Оборудование для изготовления керамических изделий методом гидростатического прессования

             Саратовский государственный технический университет

имени Гагарина Ю.А.

 

Кафедра  “Строительных материалов и технологий”

 

 

 

 

 

Оборудование  для изготовления керамических изделий  методом гидростатического прессования

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине

“Механическое оборудование предприятий строительной индустрии”

 

 

 

 

 

Выполнил: студент гр. ПСК – 31

Акаев М.Р.

Проверил: доцент каф. СМТ, к.т.н.

Краюхин В. И.

 

 

 

 

                                         Саратов 2013

                                                    РЕФЕРАТ 

Курсовой проект состоит из 25 страниц. Источником литературы является интернет сайты. Учеб.пособие для студ. Строительные машины: Справчник: В2 т. Т.2: Оборудование для производства строительных материалов и изделий В.Н. Лямин, М.Н. Горбовец,

ГЛИНА, СЫРЬЕ, ПРЕСС, СТАНИНА, КЕРАМИКА, ТРАВЕРСА, ПРЕСС-ПОРОШОК, ПРЕСС-ФОРМА, ШТЕМПЕЛИ, ЧЕРЕПОК

Целью курсовой работы является рассмотрение способа изготовления керамических изделий методом гидростатического прессования.

 

                                      СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………….3

1.Назначения и класс проектируемого оборудование……………………...7

2.Компоновка и размещение оборудования в составе……………………...8

   технологической линии

3.Конструкция оборудования с подробным описанием……………………12

   основных деталей, узлов и агрегатов

4.Принцип и порядок работы оборудования с указанием………………….14

 очередности выполняемых операций

5.Техническая характеристика оборудования по основным……………….15

  параметрам в сравнении с существующими аналогами

6.Новые технические решения по разработке деталей……………………..17

  узлов и агрегатов оборудования данного типа

7.Расчет отдельных деталей, узлов, основных технических……………….19

  эксплуатационных параметров

8.Ремонт, обслуживание и условия безопасной работа…………………….24

  оборудования

Список использованных источников литературы…………………………..25 

 

 

                                         ВВЕДЕНИЕ       

Керамические изделия  вследствие их разнообразия изготовляют  разными технологическими приемами, но основные этапы их производства примерно одинаковы и состоят  из добычи глины, подготовки массы для  формования, формования сырца, сушки  и обжига   изделий.

Добыча глины, подготовка керамической  массы и формование изделий.

Состав глины	Процентное содержание
SiO2	44%
Al2O3	39%
Н2O	14%
Fe2O3	2%
Орг.соединения	1%

 

      В большинстве случаев глину добывают открытым способом, для чего используют одно- или многоковшовые экскаваторы, скреперы и другие механизмы. На завод глину доставляют рельсовым транспортом, автотранспортом, ленточными транспортерами, подвесными дорогами, люлечными конвейерами.

Карьерная глина обычно непригодна для получении изделий. Поэтому технология любого керамического изделия начинается с приготовления так называемой керамической, или рабочей, массы. Цель этой стадии производства — разрушить природную структуру глиняного сырья, удалить из него вредные примеси, крупные куски измельчить, а затем обеспечить равномерное смешивание всех компонентов с водой до получения однородной и удобоформуемой керамической массы. В зависимости pi вида изготовляемой продукции и свойств исходного сырья керамическую массу получают пластическим, полусухим и шликерным (мокрым) способами. В связи с этим выбирают и способ формования изделий — пластическое формование, полусухое или сухое прессование, литье.

При пластическом способе  подготовки массы и формования исходные материалы при естественной влажности  или предварительно высушенные смешивают  друг с другом с добавкой воды до получения теста. Влажность получаемой массы колеблется от 15 до 25 % и более. Подготовленная глиняная масса поступает в формующий пресс, чаще всего в ленточный обычный или снабженный вакуум-камерой (3.3). Разрежение способствует удалению воздуха из глины и сближению ее частиц, что повышает однородность и формуемость массы и прочность сырца. Глиняный брус требуемого сечения, выходящий через мундштук пресса, разрезают резательным аппаратом на изделия (сырцовые изделия). Пластический способ подготовки массы и формования наиболее распространен при выпуске массовых материалов (кирпича сплошного и пустотелого, камней, черепицы, облицовочных плиток и т. п).

