємств потрібно передбачати встановлення автоматизованих і високомеханізованих технологічних ліній на базі сучасного вітчизняного та імпортного обладнання. Освоювати випуск ефективної пустотілої продукції, яка повинна поступово замінювати традиційний повнотіла цегла. Це дозволить не лише економити сировину, але й зменшувати товщину і масу зовнішніх стін без зниження їх теплозахисних властивостей, а також створювати полегшені конструкції панелей для індустріалізації будівництва.
Розширення асортименту і, зокрема, виробництво ефективних виробів із збільшенням розмірів і зменшенням середньої щільності до 1250-1350 кг / м 3 і менше за рахунок раціональної форми і збільшення кількості порожнеч знизить витрату матеріалів на 1м 2 зовнішніх стін на 20-30%.
На діючих заводах поряд з подальшою механізацією і автоматизацією виробництва цегли необхідно покращувати його якість і підвищувати міцнісні властивості, потрібні для будівництва будинків підвищеної поверховості та спеціальних споруд. Застосування в будівництві цегли високих марок в несучих конструкціях дозволяє зменшити його витрати на 15-30%.
Необхідно більш широко розвивати виробництво лицьової цегли, що дозволяє виключати обштукатурювання будинків і покращувати їх архітектурний вигляд.
Поліпшення якості продукції викликає необхідність підвищення культури виробництва, більш суворого дотримання технологічних параметрів за всіма ланками, поліпшення обробки, раціональної шихтовки шляхом введення різних добавок, в тому числі відходів інших галузей промисловості.
З усього вищесказаного можна зробити висновок: У сучасних умовах виробництво будівельних матеріалів є одним з найважливіших напрямків нашої вітчизняної промисловості. Це пояснюється щорічно підвищуються темпами будівництва і дефіцитом високоякісних будматеріалів. Недоліки, низька якість і дорожнеча багатьох будматеріалів, змушують шукати більш досконалі й інноваційні методи їх виробництва.
Обгрунтування обраного місця будівництва
Завод з виробництва керамічної цегли буде розташований у Дмитрівському районі Московської області, поблизу Верескінского родовища глин. У Московській області проживають 12млн. людина, розвинена промисловість, побудовані автомобільні та залізничні шляхи. Завод знаходиться в безпосередній близькості до м. Москві (у 20 км. Від МКАД) - найбільшим споживачем керамічної цегли в Російській Федерації. Щорічно в Московському регіоні стійко збільшується обсяги будівництва і підвищується попит на будматеріали в тому числі і на керамічну цеглу.
Основними конкурентами на ринку збуту керамічної цегли є Володимирівська і Ярославська області. Але за рахунок дальності до споживачів підвищуються витрати на транспортування цегли з даних областей. Перевага будівництва цегли в Московському регіоні - це близькість до основних споживачів.
Родовище глин розташоване в Молжаніновському районі він входить до складу Північного адміністративного округу м. Москви. У нього включені села Молжаніновка, Бурцева, Новодмитрівка, Новосілки, Мелькісарово, Черкізово, Верескіно. Виїмка глини буде проводиться поблизу села Верескіно. Площа ділянки, виділеної для виїмки покривних суглинків, що підлягає рекультивації, складає - 11га.
Відмінною особливістю цегли, який буде проводитися, є його екологічна чистота, що пояснюється якостями застосовуваного у виробництві сировини. На відміну від продукції інших підприємств використовується глина Верескінского родовища не містить домішок металів і гірських порід, що мають іноді шкідливий радіаційний фон. Науково-технічний потенціал Московської області дає можливість залучити до реалізації проекту фахівців високої науково-виробничої кваліфікації. За оцінками фахівців, запасів глини даного родовища вистачить на 20 років безперебійної роботи підприємства при планованому обсязі виробництва.
Прив'язка до джерел: енергозбереження-Мосенерго, ГОСТ 5542-87
Газопостачання-ММГП Мосгаз (Ставропольський газ) водопостачання міське. При виробництві цегли в якості отощающих добавок планується використовувати винесення (відходи керамзитний виробництва), прилеглого до території проектованого заводу. Все це зумовлює добрі перспективи для будівництва та розвитку заводу, забезпечує випускається продукції підприємства широкий регіональний ринок, оскільки є розвинена транспортна інфраструктура, ресурси робочої сили, потреба в будівництві і, головне, хороша сировинна база.
Характеристика основних видів сировини.
Глина
1. За змістом AI2О3 в прожареному стані - До групи напівкислі (AI2О3 - 15,01%)
2. За змістом фарбувальних оксидів - до групи з високим вмістом фарбувальних окисло (вміст Fe2О3 в прожареному стані - 5,54%)
3. За змістом водорозчинних іонів (вміст на 100г. Глини - 0,27 мг.екв)
4. За вмістом тонкодисперсних фракцій ставитися до групи низькодисперсні (вміст часток розміром менше: 10 мкм - 58,16%, 1мкм - 29,30%)
5. За ступенем засміченості - до групи з низьким змістом включень (залишок на ситі 0,5 мм. - 0,31%)
6. За кількістю пластичності відноситься до групи среднепластічних (число пластичності-20)
7. Коефіцієнт чутливості до сушіння - 1,05 (Середньочутливі глина)
9. Водопоглинання 19,8-16,1-12,9%
10. Щільність 1,85-1,95-2,18 г / см
Асортимент і вимоги до продукції, що випускається
Цегла та камені по ГОСТ 530-95 виготовляють з глинистих і кремнеземистих порід (трепелу, діатоміту), лесів і промислових відходів вуглевидобутку, вуглезбагачення, а також зол, шламів з мінеральними та органічними добавками або без них. Цегла можна виготовляти повнотілою або порожнистою, а камені - тільки порожнистими.
Таблиця 1.
Параметри та розміри будівельної кераміки.
По теплотехнічних властивостях і щільності (об'ємної маси) цегла і камінь у висушеному до постійної маси стані поділяються на три групи:
- Ефективні, поліпшують теплотехнічні властивості стін і дозволяють зменшити їх товщину в порівнянні з товщиною стін, виконаних із звичайної цегли. До цієї групи відносять цегла щільністю не більше 1400 кг / м 3 та камені щільністю не більше 1450 кг / м 3;
- Умовно ефективні, поліпшують теплотехнічні властивості огороджувальних конструкцій. До цієї групи відносять цегла щільністю понад 1400 кг / м 3 та камені щільністю свише1450 і до 1600 кг / м 3;
- Звичайна цегла щільністю понад 1600 кг / м 3.
Маса цегли і каменів повинна задовольняти вимогам ГОСТ 22951-78.
За міцністю цегла та камені поділяють на марки 300,250, 200, 175, 150, 125, 100, 75.
По морозостійкості цегла і камені підрозділяються на марки Мрз 15, Мрз 25, Мрз 35 і Мрз 50.
Намічений до виробництва цегла керамічна в даному дипломному проекті повинен відповідати ГОСТ 530-95 "Цегла та камені керамічні". До виробництва планується цегла з наступними параметрами:
довжина - 250 мм,
ширина - 120 мм,
товщина - 65 мм,
цегла повнотіла
марка цегли (по міцності) - 150
щільність (об'ємна маса) - 1600 кг/м3
морозостійкість (Мрз) - 25-35.
пористість 8%
По теплотехнічних властивостях і щільності (об'ємної маси) запланований до випуску цегла відноситься до групи умовно ефективних, поліпшують теплотехнічні властивості стін. Він може застосовуватися для облицювальних робіт і для рядової кладки стін житлових і громадських будівель.
Межа міцності при стисненні і вигині цегли і межа міцності при стиску каменів за площею брутто (без вирахування площі порожнеч) повинні бути не менше значень, вказаних у таблиці.
Межі міцності і стиснення для каменів і цегли.
Цегла та камені керамічні мають форму прямокутного паралелепіпеда з прямими ребрами і кутами і рівними гранями на лицьових поверхнях. Поверхня граней може бути рифленою. Допускається виготовлення цегли і каменів із закругленими кутами радіусом заокруглення до 15 мм. Порожнечі в цеглі і каменях повинні розташовуватися перпендикулярно або паралельно ліжку і можуть бути наскрізними і ненаскрiзними. Розмір наскрізних циліндричних порожнин по найменшому діаметру повинен бути не більше 16 мм, ширина щілинних порожнеч - не більше 12 мм. Діаметр некрізних пустот не регламентується. Розмір горизонтальних порожнин не регламентується. Товщина зовнішніх стінок цегли і каменів повинна бути не менше 12 мм. Одним з найпоширеніших матеріалів, традиційно використовуваним при зведенні будинків і споруд, є цегла. Більш ніж тисячолітня практика застосування цегли дозволяє однозначно віднести його до категорії найбільш довговічних будівельних матеріалів. Поряд з цим, технологія цегляної кладки надає архітекторам і дизайнерам необмежені можливості для втілення творчих задумів. Забезпечуючи надійний захист від впливу зовнішніх факторів, володіючи високою вогнестійкістю і порівняно низьку теплопровідність, цегла зумовлює високий рівень безпеки та комфорту як житлових, так і промислових будівель і споруд. У даному дипломному проекті розглянуто виробництво керамічної цегли методом пластичного формування.
Будівельний керамічна цегла дозволяє заощадити при будівництві дефіцитні метали, цемент, а також транспортні засоби. У загальному балансі виробництва та застосування стінових матеріалів керамічна цегла займає більше 30%. Цегла, накопичуючи сонячну енергію, повільно і рівномірно віддає тепло, що захищає від надмірного нагрівання влітку і зберігає тепло взимку. Цегляна стіна «дихає», пропускаючи випаровування крізь свою товщу. У результаті в приміщеннях підтримується рівень рівноважної вологості
У даний момент у виробництві будівельного керамічної цегли зосереджено увагу на вдосконаленні технології, поліпшенні якості продукції і розширення асортименту.
При будівництві нових підприємств передбачається встановлення автоматизованих і високомеханізованих технологічних ліній на базі сучасного вітчизняного та імпортного обладнання. Освоюється випуск ефективної пустотілої продукції, яка повинна поступово заощаджувати сировину, а й зменшувати товщину і масу зовнішніх стін без зниження їх теплозахисних властивостей, а також створювати полегшені конструкції панелей для індустріалізації будівництва.
Розширення асортименту і, зокрема, виробництво ефективних виробів із збільшенням розмірів і зменшенням середньої щільності до 1250-1350 кг / м 3 і менше за рахунок раціональної форми і збільшення кількості порожнеч знизить витрату матеріалів на 1м 2 зовнішніх стін на 20-30%. На діючих заводах поряд з подальшою механізацією і автоматизацією виробництва цегли будуть всіляко поліпшуватися його якість і підвищуватися міцнісні властивості, потрібні для будівництва будинків підвищеної поверховості та спеціальних споруд. Застосування в будівництві цегли високих марок в несучих конструкціях дозволяє зменшити його витрати на 15-30%.
Необхідно більш широко розвивати виробництво лицьової цегли, що дозволяє виключати обштукатурювання будинків і покращувати їх архітектурний вигляд.
Поліпшення якості продукції викликає необхідність підвищення культури виробництва, більш суворого дотримання технологічних параметрів за всіма ланками, поліпшення обробки, раціональної шихтовки шляхом введення різних добавок, в тому числі відходів інших галузей промисловості.
В умовах структурної перебудови в галузі цивільного будівництва з орієнтуванням на індивідуальне житло, підвищенням вимог до якості й комфортності житлових приміщень, зовнішнього вигляду будівель, підвищилися вимоги до промислових будівельних матеріалів, в тому числі керамічної цегли. Споживач вимагає керамічна цегла високої марочності (М 200 і вище), особового якості, з рівними крайками або фасками, рівномірно забарвлений і навіть кольоровою, різної конфігурації (кутовий, радіальний і т.п.) і, безумовно, з доступною ціною.
Стійка тенденція до підвищення ринкового попиту на якісний керамічна цегла знаходиться в явній невідповідності з сучасним станом справ у галузі виробництва керамічної цегли.
Сучасне технічний стан багатьох цегельних заводів характеризується застарілими технологіями та обладнанням.
Через відсутність коштів на технічне переоснащення багато заводів змушені закриватися.Більшість заводів з виробництва керамічної цегли зосереджено в центрі європейської частини Росії. Ряд регіонів, незважаючи на наявність сировинної бази, змушений ввозити його з інших регіонів, що істотним чином відбивається на його вартості.
Третина працюючих підприємств з виробництва керамічної цегли мають річний випуск 3-5 млн. шт. У більшій частині це так звані "сезонні> заводи чи вітчизняні заводи проектною потужністю до 15-20 млн. штук у. к. на рік, але практично повністю технічно зношені. У той же час ці заводи мають кар'єрними запасами якісної глини, а також персоналом, який має певні знання та досвід у керамічному виробництві.
Ряд заводів, поставлених раніше фірмами Німеччини, Болгарії, Італії, в силу економічних причин і відсутність запасних частин не в змозі підтримувати працездатність обладнання. Фактична потужність цих заводів складає сьогодні не більше 50% проектної, собівартість цегли різко зросла, заводи мають підвищену витрату палива і електроенергії на одиницю продукції з-за недогруза сушив і печей випалу, технологічного обладнання.
Багато підприємств перейшли або переходять у власність власників, що не володіють специфічними знаннями і не мають досвіду роботи в цегляному виробництві. Їм важко охопити весь комплекс проблем, розробити заходи та черговість їх реалізації з метою приведення заводу в належний технічний стан, забезпечення зростання обсягів виробництва і якості випускається керамічної цегли.
У сформованих умовах задовольнити запити будівельників та архітекторів за обсягами виробництва, номенклатурі і якості керамічної цегли можна, зосередивши увагу виробництва будівельного керамічної цегли на вдосконаленні технології, поліпшенні якості продукції і розширення асортименту.
При будівництві нових підприємств потрібно передбачати встановлення автоматизованих і високомеханізованих технологічних ліній на базі сучасного вітчизняного та імпортного обладнання. Освоювати випуск ефективної пустотілої продукції, яка повинна поступово замінювати традиційний повнотіла цегла. Це дозволить не лише економити сировину, але й зменшувати товщину і масу зовнішніх стін без зниження їх теплозахисних властивостей, а також створювати полегшені конструкції панелей для індустріалізації будівництва.
