Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Воронежский государственный архитектурно-строительный

университет»

Кафедра технологии строительных материалов, изделий и конструкций

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА

КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

Методические указания

к выполнению курсовой работы

по дисциплинам «Технология высокообжиговых материалов и

изделий»/«Технология строительной керамики» для студентов

направления «Стандартизация и метрология» и дисциплине «Химико-технологические процессы получения обжиговых и тугоплавких материалов»

для студентов направления «Химия, физика и механика материалов»

Воронеж 2016

УДК 666.97 (05)

ББК 35.41 х46

Составители

Т.И. Шелковникова, Е.В. Баранов

Технология производства керамических материалов и изделий: [Текст]: метод. указания к выполнению курсовой работы / Воронежский ГАСУ; сост. Т.И. Шелковникова, Е.В. Баранов - Воронеж, 2016. - 32 с.

Методические указания содержат требования к содержанию и оформлению разделов пояснительной записки и графической части курсовой работы по дисциплинам «Технология высокообжиговых материалов и изделий»/«Технология строительной керамики» для студентов направления «Стандартизация и метрология» и дисциплине «Химико-технологические процессы получения обжиговых и тугоплавких материалов» для студентов направления «Химия, физика и механика материалов».

Ил. 7. Табл.17. Библиогр.: 21назв.

УДК 666.97 (05)

ББК 35.41 х46

Печатается по решению учебно-методического совета

Воронежского ГАСУ

Рецензент – О.Б. Кукина, к.т.н., доц. кафедры химии Воронежского ГАСУ

Введение

Керамические материалы находят широкое применение практически во всех видах конструкций зданий и сооружений – в наружных и внутренних стенах (керамический кирпич и керамические блоки, керамические камни и перемычки), в кровельных покрытиях (керамическая черепица), в сантехоборудовании (изделия из фаянса и фарфора в виде раковин, унитазов), в трубопроводах (керамические канализационные и дренажные трубы), в облицовке фасадов зданий и внутренней поверхности стен и полов (лицевой керамический кирпич и керамические камни, клинкерный кирпич, керамическая плитка различного назначения), как засыпная теплоизоляция и легкие заполнители для бетона (керамзит, перлит и др.). Наряду с этими видами изделий в керамической промышленности изготавливаются специальные виды керамики, так называемая техническая керамика. Объем выпуска керамических материалов в России увеличивается с каждым годом, что объясняется хорошими эксплуатационными свойствами и повсеместной распространенностью сырья для производства.

Выполнение курсовой работы позволит студенту глубоко изучить свойства и технологию керамических материалов, закрепить теоретические знания и показать умение пользоваться специальной литературой.

1. Цель, задачи и состав проекта

Основная цель выполнения курсовой работы заключается в закреплении и расширении теоретических знаний, углубленном изучении и проработке материала в объеме одной из тем и приобретении практических навыков расчета параметров технологии и проектирования предприятий по производству изделий керамической промышленности.

Курсовая работа выполняется в соответствии с заданием на проектирование, в котором определяются исходные данные по номенклатуре и объему выпускаемых материалов и изделий, способ подготовки и формования.

В ходе работы над проектом студенту предстоит решить следующие задачи:

- изучить требования нормативных документов к выпускаемой продукции;

- выполнить анализ современного состояния и перспективы развития производства конкретного вида керамических материалов;

- подобрать сырьевые материалы и добавки для обеспечения выпуска высококачественной продукции;

- обосновать выбор технологии производства, проанализировав существующие и определив перспективные технологические приемы и операции;

- определить режим работы предприятия, рассчитать производственную программу по выпуску, произвести расчет грузопотоков;

- подобрать необходимое технологическое оборудование для реализации проектируемого производственного комплекса;

- предусмотреть мероприятия по технике безопасности и охране окружающей среды;

- сравнить принятые решения с технико-экономическими показателями ведущих предприятий отрасли.

Курсовая работа состоит из пояснительной записки и графической части выполненной на листах формата А1.

