Технология производства керамической плитки

 

 

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………….….4

1. Общая часть…………………………………………………………………...…..5

1.1 Номеноклатура изделий………………………………………………………...5

1.2 Характеристика сырья………………………………………..………..………...8

2. Общие положения……………………………………………………………….12

2.1 Основные способы переработки глинистого сырья …..…………….……....12

2.2 Краткий обзор современных  способов производства керамической  плитки…………………………………...……………………………………….….14

3. Технологическая часть………………………………………………………......18 3.1 Технология производства керамической плитк…………...………………....18

3.2 Описание технологической  схемы производства керамических  фасадных

 прислонных плит………….………………………………………………….…....20

4. Режим работы цеха (завода)…………………………………………...………..27

4.1 Расчет производственной  мощности цеха (завода )……………………….....28

4.2 Расчет сырья и вспомогательных  материалов………………………………..28

4.3 Подбор и расчет технологического  оборудования………………...………....30

4.4 Контроль технологических  процессов и качества продукции…………........31

4.5 Расчёт материального  баланса цеха…………………………………………...32

5. Экологические мероприятия………………………...………………………….34

6. Технико-экономические показатели проекта…………………………...……..36

Список литературы…………………………………………………………………37 
Введение

 

Продукцией керамического  производства являются в основном изделия, поставляемые для различных отраслей народного хозяйства и прежде всего для строительства –  кирпич, плитки для облицовки стен и полов, санитарно-техническая керамика. Все высокотемпературные агрегаты в металлургии, в химическом производстве, на коксовых, цементных, стекольных и  керамических заводах футеруются огнеупорными материалами. Передача энергии осуществляется с использованием фарфоровых изоляторов. Из оксидной керамики изготовляют корпуса  и отдельные детали электронных  конструктивных элементов или же изделия технической керамики сами представляют активную часть этих электронных  конструктивных элементов. Техника  высокотемпературных измерений  немыслима без керамических изоляционных материалов. Перечисление может быть продолжено, показывая разнообразие требований к применяемым керамическим изделиям. Если принять во внимание, что производство посуды и изготовление художественной керамики составляют другую значительную часть керамического  производства, то можно сделать вывод, что на всех стадиях процесса производства керамических изделий ставятся различные  требования, диктуемые использованием изготовляемого изделия. Это относится  и к процессам формования.

Исходным пунктом для  формования керамики является масса, которая  чаще всего состоит из естественных, в различной степени обрабатываемых сырьевых материалов. Их свойства изменяются в широких пределах. В данной курсовой работе подробно описываются эти  свойства сырья и керамических масс.

Цель данной курсовой работы состоит в углублении и закреплении  теоретических знаний по дисциплине «Технология производства строительной керамики», самостоятельной детальной проработке технической, нормативной и проектной литературы по технологии производства керамических плиток и выработке навыков решения задач проектирования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общая часть

 

