Экономические основы технологии производства кровельных керамических материалов

 

Министерство образования и  науки РФ

Федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение высшего  профессионального образования

Институт экономики и менеджмента

Кафедра стратегического управления

 

 

 

                                      Курсовая работа

                                               по дисциплине ЭОТР

на тему: «Экономические основы  технологии производства кровельных керамических материалов»

 

 

 

 

 

                       Выполнила:

                 

                       Руководитель:

 

 

 

 

 

 

                                              

                                         Белгород - 2013 г.

 

                                                   Содержание

  Введение ……………………………………………………………………….....3

1. Основные сырьевые материалы для производства кровельных керамических материалов……………………………………………………5
1. Перечень и характеристика сырьевых материалов……………….....5
2. Добыча сырьевых материалов………………………………………..8
3. Контроль качества технологических процессов, сырьевых компонентов и готовой продукции………………………………….13
2. Технология производства кровельных керамических материалов………15
1. Основные способы производства кровельных керамических материалов…………………………………………………………….15
2. Изготовление кровельных керамических материалов пластическим способом………………………………………………………………16
3. Описание технологической схемы изготовления  кровельных керамических материалов…………………………………………...20

3. Виды готовой продукции  и области применения……………………………21

          3.1 Назначение и области применения готовой продукции………………24

          3.2 Основные технико-экономические показатели

      изготовляемой  продукции……………………………………………26

          3.3 Основные производители данного вида продукции

                  в России ………………………………………………………………..27

Заключение…………………………………………………………………….….30

 

 

 

 

 

 

                                                Введение

В современном мире в строительстве  очень широко применяются керамические материалы и изделия. Это обусловлено  большой прочностью, значительной долговечностью, декоративностью многих видов керамики, а также распространенностью  в природе сырьевых материалов. Керамическая черепица - кровельный штучный керамический материал, получаемый путем обжига до спекания глин и их смесей. Керамическая черепица является самым древним и самым распространенным в мире кровельным материалом. Этот высококачественный кровельный материал обладает множеством преимуществ - это эстетичный внешний вид, надежность и долговечность, огнестойкость.

Керамическая черепица обладает низкой теплопроводностью. Также хорошо известна ее способность поглощать шум. Черепица обладает хорошей звукоизоляцией и не накапливает статическое напряжение. Срок службы качественной керамической черепицы без необходимости проведения ремонта - более 100 лет. Ассортимент керамической черепицы насчитывает более 300 наименований, имеет широкий выбор цветовых решений, всевозможных профилей самой черепицы. Черепица обладает высокой прочностью, надежностью и долговечностью. Современные технологии нанесения покрытий на керамическую черепицу обеспечивают богатейший выбор цветов и оттенков матовых либо глянцевых поверхностей.

Данная работа очень актуальна  и в наше время, потому что подбор и анализ химического и минерального состава глинистого сырья очень  важен для получения керамических материалов наилучших свойств.

Цель нашей работы заключается  в том, чтобы раскрыть основные технологии изготовления керамической кровли, её отрицательные и положительны качества. В процессе выполнения работы будем  придерживаться следующих задач:

1. Рассмотреть основные свойства, состав сырьевых материалов для производства керамической черепицы;
2. Выяснить различные способы добычи глины;
3. Узнать нормативные требования, предъявляемые к данным сырьевым материалам;
4. Рассмотреть основные способы производства керамических кровельных материалов;
5. Раскрыть технологию производства керамической черепицы с помощью пластического формования;
6. Составить технологическую схему производства керамической крови;
7. Рассмотреть виды готовой керамической кровли и её основные технико-экономические показатели;
8. Выявить области применения керамической кровли;
9. Найти основных производителей данного кровельного строительного материала.