Пояснительная записка включает следующие разделы:

Введение

1. Характеристика выпускаемой продукции

2. Характеристика сырьевых материалов

3. Выбор и обоснование технологии производства

4. Описание принятой технологии производства

5. Расчеты производственной программы и расхода сырьевых материалов, режим работы

6. Расчет складов сырья, готовой продукции и промежуточного складирования

7. Подбор основного технологического оборудования

8. Решения по охране труда и экологической безопасности

9. Организация контроля технологического процесса и качества готовой продукции

Заключение

Список использованных источников

В графической части представляется карта технологического процесса, включающая характеристику выпускаемого материала или изделия, характеристику сырья, функциональную и технологическую схемы, мероприятия по контролю качества технологического процесса.

2. Рекомендации по выполнению разделов курсовой работы

2.1. Введение

Во введении кратко рассматривается состояние и перспективы развития производства керамических материалов конкретного вида и тенденции рынка сбыта, делается вывод о целесообразности строительства керамического завода, определяются цели и задачи выполняемого проекта.

2.2. Характеристика выпускаемой продукции

В соответствии с заданием на проектирование по нормативным документам (стандартам, техническим условиям и т.д.), современным сборникам и каталогам принимается изделие-представитель с вычерчиванием эскиза изделия.

Приводятся основные показатели, установленные для данного вида изделия действующими стандартами и техническими условиями: размеры, масса, пустотность, теплотехнические показатели (при необходимости), прочностные показатели, морозостойкость и др.

Например: для керамического кирпича должны быть следующие данные:

- размеры кирпича, мм;

- масса кирпича, кг;

- пустотность, %;

- марка по прочности;

- марка по морозостойкости;

- для лицевого кирпича вид, цвет отделки;

- допустимые отклонения от геометрических размеров, мм;

- вид и характер допускаемых дефектов (отбитости и притупленности ребер и углов, трещины).

2.3. Характеристика сырьевых материалов

По нормативным документам или другим литературным источникам изучаются требования к сырьевым материалам и рецепты массы для производства конкретно принятого изделия (некоторые рекомендации по применению глинистого сырья представлены в прил.1). В данном разделе рассматривается характеристика сырьевых материалов и приводится его химический состав, минералогический состав, дообжиговые свойства (число пластичности, нормальная формовочная влажность, гранулометрический состав, воздушная усадка), обжиговые свойства (температура спекания, интервал спекания), целесообразность использования добавок и др. (прил.1). При необходимости введения добавок для обеспечения выпуска высококачественной продукции приводятся их основные характеристики. В случае изготовления глазурованных или ангобированных изделий указывается состав глазури (ангоба) и основные свойства материалов, применяемых для изготовления глазури (ангоба). Обосновывается состав шихты. Важным условием при выборе месторождений сырьевых материалов надлежащего качества является близость их расположения к предполагаемому месту строительства.

2.4. Выбор и обоснование технологии производства

Для выполнения этого раздела необходимо изучить имеющуюся техническую литературу, периодические издания и установить основные технологические операции, необходимые для производства конкретного вида изделий.

Раздел начинают с составления функциональной схемы (функциональных схем) производства изделия. Далее по каждому из переделов проводится сравнительный анализ вариантов осуществления конкретных переделов и принимается обоснованное решение о целесообразности осуществления конкретной операции оптимальным способом.

Анализ каждого передела должен проводиться с учетом данных современной технической литературы и результатов патентных исследований.

2.5. Описание принятой технологии производства

На основании проведенного анализа возможных вариантов реализации отдельных технологических операций в данном разделе составляется функциональная и (или) технологическая схема производства изделий. Описание принятой к реализации технологической (функциональной) схемы приводится с указанием конкретных технологических параметров: размеров кусков материала, влажности сырья, шихты, сырца до и после сушки, давления прессования, температуры сушки и обжига, режимов тепловой обработки, способов хранения сырья, сырцовых изделий и готовой продукции.

