4. Обоснование выбора и характеристика сырьевых материалов

При выборе сырья необходимо вначале дать общие требования к исходному сырью для выпуска керамических изделий с заданными свойствами. Следует рассмотреть химический и минералогический состав сырья, примеси в нем и показать их влияние на технологические параметры производства и свойства готовых изделий. Если этот материал описан в обзоре литературы, то сделать на его ссылку.

Затем приводится полная характеристика сырьевых материалов, выбранных для разрабатываемой схемы, проектируемого цеха, участка. Указываются месторождения сырья, его химический и минералогический составы, влажность, зерновой состав, пластичность, огнеупорность, температура спекания и другие характеристики, необходимые для производства. Сведения приводятся как на основании литературных данных, так и по результатам заводских испытаний. Следует обратить внимание на возможность использования сырья новых месторождений, местного более дешевого сырья, отходов различных отраслей промышленности для производства керамических изделий.

В конце раздела приводится состав массы для производства выбранных изделий с обоснованием роли каждого компонента и его влияния на технологические свойства изделий.

5. Выбор и обоснование способа производства с разработкой схемы технологического процесса

Обзор существующих методов производства заданного вида продукции сделан в разделе 2. На основании анализа достоинств и недостатков существующих методов выбирают способ производства для проектирования и указывают его преимущества перед другими по расходу сырьевых материалов, производительности, качеству продукции, возможности механизации и автоматизации, условий труда и т. д. Определяющими при выборе способа производства являются качество исходного сырья и требования, предъявляемые к готовой продукции.

При экономической оценке выбранного способа производства в сравнении с действующими рассматриваются следующие вопросы: а) упрощение и сокращение технологических операций. При этом увеличивается выпуск продукции; б) уменьшение расходных коэффициентов по сырью, материалам, энергии, топливу; в) замена дефицитного сырья, материалов; г) уменьшение трудоемкости изготовления продукции, увеличение производительности труда; д) улучшение качества продукции.

После обоснования способа производства разрабатывается принципиальная схема технологического процесса с указанием содержания, последовательности и взаимосвязи главнейших технологических операций. Технологическая схема включает все операции от склада сырья до склада готовой продукции. В качестве примера приводится принципиальная схема производства лицевого керамического кирпича (см. приложение 2).

При описании схемы технологического процесса необходимо уделить внимание назначению каждой технологической операции, сущности физико-химических и тепловых процессов, протекающих при изготовлении изделий. Следует отразить влияние различных технологических факторов и параметров (дисперсности, влажности масс, давления прессования, температуры и длительности сушки, обжига и т. д.) на продолжительность технологических операций и качество полуфабриката и готового продукта. На основании этого нужно пояснить выбранные в проекте технологические параметры и схему переработки материалов.

В данном разделе нет надобности описывать устройство и принцип работы оборудования. Это дается лишь в том объеме, который необходим для разъяснения сущности технологической операции.

6. Технологические расчеты

6.1. Расчеты составов масс.

В этом разделе на основании данных по химическому составу применяемых сырьевых материалов рассчитывают химические составы шихт, масс, глазурей по методике, приведенной в [29]. Полученные химические составы исходных смесей сопоставить с диаграммами состояния двух- и трехкомпонентных физико-химических систем и установить, какие кристаллические фазы образуются в изделиях при данной температуре обжига проектируемого производства, описать свойства этих фаз, их влияние на характеристики готовой продукции.

6.2. Материальный баланс производства.

Для правильного подбора технологического оборудования необходимо определить количество материалов, подлежащих переработке на каждом переделе производства в течение года, суток, часа, для выполнения годовой программы. Материальный баланс составляют для всего ассортимента изделий в целом по всем переделам производства. Исходными данными для составления и расчета материального баланса являются: годовая производительность предприятия по готовой продукции, масса готового изделия, способ производства и технологическая схема производства, потери при прокаливании и влажность сырьевых материалов, технологические потери по всем переделам и доля возврата их в производство.

Значения исходных данных берутся на предприятиях или по нормам технологического проектирования для заводов керамической и огнеупорной промышленности.

Для определения суточной и часовой переработки сырья и полуфабрикатов необходимо принять на основании норм технологического проектирования режим работы цеха (участка), который характеризуется числом рабочих дней в году, количеством смен в сутки и количеством часов работы в смену.

При выборе режима работы цеха следует учитывать характер работы основного технологического оборудования (возможность его остановки или необходимость его непрерывной работы в течение года), а также резерв времени для текущего и планово-предупредительного ремонта оборудования. Рекомендуемые режимы работы предприятий по производству строительной керамики приведены в приложении 2.

В результате расчета материального баланса производства устанавливается расход сырья, добавок и других вспомогательных материалов. Даются сведения о возврате отходов на переработку с целью сокращения потерь от брака. Данные материального баланса по переделам и предприятию в целом служат исходными характеристиками для подбора основного и вспомогательного оборудования, расчета складских площадей.

В данном пособии приведен пример расчета материального баланса производства двуслойного лицевого керамического кирпича.

Расчет материального баланса получения лицевого кирпича

Исходные данные: производительность 30 000 тыс. шт. усл. кирпича в год.

Расчет материального баланса выполняется в порядке, обратном движению сырья, полуфабрикатов и изделий в принятой технологической схеме производства.

Расчет ведется по следующим формулам.

1. Количество перерабатываемого по сухой массе материала на текущей операции, т:

H_(i) = H_(i–1) + R_(i) – S_(i),

где H_(i–1) – количество переработанного материала на предыдущей операции, т;

R_i – абсолютная величина потерь материала на текущей операции, т;

S_i – возврат материала в производство, т.

2. Абсолютные потери на данной операции, т:

R_i = H_(i-1) ,

где R(i) – пооперационные потери, %.

3. Возврат материала в производство, т:

S_(i) = R_(i) ,

где B(i) – возвратные потери, %.

4. Количество перерабатываемого на текущей операции материала с учетом влажности, т:

G_(i) = H_(i) ,

где W(i) – влажность материала, %.

Определяется масса продукции, поступающей на склад готовых изделий:

– объем единицы продукции (кирпича керамического)

V_{ед. пр} = 0,250,120,065 = 1,9510^-3 м³;

– масса единицы продукции

G_{ед. пр}=V_{ед. пр}  = 1,9510^-31,8 = 0,00351 т,

где  = 1,8 т/м³;

– поступило на склад готовой продукции

Q = 30 000 0000,00351 = 105 300 т/год.

Известно, что в общем объеме лицевого кирпича основная масса составляет 93%, а лицевая – 7%, что соответствует:

– основная масса 105 3000,93 = 97 929 т;

– лицевая масса 105 3000,07 = 7 371 т.

Материальный баланс рассчитывается отдельно для основной массы кирпича и лицевого слоя.

Материальный баланс для основной массы кирпича в производстве лицевого кирпича

Состав массы приведен в табл. 1.

Таблица 1

Шихтовой состав основной массы

Наименование компонентов	Количество, мас.%
Глина легкоплавкая (тугоплавкая) Шамот алюмосиликатный ОФС (отходы формовочных смесей)	76 6 18

Движение материалов по технологическим переделам и нормативы пооперационных и возвратных потерь в производстве основной массы кирпича приведены в табл. 2.

Таблица 2