В сотрудничестве с «ВНИИСтром» г. Москва освоено автоматизированное оборудование для производства керамического кирпича методом полусухого формования на базе пресса СМ 1085В. На базе этого оборудования возможно создание заводов любой мощности кратной 10 млн.шт./год. Заводом изготовлено и поставлено данное оборудование для пяти кирпичных заводов в России.

Техническая характеристика:

Производительность, млн. шт. усл. кирп.	10
Установленная мощность оборудования, кВт	1 000
Металлоемкость технол. оборудования, т	350
Производственная площадь, м3	5 000–6 000
Численность персонала,чел.	100
В том числе основного производства	35
Выработка на 1 раб. основного производства, тыс. шт/чел	180
Расход топлива, газа, м3/100 шт.	380
Расход электроэнергии, кВт.ч/1000 шт.	375
Расход воды, л/1000 шт.	35
Расход сжатого воздуха, м3/1000 шт.	2

Состав комплекса:

1. Глинорыхлитель ИПДА 21
2. Питатель ящичный МА4.003
3. Сушильный барабан
4. Конвейеры ленточные 795.00^*
5. Вальцы камневыделительные ВК 1
6. Пресс-гранулятор ПГ4 450
7. Бункер дозатор
8. Агрегат приготовления порошка АПП-30
9. Конвейер винтовой 782.08.06.000 А
10. Мешалка СМК-282
11. Пресс СМ1085В
12. Съемник сырца 792.00.10.000
13. Накопитель сырца 792.00.05.000
14. Перекладчик сырца 792.02.00.000
15. Люлечное сушило 792.08.00.000М
16. Перекладчик 795.03.000
17. Конвейер отводящий 792.00.08.000
18. Автомат-садчик СК 2
19. Система толкателей обжиговых вагонеток 795.04.00.000
20. Конвейер шнековый наклонный 795.00.04.000

* Количество и длина конвейеров ленточных определяется по проекту цеха.

Краткое описание технологического процесса

Характеристика сырья, топлива

Для производства кирпича исследовалось глинистое сырье.

Классификация глинистого сырья месторождения по ГОСТ 9169-75 «Сырье глинистое для керамической промышленности».

№ п/п	Наименование показателей	Величина показателей	Группа глинистого сырья
1	По количеству крупных включений	0,05-0,92	с низким содержанием
2	По размеру крупных включений		с крупными, средними и мелкими включениями
3	По содержанию Al2О3	10,69-12,10	кислое
4	По содержанию красящих окислов (Fe2О3+Т; О2) в прокаленном состоянии	4,95-5,83	с высоким содержанием
5	По содержанию свободного кварца	63,86-67,36	с высоким содержанием
6	По содержанию тонкодисперсной фракции	26,64-37,56	низкодисперсное
7	По пластичности	12,4-16,4	умеренно и среднепластичное
8	По степени опекания	-	неопекающееся
9	По огнеупорности	12700С	легкоплавкое

В качестве топлива используется природный газ с .

Гранулометрический состав сырья

№ п/п	Наименование пробы	Размер фракций, мм, Содержание фракций, %					Классификация сырья по содержанию тонкодисперсной фракции
		более 0,06	0,06-0,01	0,01-0,005	0,005-0,001	менее 0,001
1	Смесь всех проб (средн.)	9,58	37,54	5,20	16,12	31,56	низкодисперсное

Химический состав сырья

средн.	SiO2 — 65,07	Al2O3 — 10,5	Fe2O3 — 4.31	TiO2-0.78	CaO — 6.99
	MgO — 1.65	SO3 — 0.116	K2O — 1.5	Na2O — 0.77	ППП — 8,34
	Сумма — 100,05	Гигр.вода — 2,7		СО2 — 4,085

Краткая характеристика и обоснование принятой технологии

Технологическая схема представлена полусухим способом производства керамического кирпича.

Принятый способ производства кирпича обусловлен физико-химическими свойствами используемого глинистого сырья.

