Tags: производство | строительные материалы | технология | черепица

4.1. Переработка сырья и подготовка масс.

В керамическом производстве постоянство свойств и со­става сырья имеет первостепенное значение. Подача сырья из карьера на производство, состав и свойства которого ме­няются, нарушает режим работы предприятия. Свойства гли­ны могут меняться как по площади карьера, так и по высоте слоя сырья. Поэтому необходимо точно знать характер глины эксплуатируемого месторождения и организовать его разработку таким образом, чтобы получать однородное сырье.

В керамическом производстве карьеры разрабатываются как открытым, так и закрытым способами. Добыча глины в карьере открытым способом состоит из двух самостоятельных операций: разработки вскрыши и по­лезной породы (глины).  Добыча глины осуществляться по всей высоте откоса. Этого добиваются, используя многоковшовый экскаватор (1).

Многоковшовые экскаваторы (рис. 4) имеют рабочий меха­низм в виде бесконечной цепи, на которой укреплены ковши. Бесконечная проволока из которой сделан трос вращается вокруг стрелы (рамы), яв­ляющейся ее опорой. Принцип работы здесь иной, нежели у одноковшового экскаватора. Рама опускается так, что ковши прижимаются к откосу забоя и снимают стружку. Наполнен­ные ковши, двигающиеся вокруг рамы, опрокидывают над бункером экскаватора. Пустые ковши двигаются по верху рамы, огибают нижний конец ее, и весь процесс начинается снова.

Керамическая промышленность в настоящее время обслужи­вается, в основном, многоковшовыми экскаваторами.

Рис.4 Схемы работы многоковшового экскаватора.

Многоковшовый экскаватор может работать как с верх­ним, так и с нижним черпанием. При верхнем черпании рама экскаватора поднята вверх относительно его основания, и ковши срезают породу, двигаясь по откосу забоя сверху вниз. При нижнем черпании рама, наоборот, опущена вниз отно­сительно основания экскаватора, и ковши наполняются гли­ной при движении их снизу вверх. При нижнем черпании ковши экскаватора заполняются лучше, поэтому этим спо­собом черпания пользуются во всех случаях, когда это воз­можно по условиям разработки.

Далее после разработки , глина, добытая в карьере, подвергается процессам вывет­ривания, вымораживания, вылеживания в результате ее ук­ладки в конуса (2).

При этом происходят следующие процессы:

— диспергация (размельчение) плотной структуры глини­стых пластов в результате смены температур при повышен­ной влажности;

— частичное гниение органических примесей с выделени­ем газов;

— возможное разложение маточных пород (полевых шпа­тов) в результате длительного вылеживания.

Чем дольше глина вылеживается в конусах, тем выше ее качество. При вылеживании происходят процессы выветривания, вымораживания и равномерного распределения вла­ги. В процессе выветривания и вымораживания глинистые ча­стицы диспергируются, увеличивая пластичность глины. При вылеживании происходит набухание глинистых частиц, а так­же вымывание растворимых солей, что позволяет без лиш­них затрат избавиться от налетов на поверхности обожжен­ной черепицы. Срок нахождения глины в конусах должен быть не менее 12—18 месяцев. При добыче глины из конусов, та часть глины, использование которой предусмотрено в зим­нее время, подвергается выравниванию поверхности с по­мощью бульдозера и укрывается утеплителем (опилками, камышом. . .).

Вылежавшаяся  глина затем направляется на завод с помощью самосвалов (3).

Дальнейшую обработку сырья в зависимости от его особенностей, связанных с условиями образования, ведут пластическим или сухим способом. Дальше мы будем рассматривать пластический способ производства. Основными критериями  исходного сырья для выбора технологии его обработки могут служить макроструктура и пластические свойства, определяющие плотность материала, его способность подвергаться диспергации при обработке в увлажненном состоянии.

Глину из самосвалов (3) сваливают на решетки, расположенные на верху бункера ящичного пластинчатого питателя СМК-214 (5). Ящичный питатель СМК-214 состоит из сле­дующих основных сборочных единиц: каркаса, транспортера, бильного вала, привода шиберов. Сварной кар­кас выполнен в виде ящика, боковые стенки которого установлены с рас­ширением внизу, что уменьшает зави­сание материала.( Рис.5).

Транспортирующим органом пита­теля является резиновая лента шириной 1200 мм, опирающаяся на ролико­вый конвейер. Бильный вал   предназначен для разрыхления, перемеще­ния и равномерного сброса материала с ленточного конвейера в разгрузочный лоток. Привод обеспечивает вращение вала ленточного конвейера и бильного вала и состоит из двигателя, вариатора, червячного и цилиндрического редук­торов,   цепной    передачи.   Вращение передается через промежуточный вал к  приводному  валу  ленточного  кон­вейера и с помощью цепной передачи — к   бильному.   Шиберы   обеспечиваю дозирование      компонентов      шихты путем установки их на разной высоте относительно   плоскости   ленты   кон­вейера.  Перемещаются шиберы с по­мощью   червячно-винтовых   механиз­мов при ручном вращении рукоятки. Помимо   этого  точность   дозирования компонентов    обеспечивается    бессту­пенчатым изменением скорости движе­ния ленты конвейера.

