АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА ПОДГОТОВИЛА: МАГИСТРАНТ ГР. М САДВОКАС А.Д. ПРОВЕРИЛА: СТ.ПРЕП. ДАДИЕВА М.Н.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА Керамический кирпич - один из самых экологически чистых и долговечных в эксплуатации стеновых материалов. Бурный рост строительства вызвал необходимость увеличения производства кирпича, причем как для облицовки зданий, так и рядового для внутренних кладочных работ. Производство керамического кирпича относится к разряду материалоемких, энергоемких и трудоемких производств. Все стадии производственного цикла имеют различную длительность, что делает невозможным синхронизацию работы массозаготовительного, формовочного, сушильного и обжигового отделений.

ДОБЫЧА ГЛИНЫ В настоящее время при помощи всевозможных средств механизации имеется возможность механизировать процессы вскрыши карьера и добычи глины при помощи бульдозеров или скреперов. Вскрышные работы выполняются бульдозером, то непригодный для использования слой грунта соскребается отвалом бульдозера и сдвигается им в сторону. Бульдозеры и скреперы могут быть использованы для складывания глины в гряды для естественной подготовки при небольшом расстоянии карьера от месторасположения гряд. Бульдозером можно не только сдвинуть глину из карьера к определенному месту, но и расположить ее несколькими параллельными валами, которым затем уже легко будет придать форму правильных буртов или гряд. Еще- легче заготовить глину в бурты, пользуясь скрепером. Применение указанных механизмов для работ по вскрыше и заготовке глины позволит значительно ускорить и удешевить эти работы.

ДОБАВКИ опилки шамот глина уголь шлак Тяжёлый суглинок торф Песок влажный Растит. грунт Сухой песок

ФОРМОВКА СЫРЦА В числе подготовительных операций – измельчение и увлажнение глины, удаление камней. Использование дробильно- увлажняющей машины позволяет отказаться от многодневной передержки сырьевого материала в творильных ямах, а механизированный размол и перемешивание дают однородную пластичную массу, пригодную для гидроэкструзионного формования брикета. Глина, отощающие и выгорающие добавки транспортируется автосамосвалом в приемный бункер. Далее сырье перемещается транспортером на вальцы, осуществляющие грубый помол. Затем исходная смесь обрабатывается вальцами тонкого помола и после тщательного измельчения подается на пресс для производства кирпича

На линии формовки шихта из шихтозапасника после предварительной обработки (перемешивание, измельчение и т.д.) в требуемых пропорциях поступает в вакуумный пресс, где происходит увлажнение шихты паром до формовочной влажности. Затем прессом осуществляется формование бруса, который поступает на автоматический режущий стол. Автоматический режущий стол является универсальным для работ на двух этапах резания: Режущий элемент режет брус длиной одного подмодуля; Другим режущим элементом режет первоначально отрезанный брус на нужные размеры. Отходы производства, получаемые при резке изделий на необходимые размеры, с помощью резиновых транспортерных лент возвращаются в процесс переработки. Сформованный кирпич-сырец поступает на загрузочное устройство вагонеток сушилки, а затем укладывается на этажи вагонетки.

ПРОЦЕСС СУШКИ Процесс сушки керамического кирпича является энергоемким и длительным. технологический процесс сушки керамического кирпича приходится проводить в широком диапазоне изменения входных параметров. Однако, регламент сушки изделий на предприятиях остается неизменным. В результате, количество бракованных изделий составляет до 30% от общего объема выпуска. Таким образом, проблема создания алгоритмов оптимального управления процессом сушки керамического кирпича, обеспечивающих повышение эффективности использования сушильной установки является актуальной. Для сушки свежие формованных изделий применяют сушилки туннельного, камерного и конвейерного типов. Выбор того или иного типа сушилок зависит от свойств сырья, номенклатуры изделий, мощности, режима работы и др.

Система обеспечивает: автоматическое управление и защиту технологического оборудования в процессе его работы; контроль параметров технологического процесса в сушилке; контроль и управление вентиляторами в сушилке; контроль состояния оборудования формовки и транспорта в сушилке; управление всем циклом формовки; визуализацию ТП на автоматизированном рабочем месте (АРМ); ведение архивов и построение трендов на АРМ оператора.). В качестве АРМ оператора используется IВМ РС совместимый компьютер с сетевым адаптером Fast Ethernet с пропускной способностью 100 Мбт/с. Программное обеспечение АРМ оператора, выполненного в SCADA системе Wonderware In touch, обладает широкими возможностями расширения и модернизации. В состав системы управления входят: шкаф автоматизации с мнемосхемой (большая панель визуализации), микропроцессорным контроллером для реализации управляющих функций на низком уровне и автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора технологического оборудования.

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СУШКИ Сырые изделия транспортируются из загрузочного устройства в туннели на вагонетках. Каждый туннель оснащен двумя путями. Заполнение сушилки по путям осуществляется транспортным средством. Для сушки кирпича в туннельную сушилку подаётся теплый воздух из туннельной печи, который проходит по двум каналам над потолком сушилки и поступает к воздухосмесителям, которые распределяют его равномерно по всей высоте туннелей. В третьем туннеле применяется система с пятью вентиляторными стойками, которые обеспечивают перемешивание атмосферы. Стойки жестко сцеплены между собой, и передвигаются вдоль туннеля. Система подачи воздуха в сушилку имеет электрифицированные шиберные заслонки, позволяющие в оперативном режиме изменять технологические параметры сушки. Разгрузка сушилки с сухими изделиями производится параллельно с транспортером у входа. Вагоны с сухими изделиями передаются автоматическим транспортировщиком у выхода сушилки на напольно-цепной транспортер, который в свою очередь передаёт вагонетку в подсистему садки кирпича, для дальнейшей загрузки печных вагонеток.