Розширення асортименту і, зокрема, виробництво ефективних виробів із збільшенням розмірів і зменшенням середньої щільності до 1250-1350 кг / м 3 і менше за рахунок раціональної форми і збільшення кількості порожнеч знизить витрату матеріалів на 1м 2 зовнішніх стін на 20-30%.
На діючих заводах поряд з подальшою механізацією і автоматизацією виробництва цегли необхідно покращувати його якість і підвищувати міцнісні властивості, потрібні для будівництва будинків підвищеної поверховості та спеціальних споруд. Застосування в будівництві цегли високих марок в несучих конструкціях дозволяє зменшити його витрати на 15-30%.
Необхідно більш широко розвивати виробництво лицьової цегли, що дозволяє виключати обштукатурювання будинків і покращувати їх архітектурний вигляд.
Поліпшення якості продукції викликає необхідність підвищення культури виробництва, більш суворого дотримання технологічних параметрів за всіма ланками, поліпшення обробки, раціональної шихтовки шляхом введення різних добавок, в тому числі відходів інших галузей промисловості.
З усього вищесказаного можна зробити висновок: У сучасних умовах виробництво будівельних матеріалів є одним з найважливіших напрямків нашої вітчизняної промисловості. Це пояснюється щорічно підвищуються темпами будівництва і дефіцитом високоякісних будматеріалів. Недоліки, низька якість і дорожнеча багатьох будматеріалів, змушують шукати більш досконалі й інноваційні методи їх виробництва.
Обгрунтування обраного місця будівництва
Завод з виробництва керамічної цегли буде розташований у Дмитрівському районі Московської області, поблизу Верескінского родовища глин. У Московській області проживають 12млн. людина, розвинена промисловість, побудовані автомобільні та залізничні шляхи. Завод знаходиться в безпосередній близькості до м. Москві (у 20 км. Від МКАД) - найбільшим споживачем керамічної цегли в Російській Федерації. Щорічно в Московському регіоні стійко збільшується обсяги будівництва і підвищується попит на будматеріали в тому числі і на керамічну цеглу.
Основними конкурентами на ринку збуту керамічної цегли є Володимирівська і Ярославська області. Але за рахунок дальності до споживачів підвищуються витрати на транспортування цегли з даних областей. Перевага будівництва цегли в Московському регіоні - це близькість до основних споживачів.
Родовище глин розташоване в Молжаніновському районі він входить до складу Північного адміністративного округу м. Москви. У нього включені села Молжаніновка, Бурцева, Новодмитрівка, Новосілки, Мелькісарово, Черкізово, Верескіно. Виїмка глини буде проводиться поблизу села Верескіно. Площа ділянки, виділеної для виїмки покривних суглинків, що підлягає рекультивації, складає - 11га.
Відмінною особливістю цегли, який буде проводитися, є його екологічна чистота, що пояснюється якостями застосовуваного у виробництві сировини. На відміну від продукції інших підприємств використовується глина Верескінского родовища не містить домішок металів і гірських порід, що мають іноді шкідливий радіаційний фон. Науково-технічний потенціал Московської області дає можливість залучити до реалізації проекту фахівців високої науково-виробничої кваліфікації. За оцінками фахівців, запасів глини даного родовища вистачить на 20 років безперебійної роботи підприємства при планованому обсязі виробництва.
Прив'язка до джерел: енергозбереження-Мосенерго, ГОСТ 5542-87
Газопостачання-ММГП Мосгаз (Ставропольський газ) водопостачання міське. При виробництві цегли в якості отощающих добавок планується використовувати винесення (відходи керамзитний виробництва), прилеглого до території проектованого заводу. Все це зумовлює добрі перспективи для будівництва та розвитку заводу, забезпечує випускається продукції підприємства широкий регіональний ринок, оскільки є розвинена транспортна інфраструктура, ресурси робочої сили, потреба в будівництві і, головне, хороша сировинна база.
Характеристика сировини
У проектованому ділянці для виробництва керамічної цегли в якості основного компонента використовуємо глину Верескінского родовища.Хімічний склад глини,%
| SiO 2 | Al 2 O 3 | Fe 2 O 3 | CaO | MgO | SO 3 | Вмісті R2O | п.п.п. |
| 70,53 | 14,43 | 5,33 | 1,11 | 1,02 | Сліди | 3,23 | 3,87 |
Глина
1. За змістом AI2О3 в прожареному стані - До групи напівкислі (AI2О3 - 15,01%)
2. За змістом фарбувальних оксидів - до групи з високим вмістом фарбувальних окисло (вміст Fe2О3 в прожареному стані - 5,54%)
3. За змістом водорозчинних іонів (вміст на 100г. Глини - 0,27 мг.екв)
4. За вмістом тонкодисперсних фракцій ставитися до групи низькодисперсні (вміст часток розміром менше: 10 мкм - 58,16%, 1мкм - 29,30%)
5. За ступенем засміченості - до групи з низьким змістом включень (залишок на ситі 0,5 мм. - 0,31%)
6. За кількістю пластичності відноситься до групи среднепластічних (число пластичності-20)
7. Коефіцієнт чутливості до сушіння - 1,05 (Середньочутливі глина)
9. Водопоглинання 19,8-16,1-12,9%
10. Щільність 1,85-1,95-2,18 г / см
Асортимент і вимоги до продукції, що випускається
Цегла та камені по ГОСТ 530-95 виготовляють з глинистих і кремнеземистих порід (трепелу, діатоміту), лесів і промислових відходів вуглевидобутку, вуглезбагачення, а також зол, шламів з мінеральними та органічними добавками або без них. Цегла можна виготовляти повнотілою або порожнистою, а камені - тільки порожнистими.
2.1. Номенклатура виробів, що випускаються
Цегла та камені в залежності від розмірів поділяються на види, зазначені в таблиці 1.Таблиця 1.
Параметри та розміри будівельної кераміки.
| Вигляд виробів | Довжина | Ширина | Товщина |
| Цегла | 250 | 120 | 65 |
| Цегла потовщена | 250 | 120 | 88 |
| Цегла модульних розмірів | 288 | 138 | 63 |
| Камінь | 250 | 120 | 138 |
| Камінь модульних розмірів | 288 | 138 | 138 |
| Камінь укрупнений | 250 | 250 | 138 |
| Камені з горизонтальним розташуванням порожнеч | 250 | 250 | 120 |
- Ефективні, поліпшують теплотехнічні властивості стін і дозволяють зменшити їх товщину в порівнянні з товщиною стін, виконаних із звичайної цегли. До цієї групи відносять цегла щільністю не більше 1400 кг / м 3 та камені щільністю не більше 1450 кг / м 3;
- Умовно ефективні, поліпшують теплотехнічні властивості огороджувальних конструкцій. До цієї групи відносять цегла щільністю понад 1400 кг / м 3 та камені щільністю свише1450 і до 1600 кг / м 3;
- Звичайна цегла щільністю понад 1600 кг / м 3.
Маса цегли і каменів повинна задовольняти вимогам ГОСТ 22951-78.
За міцністю цегла та камені поділяють на марки 300,250, 200, 175, 150, 125, 100, 75.
По морозостійкості цегла і камені підрозділяються на марки Мрз 15, Мрз 25, Мрз 35 і Мрз 50.
Намічений до виробництва цегла керамічна в даному дипломному проекті повинен відповідати ГОСТ 530-95 "Цегла та камені керамічні". До виробництва планується цегла з наступними параметрами:
довжина - 250 мм,
ширина - 120 мм,
товщина - 65 мм,
цегла повнотіла
марка цегли (по міцності) - 150
щільність (об'ємна маса) - 1600 кг/м3
морозостійкість (Мрз) - 25-35.
пористість 8%
По теплотехнічних властивостях і щільності (об'ємної маси) запланований до випуску цегла відноситься до групи умовно ефективних, поліпшують теплотехнічні властивості стін. Він може застосовуватися для облицювальних робіт і для рядової кладки стін житлових і громадських будівель.
Технічні вимоги до продукції, що випускається
Цегла та камені повинні задовольняти вимогам стандарту і виготовлятися за технологічним регламентам, затвердженим у встановленому порядку.Межа міцності при стисненні і вигині цегли і межа міцності при стиску каменів за площею брутто (без вирахування площі порожнеч) повинні бути не менше значень, вказаних у таблиці.
Межі міцності і стиснення для каменів і цегли.
| Межа міцності, МПа (кгс / см 2) | ||||||||||||||||
| При стисканні | При вигині | |||||||||||||||
| Для всіх видів цегли і каменів | Для повнотілої цегли пластичного формування | Для повнотілої цегли напівсухого формування та порожнистої цегли | Для потовщеної цегли | |||||||||||||
| Середній для 5 зразків | Найменша для окремого зразка | Середній для 5 зразків | Найменша для окремого образ ца | Середній для 5 зразків | Найменша для окремого зразка | Середній для 5 зразків | Найменша для окремого зразка | |||||||||
| 300 | 30 (300) | 25 (250) | 4,4 (44) | 2,2 (22) | 3,4 (34) | 1,7 (17) | 2,9 (29) | 1,5 (15) | ||||||||
| 250 | 25 (250) | 20 (200) | 3,9 (39) | 2,0 (20) | 2,9 (29) | 1,5 (15) | 2,5 (25) | 1,3 (13) | ||||||||
| 200 | 20 (200) | 17,5 (175) | 3,4 (34) | 1,7 (17) | 2,5 (25) | 1,3 (13) | 2,3 (23) | 1,1 (11) | ||||||||
| 175 | 17,5 (175) | 15 (150) | 3,1 (31) | 1,5 (15) | 2,3 (23) | 1,1 (11) | 2,1 (21) | 1,0 (10) | ||||||||
| 150 | 15 (150) | 12,5 (125) | 2,8 (28) | 1,4 (14) | 2,1 (21) | 1,0 (10) | 1,8 (18) | 0,9 (9) | ||||||||
| 125 | 12,5 (125) | 10 (100) | 2,5 (25) | 1,2 (12) | 1,9 (19) | 0,9 (9) | 1,6 (16) | 0,8 (8) | ||||||||
| 100 | 10 (100) | 7,5 (75) | 2,2 (22) | 1,1 (11) | 1,6 (16) | 0,8 (8) | 1,4 (14) | 0,7 (7) | ||||||||
| 75 | 7,5 (75) | 5 (50) | 1,8 (18) | 0,9 (9) | 1,4 (14) | 0,7 (7) | 1,2 (12) | 0,6 (6) | ||||||||
| Для цегли і каменів з горизонтальним розташуванням порожнеч | ||||||||||||||||
| 50 | 5 (50) | 3,5 (35) | - | - | - | - | - | - | ||||||||
| 35 | 3,5 (35) | 2,5 (25) | - | - | - | - | - | - | ||||||||
| 25 | 2,5 (25) | 1,5 (15) | - | - | - | - | - | - | ||||||||
Відхилення від встановлених розмірів і показників зовнішнього вигляду цегли та каменів не повинні перевищувати на одному виробі наступних значень:
1. Відхилення від розмірів, мм:
- По довжині ± 7
- По ширині ± 5
- За товщиною:
цегли ± 3
каменю ± 4
2. Непрямолінійність ребер і граней цегли і каменів, мм, не більше:
- По ліжку 4
- По ложку 6
3. Відбитості кутів завглибшки від 10 до 15 мм, шт. 2
4. Відбитості і притуплення ребер, що не доходять до пустот, глибиною більше 5 мм, довжиною по ребру від 10 до 15 мм, шт. 2
5. Тріщини довжиною по постелі повнотілої цегли до 30 мм, пустотілих виробів не більше, ніж до першого ряду порожнин (на цеглі-на всю товщину, на каменях-на Ѕ ложковой або тичкової граней), шт.
- На ложкових гранях 1
- На тичкових гранях 1
Загальна кількість цегли і каменів з відбитими, що перевищують допустимі, не повинно бути більше 5%. Кількість половняка в партії не повинно бути більше 5%.
Ком вважають вироби, що складаються з парних половинок або мають тріщини довжиною по постелі повнотілої цегли більше 30 мм, пустотілих виробів - більш ніж до першого ряду порожнин (на цеглі на всю товщину, на камінні на Ѕ ложкових або тичкових граней).
Псують перепал цегли і каменів є шлюбом; поставка таких виробів споживачеві не допускається.
Вапняні включення (дутики), що викликають після випробування руйнування виробів або відколи на їх поверхні розміром за найбільшим виміром від 5 до 10 мм у кількості більше трьох, не допускаються.
Водопоглинання цегли і каменів, висушені до постійної маси, повинно бути для повнотілої цегли не менше 8%, для порожнистих виробів - не менше 6%.
Цегла та камені в насиченому водою стані повинні витримувати без яких-небудь ознак видимих пошкоджень (розшарування, лущення, розтріскування, викришування) не менше 15, 25, 35, і 50 циклів поперемінного заморожування і відтавання, в залежності від марки за морозостійкістю.
Цегла та камені вищої категорії якості повинні задовольняти вимогам:
- Пустотілі повинні бути ефективними або умовно ефективними і мати марку за міцністю не менше 100;
- Повнотіла цегла повинен мати марку за міцністю не менше 150;
- Морозостійкість виробів повинна бути не менше Мрз 25;
загальна кількість цегли і каменів з відбитими, що перевищують допустимі, не повинно бути більше 3%.
Обгрунтування вибору способу виробництва
При виробництві керамічної цегли використовується метод напівсухого пресування і метод пластичного формування, кожен з яких має свої переваги і недоліки. При наявності пухких глин і глин середньої щільності з вологістю не понад 23-25% застосовують пластичний спосіб переробки глин; для занадто щільних глин, погано піддаються зволоженню і обробці з низькою кар'єрних вологістю (менше 14-16%) - напівсухий спосіб переробки.
