4.2 Описание технологического процесса

Минский керамический завод ОАО «Керамин» выпускает продукцию в соответствии с СТБ 1160-99 «Кирпич и камни керамические. Технические условия»:

– кирпич керамический лицевой, рядовой;

– камень керамический рядовой;

Кирпич и камня рядовые применяют для кладки наружных, внутренних стен зданий и сооружений с последующей отделкой и без нее. Лицевые изделия, в том числе и профильные, применяются для наружных и внутренних стен зданий и сооружений. Производство кирпича и камней оснащено качественным оборудованием и включает отделение массоподготовки, формовочное отделение, 2 блока туннельных сушил, 2 туннельные печи.

Таблица №4.1

Наименование продукции 1	ТНПА 2	Код ОКП РБ 3	Марка 4
Кирпич керамический лицевой пустотелый утолщённый, размером 250х120х88 мм F35 F50	СТБ 1160-99	26.40.11	100 125 150
Кирпич керамический рядовой пустотелый утолщённый, размером 250х120х88 мм F15 F25 F35 F50	СТБ 1160-99	26.40.11	100 125 150
Кирпич керамический лицевой полнотелый одинарный, размером 250х120х65 мм F35 F50	СТБ 1160-99	26.40.11	150 175 200 250
Кирпич керамический рядовой полнотелый одинарный, размером 250х120х65 мм F15 F25 F35 F50	СТБ 1160-99	26.40.11	150 175 200 Продолжение таблицы 4.1 4
Кирпич керамический лицевой пустотелый одинарный, размером 250х120х65 мм F35 F50	СТБ 1160-99	26.40.11	100 125 150
Кирпич керамический рядовой пустотелый одинарный, размером 250х120х65 мм F15 F25 F35 F50	СТБ 1160-99	26.40.11	100 125 150
Камень керамический рядовой, размером 250х120х138 мм F15 F25 F35 F50	СТБ 1160-99	26.40.11	100 125 150
Камень керамический рядовой, размером 250х120х138 мм F15 F25 F35 (с улучшенными защитными свойствами)	СТБ 1160-99	26.40.11	100 125 150
Кирпич керамический лицевой профильныйпустотелый утолщённый , размером 250х120х88 мм F35 F50	СТБ 1160-99	26.40.11	125
Кирпич керамический рядовой профильный пустотелый утолщённый, размером 250х120х88 мм F15 F25 F35 F50	СТБ 1160-99	26.40.11	125

Основные стадии в производстве кирпича керамического:

Добыча сырья(глина) → складирование→подготовка формовочной массы →формование(пластическое формование, полусухое прессование)→ сушка → обжиг → сортировка → комплектация, упаковка

Керамические материалы и изделия имеют разнообразные размеры, форму, свойства и различное назначение, но основные этапы технологического процесса производства их примерно одинаковы и складываются из добычи сырьевых материалов, подготовки сырьевой массы, формования изделий (сырца), сушки, обжига, сортировки обожженных изделий, упаковки и хранения их на складе, отгрузки изделий потребителю.

Добыча и складирование глины. Глину для производства керамических изделий добывают в карьерах. Для бесперебойной работы производства на заводе должен быть определенный запас сырья. С этой целью на заводах создают склады для промежуточного запаса сырья.

Обработка глины может быть естественной (замораживание, выветривание, вылеживание с замачивание), механической (рыхление, дробление) и комбинированной с физико−химической обработкой (пароувлажнением, увлажнением, вакуумированием), ввод специальных добавок (отощающих, выгорающих, пластифицирующих) и вылеживанием обработанной массы в шихтозапасниках или механизированных силосах.

Подготовка формовочной массы. Добытая в карьере и доставленная на завод глина в естественном состоянии обычно непригодна для формования изделий и нужно разрушить природную структуру глины, удалить из нее вредные примеси, измельчить крупные включения, смешать глину с добавками, а так же увлажнить ее, чтобы получить удобоформуемую массу.

Формовочную массу готовят пластическим или полусухим способом. Выбор того или иного способа зависит от свойства сырьевых материалов, состава керамических масс и способа формования изделий.

