Контроль качества продукции и технологического процесса

Содержание Введение

1. Технологическая часть

1.1 Номенклатура выпускаемой продукции

1.2 Характеристика сырьевых материалов

1.3 Выбор и обоснование способа производства и технологической схемы

1.4 Описание технологического процесса и физико-химических основ производства

1.5 Режим работы и предприятия

1.6 Материальный баланс производства

1.7 Расчёт и подбор оборудования, механизмов

1.8 Расчёт складов и бункеров

1.9 Расчёт состава работающих

2. Контроль качества продукции и технологического процесса

3. Техника безопасности Заключение Список используемой литературы

Введение

Активность населения в области строительства и ремонта остается высокой и, возможно, продолжит свой рост в будущем. По оценке аналитиков, объем рынка отделочных материалов в России равен примерно $ 6 млрд (из них $ 1,5 млрд приходится на Москву). Из этого объема только 40% приходится на отечественного производителя, остальные 60% приходятся на импорт. Такую структуру можно объяснить тем, что, во-первых, объемы отечественного производства не могут покрыть потребности растущего рынка; во-вторых, отечественные компании проигрывают зарубежным в использовании эффективных технологий продвижения продукта на рынке; в-третьих, ввезенные товары обладают или лучшим качеством, хотя в последнее время наметилась тенденция модернизации ряда отраслей строительного сектора с обновлением парка оборудования.

Самым быстрорастущим сегментом рынка отделочных материалов является рынок керамической плитки. В год он растет на 25% в год. Еще более высокими темпами растет российский рынок элитной керамической плитки — на 30% в год. При этом наблюдается как рост отечественного производства, так и увеличение поставок по импорту. По результатам рыночных исследований, проведенных ассоциацией D&E, которые были опубликованы в марте 2004 года, спрос на керамическую плитку вырос на 18%, что составило 125 миллионов кв.м. На рост спроса мгновенно отреагировала местная промышленность, что повлекло за собой увеличение производства на 27% с 82 млн. кв.м. в 2003 году до 104 млн. кв.м. в 2004 году.

Для сегментирования рынка керамической плитки можно применять ряд признаков.

1. Плитка, применяемая для отделки частных жилых помещений, и плитка, применяемая для строительства и реконструкции объектов деловой и торговой сферы. Плитка для отделки коммерческих помещений составляет примерно треть от всего рынка плитки.

Скорее всего такое процентное отношение сохранится еще на долго. Хотя увеличивается рост строительства офисных и торговых помещений, но его объемы не смогут превысить объем строительства жилья.

2. Госкомстат РФ применяет сегментацию по типу работ.

— плитка глазурованная для отделочных работ;

— плитка керамическая напольная;

— плитка керамическая фасадная.

2. Госкомстат РФ применяет сегментацию по типу работ.

— плитка глазурованная для отделочных работ;

— плитка керамическая напольная;

— плитка керамическая фасадная.

3. Товарная номенклатура внешнеэкономической деятельности (ТН ВЭД) предполагает подразделение керамической плитки на две крупные группы: плитка керамическая глазурованная и плитка керамическая неглазурованная. По некоторым данным, Неглазурированной плитки продается больше, чем глазурированной.

4. Сегментация по цене:

— низкоценовой сегмент

— среднеценовой сегмент

— высокоценовой сегмент Большую часть продаж занимает сегмент с низкой ценой. На втором месте — средняя цен и высокоценовой сегмент занимает лишь около 8 процентов рынка.

Тем не менее, сегмент дорогой плитки продолжит расти и этот рост составит 30%. Участники рынка считают, что все сливки с этого сегмента снимут итальянские компании.

Сегмент дешевой плитки ежегодно растет лишь на 20% - ее используют для «бюджетного» строительства, которое развивается медленнее.

Сегодня элитную плитку в Москве продает 20 бутиков. Лидерами считаются компании «Эксклюзив» (три салона), студия камня и плитки «Барокко» (два салона), компания I. M (магазины Бутик плитки). По словам руководителя отдела плитки и керамогранита «Барокко» Ксении Левиной, развитие бутиков обусловлено «желанием обеспеченного потребителя получить эксклюзив от ведущих дизайнеров, которого не найти в больших сетях». По ее данным, стоимость элитной плитки начинается от 35 евро за кв. м, но есть образцы и за $ 2 тыс. Наиболее популярные марки — Floor Gres, Saint’Agostino и дизайнерская студия Brix.

Не многие страны Европы могут похвастаться ростом рынка керамической плитки. В основном рынки сформированы и разделены между игроками. И все больше привлекательностью обладает рынок РФ. Ведущие мировые производители керамической плитки пытаются укрепить свои позиции в России. Еще 5−6 лет назад европейские производители не были представлены и объемы импорта были минимальными. Однако теперь при росте спроса на отделочные материалы и на плитку в частности, иностранные производители увеличивают поставки, отечественные производители тоже не отстают и наращивают объемы производства. Однако 30% рынка приходится на импорт. И изменить это положение российским компаниям будет достаточно трудно.

Низкое качество глины, отставание в дизайне, нарушение технологии производства, низкая квалификация рабочей силы — все это оказывает отрицательное воздействие на качество продукта.

Основные тенденции на рынке и прогноз.

В настоящее время в России работает более 3 десятков заводов выпускающих керамическую плитку и керамогранит. Продукция зарубежного производства представлена очень широко. Более 130 заводов из Италии, Испании, Германии, Польши, Белоруссии, Китая, Франции и даже Бразилии поставляют керамическую плитку в Россию. Несмотря на такое разнообразие, доля импортной продукции в натуральном выражении не очень велика. По оценке «Агентства строительной информации», в 2005 году на продукцию зарубежных производителей пришлось 28% потребления керамической плитки и 41% - керамогранита. В дальнейшем изложении результатов исследования мы будем четко разделять два вида керамической продукции — керамическую плитку и керамический гранит. Для справки уточним, что процесс производства обычной плитки и керамогранита несколько отличается. Керамогранит обжигают при температуре от 1200 до 1300 C, температура обжига керамической плитки обычно ниже. При этом происходит полное «остекление» плитки, и в результате образуется новый материал, обладающий исключительной прочностью и плотностью. Как правило, керамогранитная плитка имитирует поверхность натурального камня. В первой части статьи мы рассмотрим рынок только керамической плитки, информация о рынке керамогранита будет предложена нашим читателям позднее.

