Файл: Проект по производству керамогранита мощностью 2 млн м 2 в год в Свердловской области.docx

благодаря парагониту и мусковиту, от которых зависит наличие щелочей. ППП – 3,5-9,5%. В большинстве случаев, данный минерал считается неспекающимся, при том, что содержит щелочные оксиды. Существуют две разновидности: спекающиеся (Н – СП) и неспекающиеся (Н – НС). Несмотря на выгорающие примеси, каолин по химическому составу можно классифицировать как полукислое сырье.

Таблица 1.5.

Химический состав невьянских каолинов

Наименование разности	Содержание оксидов, %								Сумма
Наименование разности	SiO₂	А1₂О₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	SO₃	ППП		Сумма
Желтая	64,74	21,0	7,0	0,6	2,05	сл	3,89	99,28
Серая	54,07	30,12	3,0	сл	1,3	0,12	7,04	95,65
Белая	49,48	34,5	1,5	сл	1,4	0,37	9,0	69,25

Полевой шпат. Месторождение Соколовский.

Располагается неподалеку от деревни Соколовой. По литологическим признакам достаточно однообразен. Цвет полевого шпата серовато-белых оттенков с вкраплениями зерен различных цветов, в зависимости от содержащихся минералов. Его плотность составляет 2,57 г/см³. Полевой шпат Соколовского месторождения считается достаточно чистым, т.к. наличие примесей несущественно. Минеральный состав: микроклин 70,88%, альбит 22,90%, анортит 0,39%, бурый железняк 0,22%, каолинит и слюда 4,89%, кварц 0,12%. Средний состав полевого шпата (%): SiO2 65,47; А12О3 – 18,84; К2О – 12,73; СаО – 0,09; Na2O – 2,87.

Песок. Мысоевское месторождение.

Месторождение расположено в 40 км севернее города Алапаевска Свердловской области, на правом берегу реки Мугай. По гранулометрическому составу пески могут быть отнесены к высокосортным пескам, так как почти все пробы содержат более 90% фракции 0,1–0,5 мм. Химический состав средней пробы (%): SiO2 – 98,25; А12О3 – 0,49; Fe2O3 – 0,29; TiO2 – 0,38; ППП – 0,19. После обогащения химический состав песка (%): SiO2 – 98,29; А12О3 – 0,52; Fe2O3 – 0,047; TiO2 – 0,042 [1].

Химический состав исходного сырья представлен в таблице 1.6.

Таблица 1.6.

Химический состав исходного сырья

Наименование сырья	Содержание оксидов, масс. %								ППП, %
Наименование сырья	SiO₂	Al₂O₃	TiO₂	Fe₂O₃	CaO	MgO	K₂O	Na₂O	ППП, %
Глина	43,74–70,18	19,65–33,89	0,96–1,77	0,97–1,83	0,35–1,07	0,36–0,48	0,23–0,41	0.09–0,35	6,89–17,21
Каолин	49,48	34,51	-	1,50	сл	1,40	-	-	12,86
Полевой шпат	65,49	18,84	-	-	-	-	12,74	2,88	-
Песок	98,27	0,47	0,38	0,29	-	-	-	-	0,18

1.3. Классификация керамического гранита

По месту применения

Для различных применений плитка должна иметь необходимые свойства, обеспечивающие ее максимальную функциональность и эстетичность, например морозостойкость, коррозийная стойкость и т. п. по месту применения модно выделить такие типы плитки как: настенная, напольная, для фасада и помещений общего пользования.

По составу изделия

Различают три вида:

Гомогенный керамогранит – рисунок плитки не подвергается изменению как внутри, так и снаружи за счет пигментирования полностью всей массы.

Частично окрашенный керамогранит состоит, как подразумевается, из двух слоев, один из которых окрашен под необходимое дизайнерское решение, а второй выполняется в базовых тонах (светлые оттенки бежевого или коричневого).

Керамогранит с дополнительными включениями – в составе его массы содержатся включения или же их добавляют на стадии вторичного прессования. Вследствие этого внешний облик может приобретать более «натуральный» вид, подражая мрамору или раковинам моллюсков.

По типу поверхности

Матовый керамогранит. Для получения нужного облика нельзя использовать механическую обработку керамогранитной плитки по завершению обжига. Чтобы уменьшить влияние окружающей среды на поверхность плитки можно покрыть ее специальной глазурью – кристаллином.

Полированный керамогранит. Его можно получить при помощи шлифования внешней поверхности плитки, с последующей полировкой.