1.1 Номеноклатура изделий

Керамическая плитка— это, как правило, прямоугольные пластины из обожжённой керамики.   Изобретение Первые  образцы керамической плитки были найдены  в Междуречье Тигра и Евфрата. По мнению исследователей первая плитка по размерам и форме напоминала мозаику, которая во втором и третьем тысячелетии  до нашей эры использовалась для  отделки храмов и дворцов знати. Однако от мозаики такая плитка отличалась целостным рисунком, изображённым на каждой плитке. По толщине она была немного тоньше небольшого кирпича. На лицевую сторону плитки наносился  орнамент в виде узоров различной  формы. Современная плитка в восточном  стиле унаследовала немало общих  с плиткой Междуречья тенденций  в изготовлении орнамента, однако значение большинства символов безвозвратно утеряно. Долгое  время отделка в вавилонских  храмах и дворцах выполнялась  покрытым глазурью кирпичом — предшественником керамической плитки. Толщина глазури  на таких кирпичах превышала 10 мм, что  придавало ей необычайную прочность. Применялась преимущественно бирюзовая  и светло-зелёная глазурь, которая  наносилась на рисунок. В Вавилоне популярными  были рисунки, стилизовавшие растения, животных, геометрические фигуры. Однако  керамическая плитка в том виде, в каком её знаем мы, появилась  только в эпоху Ахеменидов — древнеперсидской династии, самым известным представителем которой был Дарий III, наголову разбитый Александром Македонским. В древнеиранских городах Сузе и Персеполе была найдена керамическая плитка размером 15х15 см и толщиной 10 мм. С III века до н. э. по VIII век н. э. монополия на изготовление керамической плитки принадлежала древнеиранским государствам.  Напольная плитка Напольная плитка обычно производится из керамики или природного камня. Керамическая плитка может быть глазурированной и неглазурированной. Мозаика выкладывается различными методами. Плитка на полу кладётся, как правило, на клей, состоящий из песка, цемента и иногда латексной присадки для дополнительной прочности. Межплиточные швы (промежутки между плитками) как правило заполняются специальными составами — затирками. Плитка  из природного камня может быть особенно красивой. Однако, поскольку это  натуральный продукт они менее  однообразны и требуют большего планирования с точки зрения использования  и укладки. Каменная плитка, как гранит может быть распилена с обеих  сторон а затем отполирована с  верхней стороны для получения  плиток одинаковой толщины. Некоторые полированные плитки из натурального камня при намокании становятся скользкими, как гранит и мрамор. Каменная плитка с шероховатой или  необработанной поверхностью обладают меньшим скольжением. Керамическая плитка для использования во влажных  помещениях применяется менее скользящая, либо используются очень мелкие плитки так что раствор действует  как препятствующие скольжению линии.   Каменная  напольная плитка, как правило, тяжелее, чем керамическая плитка, и несколько  более подвержена бою во время  транспортировки из-за своей меньшей  прочности.   Следует отметить, что правильное название у плитки, покрытой глазурью, — глазурованная  керамическая плитка. Соответственно, неглазурованная — не покрытая глазурью. Керамическая плитка (кафельная плитка) часто используется в общественных местах, включая поликлиники, больницы и прочие.   Также существует разновидность керамической плитки - керамический гранит (керамогранит). Этот материал, в отличие от керамической плитки подходит для наружных работ. Эта особенность обусловлена  тем, что керамический гранит изготавливается  с добавлением гранитной крошки и обжигается при температуре  более 2000 градусов. При этом получается более плотный материал с водопоглощением  менее 0,3% ( у керамической плитки ~30%). А также, керамогранит меньше подвержен  истиранию, поэтому его часто  используют при облицовке общественных помещений. Единственное неудобство при  работе с керамическим гранитом - это  обработка (резка) плитки. Хотя этот недостаток легко устраняется при помощи современных инструментов. В свою очередь керамогранит делится на три основные группы: полированный, неполированный, лаппатированный (полуполированный).     Декоративная плитка     Декоративная  керамическая плитка обычно имеет форму  мозаики на стене, полу или потолоке здания. Хотя декоративная плитка была известна и широко использовалась в  древнем мире (о чём свидетельствуют  великолепные мозаики из Помпеи и  Геркуланума), она, пожалуй, достигла своего наибольшего распространения в  исламском мире.   Декоративную  керамическую плитку с рельефными узорами  или сюжетным художественным оформлением, применяемую для облицовки печей  и каминов или стилизации под  такое оформление, называют (во множественном  числе) изразцы.   Тротуарная плитка       Тротуарная  плитка брусчатка производится двумя  методами: вибропрессования — в специальные матрицы укладывают полусухую бетонную смесь; вибролитья — формы с бетонной массой размещают на столе с вибрирующей поверхностью, где плитка выстаивается до тех пор, пока не утрамбуется полностью.   Разница между тротуарными плитками, произведенными этими способами, довольно значительна. Отличаются и качество, и прочность, и внешний вид получившихся изделий. Вибропрессованная плитка прекрасно  подойдёт для тротуара в общественном месте, а вот двор на своей даче лучше вымостить плиткой, изготовленной  с помощью вибролитья.   У тротуарной плитки есть множество преимуществ  перед асфальтом. Покрытие тротуарной плиткой красиво и эстетично. Это дорожное покрытие можно быстро демонтировать при проведении земляных работ, и так же быстро восстановить по их завершении.   Классификация плиток: Эмалированные (глазурованные) или не покрытые эмалью. Эмалированные - поверхность покрыта слоем цветного стекла, придающие ей эстетические характеристики (цвет, блеск, декоративный рисунок, оттенки и т.д.) И технические (твердость, непроницаемость). Неэмалированные - практически однородны по всей толщине и обычно не имеют декоративных рисунков. С пористой или плотной основой. Для замера пористости измеряют поглощаемость плиткой воды. Прессованные или экструдированные. Прессованные изготовляются из порошкообразной смеси, уплотняющейся и формующейся под высоким давлением прессом. Экструдированные - из тестообразной массы, формуются при прохождении через специальное отверстие экструдера. Из красной, белой или бесцветной массы. Цвет корпуса в эмалированных плитках имеет относительное значение. Различной формы и размеров (квадратная, прямоугольная, сложной формы) Плитка бывает: напольная, настенная, универсальная, декоративная, бордюрная, фасадная и специальная плитка для бассейнов.