Производство кирпича представлено одной технологической линией, в состав которой входит набор оборудования по приему, подсушке, дроблению, прессованию кирпича.

Сушка кирпича производится в люлечном сушиле конструкции ТОО «Строммаш» в течение 12 часов. Для сушки кирпича используется горячий воздух, отбираемый из зоны охлаждения туннельной печи.

Обжиг кирпича производится в туннельной печи В=2,4 м, длиной 127,9 м, технологическая часть которой выполнена А. О. «Моспроектстром», а строительные конструкции — А. С. «Тепломонтаж».

Вся технологическая линия размещается в существующем производственном корпусе, состоящем из 2-х пролетов по 18 м, длиной — 264 м.

Описание технологического процесса производства

Глинистое сырье из карьера автотранспортом доставляется к производственному корпусу. В зимнее время глина выбирается из утепленного конуса запасом на 6 месяцев, летом — непосредственно из карьера.

В производственном корпусе предусмотрен глинозапасник ямного типа, заглубленном до отм. — 2,00 м, с высотой стенки от отм. 0,000 + 2,5 м. Общий габарит запасника — 60×13,5×4,5 (h, м).

Глинозапасник оборудован мостовым грейферным краном, с помощью которого производится распределение глины по емкости запасника с одновременным перемешиванием ее и подача сырья в глинорыхлители.

Глинорыхлитель ИПДА-21 (2 шт. — один резервный, один — рабочий) предусмотрен для измельчения крупных комьев глины, под ним установлен ящичный ленточный питатель МА-4.003 с бильным валом (2 шт.) — один рабочий, один резервный), который разбивает сырье до крупности не более 100 м и равномерно подает на ленточный конвейер № 1, над которым установлен железоотделитель П-100М, обеспечивающий очистку сырья от случайных металлических включений.

Далее глина попадает в камневыделительные вальцы ВК-1, где кроме очистки глины от камней, производится первичная, грубая переработка сырья. Зазор между валками — 2÷17 мм.

Очищенная от камней глина поступает в шнековый пресс СМК-506, в котором происходит перемешивание глины и формование гранул диаметром 15–20 мм. Переработка глины на прессе-грануляторе благоприятно влияет на дальнейшую подсушку сырья в сушильном барабане, так как создаются условия для более равномерной подсушки.

Подача гранул в сушильный барабан производится конвейерами ленточными.

Для подсушки сырья используется сушильный барабан Ø2,2×16 м, прямоточный, оборудованный соответствующими насадками.

Сушильный барабан оборудован теплогенератором для сжигания природного газа и вентилятором ВДН-10 для подачи воздуха на горение (разработка ПТП «Энергобумпром»).

После теплогенератора газовоздушная смесь с температурой до 8500С поступает в сушильный барабан.

Уходящие газы после сушильного барабана проходят очистку в циклонах ЦН-15-700×6УП и с помощью дымососа ДН-11,2 выбрасываются в атмосферный воздух через дымовую трубу Ø1,0 м, высотой 31,815 м (ТП 907-2-263.86).

После сушильного барабана устанавливается конвейер шнековый наклонный (черт. 795.00.04.000) для частичного охлаждения гранул, затем сырье попадает на конвейер ленточный № 4 с 2-мя плужковыми сбрасывателями, который подает подсушенные гранулы в бункера гранулятора (силосы). всего бункеров — 3шт.

Каждый бункер снабжен датчиком верхнего и нижнего уровней, с помощью которых производится их равномерная загрузка и разгрузка.

Опорожнение одного из бункеров контролируется датчиками наличия гранулята на ленточном конвейере № 5, который размещается под бункерами.

С конвейера № 5 сырье поступает на конвейеры ленточные № 6 и № 7, которые подают его в ящичный ленточный питатель МА4-003, установленный над стержневыми смесителями, которые размещены последовательно, один под другим.

В первом стержневом смесителе сырье измельчается в порошок, а во втором происходит грануляция сырья и корректировка влажности до оптимальной.

