Керамикалық кірпіш өндіру технологиясы

Кенді ашу және сазды шығару жұмыстары. Саз шығаратын участканы (карьер) ашық тәсілмен кені қазылып алынған жер қыртысындағы бос жайлар деп атайды. Саз кені жатқан жердің әр уақытта жамылтқы қабаты болады. Оны бос жыныс деп атайды. Осы жамылтқы қабатын сылап аластату жұмыстары жалаңаштау немесе бетін ашу жұмыстары деп аталады. Бұл жұмыстары кен шығарудан 10-15 күн бұрынырақ орындау керек. Егер бұл ашу жұмысын карьерді пайдалану мезгілінде орындайтын болса, онда шығарылатын шикізат үстінде жататын бос жыныспен ластанып сапасы төмендеп кететіні даусыз. Сондықтан, алдын-ала бос жынысты саз шығаратын участкадан толық аластату маңызды шарт.

 Ел жайғасқан жерге және  жолға жақын орналасқан карьерлерді, сәтсіз жағдайдан сақ болу  үшін, биіктігін 1,5 м етіп қоршап  қояды.

 Еріген қар немесе жауын  сулары карьерді басып кетпеуінен  сақтау үшін карьерді айналдыра  су ағызатын арық қаздырылады. Арықтан алынатын топырақты тек карьер жаққа қарай тастап, суға тосқауыл құрады.

 Саз шығару керамикалық материалдар  мен бұйымдарын өндіру процесіндегі  бірінші технологиялық саты. Табиғи  саз біркелкі олмайды. Құрамы  және қасиеті бойынша әртүрлі болатын бірнеше саз қабаттарынан тұратын карьерлер, тіпті жиі кездесіп тұрады. Мұндай жағдайларда сазды барлық қабаттардан бірден және бір мөлшерден шығаруды қамтамасыз етуге тырысады. Сонда карьер шикізат кенінің бар қалыңдығы бойынша бір уақытта біркелкілікпен өңделінетін болады.

 Карьерде бос жынысты аластау  және шикізат шығару жұмыстарын  әр алуан тәсілмен механикалауға  болады. Аз аумақты жер жұмысын  дөңгелекті трактор негізіндегі  бір шөмішті экскаватор «Беларусь»  көмегімен орындауға болады. Жұмыс  көлемі едәуір көп жағдайда табан шынжырлы жүретін үлкен шөмішті толық айналатын экскаваторларды немесе көпшөмішті экскаваторларды пайдаланады.

 Сазды сақтау тәсілдері. Сазды күз және қыс мезгілдерінде дұрыстап сақтау зауыттың ырғақты (ритмді) жұмыс істеуі үшін және тұрақты сападағы керамикалық бұйымдар шығару үшін өте маңызды факторлардың бірі. Әсіресе, маусыммен жұмыс істейтін шағын зауыттар үшін саздарды дұрыстап сақтау факторы шығарылатын бұйымдар өнімін асыруды қамтамасыз етеді.

 Климаттық жағдайға байланысты қыс және күз мезгілдерінде сазды түрлі тәсілдермен сақтайды: жылытылған ашық карьерде, кең шұңқырларда (котловандарда) және маяларда.

Карьерден сазды тасу. Сазды рельсті және рельссіз көліктермен, ал егер

карьер зауытқа жақын орналасқан болса, онда ленталы транспорттармен тасиды.

 Сазды тар рельсті жолдарымен  аудармалы кузовы бар сыйымдылығы 0,5; 0,75; және 1 м3 вагонеткалармен тасиды.

Сазды қалыптауға дайындау. Әдетте, саздар табиғи күйінде жақсы сапалық керамикалық материалдар мен бұйымдар жасауға жарамсыз. Оның себебі, жүздеген жылдар бойы  дала шпаттарының ыдырауынан пайда болған саздық жыныстар өздерінің салмақтарымен тығыздала келе, нашар ірі түйіршіктерден тұратын масса құрайды. Міне, сондықтан, ең алдымен, саздардың осы табиғи құрылымын бұзып, майдалап және зиянды қоспаларынан ажыратып барып, біртекті және біркелкі етіп араластыра суланған, қалыптауға оңды керамикалық масса дайындайды. Бұл керамика өндірісіндегі өте маңызды технологиялық процесс.