Лаппатированный керамогранит. Достичь нужного эффекта можно частичной полировкой матовой поверхности. Материал приобретает смешанную фактуру матового и полированного слоя.

Сатинированный керамогранит. Для получения нужного вида материал обрабатывают слоем минеральных солей. Важно провести эту процедуру перед обжигом. При соблюдении технологии поверхность плитки будет иметь мягкий блеск.

Глазурованный керамогранит. По фактуре не различается с обычной глазурованной плиткой, но за основу взят керамогранит, что обеспечивает большие показатели надежности.

Керамогранит со структурированной поверхностью. Структуру плитки получают на стадии прессования при помощи специальных пресс-форм, т. к. это наиболее выгодно, чем проводить механическую обработку после стадии обжига.

Ректифицированный керамогранит. Такую плитку подвергают механической обработке на станках, для получения точно заданных размеров. Благодаря этой технологии можно сделать нужную поверхность цельной. Швы будут незаметны по всей площади стены, пола и т. д.

1.4. Анализ рынка

В результате исследования на тему “Российский рынок керамической плитки и керамогранита: итоги 2019 г., прогноз до 2022 г.», которое провела компания «NeoAnalytics», выяснилось, что на данный момент на рынке производства керамической плитки и керамогранита в Российской Федерации наблюдается застой, изменения в росте или спаде незначительны. Главным фактором влияния на рынок является развитие строительной отрасли.

В 2019 году объем рынка керамической плитки и керамогранита составил 200,1 млн. кв. метров в натуральном выражении и 70,2 млрд. руб. в стоимостном выражении. Основной объем рынка составляет отечественная продукция, доля которой в 2019 г. составила 77,2%. Последние два года соотношение на рынке доли производства/импорта сохраняется примерно одинаковое.

В 2019 году производство продукции составило 182,8 млн.кв. метров и снизилось на 1,8%. Импорт продукции составил 45,6 млн.кв. метров и снизился на 3,1%. Экспорт продукции составил 28,4 млн.кв. метров и вырос на 17,5%. В 2019 г. российский рынок рос в основном за счет экспорта.

Средняя цена производителей составила 239,5 руб. за кв. метр и снизилась за год на 4,4% [7].

Основная часть рынка, около 53%, распределена между 6 большими компаниями: ООО «Керама Марацци», ГК «Юнитайл», ООО «Церсанит Трейд», ГК «Эстима», ООО «Квадро Декор», ООО «ЗКС». Всего в России функционирует более 20 компаний по производству керамогранита.

2. Технологическая часть

2.1. Описание технологического процесса

2.1.1 Транспортировка и хранение сырья и материалов

Материалы и сырье прибывают при помощи железнодорожного транспорта, затем автомобильный транспорт доставляет их на завод. Все, что поступает на территорию предприятия, проходит регистрацию, где указывается дата и сертификация сырья.

Далее сырье располагается на складе. Склады разделены внутри по отделениям стенками. Каждое отделение отмечается соответственно сырью находящемуся в нем. Помещения защищают сырье от атмосферных осадков и пыли. Они классифицируются соответственно с нормами пожарной безопасности и оборудованы необходимыми противопожарными средствами.

Некоторые виды сырья могут содержать большое количество примесей, которое необходимо удалить перед использованием. Такое сырье выгружают в специально отведенном месте. На склад или в производство оно может поступить лишь после того, как проведут исследования в лаборатории.

Материалы могут поступать на склад в специальных упаковках, в таком случае их маркируют и помещают в сухое помещение.

Основное сырье хранят на перегороженных площадках с бетонным настилом. Этот настил обеспечивает защиту сырья от грязи.

2.1.2. Приготовление суспензии пластичных материалов

Посторонние породы удаляют из сырья вручную при выборке со склада. Затем глину и каолин отправляют на роспуск в резервуары с пропеллерной мешалкой. Важно наблюдать за загрузкой, т. к. необходимо не допустить, чтобы в роспускную емкость не попали примеси. Количество поступающего сырья контролируется весовым дозатором. Рецепт заносится в базу данных после разработки в лаборатории. Процесс перемешивания происходит непрерывно.

Водный раствор дефлокулянта готовят в пропеллерной мешалке и подают в резервуар для роспуска мембранным насосом. Процесс контролируется расходомером.

Вся стадия протекает по определенному алгоритму:

Подача воды и дефлокулянта в необходимом объеме;
Предварительная обработка сырья на глинорыхлителе;
Подача сырья по ленточному конвейеру.