1.2 Характеристика  сырья

 

В проектируемом участке  для производства керамической плитки в качестве основного компонента используем глину Чаганского месторождения.

Суглинок Чаганского месторождения  содержит (рисунок 6) до 12% монтмориллонитового  компонента, находящегося в форме  смешаннослойных образований с  гидрослюдой и каолинитом. На рентгенограмме (рисунок 2) наблюдаются рефлексы этих минералов.

а)        б)

                         

   

 в)        г)

   

а – увеличение 100 кратное;   б – увеличение 500 кратное;   в – увеличение 1000 кратное;   г – увеличение 2000 кратное.

   По содержанию Al₂O₃ суглинок относится к группе кислого сырья, а по огнеупорности к легкоплавким. По содержанию Fe₂O₃ к сырью с высоким содержанием красящих оксидов (таблица 1).

 

Таблица 1  -  Химический состав суглинка Чаганского месторождения ЗКО

Наимено вание сырья	Содержание оксидов, мас.%
	SiO2	Al2O3	TiO2	CaO	MgO	Fe2O3	P2O5	F	SO3	CO2	Na2O	K2O	п.п.п.
Суглинок Чаганский	52,58	12,25	-	12,0	2,13	5,10	-	-	2,57	-	3,60	-	9,78

 

 

 

Число пластичности П находят по формуле

(3.11)

П =W_Т – W_P

где W_т — абсолютная влажность массы, соответствующая границе текучести, %; W_р—-абсолютная влажность массы, соответствующая границе    раскатывания,    %.

Определение числа  пластичности следует вести на двух параллельных пробах; при этом расхождение между результатами испытаний в зависимости от числа пластичности не должно превышать следующих значений:

Число пластичности,   % ………….до 15  15-25   свыше 25

Допускаемое    расхождение, %..........2       3        4

 

Пластичность использованных глинистых материалов представлена в таблице 2

Таблица 2  -  Пластичность глинистых компонентов

 

Наименование глин	Число пластичности	Классификация по ГОСТ 9169-75
Суглинок Чаганского месторождения	11,5	умеренно-пластичный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Общие положения

 

2.1 Основные способы переработки глинистого сырья

 

Основные способы переработки  глинистого сырья в формовочную  массу в производстве керамических плиток – полусухой, сухой, пластический и шликерный. Выбор способа определяется свойствами исходного сырья, видом  выпускаемой продукции и объемом  производства.