Шығарылатын керамикалық материалдар мен бұйымдарға сәйкес керамикалық масса дайындарда саздың қалыптасқан құрылымын бұзуды табиғи жолмен немесе механикалық өңдеу тәсілдерімен қамтамасыз етеді. Саздық қамырды көбінесе вакуумдалған массамен бірге горизонталь ленталы шнекті престерде пішіндейді. Вакуумдалған массалар оның тығыздығын, созымталдығын арттырады.

Керамикалық зауыттарда материалдарды ірі, орташа және ұсақ уатуға, ірі және уақ ұсақтауға түсіреді. Саздық материалдарды ұсақтау ірі және уақ ұнтақтағыш жаңышқыларда(вальцы) жүреді. Тығыз және әктік қоспалары бар саздарды өңдеу үшін дымқылдай ұнтақтайтын жүгіртпелерді (бегуны) қолданады. Пластикалық емес қатты материалдарды уату үшін бірінші (ірі) ұсақтауды щекті және конусты уатқыштарда жүргізеді. Щекті уатқышта ұсақтау дәрежесі – 3-10, ал конустыда – 6-15. Орташа және ұсақтап уату жүгіртпелер, ұратын уатқыш, шар тәрізді диірменде жүргізеді. Ұратын уатқыштардың ұсақтау дәрежесі жоғары (10-15), бірақ та уатылатын материалдың ылғалдығы 15% жоғары болмауы тиіс. Қалай болғанда да, жүгіртпелер арқылы өңделініп дайындалған саздық масса сапасы жағынан жоғарылау болады да, одан қалыпталынып күйдірілген бұйымдардың мықтылығы 25-30%-ға жоғары болып шығады. Бірақ жүгіртпелердің өнімділігі төмендеу, электрлік энергия шығыны жоғары және металсыйымдылығы көп болғандығын ескерген жөн.

Бастапқы шикізаттың физикалық күйіне және шығарылатын керамикалық бұйымдардың түріне байланысты керамикалық масса үш тәсілмен дайындалуы мүмкін: дымқылдық, созымталдық және құймалық (шликерлік). Олардың әрбіреуінің өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Ұсақталған саз және 

орташа тығыздықты ылғалдылығы 23-25% болған кезде, пластикалық әдісті қолданады; аз ылғалданатын және төмен карьерлік ылғалдықпен (14-16%) өңдеуге аз берілетін өте тығыз саз үшін өңдеудің жартылай құрғақ әдісі қолданылады.

Жартылай құрғақтай престеу әдісі шикізатты алдын-ала кептіру, оны ұнтақ күйге дейін ұсақтау, кейін оны белгілі бір қысымдағы пресс-формаларда престеуден тұрады. Ленталық преспен салыстырғанда пресс-формалардың қысымы он есеге жоғары болады.

Жартылай құрғақтай престеу технологиясының артықшылығы мынада: престелген жартылай фабрикатты пештік тасымалдағыштарға (вагонетка) салып, оларды тунельді кептіргіштерде (сушилка) кептіреді, не кептірусіз бірден күйдіруге жіберіледі. Өндірістің комплекстік механизациясы пластикалық престеу әдісіне қарағанда қарапайымдау келеді. Массаны дайындаудың пластикалық әдісінде бұйымды дайындаудың технологиялық схемасының қиындығы мен ұзақтығына қарамастан, қабырғалық керамика өндіруде көп қолданылады. Пластикалық престеу әдісінің кемшілігі жартылай фабрикатты кептіру процесінің әсерінен технологиялық циклдің ұзақтығының жоғары болуы, ол 1 күннен 3 күнге дейін созылады. Пішінделген шикізаттың, әсіресе, қуыс денелінің, кептіру кезіндегі материалдың отыруының жоғары, беріктігінің төмен болуы кірпішті кептіруге салған кезде, кептірілген кірпішті күйдіруге тасығандағы жұмысты қиындатады.                                                           

    Курстық жұмысымда кірпішті жартылай құрғақ престеу әдісін қолданамын, себебі қолданылатын саздың ылғалдылығы төмен және созымталдығы орташа.