На конец 2006 года мощность всех российских заводов по выпуску керамической плитки составляла около 115 млн.кв.м. в год. Примерно половина этих мощностей сосредоточена в Центральном регионе, причем 5 заводов общей мощностью 20 млн.кв.м. (18% от всех заводов) расположены в Москве и Московской области. Чуть больше 20% производственных мощностей приходится на Северо-Западный регион, где под Санкт-Петербургом действует 4 керамических завода.

В 2006 году отечественными заводами было выпущено, по предварительным итогам, около 93 млн. квадратных метров плитки. На рисунке 7 приведены данные об объемах выпуска керамической плитки в 2003;2006 и прогноз до 2010 года. По оценке Агентства темп прироста выпуска составил в 2006 год не более 5%. И в ближайшие годы мы не ожидаем серьезного увеличения объемов внутреннего производства керамической плитки. Темп прироста выпуска, скорее всего, останется на уровне 3−5% в год, если в ближайшее время никто не решит запустить новый мощный завод. Однако информация о таких намерениях нам не встречалась.

Доступные большинству специалистов данные Госкомстата сообщают, что в 2005 году у нас было произведено 10,08 млн.кв. метров плитки, что несколько превышает нашу оценку — 89 млн.кв.м. Как выяснилось в ходе подробного анализа, в указанный Госкомстатом объем, под видом напольной плитки попадает значительная часть выпуска керамогранита. Забегая вперед, отметим, что рынок керамического гранита, в отличие от рынка керамической плитки переживает фазу активного развития, и выпуск продукции в 2005;2006 годах ежегодно удваивался. Отсюда мы и получаем завышенную оценку объемов выпуска и очень оптимистичный прогноз развития рынка со средним темпом прироста производства 18−20%.

Лидеры по объему продаж керамической плитки — марки «KERAMA MARAZZI» и «Шахтинская плитка». На их долю приходится по 10−11% рынка плитки. В отношении импортной продукции, лидируют испанская, итальянская, польская плитка. На долю белорусской плитки «Керамин» приходится около 5% потребления. Здесь мы приводим оценки долей рынка торговых марок по объему продаж в целом по России. В каждом отдельном городе картина может сильно различаться. Для иллюстрации приведем данные о частотах использования плитки разных марок в некоторых исследованных городах. Заметим, что частота использования (доля респондентов, использовавших продукцию данной торговой марки) и доля рынка принципиально разные понятия, но определенная связь между ними существует, хотя она и далека от линейной. Так по частоте использования продукция «Шахтинской плитки» лидирует в большинстве городов, где «Агентством строительной информации» был проведен опрос строительных компаний, выполнявших облицовочные работы в 2006 году. Но, например, в Санкт-Петербурге лидером по частоте использования, как среди строителей, так и среди частных лиц, занимающихся ремонтом у себя дома, оказалась марка «Керамин». Белорусскую плитку покупали 40% опрошенных строителей и 20% частных лиц. Покупки «Шахтинской плитки» отмечали почти в два раза реже В Екатеринбурге ситуация сильно отличается от большинства исследованных городов. Здесь строители чаще всего отмечали использование продукции местного завода «Пиастрелла», а белорусскую плитку покупали очень немногие респонденты.

В отличие от предпочтений в отношении использования продукции разных торговых марок, некоторые данные, полученные в ходе исследования, можно перенести на потребителей любого региона. Как выяснилось, строители разных городов мало, чем отличаются в отношении использования продукции отечественных и зарубежных производителей. Что в Москве, что в Челябинске более половины опрошенных строителей в 2006 году покупали плитку только российского или белорусского производства (50−65% респондентов в каждом из городов). Около 10−20% строительных фирм каждого из исследованных городов предпочитают работать исключительно с импортной продукцией. Поскольку статистически значимых различий по этому показателю в изученных городах не выявлено, мы говорим о том, что ситуация в городах схожа. Если мы не видим отличий между респондентами таких разных городов как Москва, Санкт-Петербург, Самара, Нижний Новгород, Екатеринбург, Челябинск и Краснодар, то рискнем предположить, что данный показатель применим к анализу рынка любого из областных центров России.

Существенных расхождений мы не получили при распределении опрошенных фирм в разных городах по объемам выполненных облицовочных работ. В каждом из исследованных городов выполнение существенных объемов облицовочных работ (от 1000 до 5000 квадратных метров) отметили около трети опрошенных фирм. Более значительные объемы закупок керамической плитки и/или керамогранита (больше 5 тыс.кв.м. за полугодие) указали не более 10−15% фирм.

Таким же образом мы можем предположить, что такие показатели как факторы выбора, схема принятия решения о покупке продукции того или иного производителя не являются специфичными для отдельного города и могут быть применены для описания действий потребителей в любом регионе.

В заключение мы постараемся дать краткую характеристику рынка керамической плитки. Ассортимент продукции достаточно велик, например, на рынке Москвы или Санкт-Петербурга представлена продукция более чем 100 торговых марок. Большинство заводов ведут свою историю с советских времен, в последние годы почти все производства провели модернизацию и установили новое импортное оборудование итальянских, испанских и немецких компаний. Благодаря реконструкции производства качество и ассортимент продукции, выпускаемой отечественными заводами, могут конкурировать с импортной плиткой.