Технологические параметры пресспорошка:

Исходная влажность (гранул)	5,5%
Рабочая влажность	7,3%
Гранулометрический состав: фракции 5 мм фракции 3 мм фракции 2 мм фракции 2 мм фракции не менее 1 мм	1,5% 4,6% 7,9% 24,7% 65,9%
Объемная насыпная плотность	1130 кг/м3
Угол естественного откоса	17°
Сыпучесть	19 сек.

Готовый пресспорошок ленточным конвейером № 8 транспортируется к распределителю потока (черт. 795.00.18.000) с помощью которого сырье равномерно распределяется на два потока.

Один поток с помощью ленточного конвейера № 9 поступает на группу прессования и сушки кирпича-сырца № 1, второй, с помощью ленточного конвейера № 10 — на аналогичную группу № 2.

Конвейер ленточный № 9 подает порошок в реверсивный шнековый конвейер (черт. 795.00.12.000), подающий сырье в нужную мешалку СМК-282. В прессовой группе установлено две мешалки СМК-282 и соответственно под каждой — пресс полусухого прессования СМ 1085Б. Одновременно работают одна мешалка и один пресс, вторая установка — резервная.

Каждая мешалка снабжена датчиками верхнего и нижнего уровней. Назначение мешалки — равномерная загрузка прессов и равномерное перемешивание порошка для предотвращения расслоения его по фракциям.

После мешалки порошок попадает в пресс полусухого прессования СМ 1085Б, оборудованный 4-мя прессформами.

Технологические параметры прессования и свойства опрессованного кирпича-сырца

Глубина засыпки	130 мм
Коэффициент сжатия	2
Масса кирпича-сырца	3990-4050 гр.
Предел прочности на сжатие: — кирпича-сырца — высушенного до остаточного влажности 2–3%	30,7 кгс/см2 57,3 кгс/см2
Пустотность	8%

Для отбора брака от прессов предусмотрена система ленточных конвейеров — № 7, 11, 12 (4 штуки).

Опрессованный кирпич с помощью съемника (черт. 792.00.00.000) поступает на накопитель (черт. 792.00.05.000), который подает его к перекладчику (черт. 792.02.00.00). перекладчик производит загрузку люлечного сушила (черт. 792.08.00.000) путем укладки двойного ряда кирпича (40 штук) на платформу подвески, люлечный конвейер совершает шаговое перемещение и на позицию загрузки выходит очередная свободная платформа подвески.

Одновременно на позицию разгрузки сушила из сушильной камеры выходит подвеска с двойным рядом высушенного кирпича.

В работу включается перекладчик-разгрузчик сушила (черт. 795.03.00.000), осуществляющий съем высушенного ряда кирпича с платформы подвески и укладчику этого ряда на полотно конвейера отводящего (черт. 792.00.08.000).

Отводящий конвейер подводит высушенный кирпич к съемнику накопителя. Захваты съемника перекладывают кирпич на полотно накопителя-садчика СК-2, на котором формируются ряды пакетов, которые, в свою очередь, садчиком укладываются на печную вагонетку.

Сушка кирпича-сырца в люлечном сушиле осуществляется горячим воздухом, отбираемым из зоны охлаждения туннельной печи, разбавленным холодным воздухом до нужной температуры. В соответствии с технологическим регламентом, температура сушки составляет 90–120°С, срок сушки — 10–12 часов, влажность кирпича после сушки — 2–3%.

Емкость люлечного сушила — 16 000 штук кирпича-сырца.

Подача теплоносителя в сушилку осуществляется вентилятором ВЦ-4-76-10Ж-02; отбор отработанного теплоносителя-вентилятором ВЦ-14-46-8К-02Б.

Автомат-садчик осуществляет перекладку 2-х рядов пакетов на обжиговую вагонетку и формирование двух пакетов из 12 рядов пакетов, уложенных друг на друга в перевязку (с поворотом на 900).

На обжиговой вагонетке формируется 4 пакета. В каждом пакете 480 шт. кирпича, всего на обжиговую вагонетку укладывается 920 шт. кирпича.

В технологической линии установлено два автомата-садчика. Работа садчиков отличается только ходом тележек с захватными головками.