 

 

1. Основные сырьевые  материалы для производства керамических кровельных  материалов

Черепица изготовляется  из легкоплавких пластичных глин, в  качестве добавок могут использоваться различные виды песка. Черепица отличается разнообразием цветовой гаммы. Например, при отсутствии химических добавок  изделия имеют естественный терракотовый цвет. Медно-красные и тёмно-серые  тона создаются при нанесении покрытий из специальных составов на поверхность высушенных черепиц перед обжигом.

Основным материалом для  производства керамической черепицы является глинистое сырьё, применяемое в  чистом виде, а чаще в смеси с  добавками –породообразующими, плавнями, пластификаторами и др.

 

1.1 Перечень и  характеристика сырьевых материалов

Глинистое сырьё (глины и  каолины) – продукт выветривания изверженных полевошпатных горных пород. Глинистые минеральные частицы  диаметром 0,005 мм и менее обеспечивают способность при затворении водой образовывать пластичное тесто, сохраняющее при высыхании приданную форму, а после обжига приобретающее водостойкость и прочность камня. Помимо глинистых частиц в составе сырья имеется определённое содержание пылевидных частиц с размерами зёрен 0,005 – 0,16 мм и песчаных частиц с размерами зёрен 0,16 – 2 мм.

Глинистые частицы имеют  пластинчатую форму, между которыми при смачивании образуются тонкие слои воды, вызывая набухание частиц и способность их к скольжению относительно друг друга без потери связности. Поэтому глина, смешанная с водой, даёт легко формуемую пластичную массу. При сушке глиняное тесто теряет воду и уменьшается по объёму. Этот процесс называется воздушной усадкой. Чем больше в глинистом сырье глинистых частиц, тем выше пластичность и воздушная усадка глин. В зависимости от этого глины подразделяются на высокопластичные, среднепластичные, умереннопластичные, малопластичные и непластичные. Высокопластичные глины имеют в своём составе до 80 – 90% глинистых частиц, число пластичности более 25, водопотребность более 28%, воздушную усадку 10 – 15%. Средне- и умереннопластичные глины имеют в своём составе 30 – 60% глинистых частиц, число пластичности 15 – 25, водопотребность 20 – 28% и воздушную усадку 7 – 10%. Малопластичные глины имеют в своём составе от 5 до 30% глинистых частиц, водопотребность менее 20%, число пластичности 7 – 15 и воздушную усадку 5 – 7%. Непластичные глины не образуют пластичное удобоформуемое тесто.

Глины с содержанием глинистых  частиц более 60% называют «жирными», отличаются высокой усадкой, для снижения которой  в глины добавляют «отощающие» добавки. Глины с содержанием глинистых частиц менее 10 – 15% - «тощие» глины, в них при производстве изделий вводят тонкодисперсные добавки, например, бентонитовую глину.

Гранулометрический состав глин тесно связан с минералогическим составом. Песчаные и пылевидные фракции  представлены главным образом в  виде остатков первичных минералов (кварца, полевого шпата, слюды и  др.). Глинистые частицы в большинстве своём состоят из вторичных минералов: каолинита Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O, монтмориллонита Al₂O₃·4SiO₂·4H₂O, гидрослюдистых и их смесей в различных сочетания. Глины с преобладающим содержанием каолинита имеют светлую окраску, слабо набухают при взаимодействии с водой, характеризуются тугоплавкостью, малопластичны и малочувствительны к сушке.