 

 

 

5. Қабылданған технологиялық схеманың жазбасы.

 

 Жартылай құрғақ  күйде престеу  технологиялық процестердің механизациялануы  мен автоматизациялануының жоғары  дәрежеде болуының арқасында қарапайым пішіндегі бұйымдардың дайындалу процесінің оңай болуын қамтамасыз етеді. Бұл тәсіл үшін карьерден алынған шикізат ұнтақ тәрізді күйге дейін ұсақталады және 15-20МПа қысым түсіру арқылы 8-12% ылғалдылықта сазды престеу жүргізіледі, кейін оны күйдіреді. Мұндай тәсіл арқылы іші қуыс блоктар мен кірпіштер, отқа төзімді бұйымдар, қабырға мен едендерге арналған тақтайшалар дайындайды. Престік тығыздау машинасы шикізатқа арналған бункері және бірнеше пішіндер орналасқан айналмалы үстелі бар гидравликалық престен құралған.

Шала құрғақтай престеу  өндірісінде тым құнарсыз саздарды пайдалануға және шлакты, күлді көбірек қосуға мүмкіндік тудырады. Жасалынған бұйымдардың пішіндері дұрыс және сызықтық мөлшерлері дәлдеу болып шығады, күйдіру процесінде олар аз ғана шөгіледі. Бұл тәсілдің пластикалық тәсілден тағы бір басымдылығы – кептірілу уақытының және барлық өндірістік процесс ұзақтығының едәуір қысқарылатындығында, өндірістік алаңы қажеттігінің және жұмысшылар санының қысқарылуында.

Престегеннен кейін бұйымды ылғалдылығына байланысты алдын-ала кептірусіз, бірден күйдіруге жіберуге болады. Бірақ бұл тәсілдің өзінің кемшіліктері де бар – оған арнайы күрделі, өнімділігі жоғары  және қымбат пресс-машиналар қажет, шығарылатын бұйымдардың аязға төзімділігі төмендеу болады.

Престің нақтылы түрі, престейтін қысымдықтың шамасы және массасының ылғалдылығына, пайдаланатын саздың технологиялық қасиеттеріне байланысты тағайындалады. Кірпіш зауыттарында жартылай құрғақтай қалыптау үшін қысымы екі жақтан жайлап өсетін және айналушы стол-ротордың шет жағынан орналасқан пресс-формасы бар ротациондық және ротационды рычагтық престер қолдануда.

Осы тәсіл бойынша жұмыс істейтін роликті конвейерлі пеш жедел күйдіру операциясын жүргізеді, 20-24 сағаттың орнына 8 сағаттың ішінде бұйымды күйдіріп шығарады. Сонымен қатар, санитарлы-техникалық бұйымдарды өндіру үшін өнімділігі жоғары жаңа құймалы конвейерлер ойлап шығарылды. кірпішті материалдар өте көп  уақыт өмір сүреді. Кірпішті бұйымдар өндірісінің даму тарихы өте көне заманда басталған. Ертеректе қабырғаны қалауда тұраланған сабанмен, қаңқаланған және ағаш балауызы немесе асфальтпен қаныққан күйдірілмеген балшықты кірпіштерді қолданған.

