4. Технологічні комплекси для виробництва керамічних вогнетривких виробів

4.1. Опис технологічного комплексу

Напівсухий спосіб виробництва цегли дає можливість розширити сировинну базу, тому що дозволяє застосовувати малопластичные глини.

При цьому способі можливе сполучення процесів сушіння і випалу виробів. Крім того, цегла має точні геометричні розміри і велику механічну міцність.

На рис 4.1 представлена схема технологічного комплексу продуктивністю Q_r= 1,210⁵ т шамотної вогнетривкої цегли в рік.

Рис. 4.1. Схема технологічного комплексу для виробництва шамотної вогнестійкої цегли

Для приготування шамоту глину грейферним краном 1 подають у стругач 2, де вона ріжеться ножами на стружку шириною 70 і товщиною 5 мм і надходить у бункер 3, з якого подається в двовальний Z-подібний змішувач 4 періодичної дії, що забезпечує високу якість перемішування глиняної маси з одночасним її зволоженням. Зі змішувача глиняна маса надходить на прес 5, пресується в брикети масою близько 2 кг. Однакова форма і розміри брикетів сприяють більш рівномірному розподілу газового потоку і поліпшенню прогріву матеріалу при випалі на шамот. З преса брикети стрічковим транспортером подають у бункер, розташований під шахтною піччю і далі надходять безпосередньо в піч 7, де вони піддаються випалу. Після випалу шамот у виді брикетів пластинчастим транспортером подається в щокову дробарку 8, дробиться до шматків розміром менш 50 мм і надходить у витратний бункер. З бункера грудковий шамот подається в кульовий млин, піддається помелу і у виді порошку надходить у стрічковий ваговий дозатор 10.

Глина на зв'язування зі стругача 2 стрічковим транспортером 11 подається в сушильний барабан 12 для підсушування до вологості 9-12% і надходить у бункер. Потім глина піддається грубому помелу в дезінтеграторі 13 і надходить на ваговий стрічковий дозатор 14.

Одночасно з підготовкою шамоту і глини на зв'язування частина глини (3%) подається в пропелерну мішалку разом з водяним розчином лигносульфатів. Приготовлений шлікер (W=70%) подається в коригувальну мішалку 16 з підігрівом шлікеру до t= 60°С и через об'ємний дозатор 17 надходить у змішувальні бігуни 18.

Одночасно зі шлікером у змішувач подається стрічковими ваговими дозаторами 10 і 14 шамот і глина на зв'язування. Компоненти рівномірно перемішуються в однорідну масу вологістю 6-7%. Отримана шамотно-глиняна маса стрічковим транспортером 19 подається у видатковий бункер колінно-важільного преса 20, що забезпечує двостороннє двоступінчасте пресування цегли. Відпресовані вироби укладаються на стрічковий конвеєр 21 і транспортуються до вагонеток 22. Електролафетом 23 вагонетки з відпресованими виробами подаються до тунельного сушила 24, встановленому співосно з тунельною піччю 25. Вагонетки з висушеними виробами штовхальником подаються в піч, у якій здійснюється випал шамотної цегли при температурі близько 1440^оС. Після випалу вагонетки з виробами електролафетом 26 подаються па склад готової продукції 27, де цегла сортується і відвантажується споживачу. .

4.2. Розрахунок фонду часу роботи устаткування годинної, змінної і добової продуктивності

Відповідно до виконаного раніше діям (див. розділ 3), ефективний фонд часу роботи устаткування при неперервному режимі роботи підприємства (z_зм=3) складає

Т_еф=Т_кК=87600,83=7270,8 маш.-год.

Годинна продуктивність технологічної лінії Q_год, кг/год

т/год кг/год.

Змінна продуктивність технологічної лінії Q_зм, т/зм

Q_зм=Q_годt_зм=16,58=132,03 т/зм =32030 кг/зм.

Добова продуктивність технологічної лінії Q_доб

Q_доб=Q_змr_зм= 132,033=396,09 т/доб. =390090 кг/доб.

4.3. Розрахунок потреби в сировинних матеріалах

Річна продукція на складі:

у рік: Q= 120000 т/рік =120000000 кг/рік;

у добу: кг/доб;

у годину: кг/год.

Продукція на складі з врахуванням втрат на складі В, кг/рік

,

де а - втрати придатної продукції на складі (бій); а=0,1%;

, кг/рік.

Брак від втрат на складі

B-Q=120120120,1 кг/рік.

Продукція з врахуванням браку при випалі

,

де b – брак продукції при випалі; b=1%;

, кг/рік.

Брак при випалі

С-В=12133454,6-120120120,1=1213334,5 кг/рік.

Продукція з обліком втрат при прожарюванні маси

де С – втрати при прожарюванні маси; С=3,19%;

, кг/рік.

Втрати при прожарюванні

D-C=125331530,4-12133454,6=3998075,8 кг/рік.

Напівфабрикати з урахуванням залишкової вологи

де d - залишкова вологість матеріалу після сушіння; d= 3%;

, кг/рік.