Технологическая схема

Схема 1

Глинистое сырье          Отощающие и другие добавки

Подготовка формовочной  массы

(грубое и тонкое измельчение,  сушка, смешение, увлажнение, вылеживание)

Формование

(сухое и полусухое  прессование, пластическое формование, литье)

Тепловая обработка

(сушка, одно- или двукратный  обжиг)

Декорирование плиток осуществляется либо в процессе их формования (нанесение  рельефа, двухслойное формование) либо после сушки и даже после обжига изделий (глазурование, сериография) с  последующим повторным обжигом.

Подготовка глинистого сырья  на заводах, выпускающих керамические плитки, заключается в удалении или  измельчении каменистых включений  и достижении однородности и удобоукладываемости  формовочной массы.

В таблице 2 приведены сравнительные  сведения по способам подготовки формовочной  массы в производстве керамических плиток.

Ниже даются схемы подготовки формовочных масс для производства керамических плиток с указанием  основного оборудования, применяемого для этих целей.

На схеме 2 приведена последовательность сухого способа подготовки формовочной  массы в производстве керамических плиток.

Схема 2

Подготовка формовочной  массы сухим способом

Глинистые материалы  Отощающие добавки

Дозирование

(ящичный подаватель)

Грубое измельчение

(камневыделительные вальцы)

Смешивание

(смеситель с фильтрующей  решеткой)

Грануляция

(дырчатые вальцы, пресс  с гранулирующей приставкой)

Сушка

(противоточный сушильный  барабан)

Смешение-помол

(стержневой смеситель)

Электромагнитная  очистка

(магнитный сепаратор)

Промежуточное хранение

(бункер, силос-гомогенизатор)

 

Здесь смесь сырьевых компонентов  подготавливают для сушки, сушат, измельчают до определенной толщины и хранят в силосах. Сухой способ подготовки целесообразно использовать при  наличии одного или двух видов  сырья, близких по составу и свойствам.

Схема 3 характеризует подготовку массы по полусухому способу.

Схема 3

Подготовка формовочной  массы по полусухому способу

Глинистые материалы

Дозирование

(ящичный подаватель)

Измельчение

(дезинтеграторные вальцы, стругач, зубчатые вальцы, камневыделительные  вальцы)

Сушка

(прямоточный сушильный  барабан, снижение влажности с  15-25% до 2-13%)

Промежуточное хранение

(бункер)

Дозирование

(ящичный подаватель, тарельчатый  питатель)

Тонкий помол

(дезинтегратор, бегуны  сухого помола, дырчатые вальцы  тонкого помола, гладкие вальцы  тонкого помола, молотковая, центробежная  и роторная мельница)

Просев

(сито-бурат, струнное  вибрационное и качающееся сита, грохот, воздушный сепаратор)

Промежуточное хранение

(бункер)

Дозирование

(тарельчатый питатель, автоматические  весы)

Добавки, шликер, горячая вода, пар

Смешивание

(двухвальный смеситель,  бегуны, бегунковый смеситель, стержневой  смеситель)

Вылеживание

(силос-гомогенизатор)

 

По этой схеме смешивание подготовленной глины с плавнями, отощающими и другими добавками  с одновременным увлажнением  ее горячей водой или лучше  паром при получении пластичных масс производят в двухвальных смесителях, малопластичных – быстроходных бегунковых смесителях, тощих масс – бегунах.

При шликерной подготовке массы измельчение и грубый помол  глинистых материалов проводят в  дробильно-размельных установках первичного дробления; тонкий помол и смешение компонентов – в шаровых мельницах  либо пропеллерных мешалках или др. установках в течение 5-7 ч.

На схеме 4 показана технология подготовки формовочной массы шликерным  способом.

Схема 4

Подготовка пресс-порошковой массы шликерным способом

Глинистые материалы    Добавки (плавни, отощающие)

Дозирование           Дозирование

(ящичный подаватель)            (тарельчатый питатель)

Грубое измельчение       Грубое измельчение

(дезинтеграторные вальцы, дробилки)   (щековая, молотковая дробилки,

стругачи, валково-зубчатые бегуны)

Электромагнитная  очистка

(магнитный сепаратор)