Метод напівсухого пресування передбачає попереднє висушування сировини, подальше подрібнення його на порошок, пресування сирцю в прес-формах при питомих тисках, в десятки разів перевищують тиск пресування на стрічкових пресах. Переваги технології напівсухого пресування полягає в тому, що спресований цегла-сирець укладається безпосередньо на пічні вагонетки і на них висушується в тунельних сушарках, або ж, минаючи попередню досушку, безпосередньо надходить на випал. Комплексна механізація виробництва здійснюється простіше, ніж при методі пластичного формування. Проте технологія напівсухого пресування вимагає більш досконалої системи аспірації на трактах приготування і транспортування порошку, використання більш високопродуктивних пресів.
Технологічна схема виробництва виробів з пластичним способом підготовки маси, незважаючи на свою складність і тривалість, найбільш поширена в промисловості стіновий кераміки. Метод формування з пластичних мас історично склався на основі пластичних властивостей глин і широко використовується в керамічній технології. Спосіб пластичного формування дозволяє випускати вироби в широкому асортименті, більш великих розмірів, складної форми і більшої порожнистості. В окремих випадках межа міцності при вигині і морозостійкість таких виробів вище, ніж у виробів, отриманих способом напівсухого пресування з тієї ж сировини.
При переробці глин в сирому вигляді схема підготовки сировини трохи простіше й економічніше, оскільки потрібно менше переробного обладнання, отже, менше енергоємність. Все обладнання більш надійно і просто в обслуговуванні. Температура випалу виробів приблизно на 50 0 С нижче, ніж у виробів напівсухого пресування, що дозволяє також знизити енерговитрати на випал і в якійсь мірі компенсують високі витрати на сушіння.
Недоліком способу пластичного формування є велика тривалість технологічного циклу за рахунок процесу сушіння сирцю, що триває від 1 до 3 діб. Низька міцність формованого сирцю, особливо пустотілого, велика усадка матеріалу при сушінні та наявність окремого процесу сушіння ускладнює можливість механізації трудомістких операцій при садінні сирцю на сушку, перекладання висушеного сирцю для випалу і поєднання в одному агрегаті процесів сушки і випалення.
Щоб отримати вироби необхідної якості необхідно з глини видалити кам'янисті включення, зруйнувати її природну структуру, отримати пластичну масу, однорідну за речовинним складом, вологості і структурі, а також надати масі належні формувальні властивості. Глиняний брус формують у горизонтальних стрічкових шнекових пресах часто з вакуумуванням маси. Вакуумирование маси сприяє підвищенню її щільності, пластичності, покращує формувальні і кінцеві властивості цегли.
У проекті будемо використовувати схему виробництва виробів пластичним методом, оскільки використовувана глина досить високої вологості, среднепластічная.
Виробництво кераміки повинно бути забезпечено безперервною подачею однорідного глинистого матеріалу, позбавленого кам'янистих включень має зруйновану природну «структуру» для кращого змочування, зберігає досить постійну вологість незалежно від пори року і рівномірно перемісила з добавками. На керамічних заводах сировинні матеріали піддають грубому, середньому та малому дробленню грубому і тонкому помолу. Зазвичай тонким помелом завершується механічне подрібнення матеріалів, що забезпечує більш інтенсивне їх спікання, сприяє зниженню температури випалу. Подрібнення глинистих матеріалів проводять послідовно на вальцях грубого і тонкого подрібнення. Кам'янисті включення не можуть бути повністю виділені з глини загальноприйнятими механічними прийомами - дезінтеграторнимі ребристими вальцями. Досвід показує, що при користуванні цими машинами в глині може залишитися близько половини (а іноді і більше) каменів. Надалі ці камені будуть в значній своїй кількості перемелені гладкими вальцями або бігунами, що, однак, викликає швидкий знос бандажів і часті ремонти. Бігуни мокрого помелу використовують при наявності в глинах трудноразмокаемих включень і для обробки щільних глин і глин, що містять вапняні включення. Попереднє (грубе) дроблення непластичний твердих матеріалів в керамічній технології роблять у щокових або конусних дробарках, що працюють за принципом розчавлюють і розламують дії. Ступінь подрібнення в щековой дробарці 3-10, а в конусної - 6-15. Середнє і дрібне дроблення, грубий помел непластичний матеріалів виконується за допомогою бігунів, молоткових дробарок, валкових млинів. Молоткова дробарка забезпечує високу ступінь подрібнення (10-15), проте вологість дробленого матеріалу не повинна бути більше 15%.
Подача і дозування сировини на більшості цегляних заводів відбувається за допомогою ящикових живильників.
В даний час на багатьох керамічних і цегляних заводах широко застосовується зволоження глини парою. Цей спосіб полягає в тому, що в масу подається гострий пар, що при зіткненні з холодною глиною конденсується на її поверхні. У результаті парозволоження оброблювана маса нагрівається до 45-60 о С. Парозволоження має суттєві переваги, оскільки покращується здатність маси формованию, що зумовлює зменшення браку при формуванні і підвищення продуктивності стрічкових пресів на 10-12%, зниження витрати електроенергії на 15-20%. У результаті парозволоження поліпшуються сушильні властивості маси, що дозволяє скоротити тривалість сушіння сирцю на 40-50%. Іноді роблять додаткове обробку керамічної маси, яка здійснюється в вальцях тонкого помелу, дірчастих вальцях або в глінорастірателе.
Розрізняють сушильні пристрої для природного та штучного сушіння сирцю. У першому випадку сирець висушується атмосферним повітрям за рахунок сонячного тепла в літній час, у другому - за рахунок тепла, одержуваного від згоряння палива. Перевага штучної сушки перед природною в тому, що вона дає можливість заводам працювати цілий рік, а не тільки протягом літнього сезону. При цьому не тільки поліпшується використання технологічного устаткування, але на заводі створюються постійні кадри кваліфікованих робітників. Крім того, штучна сушка значно менш трудомістка, ніж природна. Завдання організованого процесу сушіння полягає в підводі енергії (теплової або електричної) до висушуваного виробу з найменшими втратами і в найменші терміни, допустимі для цілісності вироби. Більшість сучасних цегляних заводів обладнано пристроями для штучної сушки цегли-сирцю, які по режиму роботи підрозділяються на сушарки періодичного (камерні) і безперервної (тунельні) дії. Сушарки безперервної дії (тунельні) є найбільш сучасним сушильним агрегатом в цегельної промисловості. У тунельної сушарці цегла-сирець, що знаходиться в вагонетках, протягом циклу сушіння переміщується через весь тунель від одного його кінця до іншого. Термін сушіння цегли-сирцю, виготовленого з парозволоження маси, скорочується приблизно на 30%. Витрата тепла на сушку цегли-сирцю в тунельних сушарках нижче, ніж у камерних. Істотною перевагою тунельних сушарок перед камерними є те, що тунельні можуть бути оснащені апаратурою, що забезпечує автоматичне регулювання процесу сушіння. Тривалість процесу сушіння і якість висушеної цегли-сирцю в значній мірі залежать від щільності і системи садки сирцю на сушильних вагонетках. Необхідно забезпечити рівномірність омивання теплоносієм сирцю та отримання належної температури і відносної вологості теплоносія в різних частинах сушарки. Недолік тунельних сушарок в тому, що в них спостерігається розшарування теплоносія та більш інтенсивна сушка сирцю на верхніх полицях. Усунення розшарування і рівномірна сушка сирцю по висоті тунелю досягаються перемішуванням теплоносія в тунелі шляхом влаштування повітряних завіс за рахунок додаткової подачі повітря зверху в окремих місцях тунелю цівками з великою швидкістю.
Завершальною стадією технології усіх виробів будівельної кераміки є їх випалення. При випалюванні вироби остаточно формується структура матеріалу, тобто відбувається спікання кераміки, в результаті чого сирець з конгломерату слабосвязанних частинок перетворюється на досить тверде тіло.
Будівельні матеріали та вироби обпалюють в промислових печах. Промислової піччю називають установку технологічного призначення, в якій за допомогою теплового впливу при відносно високих температурах змінюється агрегатний стан оброблюваного матеріалу, його хімічний склад або його кристалічна структура.
Многорядовие (по висоті) тунельні печі, стосовно до випалу стіновий кераміки, володіють великим недоліком - великим перепадом температур по висоті, що досягає в зоні підігріву 420 0 С, який на ділянці максимальних температур зменшується до 20-40 0 С. боротьба з цим перепадом здійснюється головним чином шляхом рециркуляційних потоків газів («завіс»), нагнітаються вентиляторами як у зоні підігріву, так і в зоні охолодження на декількох позиціях по довжині пічного каналу. Боротьба ця не завжди успішна.
Другий недолік - труднощі налаштування аеродинамічного режиму
Кращі умови експлуатації тунельних печей досягається при наявності тиску або розрядження в зоні випалу порядку 0,1-0,3 мм вод.ст. і не вище 1 мм вод.ст. щоб уникнути вибивання гарячих газів і «горіння» і швидкого зносу вагонеток.
Удосконалення конструкцій тунельних печей з метою збільшення обпалюваний фізичної маси виробів (збільшення теплоємності), вдосконалення пальників для розвитку довжини факела, а також повноти спалювання рідкого палива, поліпшення теплоізоляції поду - все це призводить до певних успіхів, але не виключає необхідності розробки та вдосконалення конструкцій печей для однорядного швидкісного випалу.
У конструктивному відношенні сучасні тунельні печі мають деякими особливостями. Конструкція зводу плоска, що спрощує будівництво печі, дозволяє розширити пічної канал і забезпечити роботу автомата - укладальника. Товщина кладки стін тунельних печей знижена до 0,5 м., завдяки застосуванню вогнетривких блоків 30-40% пористості, зовнішня поверхня стін покрита дюралюмінію з хорошою відбивною здатністю. Поверх зводу поміщена теплоізоляція у вигляді спученого вермикуліту. Кладку пода (на вагонетках) здійснюють з великих вогнетривких фасонних блоків, виготовлених з пористого (30-40%) корундомуллітового Кордієритові або дістенового вогнетриву, забезпечує вогнетривкість, теплоізоляцію і сталість обсягу.
Спостерігається тенденція збільшення ширини тунельної печі, що можливо при переході на більш досконалий спосіб спалювання палива з отримання довгого факела горіння і рівномірним розвитком температурного поля.
Випал цегли виробляють в печах періодичної та безперервної дії. У цегляній промисловості з печей періодичної дії застосовують переважно камерні печі. З печей безперервної дії застосовують головним чином кільцеві й тунельні.
Періодичні печі використовують для випалювання цегли на заводах малої потужності. Завантаження і розвантаження цих печей проводиться при порівняно високих температурах, що обумовлює важкі умови праці обслуговуючого персоналу. Камерні печі або сурми відрізняються значною трудомісткістю обслуговування, великий нерівномірністю температур по висоті печі.
Для випалу цегли широко застосовують кільцеві печі, які, незважаючи на те, що вони винайдені в 1858р., Широко використовуються і в даний час. Вони відрізняються високою тепловою економічністю, можливістю використання низькосортних видів палива, переходу з одного виду палива на інше без будь-яких значних переробок, високої питомої та загальною продуктивністю.
Дуже істотним недоліком кільцевих печей і те, що в робочій зоні садки і вивантаження (виставки) цегли дуже висока температура: наприклад, в робочій зоні вивантаження температура в літні місяці досягає 80 0 С і більше. При цьому садка і вивантаження цегли здійснюється вручну. На нових і реконструйованих цегляних заводах будівництво кільцевих печей не проводиться.
Тунельні печі мають значні переваги перед печами періодичної дії і кільцевими печами. Садка цегли-сирцю на вагонетки тунельних печей і вивантаження обпаленій цегли з цих вагонеток здійснюється поза печі, в нормальних температурних умовах, що значно полегшує працю обслуговуючого персоналу і дає можливість механізувати трудомісткі процеси садки і вивантаження цегли.
Технологічна лінія для виробництва керамічної цегли напівсухого пресування
Керамічну цеглу одержують шляхом приготування пресспорошка заданого зернового складу з вологістю 7-9%, короткочасного пресування при питомому тиску не менше 20 мПа, сушіння і випалу сирцю.
Відмінність технології напівсухого пресування від традиційної пластичної формування полягає у спрощеній схемі приготування сировинної суміші. Крім того, обладнання для оснащення лінії підготовки пресспорошка менш енерго-і металоємність. Напівсухе пресування полегшує одну з найбільш складних і тривалих стадій технологічного процесу - сушіння. Одержуваний цегла має більш чіткі межі і кути, що дозволяє використовувати його як лицьової матеріал.
Цегла за своїми якісними показниками не поступається традиційному керамічної цегли пластичного формування. Завдяки простоті технології та обладнання собівартість цегли напівсухого пресування на 15-20% нижче собівартості цегли пластичного деформування.
Особливості технології напівсухого пресування полягають у наступному. Передбачено метод грануляції - як один з ефективних варіантів пухкого глинистої сировини до сушіння. Гранулювання вихідної сировини перед сушильним барабаном забезпечує поліпшення умов сушіння, зниження втрат з виносами (винесення пилу), підвищення однорідності за розмірами і вологості шматків, сприяє підвищенню якості цегли.
У технологічну схему приготування преспорошка введена стадія механічної активації маси в стержневом змішувачі конструкції ВНІІстрома. Змішувач не тільки задовільно гомогенізують масу, але й забезпечує ущільнення і часткову грануляцію порошкових мас. Остання покращує сипучість порошку і заповнення пресформ, полегшуючи пресування і отримання якісних виробів.
Розроблена конструкція оснащення для пресування сирцю з наскрізними порожнечами покращує структуру і підвищує морозостійкість цегли.
Сушіння сформованого сирцю виконана на колисках в роторно-конвеєрних сушарках.
Як єдиний сировинного матеріалу використовують глинисті породи в тому числі низькоякісні, а також відходи збагачення твердого палива - вугілля.
Всі технологічні переділи, починаючи від подачі глини в ящикові живильники і до виходу готової цегли з тунельної печі, повністю механізовані і автоматизовані.