Глины, содержащие монтмориллонит, весьма пластичны, сильно набухают, чувствительны  к сушке и обжигу с проявлением  искривлений изделий и растрескивания. Высокодисперсные глинистые породы с преобладающим содержанием  монтмориллонита называют бентонитами. Содержание в них частиц размером менее 0,001 мм достигает 85 – 90%. Образцы  с преобладанием в глинистой  части гидрослюдистых минералов  характеризуются помежуточными показателями пластичности, усадки и чувствительности к сушке. Химический состав глин выражается содержанием и соотношение различных оксидов. В керамическом сырье содержание важнейших оксидов колеблется в широких пределах: SiO₂ – 40-80%, Al₂O₃ – 8-50%, Fe₂O₃ – 0-15%, CaO – 0.5-25%, MgO – 0-4%. С увеличением содержания Al₂O₃ повышается пластичность и огнеупорность глин, а с повышением содержания SiO₂ – пластичность глин снижается, увеличивается пористость, снижается прочность обожжённых изделий. Присутствие оксидов железа снижает огнеупорность глин, тонкодисперсного известняка – придаёт светлую окраску и понижает огнеупорность глин, а камневидные включения его являются причинами появления «дутиков» и трещин в керамичеких изделиях. Оксиды щелочных металлов (Na₂O, K₂O) являются сильными плавнями, способствуют повышению усадки, уплотнению черепка и повышению его прочности. Наличие в глинистом сырье растворимых солей сульфатов и хлоридов натрия, кальция, магния и железа вызывает появление белых выцветов на поверхности изделий.

В настоящее время природные  глины в чистом виде редко являются кондиционным сырьём для производства керамических изделий. В связи с  этим их применяют с введением  добавок различного назначения.

Отощающие добавки – вводят в пластичные глины для уменьшения осадки при сушке и обжиге и предотвращения деформаций и трещин в изделиях. К ним относятся дегидратированная глина, шамот, шлаки, золы, кварцевый песок.

Порообразующие добавки – вводят для повышения пористости черепка и улучшения теплоизоляционных свойств керамических изделий. К ним относятся древесные опилки, угольный порошок, торфяная пыль. Эти добавки являются одновременно и отощающими.

Плавни – вводят с целью  снижения температуры обжига керамических изделий. К ним относятся полевые шпаты, железная руда, доломит, магнезит, тальк, песчаник, пегматит, стеклобой, перлит.

Пластифицирующие добавки  вводят с целью повышения пластичности сырьевых смесей при меньшем расходе  воды. К ним относятся высокопластичные глины, бентониты, поверхностно-активные вещества.

Специальные добавки –  для повышения кислотостойкости керамических изделий в сырьевые смеси добавляют песчаные смеси, затворенные жидким стеклом; для получения некоторых видов цветной керамики в сырьевую смесь добавляют оксиды металлов (железа, кобальта, хрома, титана и др.) [4, с. 31].

        

1.2 Добыча сырьевых  материалов

Глину для производства керамических изделий добывают открытым способом в карьерах. Карьер представляет собой  систему открытых выработок. Очертания  карьера в плане зависят от глубины и формы залегания  глины и характера рельефа  местности.

При разработке глины участки  разбивают на ряд горизонтальных слоев, которые разделяют наклонными въездами. Каждый такой слой называется уступом. Высота уступа зависит от состава  глин и применяемых методов разработки.

Пласт представляет собой  массив осадочной горной породы, имеющей  значительную длину и ширину и  ограниченный двумя параллельными  плоскостями напластования. Мощность (толщина) пласта - это кратчайшее расстояние между кровлей (верхом) и почвой (низом) пласта.

В каждом уступе различают  следующие элементы: откос, верхнюю  и нижнюю площадку и бровку. Откосом уступа называется наклонная или вертикальная рабочая поверхность уступа, ограничивающая его со стороны выработанного пространства. Площадками уступа называют: верхней - горизонтальную часть поверхности уступа, ограничивающую его по высоте, и нижней - нижнюю горизонтальную часть поверхности уступа (подошва). Бровкой уступа называют линию пересечения откоса уступа с его верхней или нижней площадкой. Поверхность уступа, являющаяся непосредственно объектом горных работ и перемещающаяся по мере разработки, называется забоем уступа.

Параллельные полосы, на которые для разработки разделяют  уступ по ширине, разрабатываемые  каждая при неизменном для нее  положении транспортного забойного  пути, называют заходками. Подготовленная для разработки часть заходки по ее длине называется фронтом работ уступа. Угол, образованный линией откоса борта карьера с проекцией этой линии на горизонтальную плоскость, называется углом откоса.