         Чтобы получить качественный высокоплотный и прочный прессованный сырцовый полуфабрикат целесообразно использовать монофракционные порошки с однотипной влажностью, минимальным содержанием пылевидных частиц и хорошей текучестью. Положительное влияние оказывает на качество изделий двухстороннее прессование, которое обеспечивает равномерность распределения массы по объему и предупреждает образование продольных трещин по толщине прессованного сырца.

Прессование плитки производят на колено-рычажных и гидравлических прессах. Давление прессования колено-рычажных прессов — не более 20—24 МПа, гидравлических [К/РКп-125 К/РУ-160 К/РУ-32] — 16— 55 МПа и выше, поэтому их используют чаще.

Глина представляет собой рыхлый материал, размером частиц около 0,02 мм и часто менее 0,002 мм; в основном она состоит из алюмосиликатов, содержащих химически связанную воду. Глина – основной материал для производства керамических плиток и плит. Глину, содержащую частички известняка, называют мергелем, а содержащую много песка – суглинком.   

Очень тонкие частички глины, благодаря своей большой поверхности, хорошо впитывают воду, поэтому глина  гигроскопична и во влажном состоянии  сохраняет способность к пластическому  формованию. Степень пластичности глины  зависит не только от химического  состава, но также от физических размеров и формы частичек глины, от количества содержащейся в ней воды. Очень чистая, пластичная (жирная) глина требует много воды для того, чтобы стать легко формуемой, менее «чистая» глина (тощая) нуждается в меньшем количестве воды. Жирные глины имеют большую усадку при сушке и обжиге, чем тощие.

Особо чистые, и наиболее ценные для производства керамики, глины содержат каолинит (Al₂O₃); содержание его может достигать 40%.  

Керамические глины характеризуются  особенно однородным химическим и минералогическим составом и содержат глинистого компонента до 25-30%. Фарфор, самый тонкий и плотный  продукт из глины, состоит из 40-65% каолина (фарфоровое сырье). Чистый каолин имеет белоснежный вид, а при  наличии в нем кварца и полевого шпата имеет серо-желтый цвет.

Керамическая  масса для формования керамических изделий должна быть приготовлена на основе глины, по составу соответствовать способу пластической обработки и требуемому качеству обжигаемого продукта. Окончательное приготовление керамической массы осуществляют смешением глины, воды и различных добавок, например кварцевого песка, полевого шпата, известнякового шпата или шамота. Для равномерного распределения воды по всей массе и большей пластичности, готовую массу выдерживают некоторое время для созревания во влажных погребах (ручное производство) или в специальных резервуарах или силосных башнях (промышленное производство). В зависимости от содержания влаги и предполагаемого способа формования керамические массы подразделяют на 3 вида: для полусухого прессования с содержанием воды 5-10%, пластического формования с содержанием воды 15-25%  и литьевой технологии с содержанием воды 26-40%.

При изготовлении керамических плиток и  плит применяют только массы для полусухого прессования и пластического формования. Для изготовления санитарно-технических изделий и сосудов способом заливки в гипсовые формы используют керамические массы для литьевой технологии. Эти массы с введенными в их состав добавками могут использоваться для глазурования (шликеры для глазури). Сырьем для глазурей служат кварц, карбонат кальция, доломит и различные окислы металлов, которые тонко размалывают в барабанных мельницах. При обжиге глазурь плавится, образуя на поверхности плиток или плит стекловидный слой, облагораживающий поверхность 

             1.Назначение и класс проектируемого оборудования.

Гидравлический пресс К/РУ-160 фирмы Тюрингия предназначен для прессования керамических плиток из порошкообразной массы влажностью 6-9%.

Для стадии прессования  важно установить зависимость: влажность порошка- давление прессования- плотность сырца. С уменьшением влажности порошка давление прессования растет, и требуются мощные прессы для получения плотного сырца (напольные плитки). Принято считать, что для получения качественного сырца наиболее эффективны гидравлические прессы. Однако высокая скорость сжатия—уплотнения приводит к попаданию воздуха в толщу сырца с последующим упругим последействием и разрыхлением его. В связи с этим заметна тенденция к возвращению к механическим прессам.