У автомата-садчика в осях 29–30 группы прессования и сушки № 1 — ход тележки равен 7 200 мм, у автомата-садчика в осях 36–37 группы № 2 — ход тележки составляет 3600 мм.

Передвижение печных вагонеток осуществляется с помощью системы спецтранспорта, которая предназначена для обеспечения подачи порожних вагонеток к садчикам, создания запаса груженых вагонеток перед печью и подачи их к печи, отбора от печи, подачи на разгрузку, возврата порожних вагонеток и накопления их перед садчиками.

В состав оборудования, входящего в систему входит: 3 передаточные тележки СМК-100Б, 21 цепной толкатель, 2 толкателя садчиков, отборник из печи и гидравлический толкатель печи. Для непрерывной работы перед печью предусмотрены пути запаса груженых вагонеток на ночную смену и выходной день.

Груженая печная вагонетка электропередаточной тележкой № 1 подается к туннельной печи и сталкивается толкателем ЭПТ в зону действия гидравлического толкателя печи СМК-387.02.

При этом дверь форкамеры открывается, входная дверь печи закрыта и вагонетка закатывается в форкамеру. Дверь форкамеры закрывается, а двери печи открываются и толкатель за два хода перемещает весь поезд печных вагонеток в туннельной печи.

Обжиг кирпича производится в туннельной печи длиной L=127,9 м с шириной канала В=2,4 м, с плоским сводом (см. чертежи 3237-1-1У-ТХ).

Стены и свод печи выполнены из сборных эффективных многослойных панелей из жаростойкого бетона (заказ СК 161/1, А.С. «Тепломонтаж»).

Работа печи предусмотрена на природном газе.

Условно печь разделена на 3 зоны:

• зону подогрева с форкамерой;
• зону обжига;
• зону охлаждения готовой продукции.

 

По каналу печи уложен рельсовый путь шириной колеи 1524 мм.

Печь снабжена контрольно-измерительной аппаратурой и приборами автоматического регулирования температурного режима и стабилизации гидравлического режима печи.

Под печью предусмотрен проходной обдуваемый канал, предназначенный для возможности ревизии парка вагонеток.

Каждая зона печи оборудована соответствующим вентиляционным и газогорелочным оборудованием.

Отходящие дымовые газы с помощью дымососа отводятся в дымовую трубу Н=30 м (разработка АО «Тепломонтаж»).

Горячий воздух из зоны охлаждения печи отбирается для использования в сушилках.

Вагонетки с обжиговой продукцией периодически отбираются из печи толкателем-отборником и подаются на ЭПТ, которая подает вагонетки к пути разгрузки.

Путь разгрузки оборудован рампой с отметкой по высоте, равной отметке хода вагонетки.

Готовая продукция вручную укладывается на поддоны 0,52×1,03 м (ГОСТ 18343-80) и с помощью крана транспортируется или в полувагонах, подаваемый непосредственно в цех или на свободное место для складирования.

Порожняя вагонетка, после разгрузки, передается ЭПТ или на путь возврата в производство, или на участок ремонта, где предусмотрено два поста- для ремонта футеровки и ходовой части печных вагонеток. Участок ремонта оборудован соответствующим оборудованием.

Для проведения ремонтных и монтажных работ в производственном корпусе имеются мостовые краны грузоподъемностью 5 т.

В производственном корпусе находятся два помещения ТП для размещения приборов КИП и А в проекте предусмотрено помещение 9,0×9,0 м на отм. +2,40.

В производственном корпусе, в бытовых помещениях, необходимо предусмотреть на 1-ом этаже лабораторию.

Лаборатория предназначена для контроля за постоянством показателей, характеризующих сырье и готовую продукцию, а также для соблюдения основных параметров производства.

В обязанности лаборатории входит определение влажности сырья и контроль влажности пресспорошков, химического состава сырья, испытание готовой продукции на водопоглащение, определение морозостойкости, прочности на сжатие и изгиб, составление паспортов на готовую продукцию в соответствии с ГОСТ 530-80.