Доля продукции зарубежных производителей заметно уменьшилась, по сравнению с началом 90-х годов и к настоящему времени составляет 25−30%. В результате мы можем констатировать тот факт, что процесс импортзамещения в этой отрасли практически завершен. С начала 2000 года было введено в строй всего 4 новых производства: «Кировский стройфарфор», «Новомосковский завод керамических изделий», «Фряновская керамика» (компания «Лира-керамика») и «Керамин-СПб». Часть заводов имеют незадействованные резервы мощностей. Таким образом, мы видим стабильный сложившийся рынок, со среднегодовым темпом прироста выпуска около 5%. Определенное влияние на замедление роста рынка керамической плитки оказывает рынок керамогранита. В сегментах напольной плитки и фасадной облицовки керамогранит с успехом вытесняет классическую керамическую плитку. /1/, /2/.

1. Технологическая часть

1.1 Номенклатура выпускаемой продукции

В проектируемом цехе осуществляется производство керамической глазурованной плитки с подглазурным ангобированием для внутренней облицовки стен согласно требованиям ГОСТ 6141–95.

Плитки выпускаются квадратной, прямоугольной и фигурной формы. Лицевая поверхность может быть рельефной, а боковые грани могут быть без завала или с завалом одной, двух, трёх и четырёх сторон. Плитки могут изготавливаться одноцветными и декорированными различными методами. Декорирование может осуществляться методом сериографии, набрызгивания (мраморовидные), нанесение глазурей с различным поверхностным натяжением и др. Глазурь мжет быть блестящей или матовой, прозрачной или глухой. Тыльная сторона плитки должна быть рефлёной.

Лицевая поверхность плиток одной партии должна быть однотонной. Цвет лицевой поверхности, тон её окраски, рисунок должны соответствовать образцам-эталонам, утверждённым в установленном порядке, а плиток, выпускаемым по отдельным заказам — эталонам, согласованным с потребителем. Утвержденный эталон цвета может быть распространен на плитки всех типов.

Номинальная толщина должна быть: 5 и 6 мм — для фигурных плиток и плиток размерами 100Ч100, 150Ч150, 150Ч75, 150Ч25 мм; 6 и8 мм — для плиток размерами 200Ч100, 200Ч150 и 200Ч200 мм. Толщина фасонных плинтусных плиток должна быть не более 10 мм.

Рисунок 1- Эскиз выпускаемой плитки.

продукция материальный оборудование склад

Характеристики:

Лицевая поверхность плиток и фасонных деталей может быть гладкой или рельефной, одноцветной или многоцветной (декорированной различными методами).

Декорирование плиток может осуществляться методом сериографии, набрызгивания, нанесения глазурей с различным поверхностным натяжением и др.

Глазурь может быть блестящей или матовой, прозрачной или заглушенной.

Цвет, оттенок цвета, рисунок и рельеф лицевой поверхности плиток и фасонных деталей должны соответствовать образцам-эталонам, утвержденным в установленном порядке.

Утвержденный эталон цвета может быть распространен на плитки и фасонные детали всех типов.

Допускается утверждение образцов в виде планшетов или каталогов.

Для плиток с неповторяющимся рисунком (мраморовидные и др.) утверждается только эталон цвета. Рисунок не эталонируется.

Цвет, оттенок цвета, рисунок и рельеф лицевой поверхности плиток, выпускаемых по отдельным заказам, должны соответствовать эталонам, согласованным с потребителем.

Отклонения от формы плиток не должны превышать значений, указанных в таблице 1.

Таблица 1 — Отклонения от формы плиток

Таблица 2 — Показатели внешнего вида плиток должны соответствовать требованиям

Общее число допустимых дефектов на одной плитке не должно быть более:

двух — на плитках I сорта;

трех — на плитках II сорта.

Плитки должны иметь на монтажной поверхности рифления высотой не менее 0,3 мм.

Физико-механические показатели плиток должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 3

Таблица 3 — Физико-механические показатели плиток

Водопоглощение плиток из масс, содержащих карбонаты и полиминеральные глины, не должно быть более 24%.

Термическая стойкость глазури для плиток с закристаллизованной, реакционноспособной или другой специальной глазурью и для плиток с реакционными красками не регламентируется.

Глазурь плиток должна быть химически стойкой. При воздействии раствора не должно быть потери блеска глазури, изменения цветового тона и декоративного покрытия.

Маркировка На монтажную поверхность каждой плитки должен быть нанесен товарный знак предприятия-изготовителя.

Каждый транспортный пакет, ящичный поддон, а также стопа или ящик, поставляемые отдельными грузовыми единицами, должны быть снабжены ярлыком, в котором указывают:

наименование или товарный знак предприятия-изготовителя;

дату изготовления;

наименование изделия;

сорт;

размеры;

количество плиток, шт. (квадратные метры);

цвет, рисунок;

цена (для плиток, поставляемых в торговую сеть);

обозначение настоящего стандарта.

На ярлыке должно быть указано: «При отделочных работах не рекомендуется использовать клей „Бустилат“ и другие синтетические клеи и замазки». /3/

1.2 Характеристика сырьевых материалов

Основным сырьём для производства керамической плитки являются глины. Также в состав шихты в качестве добавок вводятся полевые шпаты, стеклобой, бой бракованной плитки, жидкое стекло и техническая сода. Для приготовления глазури используется готовая фритта, беложгущаяся глина и пигмент.

Глины — тонкодисперсный продукт разложения и выветривания самых различных горных пород (преобладающий размер частиц — менее 0,01 мм) способность образовывать с водой пластическую массу, которая сохраняет придаваемую ей форму, а после сушки и обжига приобретает камнеподобные свойства.

По условиям образования различают глины: остаточные и перенесённые. Остаточные глины обычно засорены частицами горной породы, из которого они образовались. Перенесённые глины более дисперсны, свободны от крупных фракций материнских пород, но могут быть засорены песком, извястником и т. п.

Свойства глин определяются их составом: химическим, минералогическим, гранулометрическим.