Пластический способ предусматривает получение однородной формовочной массы, с влажностью 18 − 23%. Подготовка пластических формовочных смесей включает следующие технологические операции: добыча глины, дробление глины и отощающих добавок, тонкое измельчение шихты, приготовление глиняной формовочной массы заданной влажности.

Добытая в карьере и выдержанная на промежуточном складе глина поступает на завод, где сначала подвергается последовательному грубому дроблению и тонкому измельчению. Первичное дробление глины осуществляют в глинорыхлителе. Дробление глины до кусков размером 10 – 15 мм осуществляют в дробилках.

Измельчение отощающих материалов (шамота, шлаков и т.д.) осуществляют сначала в дробилке, а затем в мельнице. Измельченные глину и отощающие добавки дозируют для предварительного смешивания в двухвальном смесителе. При необходимости сюда подают так же воду или пар. Окончательное тонкое измельчение пластичных и глиняных масс производят перетиранием в гладких или зубчатых вальцах, на бегунах и в других механизмах. Растирание глин улучшает их формовочные и сушильные свойства. Лучшие результаты получают при переработке масс с влажностью, близкой к формовочной.

Для формования изделий необходимо образовать однородную массу глиняного теста и придать ей заданную влажность. С этой целью глиняную массу обрабатывают в двухвальном лопастном смесителе с водяным или паровым увлажнением.

Полусухой способ подготовки формовочных масс предусматривает последовательное выполнение следующих операций: добыча глины, грубое ее измельчение, сушка, помол и отделение грубых фракций, смешивание глины и отощающих материалов, увлажнения. Грубое измельчение осуществляют в стругачах, зубчатых или дезинтеграторных вальцах. Затем глину сушат в прямоугольном сушильном барабане до влажности на 1− 2% меньше той, при которой формуют изделия. В зависимости от влажности глины температуру газов на входе в барабан поддерживают 600 − 800°С, на выходе – 110 − 120°С. Высушенную глину измельчают в дезинтеграторах, а так же на бегунах сухого помола. Крупные фракции глины отделяют на вибрационных ситах и воздушных сепараторах и возвращают на повторное измельчение. Наиболее экономично совмещение процессов сушки и измельчения глины в одном аппарате, например в шахтной мельнице. Поток горячих газов подхватывает мелкие частицы материала и транспортирует их в циклоны. Крупные частицы возвращаются самотеком в мельницу. Процесс легко поддается автоматизации и позволяет получить порошок любой заданной дисперсности и влажности.

Увлажнение порошка для придания ему влажности, оптимальной для прессования, осуществляют при перемешивании смеси в двухвальном лопастном смесителе путем подачи в него воды или пара.

Пластический способ формования применяют при изготовлении изделий из пластичных глиняных масс с влажностью 18 − 23%. Этим способом изготавливают различные виды керамического кирпича, камней, черепицы и других изделий.

Большинство керамических изделий из пластической глиняной массы формуют в ленточных прессах. Подготовленную глиняную массу направляют в приемный бункер ленточного пресса. С помощью шнека масса дополнительно перемешивается, уплотняется и выдавливается в виде бруса через выходное отверстие пресса, снабженного сменным мундштуком. Меняя мундштук, можно получить брус различных форм и размеров. Брус, непрерывно выходящий из пресса, разрезает на отдельные части в соответствии с размерами изготовляемых изделий автоматическое резательное устройство.

Штампованием из пластичных глиняных масс формуют изделия сложного профиля (пазовую черепицу и др.), а затем на револьверных и др. прессах штампуют изделия.

Сухой способ формования применяют при изготовлении сырца прессованием из рыхлых порошкообразных глиняных масс. Этот способ подразделяют на полусухой, при котором сырец прессуют при влажности порошков 8 − 12%, и сухой – с влажностью 2 − 8%. Эти способы принципиально не отличаются друг от друга.

Полусухим способом можно изготовить пустотелый кирпич и другие изделия из малопластичных, тощих глин, что расширяет сырьевую базу производства изделий строительной керамики, существенное преимущество полусухого способа формования по сравнению с пластическим – применение глиняной массы с меньшей влажностью, что значительно сокращает или даже исключает сушку сырца.