2.6. Расчет производственной программы и расхода сырьевых материалов, режим работы

Для расчета производственной программы необходимо, прежде всего, определить режим работы предприятия (цеха, линии) по выпуску строительных материалов и изделий. Режим работы выбирается по нормам технологического проектирования, исходя из наиболее эффективного использования оборудования, экономии рабочей силы и характеризуется числом рабочих дней в году, в неделе, числом смен в сутки, продолжительностью смены, годовым фондом времени работы линии и оборудования (в ч), и представляется в виде таблицы 1 (некоторые сведения по этому разделу представлены в прил. 1).

Годовой фонд времени работы предприятия (линии) - это продолжительность работы предприятия или технологической линии в условном календарном году. При выполнении технических расчетов следует учитывать так называемый расчетный фонд времени, используемый только для непосредственного выпуска продукции. При выполнении технико-экономических расчетов учитывают номинальный фонд времени, включающий и время выпуска продукции, и время ремонта оборудования (или технологических линий).

Для определения годового фонда времени работы технологического оборудования необходимо учесть время на его текущий ремонт, на плановые остановки. При непрерывном (трехсменном) режиме работы годовой фонд времени работы предприятия, ч/год, рассчитывается по формуле

Т_ф = (365 – n)·3·8, (1)

где n – количество дней на капитальный ремонт (принимается 15 - 20 дней в году).

При двухсменном режиме годовой фонд времени работы предприятия равен

Т_ф = (365 – m)·2·8, ч/год, (2)

где m – количество выходных и праздничных дней в году (в проекте принимается 112 - 114 дней).

Таблица 1

Режим работы предприятия

Сушильно-обжиговые отделения, в которых завершается технологический процесс, должны работать по системе непрерывной рабочей недели (365 дней в год) в 3 смены по 8 ч (или в 2 смены по 12 ч). В остальных цехах для керамического производства, как правило, считают календарное время равным 365 дней в год, а время работы предприятия, в большинстве случаев, при непрерывной рабочей недели составляет 350 дней в году, оставшиеся 15 дней отводятся на планово-предупредительные ремонты, либо предприятие работает по прерывной 5-6 дневной рабочей недели с учетом планово-предупредительных ремонтных работ. Отгрузка готовой продукции автотранспортом осуществляется по системе прерывной (5-6-дневной) рабочей недели в 1-2 смены, а отгрузка готовой продукции железнодорожным транспортом осуществляется по системе непрерывной рабочей недели в 3 смены (365 дней в год).

Годовой фонд работы оборудования рассчитывается по формуле:

Т_год.= N ·n · t (1)

где: N - число рабочих дней в году;

n - число смен в сутки;

t – число часов в смену.

Производственная программа изготовления строительных материалов и изделий рассчитывается на основании задания по объему их выпуска, технологии производства и принятого режима работы предприятия, цеха, линии. Расчет производственной программы оформляется в виде табл. 2.

Таблица 2

Производственная программа по выпуску материалов и изделий

Расчет расхода сырьевых компонентов на единицу продукции, изделие производится в соответствие с нормативными документами с учетом неизбежных производственных потерь (при транспортировании, при сушке, потери при прокаливании и др.) и брака (технологические потери для некоторых видов материалов представлены в прил. 1). Расчет расхода сырьевых материалов ведут в порядке обратном технологическому потоку (начиная со склада готовой продукции и заканчивая складом сырьевых материалов), за исходную величину принимают заданную производительность предприятия [11,17]. На каждом технологическом переделе необходимо учитывать влажность материала, а в некоторых случаях содержание воды в исходных продуктах выделяется обособленно отдельной строкой.

Производительность каждого технологического передела определяют по формуле:

П_пр= П_пп/(1 – (Х/100)) (2)

где: П_пр – производительность рассчитываемого передела;

П_пп – производительность передела предшествующего рассчитываемому;

Х – технологические потери передела (%).

Расход сырьевых материалов на каждом технологическом переделе представляется в виде табл. 3.

Таблица 3

Расход сырьевых материалов