Химический состав глин колебается в широких пределах (по массе):

45−80% SiO2; 8−28%(Al2O3+TiO2); 2−15% Fe2O3; 0,5−25% CaO; 0−4% MgO; 03−5% R2O. изменение химического состава значительно отражаются на свойствах глин. Так, при повышенном содержании SiO2 не связанного с Al2O3 В глинистых минералах уменьшается связующая способность глин, растёт пористость обожженных изделий и снижается их прочность, соединение железа, являясь сильными плавнями, понижают огнеупорность глин. СаСО3 уменьшает огнеупорность и интервал спекания, увеличивает усадкупри обжиге и пористость, что в свою очередь снижает прочность и морозостойкость изделий. Щелочи понижают температуру спекания глины.

Глины бывают полии мономинеральные. В керамической промышленности чаще применяют мономинеральные каолинитовые огнеупорные глины, состоящие в основном из минерала каолинита Al2O3· 2 SiO2· 2Н2О, и каолины. последние отличаются от глин большей однородностью минералогического состава, более крупнокристаллическим строением и меньшей пластичностью. Помимо глинистых минералов, в состав глин входят кварц, слюда, полевые шпаты, кальцит и т. д. минералогический состав определяет формовочную способность глинистого сырья его поведение при обжиге, весь комплекс свойств как полуфабриката, так и готовых изделий.

Гранулометрический состав глинистого сырья характеризуется большим разнообразием. Глинистая часть с размером частиц менее 5 мкм составляет в разных породах 8−60%, содержание пылеватой части (5−50 мкм) — 6−55%, песчаной (от 50 мкм до 2 мм) — 1−32%. Основные свойства сырья определяют содержание глинистого вещества. Рост его придаёт глинам повышенныю пластичность и сопротивляемость размоканию в воде, но увеличивает воздушную и общую усадку и чувствительность к сушке. Последняя также возрастает при повышении содержания в глинах пылевидной фракции.

Для производства керамической плитки на проектируемом предприятии используются глины Соль-Илецкого, Новоорского и Кувельского (ангоб) месторождений.

Полевые шпаты — это алюмосиликаты, образовавшиеся в результате взаимодействия оксидов кремния и алюминия с оксидами щелочных металлов. Характерная особенность полевых шпатов — ярко выраженная спайность по двум направлениям. Наиболее распространёнными разновидностями полевых шпатов являются ортоклаз (прямораскалывающийся) К2О· Аl2О3·6SiО2 и плагиоклазы (косораскалывающиеся) в виде альбита Nа2О· Аl2О3· 6SiО2 и анорита СаО· Аl2О3· 2SiО2 и их смеси. Кроме этого в полевых шпатах присутствуют разнообразные включения других минералов: оксиды и гидрооксиды железа, биотиттурмалин, пирит, мусковит и др., ухудшающие качество полевого шпата. При обжиге они дают «мушку» выплавки. В соответствии с ГОСТ 15 045–78 (с изм.) для керамической промышленности пригодны полевые шпаты, в которых К2О+NaO должно быть не менее 12% и кварц-полевошпатные материалы с суммой щелочей не менее 7%.

Полевые шпаты входят в состав большинства магматических (до 2/3 их массы), многих метаморфических и некоторых осадочных пород. Они имеют различную окраску от белого и серого до розового и тёмно-красного цветов, плотность 2500−2760 кг/м3, твёрдость 6, предел прочности при сжатии до 170 МПа, температуру плавления 1170−1550 оС. Стойкость полевых шпатов значительно ниже, чем кварца. Под влиянием многократных резких смен температуры и воздействия воды и углекислоты полевые шпаты разрушаются (выветриваются).

Ангоб — белое или цветное глиняное покрытие на керамических изделиях, маскирующее грубую текстуру керамики или её цвет. Ангобировать изделия можно пластическим способом, наносятся фактурный слой одновременно с формованием изделий на ленточных прессах, а также пульверизацией, окунанием, поливом и обмазкой. В качестве стеклобоя используется тарная посуда.

Ангобы — жидкие (шликерные) керамические краски на основе белой или цветных глин, предназначенные для декорирования глиняных изделий в сыром состоянии. В качестве ангобов часто используют процеженные через сито 64 000 отв/см2 шликеры природных глин без каких-либо добавок. Если общая усадка таких ангобов примерно равна усадке массы, из которой изготовлено изделие, ангобы прочно сцепляются с поверхностью изделия. Практика показывает, что меняя влажность шликера или изделия, толщину слоя и способ покрытия можно добиться успеха и при различной усадке ангоба и керамической массы.

Содержание воды в готовых к работе ангобах колеблется от 35% до 50% в зависимости от выбранного способа покрытия. Высококачественные ангобы готовят помолом в шаровых мельницах глины с добавками кварцевого песка, шамота, мела и др. в зависимости от назначения. Тонкомолотые ангобы используют для покрытия черепицы, чтобы уменьшить ее водопоглощение, применяют для покрытия электролизных керамических ванн в гальванотехнике. В технологии художественной керамики применяют белые ангобы, приготовленные на основе беложгущихся глин, цветные — на основе природноокрашенных глин и цветные — окрашенные оксидами металлов или керамическими красками. Художественные керамические изделия могут полностью покрываться ангобами для изменения цвета черепка или декорироваться ангобной росписью.

Ангобированные изделия, как правило, покрываются прозрачной бесцветной, реже прозрачной цветной глазурью. Ангобы наносятся на изделие окунанием, поливом, кистью, трейсером (рожком), пульверизатором, тампоном и др. Изделие при нанесении ангобов должно находиться в сыром состоянии, иметь цвет сырой глины. Влажность черепка при этом составляет 18−22%. После перехода глиняного черепка в «кожетвердое» состояние ангобы можно наносить только тонким слоем во избежание осыпания их при дальнейшей сушке. Сухое изделие можно декорировать ангобом только способом напыления.