Керамическая плитка (см. EN 14411) – это тонкие пластины из глины и/или других неорганических материалов, обычно применяемые для покрытия полов и стен. Как правило, керамические плитки формуют протяжкой или прессованием из порошков при комнатной температуре, затем сушат и обжигают при температурах, достаточных для придания им требуемых свойств. Наиболее распространенная форма плитки – квадрат или прямоугольник, однако выпускаются Изделия и других форм (шести-, восьмигранник). Размеры плитки изменяются от нескольких сантиметров (мозаика) до 60 – 100 см, толщина составляет от 5 до 25 мм (для некоторых сортов экструдированной плитки). Выпускается много различных видов керамической плитки: плитка, отформованная путемПрессования порошков или протяжки (экструзии), с пористым, плотным или спекшимся черепком, белая (светлая) или красная (темная), глазурованная и неглазурованная

 

 

2. Компоновка и размещение оборудования в составе технологической линии.

1- карьер; 2-транспортировка; 3-склад сырья; 4-приемный бункер; 5-грохочение;

6-измельчение; 7-дезинтегратор; 8-приемный бункер; 9-выдерживание  в течение 14 суток; 10-прессование; 11-сушка; 12-глазурование; 13-обжиг;

14-упаковка; 15-склад готовой продукции;       

 

         Формование  и сушка. Керамические плиты изготовляют из пластичной керамической массы, влажность которой при формовании составляет в среднем от 15 до 17%. Формование плит осуществляют гидростатическим прессованием на гидравлических прессах К\РУ-160. Керамическая масса спрессовывается в форму плитки размерами 150х150 и 100х100. Из пресса отформованные плиты выходят сдвоенными, обращенными друг к другу тыльными сторонами      

Отформованные плиты транспортируют по всей технологической линии; они проходят последовательно сушку в камерных или туннельных сушилках, глазурование, затем их грузят на обжиговые вагонетки и обжигают.. После сушки в течение 2 суток уменьшается влажность плит вдвое от начальной, а их размеры – примерно на 4%, т.е. происходит усадка, и плиты становятся твердыми.        

Лицевая поверхность. Отделка лицевой поверхности плит осуществляется одним их следующих способов. Оставляют плиту неглазурованной, профилируют, придают определенную структуру, а затем проводят глазурование; глазурование выполняют цветными глазурями, художественное глазурование осуществляется вторичным обжигом. Глазурь наносят сразу после сушки изделия, а ее обжиг происходит при температуре около 1230°С, во время обжига самой плиты.       

Некоторые глазури (преимущественно интенсивной  окраски) обжигают при более низкой температуре. В этом случае вначале при более высокой температуре обжигают само изделие, затем наносят глазурь и изделие обжигают вторично (вторичный обжиг).       

Лицевую поверхность некоторых плит выполняют  профилированной или структурированной исходя из функциональных требований, например, чтобы препятствовать скольжению при ходьбе, либо из соображений эстетического оформления. Профилирование и рифление лицевой поверхности по длине плит осуществляют с помощью профильного мундштука. Другие виды структурирования лицевой поверхности плит выполняют профилируемыми вальцами, которыми сдавливают движущийся брус с двух сторон сразу не выходя из мундштука.        

Тыльная сторона плит. На тыльной стороне керамических прислонных плит в процессе производства образуется характерный профиль, который обеспечивает наилучшее сцепление строительного раствора с устанавливаемой плитой. При прохождении сдвоенного бруса через мундштук с установленным посередине керном осуществляется очень четкое профилирование обеих сдвоенных тыльных сторон плит.

Обжиг плит. После загрузки высушенных плит на обжиговые вагонетки по определенной схеме, плиты обжигают в туннельной печи длиной более 100 м. вагонетки с плитами одна за другой продвигаются вдоль печи последовательно через зоны подогрева, обжига и охлаждения. Обжиг продолжается примерно 50 ч.       

Программу температурного режима обжига выдерживают  в соответствии с рецептурным составом плит и заданным качеством конечного продукта. Температура режима обжига поддерживается автоматически по данным измерения температуры термоэлементами и результатам наблюдения за конусом Зегера. Конусы Зегера представляют собой пирамидальные образцы из силикатной массы, имеющей различные точки плавления в зависимости от ее состава; конусы устанавливают вместе с обжигаемыми изделиями из вагонетки, подвигаемые последовательно через все зоны печи. При температуре около 1230°С керамическая масса уплотняется; причем дополнительная усадка массы при обжиге составляет примерно 4%. Далее, в процессе спекания керамическая масса уплотняется без деформации изделия, превращаясь в керамический жесткий черепок с плотной структурой.