У серпні 1997 року на Себряковском комбінаті азбестоцементних виробів, м. Михайлівка, Волгоградської області введено в експлуатацію цех з виробництва керамічної цегли за пропонованою технологією. У листопаді 2000 року там же введений в експлуатацію ще один аналогічний цех. В даний час вони аналогів ні в Росії, ні за рубежем поки не мають. У 2000 році лінія запатентована.
Основні показники технологічної лінії.
| Потужність у млн. шт. ум. цегли | до 40 |
| Встановлена потужність ел / двигунів, кВт | 2400 |
| Займана площа, м 2 (Включаючи критий глінозапаснік з місячним запасом сировини) | не більше 12000 |
Керамічна цегла, у тому числі лицьовій з наскрізними технологічними порожнечами. Марка по міцності "125-300" Марка по морозостійкості - до 50 циклів поперемінного заморожування і відтавання. Зараз проводиться робота по будівництву таких технологічних ліній в різних регіонах Росії і країнах СНД.
Технологічна лінія виробництва лицьової керамічної цегли напівсухого пресування
Технічна характеристика технологічної лінії
| Вихідні матеріали і часткові витрати: | Основні сировинні матеріали: глини, суглинки, аргіліти, відходи цегельного виробництва,-золи, шлаки і т.п. | до 100% 0-40% |
| Номенклатура виробів: | -Цегла керамічна ГОСТ 530-95 розмірами -Цегла керамічна лицьова ГОСТ 7484-78 розмірами | 250х120х65 мм 250х120х88 мм 250х120х65 мм 250х120х88 мм |
| Якісні показники: | - Середня щільність, кг / м 3 - Марка за межі міцності при стисненні і вигині, кгс / см 2 | 1600-1750 125-300 |
| Продуктивність: | Основні сировинні матеріали: Цегла керамічна (умовний) млн. шт. на рік | до 40 |
| Умови експлуатації о С: | від +10 до +50 | |
| Енергоресурси: | -Електроенергія, 3-х фазний змінний струм, 380 Вольт, 50 Hz -Встановлена потужність електроприймачів, КВт | 2400 |
| Питома витрата на 1 тис.шт. умовної цегли: | - Електроенергія, кВт / год - Умовне паливо, кг - Сировинні матеріали, м 3 | 500 460 6,06 |
| Маса основного і допоміжного технологічного обладнання, т | 2200 | |
| Потрібна площа всієї лінії, м 2: | 12000 | |
| Кількість працюючих, чол: | 240 |
-Приймання та місячне зберігання глинистої сировини в критому глінозапасніке;
-Первинну переробку сировини в камневиделітельних вальцях;
-Гранулювання сировини в пресі-грануляторі;
-Висушування гранул в сушильному барабані;
-Зберігання добового запасу гранул в бункерах запасу;
-Дроблення гранул до необхідного гранулометричного складу в стержневом змішувачі;
-Формування цегли-сирцю на пресах СМК-1085;
-Сушка сирцю в люлечних роторно-конвеєрних сушилах;
-Укладання сирцю на випалювальні вагонетки автоматами-садчиком;
-Випалювання цегли в тунельній печі;
-Укладання цегли на піддони;
-Складування готової продукції;
У червні 1997 року на Себряковском комбінаті азбестоцементних виробів, Волгоградської області введено в експлуатацію завод з виробництва керамічної цегли за пропонованою технологією. У листопаді 2000 р. там же введено в експлуатацію другий завод. В даний час вони аналогів поки не мають.
| № | Найменування, призначення | Кількість | Маса одиниці, т. | Загальна маса, т. |
| 1 | Кран грейферний. Призначений для прийому глинистої сировини з транспортних засобів і подачі його в Глинорозпушник | 2 | 15,0 | 30,0 |
| 2 | Глинорозпушник. Призначений для попереднього розпушення глинистої сировини та подачі його в живильники | 4 | 8,2 | 32,8 |
| 3 | Живильники. Призначений для дозування глинистої сировини та подачі його на стрічковий конвеєр | 6 | 3,0 | 18,0 |
| 3 | Живильники. Призначений для дозування глинистої сировини та подачі його на стрічковий конвеєр | 6 | 3,0 | 18,0 |
| 4 | Залізовідділювачі. Призначений для уловлювання сторонніх металевих включень з глинистої сировини | 4 | 1,2 | 4,8 |
| 5 | Камневиелітельние вальці. Призначені для подрібнення глинистої сировини та видалення з нього кам'янистих включень | 2 | 3,0 | 6,0 |
| 6 | Прес-гранулятор. Призначений для усереднення, переробки і грануляції глинистої сировини | 4 | 19,5 | 78,0 |
| 7 | Барабан сушильний. Призначений для підсушування сгранулірованного глинистої сировини | 2 | 38,3 | 76,6 |
| 8 | Циклон батарейний. Призначений для газоочистки димових газів після сушильного барабана | 2 | 2,0 | 4,0 |
| 9 | Бункер гранулятор. Призначені для зберігання підсушеного сгранулірованного глинистої сировини та усереднення його вологості | 6 | 7,6 | 45,6 |
| 10 | Стрижневою змішувач. Призначений для подрібнення підсушеного гранульованого глинистого сировини і забезпечення оптимальної для пресування вологості і гранулометричного складу пресспорошка | 4 | 8,5 | 34,0 |
| 11 | Расредітель потоку. Призначений для розподілу пресспорошка по формувальних ліній | 2 | 1,5 | 3,0 |
| 12 | Конвеєр реверсивний. Призначений для розподілу пресспорошка по пресів | 4 | 1,2 | 4,8 |
| 13 | Установка мішалки. Призначена для прийому пресспорошка з стрижневого змішувача і подачі його в преса | 8 | 2,1 | 16,8 |
| 14 | Преса для пресування цегли-сирцю. Призначені для формування цегли-сирцю | 8 | 32,6 | 260,8 |
| 15 | Знімач цегли-сирцю. Призначений для знімання цегли-сирцю з пресів і укладання його на конвеєр-накопичувач | 8 | 0,3 | 2,4 |
| 16 | Накопичувач сирцю. Призначений для накопичення цегли-сирцю та подання його до перекладчіку (завантажувачу сушив) | 4 | 2,0 | 8,0 |
| 17 | Перекладчік сирцю (завантажувач сушила). Призначений для знімання цегли-сирцю з конвеєра-накопичувача і укладання його на полиці сушила | 4 | 2,3 | 9,2 |
| 18 | Люлечное роторно-конвеєрне сушило. Призначено для сушіння цегли-сирцю до залишкової вологості 3-4% | 4 | 110,5 | 442,0 |
| 19 | Перекладчік (розвантажник сушила). Призначений для знімання цегли-сирцю з полиць сушила й укладання його на конвеєр-накопичувач | 4 | 2,3 | 9,2 |
| 20 | Конвеєр-накопичувач. Призначений для прийому цегли-сирцю з полиць сушила | 4 | 2,0 | 8,0 |
| 21 | Автомат-садчик. Призначений для знімання цегли-сирцю з конвеєра-накопичувача і укладання його на випалювальні вагонетки | 4 | 10,2 | 41,8 |
| 22 | Піч тунельна з випалювальних вагонетками. Призначена для випалу й охолодження цегли | 1 | 1000,0 | 1000,0 |
| 23 | Візки передавальні. Призначені для передачі випалювальних вагонеток з цеглиною від автоматів-Садчиков і розвантаження тунельній печі | 6 | 2,2 | 13,2 |
| 24 | Стрічкові конвеєри. Призначені для подачі глинистої сировини, гранул і пресспорошка в технологічні переділи | 12 | - | 30,0 |
| 25 | Допоміжне обладнання. | ~ | - | 100,0 |
| 25 | РАЗОМ: | 2370 |
Матеріальний баланс виробництва
Загальні вихідні дані для технологічних розрахунків| Вихідні дані: | |
| 1. Продуктивність заводу | 40 млн. шт. рік |
| 2. Середня маса одного виробу | 3,12 кг |
| Норми втрат і браку за технологічними переділами: | |
| Розвантаження на виставковому майданчику (бій) | 2% |
| 3. Брак при випалюванні | 3% |
| 4. Садка на випалювальні вагонетки | 0,5% |
| 5. Сушка (брак при сушінні) | 2% |
| 6. Укладання на сушильні вагонетки | 0,5% |
| 7. Формування (шлюб) | 0,5% (повернення) |
| 8. Складування шихти | 0,2% |
| 9. Змішання (лопатевої змішувач) | 0,05% |
| 10. Камневиделітельние вальці | 0,1% |
| 11. Об'ємне дозування (ящиковий живильник) | 0,1% |
| 12. Транспортування тирси | 0,02% |
| 13. Переробка тирси | 1% |
| 14. Парозволоження | 0,4% |
| 15. Залишкова вологість цеглини після сушіння | 6% |
| 16. Вологість кар'єрної глини | 16% |
| 17. Вологість шамоту (винесення) | 5% |
| 18. Вологість тирси | 20% |
| 19. Формувальна вологість | 21% |
| 20. Втрати при прожарюванні глини | 3,87% |
Розрахунок хімічного складу шихти по шихтовому складу маси
При розрахунку зі складу маси виключають шамот, так як він за хімічним складом практично однаковий з хімічним складом маси.1. Перерахунок шихтового складу маси після виключення шамоту на 100%:
Глина - 96,77%
Коефіцієнт перерахунку:
Σ = 84,85 +2,83 = 87,68%
К = 100/87, 86 = 1,14
2. Хімічний склад шихти:
Хімічний склад компонентів маси,%
| Найменування компонентів | SiO 2 | Al 2 O 3 | TiO 2 | Fe 2 O 3 | CaO | MgO | SO 3 | Na 2 O + K 2 O | п.п.п. |
| Глина | 58,65 | 19,16 | 1,22 | 9,16 | 1,28 | 1,28 | 0,10 | 2,66 | 6,94 |
| Тирса | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
Хімічний склад шихти,%
| SiO 2 | Al 2 O 3 | TiO 2 | Fe 2 O 3 | CaO | MgO | SO 3 | Na 2 O + K 2 O | п.п.п. |
| 56,76 | 18,54 | 1,18 | 8,86 | 1,24 | 1,24 | 0,10 | 2,57 | 8,72 |
Втрати при прожарюванні:
ППП = 6,94 ∙ 0,8485 +100 ∙ 0,0283 = 8,72
Розрахунок виробничої програми цеху.
Ефективний фонд часу роботи устаткування Т еф. Визначаємо за формулою:
Для безперервного виробництва:
Т еф = Т кал. До ісп.
де Т кал. - календарний фонд роботи обладнання, маш.-год;
при безперервному режимі, Т кал. - 8760 маш.-год;
До ісп. - Коефіцієнт використання устаткування в часі,
розраховується відповідно до, До ісп. - 0,81.
Тоді
Т еф = 8760 • 0,81 = 7095 маш.-ч.
Годинна продуктивність Q год. технологічного комплексу:
Q годину. = Q рік.
Т еф
Q рік. - Річна продуктивність технологічного комплексу,
Q рік. = 40 млн. шт. ум. цегли
Q годину. = 40000000 / 7095 = 5637 шт / год
Змінна продуктивність Q змін.:
Q змін. = Q годину. · T див.
Q змін. = 5637 · 8 = 45 096 шт / см
Добова продуктивність Q добу.:
Q добу. = Q змін. · Z див.
Q добу. = 45096 · 3 = 135 288 шт / добу
Знайдемо масу одного цегли розміром 250 х 120 х 65 (мм).
Щільність цегли 1600 кг / м 3. m = p V;
Площа цегли: S = a · b = 250 · 120 = 30000 мм 2 = 0,03 м 2.
Обсяг цегли: V = 0,03 · 0,065 = 0,00195 м 3.
m = 1600 · 0,00195 = 3,12 кг.
За умови, що маса однієї цеглини m = 3,12 кг, годинна Q годину., Змінна Q змін. Та добова Q добу. Масові продуктивності відповідно складуть.:
Q годину. = Q годину. · M = 5637 · 3,12 = 17587,44 кг / ч. = 17,58 т / ч.
Q змін. = Q змін. · M = 45096 · 3,12 = 140699,52 кг / см. = 140,69 т / см.
Q добу. = Q добу. · M = 135288 · 3,12 = 422098,56 кг / сут. = 422,09 т / добу.
Маса випускається цегли в тн:
40000 000 · 3,12 / 1000 = 124 800 т
Розрахунок матеріального балансу цеху.
1. Продуктивність заводу
40000000 • 3,5 = 140 000 000 кг / рік = 140000 т / рік
2. Маса цегли, що надходить на склад з урахуванням бою при розвантаженні на виставковому майданчику
140000 * 100 / (100-2) = 142857,14 т / рік
Бій на складі 142857,14 - 140000 = 2857,14 т / рік
3. Маса цегли, що надходить на випалювання з урахуванням браку при випалюванні
142857,14 * 100 / (100-3) = 147275,40 т / рік
Брак при випалюванні 147275,4 - 142857,14 = 4418,26 т / рік
4. Маса цегли, що надходить на випалювання з урахуванням залишкової вологості після сушіння
147275,4 * 100 / (100-6) = 156675,95 т / рік
Втрати вологи при випалюванні 156675,95 - 147275,4 = 9400,55 т / рік
5. Маса цегли, що надходить на випалювання з урахуванням п.п.п.