Барботин — цветной ангоб, предназначенный для покрытия не всего изделия, а только по определенному рисунку. Барботин наносится значительно гуще и для большей вязкости к нему добавляется сахарный сироп или гуммиарабик. Для замедления высыхания и улучшения кроющей способности ангоба в него добавляют глицерин. В качестве белого ангоба для глиняных пористых изделий могут быть использованы чистые огнеупорные беложгущиеся глины Часов-Ярского, Дружковского, Веселовского и др. месторождений. Для этого достаточно распустить беложгущуюся глину в шаровой мельнице в течение 8−24 часов и пропустить через сито 64 000 от/см2.

Глина, взятая для приготовления белого аногоба должна быть тщательно отсортирована от примесей железа, а шаровая мельница футерована изнутри кремневыми, ситалловыми или фарфоровыми плитами. Если сокращение ангоба (усадка) больше, чем усадка черепка, т. е. ангоб трескается, к нему необходимо добавить тонкомолотый кварцевый песок, фарфоровую или фаянсовую массу в количестве до 40−50%. Для сильно отощенных керамических масс в качестве белого ангоба можно использовать фаянсовый шликер, а некоторых случаях и фарфоровый, при этом следует помнить, что количество пластичной глины в массе черепка и ангоба должно быть примерно одинаковым. Перед нанесением ангобов на «кожетвердый» черепок, полезно увлажнить черепок губкой.

Цветные ангобы. Как указывалось выше, для приготовления определенной цветной палитры можно использовать природные окрашенные глины, например: глину Никифоровского месторождения (темно-красный до вишневого), Гайдуковского (светло-красный), их сочетание с белой глиной. Для получения же более яркой палитры к белому ангобу добавляют оксиды марганца, меди, кобальта, никеля хрома и сурьмы в количествах от 2 до 8% в зависимости от требуемого тона и красящих способностей оксида. Ангобы, окрашенные оксидами металлов, только после политого обжига изделий проявляют свой истинный цвет.

Цвет аногобов под прозрачной глазурью существенным образом зависит от химического состава глазури и главным образом от того, есть ли в ней оксид свинца и в каком количестве. Ангобы на основе оксида меди, например, под многосвинцовой (более 50 вес.% РЬО) глазурью имеют ярко-зеленый цвет, под щелочной бесвинцовой — от бирюзового до синего. Оксид никеля дает целую гамму цветов от бежевого к коричневому до цвта умбры в зависимости от состава глазури. Ангобы с оксидами марганца икобальта менее существенно меняют окраску, а зеленые хромовые под любой глазурью имеют одинаковый цвет. Оксид сурьмы окрашивает ангоб в яркий желтый цвет только под многосвинцовой глазурью, а под бессвинцовыми глазурями вообще не дает окрашивания.

Окрашивание ангобов оксидами металлов в настоящее время почти не практикуется на предприятиях керамической промышленности ввиду сложности их приготовления (длительный помол) и относительного дефицита чистых оксидов металлов. Сейчас для приготовления цветных ангобов используют керамические пигменты и краски, которых все больше изготавливают красочные заводы, а также соли красящих металлов. Нерастворимые в воде соли красящих металлов просто добавляют в определенном количестве при помоле ангоба, растворимые в воде соли предварительно осаждают, т. е. переводят в нерастворимое в воде состояние.

Для этого соль растворяют воде и кэтому раствору приливают раствор некрасящего вещества — осадителя до тех пор, пока не прекратится образование осадка. Для каждой красящей растворимой соли по таблице растворимости подбирается вещество — осадитель. Например, растворимые соли меди осаждаются раствором соды:

CuS04 + Na2S03 -> СuS0з + Na2S04

раствор раствор осадок раствор

Образовавшийся осадок отстаивают, отделяют от раствора, промывают и добавляют при помоле в ангоб. Иногда красящую соль осаждаюют прямо в массе ангоба, приливая к нему вещество-осадитель, но в этом случае в ангобе появляется растворимая в воде некрасящая соль, например, как показано выше, Na2S04, отрицательно влияющая на консистенцию ангоба и поведение его в обжиге. Окрашивание ангобов солями не требует длительного помола красителя с аногобами и дает возможность получить равномерное распределение красителя. Керамические пигменты и подглазурные краски добавляются в белый ангоб в количестве до 30 вес. % при помоле в шаровую мельницу. Иногда достаточно тщательного перемешивания ангоба с пигментом или краской. Керамические пигменты и краски в порошке хотя и имеют яркие тона, истинный цвет ангоба проявляется только после политого обжига изделия и зависит от состава глазури, правда не столь существенно, как цвет ангобов на основе оксидов металлов. Пигменты и поглазурные краски практически не растворяются в кроющей глазури в отличие от некоторых оксидов металлов, и дают возможность получить яркий и четкий декор (что не всегда красиво для гончарного изделия).

Если украшаемое изделие изготовлено из красножгущейся глины, то ангобы приготавливают из беложгущейся глины. Глину разводят до густоты сметаны и наносят на изделие кистью или резиновой грушей. Добавляя в глину окиси металлов, можно получить разноцветные ангобы. Сернокислый кобальт дает синий цвет, перекись марганца — коричневый, окись хрома — зеленый, окись никеля — желтый, окись железа — красный, смесь окисей хрома, марганца и кобальта — черный. Окрашивать керамику можно непосредственно окислами металлов без добавления жидкой глины.

Управление в керамике различными оттенками цвета — сложная задача, и только многочисленными пробами можно ее решить. Сделайте из керамической облицовочной плитки своеобразную палитру. Нанесите на нее мазки разных ангобов, запишите, в каких пропорциях и какие окислы вы добавляли, затем обожгите в печи. Таких плиток можно сделать несколько. Они будут необходимым справочным материалом при подборе нужных цветов. Яркий декоративный эффект дает техника сграффито. Слегка подсохшее глиняное изделие полностью или частично покрывают слоем ангоба. После того как ангоб загустеет, но не потеряет пластичности, стеком выскабливают нужный рисунок, обнажая нижний, более темный

Для окрашивания ангобов с известной осторожностью можно использовать и некоторые надглазурные краски (хромовые, кобальтовые, марганцевые, железные, медные), а также не растворимые, а при определенном навыке и растворимые в воде соли железа, хрома, марганца, меди, никеля, кобальта.