При сухом способе каждое изделие формуют отдельно на высокопроизводительных прессах, обеспечивающих двустороннее прессование в формах пресс−порошка под давлением до 15 МПа. Сырец полусухого прессования имеет четкую форму, точные размеры, прочные углы и ребра.

Сухим способом из пресс−порошков влажностью 6 − 7% изделия прессуют в металлических пресс−формах на прессах (колено−рычажных, гидравлических и др.), которые уплотняют пресс−порошок под давлением до 30 МПа. Равномерность уплотнения изделий увеличивается при ступенчатом многократном прессовании.

Объемное окрашивание – заключается во введении в шихту окрашивающих пигментов или добавок, либо введения в состав основной шихты беложгущихся, цветных глин или других глинистых материалов.

Сушкой называют процесс удаления влаги из материалов испарением.

Сушка необходима для придания сырцу механической прочности и подготовки его к обжигу. Во избежание неравномерной усадки и растрескивания изделия перед обжигом должны иметь влажность не более, %: кирпич – 5, плитка – 1, санитарно−технические изделия – 1 − 2, канализационные трубы – 3 − 5.

Наиболее распространены конвективная и радиационная способы сушки. При конвективной сушке теплоноситель (дымовые газы, горячий воздух) омывает изделия и передает им теплоту, при радиационной – изделия воспринимают теплоту от нагретых поверхностей.

Сушка отформованных изделий может быть естественной и искусственной.

Естественная сушка под навесами в сушильных сараях не требует затрат топлива, но продолжается сравнительно долго и зависит от температуры и влажности окружающей среды.

В настоящее время на крупных керамических заводах, как правило, производят искусственную сушку кирпича сырца в камерных сушилках периодического действия и туннельных непрерывного действия.

В камерных сушилках все операции по загрузке, сушке и выгрузке изделий повторяются в одном рабочем пространстве через определенные промежутки времени. На внутренних стенках камеры имеются выступы, на которые с помощью десятиполочных вагонеток укладывают полки с сырцом. Недостатком камерных сушилок является неравномерность сушки изделий по длине и ширине камеры, длительность процесса загрузки и выгрузки изделий.

На предприятиях по производству керамических изделий широко применяют сушку в туннельных сушилках, работающих по принципу противотока: навстречу сырцу движется теплоноситель (горячий воздух, топочные газы и т. д.), поступающий в туннель со стороны выгрузочного отверстия. Основным преимуществом туннельных сушилок: поточность производства, высокий уровень механизации, высокая производительность труда.

Обжиг керамических изделий.

Обжиг является завершающим и ответственным этапом технологического процесса производства керамических изделий. В результате обжига они приобретают наиболее важные для керамического материала свойства: плотность, прочность, морозостойкость и др.

Керамическая технология применяет большое разнообразие печей обжига. Печи бывают периодического и непрерывного действия, могут работать на жидком газу и твердом топливе. По способу перемещения изделий в печи они делятся на туннельные, конвейерные, вращающиеся, муфельные и др. Для обжига керамических камней применяют в основном туннельные реже камерные печи. Что касается туннельных печей, то они имеют производительность 30 млн. штук усл. кирпича в год. В качестве топлива используют природный газ. Печи оборудованы автоматическими системами управления процесса обжига. Для обеспечения равномерного температурного поля по сечению садки кирпича на печной вагонетке печи оборудованы высокоскоростными напорными горелками в зоне подготовки и верхними смесительными горелками высокого давления. Диапазон температуры обжига кирпича составляет 950 – 1050˚С.

Обожженные керамические изделия подлежат выбраковке и сортировке. Качество изделий устанавливают по степени обжига, внешнему виду, форме, размерам, а также по наличию в них разных дефектов. По степени обжига они могут быть разделены на изделия нормального обжига, недожога и пережога. Сортность устанавливают по внешнему виду, форме, размерам и наличию дефектов в соответствии с требованиями СТБ 1160−99.

После сортировки изделия направляют на склад, где хранят до отправки.

Технологические потери составляют не более 3 %.