156675,95 * 100 / (100-6,33) = 167263,74 т / рік
Втрати при прожарюванні 167263,74 - 156675,95 = 10587,79 т / рік
6. Маса цегли, що надходить на випалювання з урахуванням браку при садінні на вагонетки випалу
167263,74 * 100 / (100-0,5) = 168104,26 т / рік
Втрати при садінні на вагонетки випалу 168104,26-167263,74 = 840,52 т / рік
7. Маса цегли, що надходить на сушку з урахуванням браку при сушінні
168104,26 * 100 / (100-2) = 171534,95 т / рік
Брак при сушінні 171534,95 -168104,26 = 3430,69 т / рік
8. Маса цегли, що надходить на сушку з урахуванням формувальної вологості
171534,95 * (100-6) / (100-21) = 204104,87 т / рік
Втрати вологи при сушінні 204104,87 - 171534,95 = 32569,92 т / рік
9. Маса цегли, що надходить на сушку з урахуванням браку при садінні на вагонетки сушіння
204104,87 * 100 / (100-0,5) = 205130,52 т / рік
Втрати при садінні на вагонетки сушіння 205130,52 - 204104,87 = 1025,65 т / рік
10. Маса шихти, що надходить на формування з урахуванням браку при формуванні
205130,52 * 100 / (100-0,5) = 206161,32 т / рік
Брак при формуванні (поворотний) 206161,32 - 205130,52 = 1030,80 т / рік
11. Маса шихти, що надходить в змішувач
з урахуванням парозволоження
206161,32 * (100-21) / 100 - (21-0,4) = 205122,73 т / рік
Вода на парозволоження 205122,73 - 206161,32 = 1038,59 т / рік з урахуванням втрат
205122,73 * 100 / (100-0,05) = 205225,34 т / рік
Втрати при перемішуванні 205225,34 - 205122,73 = 102,61 т / рік
12. Маса шихти, що надходить на вальці тонкого помолу з урахуванням втрат
205225,34 * 100 / (100-1) = 207298,32 т / рік
Втрати 207298,32 - 205225,34 = 2078,98 т / рік
13. Маса шихти, що надходить на дозування з урахуванням втрат
207298,32 * 100 / (100-0,1) = 207505,82 т / рік
Втрати 207505,82 - 207298,32 = 207,5 т / рік
14. Маса шихти, що надходить на камневиделітельние вальці з урахуванням втрат
207505,82 * 100 / (100-0,1) = 207713,53 т / рік
Втрати при камневиделеніі 207713,53 - 207505,82 = 207,71 т / рік
15. Маса глини, що надходить на дозування з урахуванням втрат
207713,53 * (100-20,6) / 100 - (20,6-0,4) = 206672,35 т / рік
Втрати 207713,53 - 206672,35 = 1041,18 т / рік
16. Маса глини, що надходить на розпушування з урахуванням втрат
206672,35 * 100 / (100-0,05) = 206775,73 т / рік
Втрати при розпушуванні 206775,73 - 206672,35 = 103,38 т / рік
17. Маса глини з урахуванням транспортних втрат
206775,73 * 100 / (100-0,02) = 206817,09 т / рік
Втрати при транспортуванні 206817,09 - 206775,73 = 41,36 т / рік
Маса глини 206817,09 т / рік
Матеріальний баланс
| Прихід | Витрата | ||||
| статті | т / рік | % | статті | т / рік | % |
| Глина | 206817,09 | 99,03 | Готовий цегла | 140000 | 63,97 |
| Вода на парозволоження | 1038,59 | 0,97 | Втрати вологи при випалюванні | 9400,55 | 7,14 |
| П.П.П. | 10587,79 | 7,24 | |||
| Втрати при садінні на вагонетки випалу | 840,52 | 0,41 | |||
| Брак при сушінні | 3430,69 | 1,68 | |||
| Втрати вологи при сушінні | 32569,92 | 11,70 | |||
| Втрати при садінні на вагонетки сушіння | 1025,65 | 0,48 | |||
| Втрати при перемішуванні шихти | 102,61 | 0,05 | |||
| Втрати на вальцях тонкого помелу | 2078,98 | 0,97 | |||
| Втрати при дозуванні шихти | 207,5 | 0,10 | |||
| Втрати при вилежуванні | 275,99 | 0,19 | |||
| Втрати води на парозволоження шихти | 1038,59 | 0,50 | |||
| Втрати втрати при формуванні глини | 1030,80 | 0,49 | |||
| Втрати при камневиделеніі | 207,71 | 0,10 | |||
| Втрати при дозуванні глини | 1041,18 | 0,51 | |||
| Втрати при розпушуванні глини | 103,38 | 0,04 | |||
| Транспортні втрати глини | 41,36 | 0,013 | |||
| Разом: | 207855,68 | = SUM (ABOVE) 100 | Разом: | 207855,68 | = SUM (ABOVE) 100 |
Режим роботи цехів підприємства
1. Режим роботи массозаготовітельного цеху.1. Календарний фонд часу 365 днів
2. Кількість святкових днів 11 днів
3. Змінність 3 зміни на добу
4. Тривалість зміни 8 годин
5. Плановий ремонт 18 діб
6. Аварійні зупинки 1%
7. Чищення і прибирання обладнання 0,5 год / зміну
Річний фонд часу роботи обладнання:
2. Режим роботи цеху формування, сушіння, випалу.
1. Календарний фонд часу 365 днів
2. Кількість святкових днів 11 днів
3. Змінність 3 зміни на добу
4. Тривалість зміни 8 годин
5. Плановий ремонт 18 діб
6. Аварійні зупинки 1%
7. Чищення і прибирання обладнання 0,5 год / зміну
Річний фонд часу роботи обладнання:
Вибір і розрахунок устаткування цеху формування, сушки і випалення
Підбір обладнання проводиться відповідно до обраної раніше технологічній схемі і виробничою програмою цеху.Кількість одиниць обладнання:
де R-кількість матеріалу, який необхідно переробити;
P-продуктивність обладнання.
Коефіцієнт використання визначає ефективність використання обладнання:
1. Стрічковий вакуумний прес СМК-133.
| № | Елементи характеристики | Од. ізм. | Показники |
| 1 | Продуктивність | шт / год | 7000 |
| 2 | Діаметр шнека на виході | мм | 550 |
| 3 | Потужність електродвигуна | кВт | 75 |
| 4 | Габаритні розміри: довжина ширина висота | мм | 7000 1430 2600 |
| 5 | Вага | т | 5,46 |
Приймаються n = 1.
Тунельна сушарка конструкції Гіпрострома.
| № | Елементи характеристики | Од. ізм. | Показники |
| 1 | Продуктивність | шт / год | 0 |
| 2 | Температура: повітря, що надходить із зони охолодження тунельної печі в змішувальну камеру повітря, що підігрівається в калорифері і поступає в камеру змішувача суміші продуктів горіння газів в печі з повітрям із зони охолодження, на вході в змішувальну камеру розбавлених димових газів, що надходять з подтопка рециркулятом, що надходить у змішувальну камеру теплоносія, що надходить у тунель відпрацьованого теплоносія в кінці тунелю | о С | 450 180 128 150 400 40 80 47 |
| 3 | Відносна вологість відпрацьованого теплоносія | % | 85 |
| 4 | Загальний максимальний витрата тепла на випаровування вологи з урахуванням всіх втрат в трубопроводах в зимових умовах | ккал / кг | 1630 |
| 5 | Габаритні розміри тунелю: довжина ширина висота | м | 30 1,1 1,7 |
Необхідно висушувати 5223,28 штук на годину.
Час сушіння - 60 годин.
Кількість вагонеток - 23 штуки.
Кількість цегли на одній вагонетці - 220 штук.
1. Одноразова місткість тунелю:
250 ∙ 23 = 5750 штук
2. Кількість цегли, висушуваних одним тунелем, з огляду на час сушіння 60 годин:
5750/60 = 96,83 шт / год
3. Кількість вагонеток, виштовхує в годину:
95,83 / 250 = 0,383 ваг / год
4. Загальна кількість тунелів:
5223,28 / 95,83 = 54,51 = 55 тунелю
Є два запасних тунелю, отже, всього 57 тунелів (5 блоків по 10 тунелів і один блок має 7 тунелів).
3. Тунельна піч конструкції Гіпрострома.
| № | Елементи характеристики | Од. ізм. | Показники |
| 1 | Продуктивність | млн.шт. ум. кірп. / рік | 40 |
| 2 | Час випалу | ч | 36 |
| 3 | Довжина каналу:Ширина:внутрішнього каналу середня за зовнішніми розмірами Висота: від пода вагонетки до замку склепіння за зовнішніми розмірами (зона підігріву та охолодження / зона випалу) | м | 124,35 2,9 4,1 / 5 1,8 3,075 / 3,875 |
| 4 | Довжина технологічних зон: підігріву випалу охолодження | м | 78 72 45 |
| 5 | Кількість вагонеток в печі | шт. | 80 |
| 6 | Кількість цегли на вагонетці | шт. ум. кирп. | 2784 (4 пакети по 696) |
| 7 | Розміри вагонетки: довжина ширина висота | мм | 3000 3000 875 |
Теплоенергетичні розрахунки. Коротка характеристика тунельній печі
Тунельні печі відносяться до печей з рухомим складом. Вони являють собою прямий канал (тунель) різних розмірів. Всередині тунелю прокладено рейковий шлях, ширина якого залежить від ширини печі. Вагонетки з внутрішньоцехової рейковому шляху подаються до печі і одна за одною, через певні проміжки часу, проштовхуються в піч штовхачем. Кожна вагонетка, пройшовши всю довжину тунелю, видається з печі з іншого кінця при кожному проштовхуванні. Таким чином, створюється безперервне переміщення вагонеток у печі, поступовий підігрів, випал і охолодження виробів, що знаходяться на поду вагонетки.Зони тунельних печей.
Всю довжину печі можна розділити на окремі зони, в яких протікають різні процеси. Піч має такі три зони (рис. 3.13): підігріву, випалу та охолодження. Кожна зона печі має певну довжину, свої конструктивні особливості і свій режим.
Зона підігріву починається від форкамери і закінчується на кордоні з зоною випалу. Довжина цієї зони умовно визначається графіком випалу і вважається приблизно до перших пальників по ходу руху вагонеток. Ця зона досить великої довжини, необхідної для більш повного використання тепла продуктів горіння, що надходять із зони випалу (від пальникових пристроїв). Основне призначення зони підігріву - рівномірний прогрів садки гартованих виробів до температур, відповідних графіком випалу.
Паливо спалюється в зоні випалу, розташованої в середній частині печі, за допомогою спеціальних пальникових пристроїв. У цій частині печі підтримуються максимальні температури, необхідні для випалу. Продукти горіння, проходячи вздовж тунелю, потрапляють в зону підігріву, а потім викидаються в атмосферу через димарі. Таким чином, в тунелі відбувається безперервний рух повітря (зона охолодження) і відпрацьованих газів (зони випалу, підігріву) назустріч переміщається складу вагонеток з виробами (противоточной рух).
Зона охолодження служить для охолодження обпалених виробів до 60-80 ° перед видачею вагонеток з печі і для утилізації тепла, що відбирається від розігрітих виробів. У цій зоні охолоджується також і футеровка вагонеток, нагріта до високих температур. Вироби та футеровка вагонеток охолоджуються холодним повітрям, що подається вентилятором в торцеву частину печі зверху і збоку через кілька каналів, розташованих по довжині зони охолодження ближче до вихідного кінця печі.
Повітря для охолоджування виробів і пода вагонеток потрібно в кілька разів більше, ніж для горіння палива. Надмірна гаряче повітря відбирається із зони охолодження печі і використовується для сушки виробів в окремо розташованих сушилах. Його також можна використовувати для рециркуляції в зоні підігріву. Звичайно ця частина повітря вважається відібраної з печі на бік.
Розміри окремих зон по довжині печі залежать від конструктивних особливостей печі, від виду гартованих виробів і встановлюються в залежності від заданого режиму випалу та охолодження виробів.
При розрахунках і конструюванні печей не завжди можна точно встановити межі між зонами, тому в більшості випадків допускається деяке збільшення зони випалу, зайнятої пальниковими пристроями. При роботі печі розміри окремих зон встановлюються відповідно до графіка температур по довжині печі. При цьому частина пальників зони випалу можуть бути не використані в роботі.
Зазвичай відносно велика по довжині печі зона випалу потрібно при випалюванні динасових виробів і високовогнетривких виробів. Тому дані печі мають велику кількість пальників.
Розміри тунельних печей.
Довжина печі визначається багатьма факторами, головні з яких - форма і розміри гартованих виробів, режим випалу та охолодження і продуктивність печі.
Малі тунельні печі мають довжину 5-6 м і менше, але поперечний переріз робочого каналу цих печей становить 0,01-0,02 м 2. Ці печі мають невелику продуктивність і використовуються для випалу спеціальних виробів невеликих розмірів, наприклад автосвечей. В даний час в вогнетривкої промисловості працюють печі довжиною до 180 м.
Печі великої теплової потужності для кращого використання тепла та покращення процесу випалу та охолодження виробів, як правило, повинні мати більшу довжину. Печі шириною 3,0 м для випалу шамотних виробів можна будувати довжиною 80 - 120 м. При дуже великій довжині печі збільшуються теплові втрати в навколишнє середовище і підсмоктування повітря через нещільність, погіршують теплообмінні процеси.
Ширина тунельних печей вибирається залежно від продуктивності, рівномірності випалу і конструкції вагонеток. Практикою встановлено, що в печах шириною 3,0-3,2 м можна досягти цілком рівномірного випалу виробів. Для більш широких печей утяжеляется конструкція вагонеток і можливі їх перекоси при проштовхуванні в довгих печах.
Висота печі вибирається залежно від виду гартованих виробів.
При малій висоті і великій ширині склепіння печі роблять плоским (підвісним), що дозволяють краще використовувати площу поду вагонетки і мати більшу вагу садки на вагонетку. При цьому садка виходить однакової висоти по всій вагонетці. Печі для випалу вогнетривких виробів, що мають високий робочий простір, будують з арочним склепінням, більш простим за конструкцією.
Таким чином, по конструкції робочого простору (висоті печі і конструкції склепіння) тунельні печі поділяються на печі з арочним склепінням і печі з підвісним склепінням.
Футеровка печей.
Товщину стін і склепіння печей і види вогнетривких і будівельних матеріалів вибирають з урахуванням великого терміну служби печі без ремонту (2,5-3 роки) і невеликих теплових втрат у навколишнє середовище, які будуть в допустимих межах, якщо температура зовнішньої поверхні стін в зоні високих температур не буде перевищувати 70-80 ° С.
Печі споруджують на фундаменті, який виконують кам'яним (бутовим), бутобетонний, бетонних і залізобетонних. Глибина залягання фундаменту залежить від властивостей грунту і ваги печі. На грунт з слабкою піщаної глини навантаження допускається не більше 1 кг / см 2, з щільної глини - 4,5-5,5 кг / см 2 і з суцільної гірської породи - до 15 кг / см 2. Для нормальної роботи печі необхідно, щоб найвищий рівень грунтових вод проходив не ближче ніж в 0,25 м від фундаменту печі. При високому рівні грунтових вод влаштовують дренажні канали.