Флюсные ангобы. Иногда для усиления цвета ангоба, лучшего сцепления его с черепком и кроющей глазурью, или применения вообще без глазурного покрытия к нему добавляют флюс. Обычно это бесцветная глазурь или стеклобой в количестве от 5 до 20% вес. Флюсные ангобы наносятся ка на сырой глиняный черепок, так и на предварительно обоженный и даже глазурованный. В двух последних случаях флюсный ангоб наносится только пульверизатором.

Флюсные ангобы применяют для перекрытия глазурованных и неглазурованных глиняных и шамотных изделий. Флюсный ангоб, нанесенный на изделие распылением, после обжига образует матовую шероховатую однотонную поверхность, полностью закрывающую черепок. Флюсными ангобами декорируют архитектурную керамику. Цветные ангобы применяют и для декорирования фаянса. Готовят их путем мокрого помола в шаровых мельницах беложгущихся глин с добавлением керамических пигментов, красок или оксидов металлов.

К флюсным ангобам можно отнести и так называемые керамические лаки, представляющие собой коллоидные фракции глиняных частиц, образующиеся при длительном отстаивании некоторых глин. Керамические лаки образуют тонкое глянцевое покрытие, на изделии, не пропускающее воду. Эта техника широко использовалась в древней Греции (кранофигурная и чернофигурная керамика), с появлением глазури необходимость в лаках, приготовить которые очень трудно, отпала.

Состав шихты для производства керамической плитки на проектируемом предприятии следующий:

— глина Соль-Илекцкая — 30%;

— глина Новоорская — 30%;

— полевой шпат — 17%;

— стеклобой — 15%;

— бой плитки — 8%;

Сверх 100% вводим

— техническая сода — 0,1%;

— жидкое стекло — 0,3%.

Состав глазури следующий:

— фритта — 92% (Ростовский керамический завод);

— глина Новоорская — 8%;

Состав ангоба следующий

глина Кувельская 99%

Пигмент 1%

1.2 Выбор и обоснование способа производства и технологической схемы

При изготовлении изделий строительной керамики применяют три основных технологических схем производства: метод пластического формования; метод прессования из полусухих порошков и метод литья керамической суспензии в пористые формы. В соответствии с этим компонуются и схемы производства определяются также качеством исходных компонентов и требованиями, предъявляемыми к готовой продукции.

Керамические плитки изготовляют способом полусухого прессования из пресс — порошков влажностью 6−7%. Учитывая все возможные характеристики принимаю для проектируемого цеха технологическую схему, которая представлена на рисунке 9.

Начало технологического процесса изготовления — массоприготовление. При неравномерном распределении в массе отдельных компонентов, химический состав в различных участках полуфабриката будет не одинаковым, что в последующих процессах сушки и обжига приводит к браку в результате трещиноватости, деформации и от заданных размеров. Уменьшение размеров частиц компонентов увеличивает число контактов между ними, что в дальнейшем способствует лучшему прохождению процесса спекания при обжиге изделий.

Для приготовления массы принята шликерная технология получения пресс порошка. Шликер приготавливается по технологии совместного помола всех сырьевых компонентов.

Сушка сырца происходит по принципу скоростной однорядной сушки на роликовых конвейерах. Такой агрегат является самостоятельным узлом в единой поточно-конвейерной линии для производства керамических плиток, включающим весь комплекс необходимого оборудования — от пресса полусухого прессования, пресса для нанесения ангоба до упаковки готовой продукции. Однорядные сушилки позволяют вести процесс дегидратации в оптимальных условиях, так теплоноситель воздействует непосредственно на каждое изделие. Поэтому использование однорядной сушки в десятки раз сокращает время сушки и уменьшает расход топлива и полностью исключает ручной труд на загрузке и выгрузке изделий в сушильные агрегаты.

Обжиг изделийосновная технологическая операция при производстве всех видов керамических изделий. В поточно-конвейерной линии по производству керамических плиток для внутренней облицовки стен предусмотрен двукратный обжиг: утельный и политой.

Глазурование изделий осуществляется методом литья. Этот метод наиболее экономичен и даёт возможность получать после обжига более качественный разлив глазури.

1.4 Описание технологического процесса и физико-химических основ производства

Технологический процесс начинается с измельчения сырьевых материалов на стругачах, после чего они на конвейере подаются в бункер электровесовой тележки, а затем в шаровую мельницу мокрого помола. Всё сырьё размалывается в шаровых мельницах вместе с водой, уралитовыми шарами в течение 6−7 часов. Влажность суспензии 70%. Готовый шликер сливают в приемную мешалку. Просев керамической суспензии, полученной в шаровых мельницах мокрого помола, производится на вибрационных ситах. Далее для предупреждения расслоения керамической суспензии червячными насосами направляется в башенно-распылительное сушило для сушки или обезвоживания. С помощью башенно-распылительного сушила получают пресс-порошок стабильного зернового состава с шарообразной формой частиц (основной размер частиц 0,24−0,32 мм) такая форма частиц и небольшое количество пыли способствуют более равномерному заполнению пресс-форм, обеспечивают необходимую прочность спрессованной плитки, значительно снижают пылеобразование при транспортировании, а также зависание порошка в бункерах.

Из сушила пресс-порошок влажностью 6−7% элеваторами и конвейерами направляется в ёмкость для хранения.