Вид экрана на пульте управления технологическим процессом Пульт управления технологическим процессом создан на базе персонального компьютера. Оператор управляет технологическим процессом сушки кирпича-сырца на базе SCADA Expert2000 разработки ООО «Енисей- Автоматика». Через экранные формы 4-х блоков осушки можно управлять системой в ручном режиме работы, задавать алгоритмы и параметры технологического процесса для автоматического режима работы, и контролировать протекание процесса сушки по графикам

Производство строительного керамического кирпича – сложный, непрерывный и энергоемкий процесс. Технологический процесс осушки кирпича включает в себя измерение и регулирование таких параметров, как влажность, температура и давление. Предлагаемая система управляет четырьмя блоками сушильных камер при помощи 152 каналов измерения (54 канала измерения температуры, 28 каналов измерения влажности, 12 каналов измерения давления, 58 каналов измерения задействованы для контроля положения клапанов регулирования), 116 каналов управления (управление 32 вентиляционными системами – подача и рециркуляция сушильного агента, управление 84 клапанами регулирования и перевода направления движения сушильного агента) и 224 каналов ввода.

ОБЖИГ КИРПИЧА Обжиг является завершающим этапом в производстве кирпичей способом пластического формования. Итак, кирпич-сырец, который имеет 8-12 % влажности, отправляется в специальную печь. Так он сначала досушивается. И только после этого температура поднимается до о, при которой происходит дегидратация минералов глины. Снова происходит усадка будущего кирпича. После того, как температура поднимается свыше 200 о, появляются летучие органические примеси и добавки. Следует отметить, что в процессе обжига кирпича скорость роста температуры достигает о в час. Температуру некоторое время держат постоянной, до тех пор, пока окончательно не выгорит углерод. И только после этого изделие нагревают более чем на 800 о. Под воздействием таких температур производит структурное изменение продукции. Сейчас температуру поднимают на о в час для полнотелых кирпичей и на о в час для пустотелых. Предельную температуру некоторое время выдерживают, чтобы прогреть кирпич равномерно. А затем начинают постепенно снижать температуру. Сначала скорость понижения температуры составляет о в час. А после того, как температура достигнет 8000, темп увеличивается до о в час. Обжиг партии кирпича может достигать 6-48 ч. В процессе обжига изделие несколько раз меняет свою структуру и усаживается. В результате получается прочный, водостойкий материал, устойчивый к температурным изменениям, обладающий звуко- и теплоизоляционными свойствами.

СОВРЕМЕННАЯ ТУННЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА КИРПИЧА Такая печь представляет собой прямой туннель, с проложенным внутри нее рельсовым путем, по которому двигается в соответствии с заданным режимом состав с вагонетками. Движение вагонеток осуществляется посредством толкателей, которые бывают винтовые или гидравлические. Вагонетки имеют металлический каркас, отличающийся особой жесткостью, на котором размещается огнеупорная футеровка. На эту футеровку складываются кирпичи, предназначенные для обжига. Данный туннель может быть разного размера в зависимости от производительности печи и объема обжигаемой продукции. Длина такой печи бывает от 5 до 150 метров. А высота печи от рельсов до свода возможна в пределах 2,7 метров. Печь для обжига кирпича оборудована входной и выходной камерами, которые находятся, соответственно, в начале и в конце конструкции. При выкатывании или закатывании вагонеток обе камеры закрываются на затворы, обеспечивая, тем самым, полную герметичность печи. Во время подачи вагонетки в печь, заслонки автоматически поднимаются, а когда при помощи толкателей вагонетка выкатывается из туннеля, то срабатывает механизм опускания заслонок. Конструкция печи условно разделена на три зоны: подготовительная зона прогрева; основная зона обжига; завершающая зона охлаждения. В стенках туннеля, расположенных в зоне обжига, есть специальные горелочные устройства, в которых сжигается топливо. Для бесперебойного функционирования туннельных печей используется, чаще всего, природный газ. Но также в качестве топлива в некоторых печах применяется уголь. За один период в туннельной печи можно произвести обжиг более 70 тысяч кирпичей. Длительность обжига строительного изделия может быть часов и зависит от вида кирпича.

Весь процесс контролируется с помощью программного комплекса (АСУТП), благодаря которому можно отследить: как соблюдается режим обжига; какая температура поддерживается в вагонеточном канале; какой уровень давления воздуха, подаваемого в печь; какое качество садки и т.д. Цели создания системы - замена морально устаревших технических средств автоматизации, находящихся в эксплуатации; - обеспечение повышения точности и стабильности измерения и поддержания технологических параметров; - повышение эффективности сжигания топлива и, как следствие, его экономия, улучшение технико- экономических показателей работы; - обеспечение оперативного и объективного контроля текущих значений технологических параметров в виде чисел (текущих значений) и графиков; - формирование архивов данных о ходе технологических процессов обжига кирпича; - повышение качества продукции и снижение объемов брака за счет улучшения технологических режимов и контроля параметров.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ В составе комплекса СМК-350: -ГЛИНООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ; -ПРЕССОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ; -ТРАНСПОРТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ; -ТОПЛИВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ; -ВЕНТИЛЯЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ; -РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ; -СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ТЕХНИКИ

ВЫВОД