Для більшої міцності зовні стін і склепіння печі встановлюють металевий або залізобетонний каркас, що складається з вертикальних балок (стійок). Унизу стійки закладають в бетонний фундамент, а зверху попарно стягують зв'язками. Конструкція кріплення зводу визначається конструкцією самого зводу.
Найбільш поширений в промислових печах аркове склепіння. Нормальний аркове склепіння виконується з центральним кутом α = 60 °.
У стінах при будівництві печі залишають температурні шви, необхідні для розширення цегли. Так як кладка ведеться вперевязку, то кожен шов у вертикальній і горизонтальній проекції має форму ламаної зигзагоподібної лінії.
Температурні шви у склепінні залишають по довжині печі через 3-7,5 м і таким чином звід викладають окремими секціями.
Садка виробів на вагонетки.
Склад вагонеток з обпалюваний виробами пересувається по тунелю періодично, через певні проміжки часу, за допомогою механічного (гвинтовий або тросовий) або гідравлічного штовхача. Швидкість переміщення вагонеток у печі під час проштовхування становить 1,0-1,5 м / хв. Кількість вагонеток, що завантажуються в піч протягом години або доби, залежить від загальної тривалості випалення і довжини тунелю.
Кожна вагонетка при проштовхуванні переміщається в печі на відстань, яка дорівнює довжині однієї вагонетки.
Для ущільнення вхідний і вихідний частини тунелю, в яку при завантаженні черговий вагонетки у піч може засмоктуватися холодне повітря, будують форкамери з щільно закриваються дверима. При цьому штовхач подає в піч вагонетку з форкамери. Форкамери відділена від печі підйомної металевої шторкою (шибером). Протилежний кінець печі на видачу вагонеток також обладнується підйомними дверима. Підйомні механізми дверей синхронно пов'язані з роботою штовхача.
Пекуче вироби укладають на під вагонетки таким чином, щоб садка строго відповідала за висотою і шириною встановленими розмірами. Габарити садки контролюють металевим шаблоном, встановленим перед форкамерой та відповідним перетину тунелю, через який проходить вагонетка.
Висота садки виробів залежить від виду випалювального матеріалу і звичайно не перевищує 2 м. Вироби, що піддаються високотемпературному випалу, для попередження деформації укладають на вагонетки висотою не більше 1,0-1,1 м.
Кількість виробів, що вміщаються на вагонетку, і тоннаж садки визначаються розмірами вагонеток і типом садки. Вироби для рівномірної обтічності газами укладають більш щільно у верхній частині садки і менш щільно (залишають канали) у нижній. Для поліпшення горіння палива в садку роблять розриви до 0,3-0,9 м проти пальникових пристроїв. Ці розриви особливо необхідні в широких печах для прогріву середини садки. Для різних вогнетривів та різної форми виробів застосовуються в промисловості різні способи садки.
З бічних сторін вагонетки є металеві листи - ножі, теплоізольовані вогнетривким бетоном, які входять в жолоби, наповнені піском або меленим шамотом. Це пристрій, що йде по всій довжині тунелю, називається пісочним затвором, яке служить для герметизації робочого простору печі від контрольного коридору. Для поповнення піску в жолоб пісочного затвору під час роботи в стінах влаштовують спеціальні похилі канали-пісочниці з лійкою, що закриваються кришкою. Для того, щоб пісок, вигрібати ножем вагонетки з жолоба пісочного затвора, не потрапляв на рейковий шлях, унизу між стінкою печі і рейками через кожні 1,5-2,0 м влаштовують похилі отвори, що проходять нижче рейкового шляху. За цим скосам пісок прокидається вниз в контрольний коридор печі.
Тунельна піч для випалювання керамічної цегли розміром 250 * 120 * 65 продуктивністю 40 млн. шт. на рік, режим роботи безперервний, тризмінний;
Річний фонд часу - 7484,4 години;
Залишкова вологість цеглини після сушіння - 6%;
Брак при випалюванні - 3%;
П.П.П. - 8,72%;
Паливо - природний газ Березовського родовища;
Температура випалу - 1000 о С;
Тривалість випалу - 26 годин;
Температура атмосферного повітря - 20 о С;
Коефіцієнт надлишку повітря α = 1,15
Температура вивантажуються виробів - 50 о С;
Температура газів, що відходять з печі - 300 о С;
Температура повітря на сушіння - 400 о С;
Маса цегли - 3,5 кг.
Таблиця
Склад сухого газу,%.
2. Склад вологого робочого газу.
Приймаються вміст вологи в природному газі 1%
Перераховуємо складу сухого газу на вологий робочий газ:
Таблиця
Склад вологого робочого газу,%.
3. Теплота згоряння палива.
4. Теоретично необхідну кількість сухого повітря для горіння палива:
5. Теоретично необхідну кількість атмосферного повітря для горіння палива з урахуванням його вологості:
Приймаються вологовміст атмосферного повітря d = 10г/кг сух. віз.
6. Кількість і склад продуктів горіння при α = 1:
7. Загальна кількість продуктів горіння:
V α = 0,978 +2,088 +7,322 = 10,39 (нм 3 / нм 3)
8. Процентний склад продуктів горіння:
Всього: 100%.
9. Визначення коефіцієнта надлишку повітря - α при дійсній температурі горіння палива t дейст = 1000 о С:
З рівняння теплового балансу горіння 1м 3 палива визначаємо коефіцієнт надлишку повітря-α.
C П.Г. = 1,35 +0,000075 ∙ 1220 = 1,44 (кДж / м 3 ∙ о С)
34757,98 +9,23 ∙ 1,2978 ∙ 20 ∙ α = [10,39 + (α-1) ∙ 9,23] ∙ 1220 ∙ 1,44
α = 2,05
11. Справжнє кількість повітря при коефіцієнті витрати повітря α = 2,05:
Сухого повітря: L α = α ∙ L 0 = 2,05 ∙ 9,23 = 18,92 (нм 3 / нм 3)
Атмосферного повітря: L α = α ∙ L 0 = 2,05 ∙ 9,38 = 19,23 (нм 3 / нм 3)
12. Кількість і склад продуктів горіння при α = 2,05:
V α = 0,978 +2,243 +14,976 +2,0351 = 20,23 (нм 3 / нм 3)
12. Процентний склад продуктів горіння:
Всього: 100%.
Матеріальний баланс процесу горіння.
% Нев'язки 4,91 ∙ 100/2462, 15 = 0,2%
П = 40000000 ∙ 3,5 = 140 000 000 = 140 000 (т / рік)
2. Одноразова місткість пічної вагонетки.
Довжина печі - 240 м, кількість вагонеток - 80;
Діна вагонетки:
Ширина вагонетки 2,9 м.
Одноразова місткість пічної вагонетки:
G В = 5568 ∙ 3,5 = 19488 = 19,488 (т)
3. Одноразова місткість печі по масі.
G П = 80 ∙ 5568 ∙ 3,5 = 1559 (т)
4. Кількість випалювального сирцю на годину.
Час випалу 26 годин.
G C = G П / Z = 768 420 / 26 = 29554,61 (кг / год)
5. Кількість вагонеток на годину.
n = 29554,61 / 9744 = 3,03 (ваг / год)
6. Довжина окремих зон печі.
L ПОД1 = 36 м (20 - 200 о С)
L ПОД2 = 42 м (200 - 600 о С)
L ПОД3 = 24 м (600 - 1000 о С)
L ОБЖ = 36 м (1000 о С)
L ОХЛ1 = 36 м (1000 - 650 о С)
L ОХЛ2 = 18 м (650 - 600 о С)
L ОХЛ3 = 48 м (600 - 50 о С)
7. Розрахунок втрат у навколишнє середовище через футеровку печі.
Q = 3,6 ∙ α СУМ ∙ F ∙ (t Н. - t ВООЗ.),
де F - зовнішня поверхня кладки;
α СУМ - сумарний коефіцієнт тепловіддачі визначається в залежності від t Н.;
t Н. - температура зовнішньої поверхні печі на даній ділянці;
t ВООЗ. - температура навколишнього повітря.
а) Ділянка № 1.
Температури зовнішніх поверхонь приймаємо по практичним даним.
Температура зовнішніх стін t н.ст. = 20 о С; температура зводу t Н.СВ. = 25 о С, температура пода t Н. ПІД. = 20 о С.
Зовнішня поверхня кладки:
F СТ = 2 ∙ l ∙ h НАР = 2 ∙ 36 ∙ 3,075 = 221,4 м 2, α СУМ = 19,10
F ПІД = l ∙ b НАР = 36 ∙ 2,9 = 104,4 м 2, α СУМ = 19,10
F СВ = l ∙ b НАР = 36 ∙ 4,1 = 147,6 м 2, α СУМ = 20,50
Втрати тепла через стінку:
Q ст.1 = 3,6 ∙ 221,4 ∙ 9,55 ∙ (22-20) = 15223,46 кДж / год
Q ст.1 = 3,6 ∙ 104,4 ∙ 9,55 ∙ (22-20) = 7178,54 кДж / год
Q ст.1 = 3,6 ∙ 147,6 ∙ 9,75 ∙ (25-20) = 25903,8 кДж / год
Втрати тепла в навколишнє середовище на інших ділянках розраховуються аналогічним чином.
При малій висоті і великій ширині склепіння печі роблять плоским (підвісним), що дозволяють краще використовувати площу поду вагонетки і мати більшу вагу садки на вагонетку. При цьому садка виходить однакової висоти по всій вагонетці. Печі для випалу вогнетривких виробів, що мають високий робочий простір, будують з арочним склепінням, більш простим за конструкцією.
Таким чином, по конструкції робочого простору (висоті печі і конструкції склепіння) тунельні печі поділяються на печі з арочним склепінням і печі з підвісним склепінням.
Футеровка печей.
Товщину стін і склепіння печей і види вогнетривких і будівельних матеріалів вибирають з урахуванням великого терміну служби печі без ремонту (2,5-3 роки) і невеликих теплових втрат у навколишнє середовище, які будуть в допустимих межах, якщо температура зовнішньої поверхні стін в зоні високих температур не буде перевищувати 70-80 ° С.
Печі споруджують на фундаменті, який виконують кам'яним (бутовим), бутобетонний, бетонних і залізобетонних. Глибина залягання фундаменту залежить від властивостей грунту і ваги печі. На грунт з слабкою піщаної глини навантаження допускається не більше 1 кг / см 2, з щільної глини - 4,5-5,5 кг / см 2 і з суцільної гірської породи - до 15 кг / см 2. Для нормальної роботи печі необхідно, щоб найвищий рівень грунтових вод проходив не ближче ніж в 0,25 м від фундаменту печі. При високому рівні грунтових вод влаштовують дренажні канали.
Для більшої міцності зовні стін і склепіння печі встановлюють металевий або залізобетонний каркас, що складається з вертикальних балок (стійок). Унизу стійки закладають в бетонний фундамент, а зверху попарно стягують зв'язками. Конструкція кріплення зводу визначається конструкцією самого зводу.
Найбільш поширений в промислових печах аркове склепіння. Нормальний аркове склепіння виконується з центральним кутом α = 60 °.
У стінах при будівництві печі залишають температурні шви, необхідні для розширення цегли. Так як кладка ведеться вперевязку, то кожен шов у вертикальній і горизонтальній проекції має форму ламаної зигзагоподібної лінії.
Температурні шви у склепінні залишають по довжині печі через 3-7,5 м і таким чином звід викладають окремими секціями.
Садка виробів на вагонетки.
Склад вагонеток з обпалюваний виробами пересувається по тунелю періодично, через певні проміжки часу, за допомогою механічного (гвинтовий або тросовий) або гідравлічного штовхача. Швидкість переміщення вагонеток у печі під час проштовхування становить 1,0-1,5 м / хв. Кількість вагонеток, що завантажуються в піч протягом години або доби, залежить від загальної тривалості випалення і довжини тунелю.
Кожна вагонетка при проштовхуванні переміщається в печі на відстань, яка дорівнює довжині однієї вагонетки.
Для ущільнення вхідний і вихідний частини тунелю, в яку при завантаженні черговий вагонетки у піч може засмоктуватися холодне повітря, будують форкамери з щільно закриваються дверима. При цьому штовхач подає в піч вагонетку з форкамери. Форкамери відділена від печі підйомної металевої шторкою (шибером). Протилежний кінець печі на видачу вагонеток також обладнується підйомними дверима. Підйомні механізми дверей синхронно пов'язані з роботою штовхача.
Пекуче вироби укладають на під вагонетки таким чином, щоб садка строго відповідала за висотою і шириною встановленими розмірами. Габарити садки контролюють металевим шаблоном, встановленим перед форкамерой та відповідним перетину тунелю, через який проходить вагонетка.
Висота садки виробів залежить від виду випалювального матеріалу і звичайно не перевищує 2 м. Вироби, що піддаються високотемпературному випалу, для попередження деформації укладають на вагонетки висотою не більше 1,0-1,1 м.
Кількість виробів, що вміщаються на вагонетку, і тоннаж садки визначаються розмірами вагонеток і типом садки. Вироби для рівномірної обтічності газами укладають більш щільно у верхній частині садки і менш щільно (залишають канали) у нижній. Для поліпшення горіння палива в садку роблять розриви до 0,3-0,9 м проти пальникових пристроїв. Ці розриви особливо необхідні в широких печах для прогріву середини садки. Для різних вогнетривів та різної форми виробів застосовуються в промисловості різні способи садки.
З бічних сторін вагонетки є металеві листи - ножі, теплоізольовані вогнетривким бетоном, які входять в жолоби, наповнені піском або меленим шамотом. Це пристрій, що йде по всій довжині тунелю, називається пісочним затвором, яке служить для герметизації робочого простору печі від контрольного коридору. Для поповнення піску в жолоб пісочного затвору під час роботи в стінах влаштовують спеціальні похилі канали-пісочниці з лійкою, що закриваються кришкою. Для того, щоб пісок, вигрібати ножем вагонетки з жолоба пісочного затвора, не потрапляв на рейковий шлях, унизу між стінкою печі і рейками через кожні 1,5-2,0 м влаштовують похилі отвори, що проходять нижче рейкового шляху. За цим скосам пісок прокидається вниз в контрольний коридор печі.