Далее пресс-порошок идёт на прессование в гидравлический пресс. Начало прессования керамического порошка сопровождается его уплотнением вследствие смещения частиц и гранул относительно друг друга, их сближения и заполнения относительно крупных пор. Вторая стадия уплотнения характеризуется необратимой пластичной деформацией гранул, которая происходит в результате взаимного скольжения минеральных частиц по плёнкам связующей жидкости первичных и твёрдых частиц и заполнение твёрдыми частицами почти всего объёма прессующей массы. Давление прессования равно 25−35 Мпа. Затем нанесение производится ангоба вторым гидравлическим прессом

Затем отпрессованный сырец направляется на сушку в сушилку, которая входит в состав поточно — конвейерной линии, начинающейся от пресса полусухого прессования и кончающейся сортировкой и упаковкой готовой продукции. Температура сушки равна 220−2400С и продолжается 30−35 минут. В качестве теплоносителя используется теплота отходящих от печи газов. После сушки плитки покрываются легкоплавкой глазурью (температура разлива ниже 1150−11 000С).

Глазурование плитки производится методом распыления. Этот способ экономичнее и даёт возможность получать после обжига более качественный разлив глазури.

Обжиг плиток происходит в роликовой печи. Керамические изделия движутся в обжиговом канале по роликовому конвейеру в один ряд по высоте, что позволяет резко сократить время обжига и уменьшить расход топлива на единицу обожжённой продукции. Максимальная температура обжига 1050−11 000С; время обжига — 70 минут. В качестве топлива используется природный газ.

После обжига изделия остывают и отправляются на сортировку и далее на склад готовой продукции

1.5 Режим работы предприятия

Режим работы проектируемого предприятия и отдельных его участков определяется характером технологических процессов и в зависимости от условий эксплуатации может быть непрерывным или переодическим. Его следует выбирать в соответствии с нормами технологического проектирования. Эти нормы учитывают особенности и специфику работы оборудования. Режим работы предусматривает количество рабочих дней, число рабочих смен в сутки, их длительность и продолжительность рабочей недели.

Номинальный годовой фонд рабочего времени Тн, ч, оборудования рассчитывается по формуле:

Тн = N•n•t (1)

где: N — количество рабочих дней в году;

n — количество рабочих смен в сутки;

t — продолжительность рабочей смены, ч.

Для расчета потребности сырьевых материалов, количества единиц оборудования наибольшее значение имеет эффективный фонд рабочего времени. Этот показатель определяется с учётом принятого режима работы для проектируемого цеха, нормы времени для всех видов ремонта по данным на основе «Положения о планово-предупредительном ремонте оборудования на предприятиях стройиндустрии». Эффективный фонд рабочего времени оборудования в год, ч, определяется по формуле:

Тэф = Тн • Кти (2)

где Кти — коэффициент технического использования внутрисменного времени работы технологического оборудования.

Кти = К1 • К2 (3)

где К1 — коэффициент использования внутрисменного времени работы технологического оборудования.

К2 — коэффициент использования оборудования с учётом планово предупредительных ремонтов Режим работы предприятия представлен в таблице 4.

Таблица 4 — Режим работы предприятия

1.6 Материальный баланс производства Расчёт производственной программы.

Программа выпуска фасадной керамической плитки представлена в таблице 5.

Таблица 5-Программа выпуска керамической плитки

Расчёт потребности в сырье Материальный баланс рассчитывается обратно пропорционально технологическому циклу, начиная со склада готовой продукции и расчёт ведётся по абсолютно сухой массе.

Исходные данные для расчёта:

— производительность 4 000 000 м² в год;

— состав керамической массы без учета ангобирования толщиной 1мм:

глина Соль-Илецкая 30%, глина Новоорская 30%, полевой шпат 17%,

стеклобой 15%, бой плитки 8%

Сверх 100% вводим: техническая сода 0,1%, жидкое стекло 0,3%,

При расчёте материального баланса учитываются возвратные потери — это количество сырьевых компонентов, которое в процессе производства возвращается на технологическую линию.

Сводный материальный баланс представлен в таблице 6

Таблица 6 — Материальный баланс

Часовая потребность цеха в глине Соль-Илецкой составляет 1,96 т, а с учётом естественной влажности 20% - 2,35 т; в глине Новоорской 1,96 т, а с учётом естественной влажности 20% - 2,35 т; в глине Кувельской — 0,84 т, а с учётом естественной влажности 20% - 1,01 т; в полевом шпате — 1,112 т, а с учётом естественной влажности 5% - 1,17 т, стеклобой — 0,98 т, бое плитки — 0,396 т, жидком стекле — 0,019 т, технической соде — 0,006 т, фритте 0,073

1.7 Расчёт и подбор оборудования, механизмов Расчёт оборудования производим в порядке, предусмотренном технологической схемой — от подачи сырья до выхода готовой продукции.

Необходимое количество непрерывно-действующего оборудования (М) определяется по формуле:

(4)

где Прасч — расчётная часовая или сменная производительность по данному технологическому переделу, м3, т;

Пспр — справочная часовая или сменная производительность выбранного агрегата по паспорту, м3, т;

Кисп — коэффициент использования оборудования.

Для дробления полевого шпата, стеклобоя и боя бракованной плитки установлена щековая дробилка со сложным движением щеки с размерами приёмного отверстия 160Ч250 мм. Номинальная ширина выходной щели — 30 мм, производительность — 2,8 м3/ч, мощность электродвигателя — 10 кВт, масса дробилки — 1,5 т /1/. Рассчитываем необходимое количество оборудования

? 1шт.

Для сортировки дроблёного полевого шпата, стеклобоя и боя бракованной плитки установлен барабанный грохот СМ-236М производительностью 1 т/ч.

Размеры фракций до 2 мм, частота вращения барабана 25 об/мин, диаметр барабана 1100 мм, длина барабана 2500 мм, установленная мощность 1,5кВт, габаритные размеры 3830Ч1412Ч1495 мм, масса 0,95 т /7/. Рассчитаем необходимое количество оборудования:

? 3 шт Для дробления глины установлена глинорезка К/TN-15 производительностью 12 м3/ч и мощностью двигателя 15 кВт. Размер кусков, получаемых на выходе из глинорезки — 10−25 мм /1/. Рассчитаем необходимое количество оборудования :

? 2 шт.

