Современные технологии и оборудование для мини-заводов по производству черепицы

Данная тенденция характерна и для производств керамических строительных материалов. На рынке кровельных материалов керамическая черепица пользуется большой популярностью, чем и определен значительный рост черепичного производства. Традиционная технология изготовления керамической черепицы включает основные этапы: тонкое измельчение исходных сырьевых материалов, смешивание, ситовое и магнитное обогащение, изготовление пластичной формовочной массы, суспензии глазури (при необходимости), формование изделия, сушку и обжиг. Славянским институтом керамического машиностроения (Донецкая область) на основе этих технологических переделов были разработаны технологические модули мини-производств, выполнен комплекс опытно-конструкторских, технологических и экспериментальных работ, направленных на создание технологического оборудования, механизированных линий и оснастки для керамических заводов средней и малой мощности. Например, мини-завод серии МКЧ производительностью 600, 1 200, 1 500 и 3 000 шт. в сутки и законченным технологическим циклом изготовления черепицы – это миниатюрный вариант полноценного промышленного предприятия по производству волновой и коньковой черепицы на основе безотходной технологии пластического формования. При изменении фильеры (формирующей части мундштука вакуум-пресса) возможно изготовление различных видов продукции, в том числе и черепицы новых сечений, архитектурно-отделочных изделий и пр. Мини-производства включают в себя три составляющие: — качественную подготовку сырья с его предварительным исследованием; — формообразование; — подбор режимов сушки, обжиг на основе энергосберегающих технологий. Традиционно применяемые как на отечественных, так и на ряде зарубежных заводов технологии массоприготовления, основанные на использовании вальцов, бегунов, дезинтеграторов, оправдывают себя только на сырье с минимальным использованием карбонатных включений. Карбонат кальция, почти всегда находящийся в осадочных глинах, может вызвать значительные проблемы в производстве керамики. Принцип раздавливания включений в «лепешку» не гарантирует 100-процентного исчезновения такого вида брака, как «дутик», т. е. сколов поверхности после попадания влаги на очаги концентрации карбоната кальция. Анализируя этот вид брака, можно констатировать: если количество частиц карбоната кальция превышает определенные показатели в керамической массе, их концентрация может вызвать снижение качества готовой продукции. Решение этой проблемы в модуле массоприготовления мини-заводов может быть следующим. При производительности модуля до 0,5 т/час. используется мокрый помол при помощи шаровых мельниц, т. е. идет роспуск глины с домолом до нужной фракции. При этом с карбонатом кальция происходит так называемый процесс «вымучивания», которое представляет собой растирание включений до мелкой фракции (менее 0,6 мм) и равномерное распределение их по всему объему массы. Так как последующий технологической операцией является процеживание шликера через сетку вибросита, то соблюдается гранулометрический контроль частиц. Возможен и другой вариант — при производительности свыше 0,5 т/час. использовать сухой помол при помощи молотковой мельницы. Метод сухого помола всегда гарантирует одинаковый гранулометрический размер частиц. Технологическая цепочка модуля массоприготовления с сухим помолом состоит из ящичного питателя, вальцев грубого помола или стругача, элеватора, молотковой мельницы, двухвального смесителя, вакуум-пресса. Конструкция молотковой мельницы обеспечивает подсушку сырья до 70% влажности, получение фракции сырья менее 0,6 мм, остаточное пылеулавливание до 90%. Сухая подготовка массы имеет свои особенно-сти: — возможность переработки (повторная) обожженных песков; — возможность использования загрязненного сырья; — измельчение карбоната кальция до фракции, не влияющей на качество сырья; — возможность получения сырья в виде порошков. Если сравнить мокрый и сухой способ подготовки сырья, то можно найти в каждом из них преимущества и недостатки, но одно их объединяет – высокое качество получаемого сырья, которое проявляется при экструдированном методе вытяжки, то есть хорошая формуемость, гладкая поверхность изделия, возможность использовать рациональные методы сушки и обжига. Нежелательными компонентами в легкоплавких глинах, влияющими на эстетические и механические характеристики готовой продукции, являются водорастворимые соли, которые вызывают появление на лицевой поверхности изделий высолов. Для предотвращения этого процесса желательно связывать водорастворимые сернокислые соли щелочных и щелочно-земельных металлов, содержащихся в глине. Второй этап в процессе изготовления черепицы — формообразование, основанное на пластическом формовании с помощью вакуум-пресса, без дополнительных допрессовок. Третья составляющая мини-завода — это применение на основе энергосберегающих технологий обжига и подбор режимов сушки. В зависимости от качества сырья для черепицы подбирается очень мягкий режим сушки, первоначально – 30—40 оС, что обеспечивает закрепление формы изделия и раскрытие деформации микропор, что в дальнейшем значительно облегчает испарение влаги, снижает вероятность деформации и образования внутренних напряжений, трещин, а также позволяет интенсивно сушить изделия при температуре 60—80 оС. Для обжига керамики используются как электрические, так и газовые печи. Газовые печи были задуманы и разработаны специально для скоростного обжига. Применение современной теплоизоляции, скоростных горелок, их конструктивное расположение, применение автоматики позволяют экономить расход топлива в период эксплуатации печей с одновременным улучшением качества продукции и снижения брака. В своих разработках специалисты института пошли по пути создания мини-заводов для разных видов строительных изделий с общими модулями массоприготовления, сушки, обжига. Например, небольшое доукомплектование оборудованием формообразования черепичного мини-завода позволяет изменить ассортимент выпускаемых изделий, перейти к производству лицевого кирпича и плитки.