Теплотехнічний розрахунок печі
Вихідні дані для розрахунку.Тунельна піч для випалювання керамічної цегли розміром 250 * 120 * 65 продуктивністю 40 млн. шт. на рік, режим роботи безперервний, тризмінний;
Річний фонд часу - 7484,4 години;
Залишкова вологість цеглини після сушіння - 6%;
Брак при випалюванні - 3%;
П.П.П. - 8,72%;
Паливо - природний газ Березовського родовища;
Температура випалу - 1000 о С;
Тривалість випалу - 26 годин;
Температура атмосферного повітря - 20 о С;
Коефіцієнт надлишку повітря α = 1,15
Температура вивантажуються виробів - 50 о С;
Температура газів, що відходять з печі - 300 о С;
Температура повітря на сушіння - 400 о С;
Маса цегли - 3,5 кг.
Розрахунок горіння палива.
1. Склад сухого газу.Таблиця
Склад сухого газу,%.
| СО 2 | СН 4 | З 2 Н 6 | З 3 М 8 | З 4 Н 10 | З 5 Н 12 | N 2 |
| 0,4 | 95,1 | 1,1 | 0,3 | 0,03 | 0,02 | 3,05 |
Приймаються вміст вологи в природному газі 1%
Перераховуємо складу сухого газу на вологий робочий газ:
Таблиця
Склад вологого робочого газу,%.
| СО 2 | СН 4 | З 2 Н 6 | З 3 М 8 | З 4 Н 10 | З 5 Н 12 | N 2 | Н 2 О |
| 0,39 | 94,15 | 1,09 | 0,3 | 0,03 | 0,02 | 3,02 | 1 |
4. Теоретично необхідну кількість сухого повітря для горіння палива:
5. Теоретично необхідну кількість атмосферного повітря для горіння палива з урахуванням його вологості:
Приймаються вологовміст атмосферного повітря d = 10г/кг сух. віз.
6. Кількість і склад продуктів горіння при α = 1:
7. Загальна кількість продуктів горіння:
V α = 0,978 +2,088 +7,322 = 10,39 (нм 3 / нм 3)
8. Процентний склад продуктів горіння:
Всього: 100%.
9. Визначення коефіцієнта надлишку повітря - α при дійсній температурі горіння палива t дейст = 1000 о С:
З рівняння теплового балансу горіння 1м 3 палива визначаємо коефіцієнт надлишку повітря-α.
C П.Г. = 1,35 +0,000075 ∙ 1220 = 1,44 (кДж / м 3 ∙ о С)
34757,98 +9,23 ∙ 1,2978 ∙ 20 ∙ α = [10,39 + (α-1) ∙ 9,23] ∙ 1220 ∙ 1,44
α = 2,05
11. Справжнє кількість повітря при коефіцієнті витрати повітря α = 2,05:
Сухого повітря: L α = α ∙ L 0 = 2,05 ∙ 9,23 = 18,92 (нм 3 / нм 3)
Атмосферного повітря: L α = α ∙ L 0 = 2,05 ∙ 9,38 = 19,23 (нм 3 / нм 3)
12. Кількість і склад продуктів горіння при α = 2,05:
V α = 0,978 +2,243 +14,976 +2,0351 = 20,23 (нм 3 / нм 3)
12. Процентний склад продуктів горіння:
Всього: 100%.
Матеріальний баланс процесу горіння.
| кг | Витрата | кг | |||
| Природний газ (V газ ∙ ρ) | Продукти горіння (V прод ∙ 100 ∙ ρ) | ||||
| CН 4 | 94,15 ∙ 0,717 | 67,51 | СО 2 | 0,978 ∙ 100 ∙ 1,977 | 184,35 |
| З 2 Н 6 | 1,09 ∙ 1,356 | 1,48 | Н 2 О | 2,243 ∙ 100 ∙ 0,804 | 180,34 |
| З 3 М 8 | 0,3 ∙ 2,02 | 0,61 | N 2 | 14,976 ∙ 100 ∙ 1,251 | 1854,56 |
| З 4 Н 10 | 0,03 ∙ 2,84 | 0,09 | О 2 | 2,035 ∙ 100 ∙ 1,429 | 247,81 |
| З 5 Н 12 | 0,02 ∙ 3,218 | 0,06 | нев'язка | -4,91 | |
| СО 2 | 0,39 ∙ 1,977 | 0,77 | |||
| Н 2 О | 1 ∙ 0,804 | 0,804 | |||
| N 2 | 3,02 ∙ 1,251 | 3,78 | |||
| Повітря (V віз ∙ α ∙ ρ) | |||||
| О 2 | 100 ∙ 9,23 ∙ 2,05 ∙ 0,21 ∙ 1,429 | 567,82 | |||
| N 2 | 100 ∙ 9,23 ∙ 2,05 ∙ 0,79 ∙ 1,251 | 1869,99 | |||
| Н 2 О | 100 ∙ 0,0016 ∙ 10 ∙ 9,23 ∙ 2,05 ∙ 0,804 | 24,34 | |||
| Разом: | = SUM (ABOVE) 2462,15 | Разом: | = SUM (ABOVE) 2462,15 | ||
Теплотехнічний розрахунок печі.
1. Продуктивність печі.П = 40000000 ∙ 3,5 = 140 000 000 = 140 000 (т / рік)
2. Одноразова місткість пічної вагонетки.
Довжина печі - 240 м, кількість вагонеток - 80;
Діна вагонетки:
Ширина вагонетки 2,9 м.
Одноразова місткість пічної вагонетки:
G В = 5568 ∙ 3,5 = 19488 = 19,488 (т)
3. Одноразова місткість печі по масі.
G П = 80 ∙ 5568 ∙ 3,5 = 1559 (т)
4. Кількість випалювального сирцю на годину.
Час випалу 26 годин.
G C = G П / Z = 768 420 / 26 = 29554,61 (кг / год)
5. Кількість вагонеток на годину.
n = 29554,61 / 9744 = 3,03 (ваг / год)
6. Довжина окремих зон печі.
L ПОД1 = 36 м (20 - 200 о С)
L ПОД2 = 42 м (200 - 600 о С)
L ПОД3 = 24 м (600 - 1000 о С)
L ОБЖ = 36 м (1000 о С)
L ОХЛ1 = 36 м (1000 - 650 о С)
L ОХЛ2 = 18 м (650 - 600 о С)
L ОХЛ3 = 48 м (600 - 50 о С)
7. Розрахунок втрат у навколишнє середовище через футеровку печі.
Q = 3,6 ∙ α СУМ ∙ F ∙ (t Н. - t ВООЗ.),
де F - зовнішня поверхня кладки;
α СУМ - сумарний коефіцієнт тепловіддачі визначається в залежності від t Н.;
t Н. - температура зовнішньої поверхні печі на даній ділянці;
t ВООЗ. - температура навколишнього повітря.
а) Ділянка № 1.
Температури зовнішніх поверхонь приймаємо по практичним даним.
Температура зовнішніх стін t н.ст. = 20 о С; температура зводу t Н.СВ. = 25 о С, температура пода t Н. ПІД. = 20 о С.
Зовнішня поверхня кладки:
F СТ = 2 ∙ l ∙ h НАР = 2 ∙ 36 ∙ 3,075 = 221,4 м 2, α СУМ = 19,10
F ПІД = l ∙ b НАР = 36 ∙ 2,9 = 104,4 м 2, α СУМ = 19,10
F СВ = l ∙ b НАР = 36 ∙ 4,1 = 147,6 м 2, α СУМ = 20,50
Втрати тепла через стінку:
Q ст.1 = 3,6 ∙ 221,4 ∙ 9,55 ∙ (22-20) = 15223,46 кДж / год
Q ст.1 = 3,6 ∙ 104,4 ∙ 9,55 ∙ (22-20) = 7178,54 кДж / год
Q ст.1 = 3,6 ∙ 147,6 ∙ 9,75 ∙ (25-20) = 25903,8 кДж / год
Втрати тепла в навколишнє середовище на інших ділянках розраховуються аналогічним чином.
Втрати тепла в навколишнє середовище через кладку.
| № уч. | Стіна | Під | Звід | |||||||||
| F, м 2 | t Н, о С | α СУМ, Вт / м 2 ∙ о С | Q КЛ, кДж / год | F, м 2 | t Н, о С | α СУМ, Вт / м 2 ∙ о С | Q КЛ, кДж / год | F, м 2 | t Н, о С | α СУМ, Вт / м 2 ∙ о С | Q КЛ, кДж / год | |
| 1 | 221,4 | 22 | 19,1 | 15223,46 | 104,4 | 22 | 19,1 | 7178,54 | 147,6 | 25 | 19,5 | 25903,8 |
| 2 | 325,5 | 40 | 21,1 | 247249,8 | 121,8 | 40 | 21,1 | 92519,28 | 212,1 | 45 | 22 | 209979 |
| 3 | 186 | 50 | 22,5 | 225990 | 69,6 | 50 | 22,5 | 84564 | 121,2 | 60 | 24 | 209433,6 |
| 4 | 279 | 50 | 22,5 | 338985 | 104,4 | 50 | 22,5 | 126846 | 181,8 | 60 | 24 | 314150,7 |
| 5 | 279 | 50 | 22,5 | 338985 | 104,4 | 50 | 22,5 | 126846 | 181,8 | 60 | 24 | 314150,7 |
| 6 | 139,5 | 45 | 22 | 138105 | 52,2 | 45 | 22 | 51678 | 90,9 | 55 | 23,5 | 134577,46 |
| 7 | 333,6 | 40 | 21,1 | 126701,28 | 139,2 | 40 | 21,1 | 105736,32 | 219,6 | 45 | 22 | 217404 |
Тепловий баланс зон підігріву і випалу
Прихід тепла.
1. Хімічне тепло палива.
3. Фізичне тепло повітря.
4. Фізичне тепло сирцю.
З С = 0,837 +0,000264 ∙ t = 0,837 +0,000264 ∙ 20 = 0,842 (кДж / кг ∙ о С)
5. Фізичне тепло з вагонеткою.
Q 5 = 1,54 ∙ m ВАГ ∙ З ∙ t ВАГ = 1,54 ∙ 14175 ∙ 0,845 ∙ 30 = 553377,83 (кДж / год)
m ВАГ = а ∙ b ∙ h = 3 ∙ 3 ∙ 0,875 ∙ 1800 = 14175 (кг)
С = 0,837 +0,000264 ∙ t ВАГ = 0,837 +0,000264 ∙ 30 = 0,845 (кДж / кг ∙ о С)
Загальний прихід тепла.
ΣQ прих = 34757,98 У +31,33 У +499,11 У +308250,93 +553377,83 =
= 35288,42 У +861628,76 (кДж / год)
Витрата тепла.
1. Тепло, витрачений на випаровування вологи.
Q 1 = G ПЛ ∙ (2500 +1,97 t П.Г. -4,2 ∙ t C) = 943,22 ∙ (2500 +1,97 ∙ 300-4,2 ∙ 20) =
= 2836262,54 (кДж / год)
2. Тепло, витрачений на нагрівання матеріалу до 1000 о С.
Q 2 = G C ∙ C До ∙ t К = 13833,91 ∙ 1,101 ∙ 1000 = 15231134,91 (кДж / год)
З КК = 0,837 +0,000264 ∙ 1000 = 1,101 (кДж / кг ∙ о С)
3. Тепло, витрачений на хімічні реакції при нагріванні матеріалу.
Q 3 = 4,19 ∙ G C ∙ (5,5 ∙% Аl 2 О 3 +6,7 ∙% СаО) = 4,19 ∙ 13833,91 ∙ (5,5 ∙ 18,54 +6,7 ∙ 1,24) =
= 6392163,13 (кДж / год)
4. Тепло, витрачений на нагрівання пічних вагонеток.
Q4 = 1,11 ∙ m ВАГ ∙ З ∙ t ВАГ = 1,54 ∙ 14175 ∙ 0,976 ∙ 525 = 11185435,8 (кДж / год)
С = 0,837 +0,000264 ∙ 525 = 0,976 (кДж / кг ∙ о С)
5. Втрати тепла з димовими продуктами горіння.
Q 5 = V П.Г. ∙ i П.Г. = 38,69 В ∙ 472,5 = 18281,03 В (кДж / год)
V П.Г. = В ∙ [V 0 + (α-1) ∙ L 0] = В ∙ [20,23 + (3-1) ∙ 9,23] = 38,69 В (м 3 / год)
i П.Г = С П.Г. ∙ t П.Г. = 1,575 ∙ 300 = 472,5 (кДж / м 3)
З П.Г. = 1,35 +0,00075 ∙ 300 = 1,575 (кДж / кг ∙ о С)
6. Втрати тепла в навколишнє середовище.
Q 6 = 949011,44 (кДж / год)
Загальні втрати тепла:
ΣQ расх = 2836262,54 + 15231134,91 + 6392163,13 +11185435,8 +
+ 18281,03 У + 949011,44 = 36594007,82 + 18281,03 В (кДж / год)
Прирівнюємо суму прибуткових статей до суми видаткових та визначаємо витрату палива B:
35288,42 У +861628,76 = 36594007,82 + 18281,03 У
17007,39 В = 35732379,06
В = 2100,99 (м 3 / год)
Таблиця 3.
Тепловий баланс зон підігріву і випалення.
Прихід тепла.
1. Хімічне тепло палива.
3. Фізичне тепло повітря.
4. Фізичне тепло сирцю.
З С = 0,837 +0,000264 ∙ t = 0,837 +0,000264 ∙ 20 = 0,842 (кДж / кг ∙ о С)
5. Фізичне тепло з вагонеткою.