Для тонкого помола сырьевых компонентов установлена шаровая мельница мокрого помола. Так как основной характеристикой мельниц мокрого помола является полезная совместимость, то рассчитаем общий объём мельницы, необходимый для помола компонентов за 1 цикл (8 часов). Соотношение материала, мелющих тел воды в мельнице составляет: 1:2, 2:1. Сначала найдём количество циклов в год: 7320/8=915 циклов. Затем объём материала в мельнице: 24 017,98/2,6•915= 10,09 м³; объём уралитовых шаров: 10,09•1,2/3,1•0,5=7,8 м³ и общий объём мельницы: 10,09+7,8+10,09/0,8=30,5 м³ или 30 500 л. Принимаем для помола шаровую мельницу мокрого помола TMNP-24/2. Полезная вместимость 11 000 л, диаметр барабана 2400 мм, частота вращения 14 об/мин, мощность электродвигателя 22 кВт, масса 12,7 т, габаритные размеры 5300Ч2600Ч2600 мм /1/. Рассчитаем необходимое оборудования:

? 3 шт.

Для просева керамической суспензии, полученной в шаровых мельницах, установлено вибрационное сито СМ-487А. Мощность электродвигателя ;

0,4 кВт. Габариты сита 900Ч700Ч250, масса 85 кг./1/. Количество оборудования-1

Для сбора и перемешивания просеянной суспензии, а также для её расходования установлены пропеллерные мешалки. Так как основной характеристикой пропеллерных мешалок является полезная вместимость, то рассчитаем объём мешалок, необходимых для сбора и перемешивания за 1 цикл (8 часов). Соотношение материалов и воды в мельнице составляет: 1:1. Сначала найдём количество циклов 1 мешалки в год: 7320/8=915 циклов. Затем материала в 1 мешалке: 24 017,98/2,6•915= 10,09 м³ и общий объём мешалок: 2(10,09+10,09/0,8)= 44,6 м³. Принимаем пропеллерную мешалку K/SQ-10. Вместимость резервуара 45 м³, диаметр винта 1000 мм, частота вращения вала 200 об/мин, установленная мощность 16 кВт, масса 2,7 т. /1/. Рассчитаем необходимое количество оборудования:

?1шт. (приёмная мешалка) Количество расходных мешалок также составит 1.

Для сушки керамической суспензии установлено башенно-распылительное сушило СМК-148 производительностью 3090 кг/ч. Влажность шликера 42−45%, влажность пресс-порошка до 3%, давление шликера до 30 кгс/см2, установленная мощность 34,3 кВт, габаритные размеры 15 215Ч12600Ч20 200 мм, масса 125 т./7/.

Рассчитаем необходимое количество оборудования:

шт.

Для прессования керамических плиток установлен гидравлический пресс РУ-250 с максимальным давлением 2,8 МПа и производительностью до 67 м2/ч.

Максимальное число прессования в 1 минуту — до 25, число прессуемых плиток-2, мощность электродвигателя 18 кВт, габаритные размеры 2500Ч2720Ч3100, масса 6,5 т./7/. Рассчитаем необходимое количество оборудования:

? 3

Для сушки полуфабрикатов установлена скоростная однорядная сушилка.

Такой агрегат является самостоятельным узлом в единой поточноконвеерной Линии, включающим весь комплекс необходимого оборудования. Принимаем 2 поточноконвеерные линии СМК-132 и 1012А, мощностью 375 000 и 750 000 м² в год. Габаритные размеры линии СМК-132; 142,4Ч2,5Ч3,2 м, линии 1012А: 160Ч10Ч4 м./1,7/.

Для тонкого помола компонентов глазури установлена шаровая мельница мокрого помола. Рассчитаем общий объём мельницы, необходимый для помола компонентов глазури за 1 цикл (8 часов) аналогично расчёту мельниц массозаготовительного отделения. Общий объем мельницы составит 0,5 м³ или 500 л. Принимаем для помола компонентов глазури шаровую мельницу мокрого помола TMNP-10/1. Полезная вместимость 500 л, диаметр барабана 1000 мм, частота вращения 35 об/мин, мощность электродвигателя 1,1 кВт, масса 2 т, габаритные размеры 2200Ч1200Ч1200 мм /1/. Рассчитаем необходимое количество оборудования:

шт.

Для сбора и перемешивания глазури, а также для её расходования установлены пропеллерные мешалки. Рассчитаем общий объём мешалок, необходимых для сбора и перемешивания глазури за 1 цикл (8 часов) аналогично расчёту мешалок для керамической суспензии. Общий объём мешалок составит 0,25 м³. Принимаем пропеллерную мешалку K/SQ-2. Вместимость резервуара 0,3 м³, диаметр винта 200 мм, частота вращения вала 500 об/мин, установленная мощность 0,5 кВт, масса 110 кг./1/.Рассчитаем необходимое количество оборудования:

?1 шт. (приёмная мешалка) Количество расходных мешалок также составит 1 шт.

Для дробления Кувельской глины установлена глинорезка К/TN-8 производительностью 6 м3/ч и мощностью двигателя 15 кВт. Размер кусков, получаемых на выходе из глинорезки — 10−25 мм /1/. Рассчитаем необходимое количество оборудования :

? 1 шт.

Для тонкого помола компонентов ангоба установлена шаровая мельница мокрого помола. Рассчитаем общий объём мельницы, необходимый для помола компонентов ангоба за 1 цикл (8 часов) аналогично расчёту мельниц массозаготовительного отделения. Общий объем мельницы составит 0,5 м³ или 500 л. Принимаем для помола компонентов глазури шаровую мельницу мокрого помола TMNP-10/1. Полезная вместимость 500 л, диаметр барабана 1000 мм, частота вращения 35 об/мин, мощность электродвигателя 1,1 кВт, масса 2 т, габаритные размеры 2200Ч1200Ч1200 мм /1/. Рассчитаем необходимое количество оборудования:

? 1 шт.

Для просева керамической суспензии, полученной в шаровых мельницах, установлено вибрационное сито СМ-487А. Мощность электродвигателя ;