МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

     УО  «Белорусский государственный экономический университет» 
 

     Кафедра технологии важнейших отраслей промышленности 
 
 
 
 

     ИНДИВИДУАЛЬНАЯ  РАБОТА 

     по  дисциплине: Производственные технологии

на тему: «Анализ технологии изготовления керамического кирпича»

       
 
 
 

Студент

ФВШУБ, 3 курс, ВВП-1                                 Д.Э. Фомченко 

Проверил

кандидат  техн. наук,       

доцент           М.В. Самойлов 

     Минск

     2011

 

       1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА

 

      1.1 Характеристика получаемой  продукции 

      За  всю свою долгую жизнь (а кирпич изобретён  многие тысячи лет назад) технология изготовления керамического кирпича  претерпела не так много изменений (к первоначальным ручному формованию и естественной сушке добавился обжиг) , но усовершенствований пережила множество. Так или иначе, кирпич глиняный пластического прессования был и остаётся самым распространённым стеновым керамическим материалом.  

      1.2 Характеристика используемого  сырья 

      Изготавливается он из чистых глин, либо с добавками выгорающих (молотый уголь, опилки, торф) и непластических материалов (крупнозернистый песок, шамот, шлак). Легкоплавкие глины, основное сырьё для производства кирпича, при нагревании до 800-1000 градусов приобретают свойства камня, что и делает их востребованными в строительном производстве. 

      1.3 Характеристика технологии  производства продукции 

      Только  около ста пятидесяти лет назад  процессы изготовления кирпича стали  механизироваться. Но и на сегодняшний  день до полной автоматизации производства далеко. Оно идёт в три основных этапа: добыча глины и подготовка шихты; формование и сушка кирпича; обжиг.

      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. Сырой кирпич помещается на деревянные подкладочные рамы и попадает в сушильную камеру. На продолжительности и энергоёмкости сушки сказывается состав шихты: чем больше «глинистых» частиц, тем сложнее физическая вода покидает кирпич-сырец без растрескивания последнего. Преобладание «песчаных» частиц облегчает и упрощает сушку, но пагубно сказывается на конечной прочности изделия. Сушка ведётся методом постепенного подъёма температуры в сушильной камере и исключения заметного движения воздуха. Это способствует равномерности испарения влаги из кирпичной массы. Для обеспечения процесса утилизируется тепло печей обжига и остывающего готового кирпича. Блок – схема технологического процесса производства керамического кирпича приведена на рисунке 1.

      Обжиг кирпича – самый ответственный  этап его производства. Достижение и поддержание в толще изделия должной температуры позволяет добиться расплавления. После охлаждения расплавы переходят в стекловидную фазу, избыточное содержание которой в теле кирпича приводит к снижению механической прочности при повышении морозостойкости. Роль человека в регулировке изменчивых соотношений, напрямую влияющих на качество кирпича и производительность всего предприятия, переоценить трудно.

      Для ускорения и удешевления производственного  процесса применяется технология полусухого прессования. Она позволяет избежать энергоёмкого процесса сушки кирпича-сырца. Прессы ударного действия, рычажные и револьверные, работают с материалом пониженной влажности. После формовки кирпич сразу или после суточной выдержки поступает на обжиг. Правда, полнотелый керамический кирпич полусухого прессования не применяется для кладки во влагонезащищённых местах.

      Товарные  качества керамического кирпича  зависят от применённых приёмов  производства. Цвет кирпича, произведённого из глины с высоким содержанием окислов железа ( «красножгущейся») , может колебаться от красного до чёрного, в зависимости от кислотности среды обжига. Беложгущиеся глины редки и в производстве кирпича используются реже. Применение различных добавок позволяет расширить цветовую гамму изделий. Высокие требования к цветовому однообразию кладки, присущие строительным традициям нашей страны, делают решение непростого вопроса соблюдения стандарта цвета очень важным, в особенности для лицевого кирпича.