Q 5 = 1,54 ∙ m ВАГ ∙ З ∙ t ВАГ = 1,54 ∙ 14175 ∙ 0,845 ∙ 30 = 553377,83 (кДж / год)
m ВАГ = а ∙ b ∙ h = 3 ∙ 3 ∙ 0,875 ∙ 1800 = 14175 (кг)
С = 0,837 +0,000264 ∙ t ВАГ = 0,837 +0,000264 ∙ 30 = 0,845 (кДж / кг ∙ о С)
Загальний прихід тепла.
ΣQ прих = 34757,98 У +31,33 У +499,11 У +308250,93 +553377,83 =
= 35288,42 У +861628,76 (кДж / год)
Витрата тепла.
1. Тепло, витрачений на випаровування вологи.
Q 1 = G ПЛ ∙ (2500 +1,97 t П.Г. -4,2 ∙ t C) = 943,22 ∙ (2500 +1,97 ∙ 300-4,2 ∙ 20) =
= 2836262,54 (кДж / год)
2. Тепло, витрачений на нагрівання матеріалу до 1000 о С.
Q 2 = G C ∙ C До ∙ t К = 13833,91 ∙ 1,101 ∙ 1000 = 15231134,91 (кДж / год)
З КК = 0,837 +0,000264 ∙ 1000 = 1,101 (кДж / кг ∙ о С)
3. Тепло, витрачений на хімічні реакції при нагріванні матеріалу.
Q 3 = 4,19 ∙ G C ∙ (5,5 ∙% Аl 2 О 3 +6,7 ∙% СаО) = 4,19 ∙ 13833,91 ∙ (5,5 ∙ 18,54 +6,7 ∙ 1,24) =
= 6392163,13 (кДж / год)
4. Тепло, витрачений на нагрівання пічних вагонеток.
Q4 = 1,11 ∙ m ВАГ ∙ З ∙ t ВАГ = 1,54 ∙ 14175 ∙ 0,976 ∙ 525 = 11185435,8 (кДж / год)
С = 0,837 +0,000264 ∙ 525 = 0,976 (кДж / кг ∙ о С)
5. Втрати тепла з димовими продуктами горіння.
Q 5 = V П.Г. ∙ i П.Г. = 38,69 В ∙ 472,5 = 18281,03 В (кДж / год)
V П.Г. = В ∙ [V 0 + (α-1) ∙ L 0] = В ∙ [20,23 + (3-1) ∙ 9,23] = 38,69 В (м 3 / год)
i П.Г = С П.Г. ∙ t П.Г. = 1,575 ∙ 300 = 472,5 (кДж / м 3)
З П.Г. = 1,35 +0,00075 ∙ 300 = 1,575 (кДж / кг ∙ о С)
6. Втрати тепла в навколишнє середовище.
Q 6 = 949011,44 (кДж / год)
Загальні втрати тепла:
ΣQ расх = 2836262,54 + 15231134,91 + 6392163,13 +11185435,8 +
+ 18281,03 У + 949011,44 = 36594007,82 + 18281,03 В (кДж / год)
Прирівнюємо суму прибуткових статей до суми видаткових та визначаємо витрату палива B:
35288,42 У +861628,76 = 36594007,82 + 18281,03 У
17007,39 В = 35732379,06
В = 2100,99 (м 3 / год)
Таблиця 3.
Тепловий баланс зон підігріву і випалення.
| № | Найменування статей | кДж / год | % |
| Прихід тепла | |||
| 1 | Хімічне тепло палива | 73026168,4 | 98,21 |
| 2 | Фізичне тепло палива | 65824,02 | 0,09 |
| 3 | Фізичне тепло повітря | 1048625,12 | 0,56 |
| 4 | Фізичне тепло сирцю | 308250,93 | 0,41 |
| 5 | Фізичне тепло з вагонеткою | 553377,83 | 0,73 |
| Разом: | = SUM (ABOVE) 75002246,3 | 100 | |
| Витрата тепла | |||
| 1 | Тепло, витрачений на випаровування вологи | 2836262,54 | 3,75 |
| 2 | Тепло, витрачений на нагрівання матеріалу до 1000 о С | 15231134,91 | 20,12 |
| 3 | Тепло, витрачений на хімічні реакції при нагріванні матеріалу | 6392163,13 | 8,45 |
| 4 | Тепло, витрачений на нагрівання пічних вагонеток | 11185435,8 | 14,78 |
| 5 | Втрати тепла з димовими продуктами горіння | 38408261,22 | 51,65 |
| 6 | Втрати тепла в навколишнє середовище | 949011,44 | 1,25 |
| Невязка | -22,74 | ||
| Разом: | = SUM (ABOVE) 75002246,3 | 100 |
Тепловий баланс зони охолодження
Прихід тепла.
1. Фізичне тепло, внесене виробами в зону охолодження.
Q 1 = 15231134,91 (кДж / год)
2. Фізичне тепло, внесене пічними вагонетками в зону охолодження.
Q 2 = 11185435,8 (кДж / год)
3. Фізичне тепло повітря, що подається на охолодження виробів.
Q 3 = Q В.Г. + Q В.С.,
де Q В.Г - кількість тепла, внесеного повітрям, що відбираються потім на горіння палива, кДж / год;
Q В.С. - кількість тепла, внесеного повітрям, що відбираються потім на сушіння, кДж / год
Q В.Г. = 0,6 ∙ У ∙ L 0 ∙ α ∙ C пов. ∙ t пов. = 0,6 ∙ 2138,65 ∙ 9,23 ∙ 2,05 ∙ 1,2978 ∙ 20 =
= 630208,55 (кДж / год)
Q В.С. = Х ∙ C пов. ∙ t пов. = Х ∙ 1,29787 ∙ 20 = 25,96 Х (кДж / год)
де Х - кількість повітря, що відбирається на сушку.
Q 3 = 630208,55 +25,96 Х (кДж / год)
Загальний прихід тепла.
ΣQ прих = 15231134,91 +11185435,8 +630208,55 +25,96 Х =
= 27046779,26 +25,96 Х (кДж / год)
Витрата тепла.
1. Втрати тепла з вивантажуються виробами.
Q 1 = G ∙ C ВИД ∙ t ВИД = 13833,91 ∙ 0,85 ∙ 50 = 587941,18 (кДж / год)
З ВИД = 0,837 +0,000264 ∙ 50 = 0,85 (кДж / кг ∙ о С)
2. Втрати тепла з пічними вагонетками.
Q 2 = 1,11 ∙ m ВАГ ∙ З ВАГ ∙ t ВАГ = 1,54 ∙ 14175 ∙ 0,849 ∙ 45 = 833996,05 (кДж / год)
C ВАГ = 0,837 +0,000264 ∙ 45 = 0,849 (кДж / кг ∙ о С)
3. Тепло повітря, що відводиться на сушку.
Q 3 = Х ∙ З пов ∙ t пов ∙ = Х ∙ 1,3577 ∙ 605 = 821,41 Х (кДж / год)
4. Втрати тепла в навколишнє середовище.
Q 4 = 840442,37 (кДж / год)
Загальні втрати тепла.
ΣQ расх = 587941,18 +833996,05 +821,41 Х +840442,37 = 821,41 Х +2262379,6 (кДж / год)
Прирівнюємо прихід тепла до витрати і визначаємо кількість повітря, що подається на сушку.
ΣQ прих = ΣQ расх
27046779,26 +25,96 Х = 821,41 Х +2262379,60
Х = 31157,71 (нм 3 / год)
Тепловий баланс зони охолодження.
| № | Найменування статей | кДж / год | % |
| Прихід тепла | |||
| 1 | Фізичне тепло, внесене виробами в зону охолодження | 15231134,91 | 54,68 |
| 2 | Фізичне тепло, внесене пічними вагонетками в зону охолодження. | 11185435,8 | 40,16 |
| 3 | Фізичне тепло повітря, що подається на охолодження виробів | 1439062,70 | 5,16 |
| Разом: | = SUM (ABOVE) 27855633,41 | 100 | |
| Витрата тепла | |||
| 1 | Втрати тепла з вивантажуються виробами | 587941,18 | 2,11 |
| 2 | Втрати тепла з пічними вагонетками | 833996,05 | 2,99 |
| 3 | Тепло повітря, що відводиться на сушіння | 25593254,57 | 91,88 |
| 4 | Втрати тепла в навколишнє середовище | 840442,37 | 3,02 |
| Невязка | -0,76 | ||
| Разом: | = SUM (ABOVE) 27855633,41 | 100 |
Зведений тепловий баланс тунельній печі
Зведений тепловий баланс тунельній печі.
| № | Найменування статей | кДж / год | % |
| Прихід тепла | |||
| 1 | Хімічне тепло палива | 73026168,4 | 96,38 |
| 2 | Фізичне тепло палива | 65824,02 | 0,09 |
| 3 | Фізичне тепло повітря | 1048625,12 | 0,55 |
| 4 | Фізичне тепло сирцю | 308250,93 | 0,39 |
| 5 | Фізичне тепло з вагонеткою | 553377,83 | 0,72 |
| 6 | Фізичне тепло повітря, що подається на охолодження виробів | 1439062,70 | 1,87 |
| Разом: | = SUM (ABOVE) 76441309 | 100 | |
| Витрата тепла | |||
| 1 | Тепло, витрачений на випаровування вологи | 2836262,54 | 3,68 |
| 2 | Втрати тепла з вивантажуються виробами | 587941,18 | 0,76 |
| 3 | Втрати тепла з пічними вагонетками | 833996,05 | 1,08 |
| 4 | Тепло повітря, що відводиться на сушіння | 25593254,57 | 33,18 |
| 5 | Тепло, витрачений на хімічні реакції при нагріванні матеріалу | 6392163,13 | 8,29 |
| 6 | Втрати тепла з димовими продуктами горіння | 38408261,22 | 50,69 |
| 7 | Втрати тепла в навколишнє середовище | 1789453,81 | 2,32 |
| Невязка | -23,5 | ||
| Разом: | = SUM (ABOVE) 76441309 | 100 |
Коефіцієнт корисної дії печі
Висновок
Наведені техніко-економічні показники підтверджують економічну доцільність будівництва заводу з виробництва керамічної цегли в Московській області. Реалізація проекту дозволить задовольнити потребу в цеглі будівельні організації, і приватних споживачів здійснюють будівництво та реконструкцію об'єктів промислового, громадського призначення, житлового фонду та населення.
До переваг цього методу, можна віднести наступне. Не потрібно витрат на енергоносії для сушіння і введення в глину добавок для поліпшення сушильних властивостей цегли. Відповідно, технологічне устаткування більш просте і споживає значно менше електроенергії, ніж на заводі пластичного формування. Одночасно знижуються витрати на будівництво заводу, оскільки обладнання для напівсухого пресування коштує дешевше, розміри будівлі значно менше, відсутня відділення для сушіння цегли, яке зазвичай займає досить велику площу. При новому будівництві завод напівсухого формування займає в 1,5-2 рази меншу площу, ніж аналогічний пластичного, і його будівництво обходиться в 2 ~ 2,5 рази дешевше. Собівартість цегли, відформованого по напівсухий технології, на 25-30% нижче собівартості цегли пластичного формування.
При переробці глин в сирому вигляді схема підготовки сировини дещо простіше і економічніше, оскільки потрібно менше обладнання, отже менше енергоємність. Все обладнання більш надійно і просто в обслуговуванні.
Завдяки системі автоматичного регулювання печі скорочується кількість браку після випалу. Технологічні лінії виробництва максимально автоматизовані. Все це підтверджує обгрунтованість будівництва заводу.
Список використовуваної літератури:
1. Трудовий кодекс Російської Федерації.
2. Основи законодавства України про охорону праці.
3. Полубояринов Д.М., Попільскій Р.Я. Хімічна технологія кераміки та вогнетривів - М.: Стройиздат, 1972 - 547 с.
4. Канаєв В.К. Нова технологія будівельної кераміки - М.: Стройиздат, 1990 - 264 с.
5. Бахталовський І.В., Барибін В.П., Гаврилов М.С. Механічне обладнання керамічних заводів - М.: Машинобудування, 1982 - 432 с.
6. Августінік А.І. Кераміка - Л., Стройиздат, 1975 - 592 с.
7. Мороз І.І. Технологія будівельної кераміки - Київ: Вища школа, 1980 - 384 с.
8. Під ред. Рохваргера Є.Л. Довідник «Будівельна кераміка» - М.: Стройиздат, 1976 - 491 с.
9. Левченко П.В. Розрахунки печей і сушив силікатної промисловості - М.: Вища школа, 1968 - 367 с.
10. Щукін А.А. Промислові печі і газове господарство заводів »- М.: Енергія, 1973 - 300 с.
11. Михайлов К.В. Енциклопедія «Будіндустрія і промисловість будівельних матеріалів» - М.: Стройиздат, 1996 - 169 с.
12. Нечаєв Г.К. Автоматика і автоматизація виробничих процесів - М.: Вища школа, 1985 - 279 с.
13. Мясковський І.Г. Тепловий контроль та автоматизація теплових процесів - М.: Стройиздат, 1990 - 255 с.
14. Орлов Г.Г. Охорона праці в будівництві - М.: Вища школа, 1984 - 343с.
15. Філіппов Б.І. Охорона праці при експлуатації будівельних машин - М.: Вища школа, 1977 - 320 с.
16. Ільєнкова С.Д., Бандурин А.В., Горбівці Г.Я. та ін Виробничий менеджмент - М.: ТОВ «Видавництво ЮНИТИ-ДАНА», 2000 - 583 с.
17. Астанскій Л.Ю., Ільїн С.І., Люсов А.Н., Поспєлова Л.Ф. Економіка, організація і планування виробництва будівельних матеріалів - М.: Стройиздат, 1988 - 479 с.
18. Казас М.М. Економіка промисловості будівельних матеріалів і конструкцій - М.: Видавництво Асоціації будівельних вузів, 2004 - 320с.
19. ГОСТ 6187-2001 Плитки керамічні для підлог. Технічні умови.
20. Буткевич Г.Р., Ковальов С.А. Стан та перспективи розвитку промисловості будівельні матеріалів - Ж.: Будівельні матеріали, № 3 - 2006.