Рис 5 Ящичный питатель СМК 214

Подвижным рыхлителем КО-01 (4) (Производительностью 5 т/ч;). Глинорыхлитель предназначен для измельчения крупных и мерзлых комьев глины. Он состоит из двух валов, установленных на опорах в сварном корпусе, синхронизатора, привода и рамы. Глинорыхлитель является машиной периодического действия и включается в работу после загрузки в его бункер порции глины, далее  зубьями рыхлителя проталкиваются в ящичный питатель СМК-214, из которого глина по ленточному конвейеру поступает на измельчение в вальцы грубого помола СМК-1198. Он предназначен для грубого помола глины и выделения каменистых включений. Вальцы состоят из гладкого валка, ребристого валка, рамы, устройств для защиты вальцов от перегрузки, для очистки гладкого и ребристого валков. Валки вращаются навстречу друг другу. Зазор между ними регулируется перемещением гладкого валка в направляющих рамы. Далее глина направляется в глинохранилище (7)

На заводе должен быть теплый склад глины, рассчитанный на 30 суток работы завода . Закрытое хранение глины про­изводится в глинохранилишах различного типа. Они отличаются друг от дру­га, в основном, емкостью и механизмом, с помощью кото­рого осуществляется выемка глины из этой емкости и пода­ча ее на технологическую линию завода.

По виду механизмов глинохранилища делятся:

а) с мостовым грейферным краном;

б) с экскаватором;

в) с канатным скрепером.

После глинохранилища массу обрабатывают на бегунах мокрого помола БМП-55 (8) с дополнительным увлажнением 19-20%   горячей    водой. Размер включений после бегунов часто превышает 5—6 мм. Тонкомолотая глина впитывает воду в 5—6 раз быстрее кусковой. Учитывая, что процесс набухания длится 0,5—4 ч и более, массу лучше увлажнять горячей водой (60—70° С) или паром.  Проникая в поры, а также в места с дефектами структуры глинистых частичек, горячая вода или пар легче образуют гидратные оболочки, а расклинивающее действие воды проявляется сильнее. Масса, прогретая паром, лучше формуется при пониженной влажности, расход мощности при фор­мовании снижается на 20—25%, производительность прессов повы­шается на 8—10%, срок сушки сокращается на 40—50%.  Перепад влаги по слоям в полуфабрикате из прогретой массы уменьшается в 2—3 раза, что снижает напряжение и усадку в сырце при сушке. В ре­зультате снижается брак и повышается прочность  высушенного сырца и готовых изделий.

Далее из него по ленточному конвейеру глину направляют на дополнительную обработку в глинорастиратель СМК – 530 (9) с отверстиями решеток 16—18 мм, а затем— в вальцы тонкого помола ИАПД - И20 (10) с зазором между валками 1,8 -2мм. Предназначен для тонкого помола глиняных масс.   В состав вальцов входят валковая клеть, рама, приводы быстроходного и тихоходного валков, гидросистема, шлифовальные устройства.

После этого глина поступает в двухвальный лопастный смеситель СМК - 125А. (11) Где материал переме­шивается(гомогенизируется) лопастями, насаженными на вал, со скоростью до 35 об/мин. Регулированием угла наклона лопастей изме­няется скорость движения материала и время пребывания его в сме­сителе, которое обычно составляет 2—3 мин. Скорость перемещения составляет 1,3—1,4 м/с. Производительность двухвальных смесителей 18—35 м³/ч. Здесь же сырье предварительно увлажняется, подаются отощающие и другие добавки.

Каждой массе соответствует оптимальная влажность, при которой она обладает наибольшим сцеплением, характеризуемым предельным напряжением сдвига. При этой влажности наиболее полно развиваются гидратные оболчки и адсорбированные пленки воды на глинистых частичках, максимально проявляют свое влияние вандерваальсовские силы молекулярного взаимодействия, завершается процесс диспергирования. Полуфабрикат из таких масс имеет максимальную прочность в высушенном состоянии, переносит сушку и обжиг с наименьшими деформациями, а изделия характеризуются максимальной   прочностью.

Компоненты глинистых материалов по-разному реагируют на увлажнение и процесс гидратации. Каолинит глины малопроницаем для воды и мало набухает, монтмориллонит хорошо гидратируется и на­бухает в значительной степени, иллиты занимают промежуточное по­ложение, а в зерна песка вода не проникает. Неодинаковая проницае­мость воды в минералы является причиной гетерогенного распределения ее в глине или массе, что ухудшает формовочные свойства массы и вы­зывает брак при сушке и обжиге.

На глиняную массу с помощью ленточных конвейеров направляют в специальный шихтозапасник  башен­ного типа (13) (рис. 6), бункерах и других механизированных емкостях. Промежуточные ем­кости (силосы) от 25 до 350 м³ обеспечивают вылеживание переработанной и увлажнен­ной массы от 5—6 ч до 24 ч. На отечественных заводах ис­пользуют башни-силосы типа СМК-178 емкостью 150 м³. Производительность башни — 25м³/ч, установленная мощ­ность электродвигателей — 42 кВт.

Расположение шихтозапасника в середине технологического процесса следует признать весьма удачным технологическим решением.

Запас шихты гарантирует ритмичность работы формовочного отделения, а следовательно, и другие переделов производства.