      Пористость  и наличие заданных пустот влияет на показатели эффективности теплозащиты материала. И если цилиндрические, конусные и щелевые пустоты появляются в теле кирпича при формовке, пористость достигается примешиванием к глиняному тесту измельчённых горючих материалов фракцией до 5мм. Выгорая при обжиге, частички угля, волокна торфа, опилки оставляют вместо себя пустоты. По сравнению с обычным кирпичом, поризованный (т.е. с искусственно образованной пористостью) обладает куда более высокими показателями тепло- и звукоизоляции, а его сниженная плотность ведёт к снижению нагрузки на фундамент.

      По  прочности пустотелый кирпич маркируется  от 25 (при горизонтальном расположении пустот) до 300 (при вертикальной ориентации глухих и сквозных отверстий) единиц. Марка кирпича характеризует давление в килограммах на квадратный сантиметр, выдерживаемое данным изделием. Механическая прочность должна быть достаточной для сохранения целостности кирпича при падении на твёрдое основание с высоты полтора метра. Применение в строительстве несущих конструкций кирпича высоких марок позволяет снизить его расход на 15-30% %.

      Степень обжига влияет на водо- и морозостойкость  кирпича. Недожженный кирпич (он темнее обожжённого нормально; глухо звучит при ударе; тяжёл) непрочен и нестоек. Его применение ограничивается кладкой малонагруженных внутренних стен. Пережжённый кирпич прочнее, плохо впитывает влагу, плотен и теплопроводен. При ударе даёт звон высоких тонов, а формой часто неправилен. Его назначение – кладка в сырых местах.

      Морозостойкость кирпича – немаловажный параметр в условиях нашей страны. Применение в кладке наружных стен кирпича, выдерживающего менее 25 циклов замораживания-оттаивания во влажном состоянии вряд ли оправданно. Лучший кирпич обладает маркой морозоустойчивости, равной 50-ти. 

      

 

      Рис. 1 Блок – схема технологического процесса производства керамического кирпича 

      2. ДИНАМИКА ТРУДОЗАТРАТ ПРИ РАЗВИТИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

 

      Динамика  затрат труда живого, труда прошлого и  труда  совокупного представлена на графике 1.  

      T_ж = 1000/(31t² + 1240)     (2.1) 

      T_п = 0,005t² + 0,2       (2.2) 

      T_с = T_ж + T_п       (2.3) 

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Таблица 1 Динамика затрат T_ж , T_п , T_с 

      

 

      Рис. 1 Динамика затрат T_ж , T_п , T_с 

      Для определения типа отдачи от дополнительных затрат прошлого труда необходимо построить  график зависимости Т_ж = f (Т_п). Для этого проведем необходимые преобразования функций T_ж = 1000/(31t² + 1240) и   T_п = 0,005t² + 0,2. 

      T_п = 0,005t² + 0,2     (2.4) 

      0,005t² = T_п – 0,2     (2.5) 

      t² = (T_п – 0,2)/0,005    (2.6) 

      Сделаем подстановку: 

      T_ж = 1000/(31(T_п – 0,2)/0,005 + 1240)    (2.7) 

      T_ж = 1000/(6200(T_п – 0,2) + 1240)     (2.8) 

      T_ж = 1000/(6200T_п – 1240 + 1240)                                (2.9) 

      T_ж = 10/(62T_п)      (2.10) 

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Таблица 2 Данные для графика зависимости  Т_ж = f (Т_п). 
 
 

      

      Рис. 2 График отдачи прошлого труда от дополнительных затрат 
 

     Анализируя  рис. 1 сделаем вывод, что при данном технологическом процессе происходит замещение живого труда, т.е. труда человека, действиями машин.

     Основной  причиной замены человека на производственную технику является ограниченность природных возможностей человека по повышению производительности труда. В большинстве случаев машины выполняют технологические функции гораздо производительнее и качественнее. А если исчерпываются возможности повышения производительности труда некоторой машины, ученые и изобретатели занимаются разработкой новой машины, обладающей новым, более производительным принципом действия и т.д., т. е. только машинное производство не имеет ограничений в повышении производительности труда.

     Из  рис. 1 хорошо видно, что замещение живого труда прошлым со временем становится  нецелесообразным. Если до момента времени t^* данная процедура ведет к снижению совокупных трудозатрат, то после – к возрастанию совокупных трудозатрат. Поэтому для данного варианта очень важно предвидеть момент наступления экономического предела замещения живого труда прошлым.