Залишкова волога після сушіння

E-D=129297763,3-125331530,4=3876323,8 кг/рік.

Напівфабрикат з урахуванням браку при сушінні

де е - брак продукції при сушінні; е=1%;

, кг/рік.

Брак при сушінні

=G-E=130512892,2-129297763,3=1305128,9 кг/рік.

Сформовані вироби з урахуванням вологості маси

де q - вологість маси; q=7%.

Волога, що видаляється з виробів при сушінні,

H-G=136126949,9-130512892,2=5613457,7 кг/рік.

Сформовані вироби з урахуванням браку при формуванні

де К - брак продукції при формуванні; К=3%;

, кг/рік.

Брак при формуванні:

К-Н=140336443,2-136126949,9=4210093,3 кг/рік.

а) поворотний

, кг/рік.

б) безповоротний

, кг/рік.

Маса, необхідна для формування виробів,

N=К-=140336443,2-3999588,6=136336854,6 кг/рік.

Абсолютно суха маса

, кг/рік.

Вміст вологи в приготовленій масі

N-P=136336854,6-126793274,8=9543579,8 кг/рік.

Кількість вихідної сировини по компонентах у масі в розрахунку на суху речовину:

а) компонент 1 (глина)

,

де R - кількість компонента в масі, %; R=25%;

, кг/рік.

кількість висушеної глини, що вводиться на зв'язування (компонент 1)

, кг/рік.

де R₁ - вміст сухої глини, що вводиться в зв'язування, %; R₁=97%;

кількість глини, що вводиться в зв'язування в якості шлікеру, %; R₂=3%;

б) компонент 2 (шамот)

,

де S - вміст компонента в суміші, %; S=75%;

, кг/рік.

Розрахунок по компоненті 1 (глиняна складова)

Кількість компонента 1 з врахуванням його вологості після сушіння

,

де r - вологість компонента 1 після сушіння, %; r= 7%.

, кг/рік.

Волога, внесена компонентом 1 в масу,

Q₁-K=33061686-30747486=2314318 кг/рік.

Компонент 1 з врахуванням втрат при помелі і транспортуванні

,

де q₁ - безповоротні втрати компонента 1 після помелу і транспортування, %; q₁=0,3%;

, кг/рік.

Безповоротні втрати компонента 1 при помелі і транспортуванні

V-Q₁=33161169-33061686=99483 кг/рік.

Компонент 1 з врахуванням втрат при сушінні

,

де V - безповоротні втрати компонента 1 при сушінні, %; V=1%;

, кг/рік.

Безповоротні втрати при сушінні

W-V=33496130-33161169=334961 кг/рік.

Компонент 1 з врахуванням природної вологості

,

де W₁ - природна вологість компонента 1, %; W₁=20%;

, кг/рік.

Волога, що видаляється при сушінні компонента 1,

Z-W=38939250-33496130=5443120 кг/рік.

Компонент 1 з врахуванням втрат на складі

,

де Z₁ - втрати компонента 1 на складі, %; Z₁=0,5%;

, кг/рік.

Кількість компонента 1 з урахуванням вологості шлікеру

,

де r - вологість шлікера, %; r=70%;

, кг/рік.

Кількість компонента 1 з урахуванням природної вологості глини

,

де W₂ - природна вологість компонента 1, %; W₂ = 20%;

, кг/рік.

Компонент 1 з врахуванням втрат при транспортуванні і на складі

,

де - втрати компонента 1 на складі і при транспортуванні, %; =0,5%;

, кг/рік.

Необхідна кількість компонента 1 на повний випуск продукції

У=У₁+У₂ =39134924+358398=39493322 кг/рік.

Розрахунок по компоненті II (шамот)

Компонент II з врахуванням втрат при транспортуванні і помелі

,

де S₁ - втрати компонента II при помелі і транспортуванні, %; S₁=0,3%;

, кг/рік.

Компонент II з врахуванням поворотного браку при сушінні

Ф=М-0,95381099,4-1305328,90,95=94141226,9 кг/рік.

Компонент II з врахуванням втрат при його отриманні у випалі

,

де t - утрати при випалі при отриманні компонента II, %; t=1%;

, кг/рік.

Величина втрат компонента II при випалі

О-Ф=95092148,43-94141226,9=950921,4 кг/рік.

Вихідна сировина для одержання компонента II з обліком втрат при прожарюванні

кг/рік.

Сировина для одержання компонента II з врахуванням його початкової вологості

,

де l - вихідна вологість сировини для одержання компонента II, %; l=20%;

, кг/рік.

Сировина для одержання компонента II з врахуванням втрат на складі і при транспортуванні

,

де И - втрати сировини на складі, %; И=0,5%;

, кг/рік.

Загальна витрата сировини складе

Ш=П+У=123398923,7+39493322=162892245 кг/рік.

Підбор марки і кількості основного технологічного устаткування робимо аналогічно прикладам, приведеним у підрозділі 3.4.