Также необходимо осуществлять периодический контроль за состоянием воздушной среды производственных помещений, за эффективностью работы аспирационных систем.

Характеристика обожженного кирпича

Марка по прочности по морозостойкости	200 Мрз 25
Водопоглащение, %	13,1–13,5
Средняя плотность, кг/м3	1740–1760
Цвет	терракотовый

Основные параметры и технологические расчеты

Производственную мощность цеха определяет производительность туннельной печи.

Конструктивный расчет туннельной печи:

1.	Длина печи	127,9 м.
	Ширина печи	2,4 м.
2.	Количество вагонеток в рабочей зоне печи	44 шт.
3.	Емкость печной вагонетки	1920 шт.
4.	Срок обжига	40–42 часа.

Емкость туннельной печи составляет: 1 920×44=84 480 шт.

Часовая производительность печи: 84 480/40=2 112 шт/час.

Годовая производительность печи: Q=2 112×24×365×0,95×0,98=17×225 тыс.шт/год,
где:
0,95 — коэффициент использования оборудования;
0,98 — брак обжига, 2%.

При сроке обжига 42 часа производительность печи составит 16 млн. шт. условного кирпича в год.

Необходимое количество вагонеток:

• количество вагонеток в печи — 45 шт.
• на путях запаса перед печью — 32 шт.
• на разгрузке — 12 шт.
• перед садчиками — 8 шт.
• в ремонте — 2 шт.
• Итого — 99–100 штук.

 

Исходные данные

1. Мощность завода^* — 17,225 млн. шт. усл. кирпича в год, м «200»; Мрз-25, пустотность — 8% (по заданию — до 20 млн. шт. усл. кирпича в год)
2. Естественная (карьерная) влажность сырья — 19,8%
3. Влажность сырья после сушильного барабана — 6,0–6,5%
4. Прессовочная влажность — 7,0–7,5%
5. Масса кирпича-сырца — 3,9–4,1 кг.
6. Потери при прокаливании — 8,4%
7. Влажность кирпича после сушки — 2–3%

 

* Расход сырья и топлива произведен в соответствии с заданием на 20 млн. шт. сл. кирпича в год.

Количество поддонов в ремонте — 30 шт.

Количество поддонов в обороте (с учетом возврата) — 5 000 шт.

С учетом неравномерности оборота и ремонта поддонов предлагается иметь запас поддонов на заводе — 10 000 штук.

Ремонт поддонов производится на ремонтной базе предприятия.

 

Штатная ведомость

№ п/п	Наименование профессии	Кол-во дней в году смен	Рабочие смены			Кол-во подсменных	Всего
			1	2	3
1	Начальник цеха	253 1	1	—	—	—	1
2	Мастер смены	365 2	1	1	—	1	3
3	Крановщик мостового крана	365 3	1	1	1	1	4
4	Оператор сушильного барабана	305 3	1	1	1	1	4
5	Рабочий по обслуживанию технологической линии приготовления пресс-порошка	365 2	1	1	—	1	3
6	Прессовщик	365 2	2	2	—	1	5
7	Сушильщик	365 2	1	1	—	1	3
8	Оператор автомата-садчика	365 2	2	2	—	1	5
9	Оператор передаточной тележки	365 3	2	2	1	1	6
10	Обжигальщик-сушильщик	365 3	1	1	1	1	4
11	Разгрузчик печных вагонеток-перекладка на поддоны	365 2	2	2	—	1	5
12	Водитель автопогрузчика для вывоза на склад готовой продукции (он же крановщик кран-балки для погрузки в ж.д. вагоны)	365 2	2	1	—	1	4
13	Рабочие по ремонту печных вагонеток	305 1	2	—	—	1	3
14	Лаборант, контроллер ОТК	305 1	2	—	—	—	2
Итого:			21	15	4	12	52

· Завод по производству керамических изделий на базе пресса СМК-435 (ручная укладка на сушку и обжиг)

· Комплекс оборудования для производства кирпича пластическим методом