 

Сурет 2 . Жартылай құрғақтай престеу тәсілімен кірпіш өндірудің технологиялық схемасы: 

1-жәшікті бергіш; 2-таспалы тасымалдағыш; 3-ұнтақтағыш жаңышқылар; 4,6,9-тасмалдағыштар; 5-кептіргіш барабан; 7- қорландырғыш; 8-қосымща саз; 10-құрғақ ұнтақтайтын жүгіртпе; 11-элеваторлар; 12-дүрсіл елек; 13-бункер; 14-қорландырғыш; 15-ылғалдандырғыш; 16-пресстеу; 17-пешке беретін вагонетка; 18-кептіргіш; 19-электрлі тасмалдағыш; 20-тасымалдағыш (тартқыш); 21-туннельді пеш; 22-дайын өнім.

 

 

6. Цехтың жұмыс режимі, өнімділігінің есесбі

   Уату, ұнтақтау, қалыптау және кептіру цехтары бес күндік жұмыс режимі бойынша істейді. Бұл цехтар жылына – 300 күн жұмыс істейді. Жұмыс екі кезекшілік режимімен атқарылады. Жылына – 365 күн, жұмыс күні – 300, демалыстар, мейрам күндеріне демалыс берілмейді. Цех 2 ауысыммен үздіксіз жұмыс жасайды Жылдық өнім П0=3 млн.дана/жыл.  жұмыс режимінің уақыты – 8 сағат.

 

                                                                                                                                            

 

Кесте 6.

№ п/п	Жұмыс цехтары мен атқарылатын операциялардың атаулары	Жылдық жұмыс күндері, Дн	Тәулік бойына шаққандағы ауысым саны, См	Жұмыстық ауысым  уақыты, Тсм, час	Жылдық жұмыс уақыты, Фн, час
1	Дайын өнім қоймасы	365	2	8	5840
2	Күйдіру	300	2	8	4800
3	Кептіру	300	2	8	4800
4	Престеу	300	2	8	4800
5	Араластыру	300	2	8	4800
6	Ұсақтау	300	2	8	4800
7	Шикізат қоймасы	365	2	8	5840

 

Номиналды жылдық жұмыс уақыты мына формуламен анықталады:

Фн = Дн × См × Тсм                          (1)

 

Есептеу нәтижелерін   6. кестеге толтырамыз.

 

6.1.  Цех өнімділігінің есебі

 

  Жылдық өнім П0=3 млн.дана/жыл.  Бір кірпіштің салмағы – 3,5 кг.

  Өнімнің массасын есептеу  үшін:

 П0 =30000000*3,5= 10500000кг/жыл=10500т/жыл

Дайын өнім бойынша цехтың өнімділігі келесі формуламен анықталады:

                                                  Птәул=Пжыл /Ср,   (2)

мұнда  Пгод – цехтың берілген жылдық өнімділігі.

      Ср – жылына шаққандағы жұмыстық күндер саны.

Пауыс=Пжыл/Ср*n немесе Пауыс=Птәул/2              (3)

мұнда n – ауысым саны.              

                                                  Псағ=Пжыл/Вр немесе Псағ= Пауыс/8     (4)

мұнда Вр – жылдық жұмыс фондының есептік уақыты,сағ.

         Дайын өнім  бойынша өнімділік:

П тәулік = 35000/300= 35 т/күн

П ауысым = 35000/300/2= 17,5 т/ауысым

Псағат = 17,5/8=2,18 т/сағ                                                                                                                           

 

                                                                                                                                 Кесте6.1.

№ П№	Жұмыс цехтары	Өндіріс шығынының саны, %	Өнімділік
			т/жыл	т/тәу.	т/ауыс.	т/сағ
1	Дайын өнім қоймасы	2	10500	35	17,5	2,18
2	Күйдіру	3	10815	36,05	18,025	2,25
3	Кептіру	2	11031,3	36,77	18,4	2,3
4	Престеу	2	11251,9	37,3	18,75	2,34
5	Араластыру	1	11364,4	37,88	18,94	2,36
6	Ұсақтау	1,5	11534,9	38,4	19,2	2,4
7	Шикізат қоймасы	2	11765,6	39,21	19,6	2,466