Готовая суспензия сливается в подземные резервуары, где происходит перемешивание лопастными мешалками.

2.1.3. Приготовление основного шликера и ангоба

Общие требования

Взвешивание всех сырьевых материалов и объемную дозировку воды перед загрузкой в шаровые мельницы производят в соответствии с рецептом, откорректированным лабораторией с учетом состава и влажности сырья и занесенным в базу данных компьютера.

В качестве мелющих тел в шаровых мельницах непрерывного помола используют алубитовые и уралитовые тела различного размера.

Приготовление шликера

а) Основной шликер приготавливают в мельнице непрерывного действия.

Мельницы футерованы износостойкой резиной, в качестве мелющих тел используют уралитовые шары. Для компенсации намола шаров в непрерывных мельницах 1 раз в смену добавляют 200-300 кг мелющих тел.

Ревизию шаровых мельниц производят не реже одного раза в 3 месяца.

Приготовление шликера осуществляют совместным помолом непластичных материалов (кварцевый песок, полевой шпат) и суспензии пластичных материалов.

Загрузка материалов и слив шликера происходят непрерывно. Скорости подачи сыпучих материалов, суспензии пластичных материалов, дефлокулянта и воды задается и регулируется программой в компьютере в мельничном отделении.

Кварцевый песок и полевой шпат из весовых бункеров дозируют на горизонтальный ленточный транспортер, через воронку подают на наклонный ленточный транспортер, откуда через воронку подают на реверсивный транспортер. Далее наклонным транспортером непластичные сырьевые материалы поднимают на уровень загрузочных воронок весовых бункеров-дозаторов шаровых мельниц. Во время загрузки непластичных материалов в мельницу, оператор обязан следить за сырьем, поступающим по транспортеру, чтобы исключить попадание в мельницу посторонних материалов.

Суспензию пластичных материалов из подземных емкостей отделения роспуска мембранным насосом перекачивают во взвешивающие емкости из нержавеющей стали, из которых насосом подают в приемную воронку мельницы.

Воду и 10 % раствор дефлокулянта подают через расходомер в приемную воронку мельниц.

Параметры шликера:

• влажность шликера - 33-34 %;

• плотность шликера - 1,70-1,72 г/см³;

• остаток на сите 0,063 - не более 1,0 %;

• текучесть через 30 с - не более 50 с (чаша Форда с отверстием 4 мм).

Шликер проходит вибросито 1 стадии с сеткой из нержавеющей стали с ячейкой 2 мм, затем вибросито 2 стадии с сеткой из нержавеющей стали с ячейкой 0,5мм.

Шликер используют в дальнейшее производство после заполнения бассейна и аттестации его лабораторией.

Хранят шликер в подземных емкостях c лопастными мешалками.

б) Мельница для переработки возвратных отходов: пресспорошок и полуфабрикат после формования.

Соблюдают следующую очередность загрузки компонентов:

Возвратные отходы вода триполифосфат натрия (в сухом виде).

Подачу сухих компонентов осуществляют электротельфером через загрузочную воронку.

Оборотную воду, после мойки БРС, из емкости под БРС закачивают мембранным насосом в загрузочную воронку через расходную емкость мельницы, согласно рецепту.

Готовый шликер с разрешения лаборатории сливают в подземную емкость с мешалкой. После заполнения бассейна и его аттестации лабораторией суспензию перекачивают в расходные емкости для шликера из возвратного сырья [12].

Приготовление ангоба

По рецепту, утвержденному лабораторией, производят взвешивание и дозировку сырья (магнезит, каолин, вода). Чтобы ангоб прошел контрольное сито № 0,063 его обрабатывают в шаровой мельнице в течение 24 ч. В качестве мелющих тел используют уралитовые шары. Ангоб определенной влажности переливают в резервуар с мешалкой, откуда он попадет в емкости для транспортировки к аппарату для ангобирования.

2.1.4. Приготовление пресс-порошка

Пресс-порошок получают путем испарения влаги из шликера в башенной распылительной сушилке.

Шликер из подземных емкостей отделения приготовления шликера мембранным насосом перекачивают в расходную мерную напольную емкость из нержавеющей стали через вибросито с двумя сетками: 1сито с размером ячеек 0,5 мм, 2 сито - 0,2мм, и магнитный сепаратор.

Плотность подаваемого шликера 1,70-1,73 г/см³ для производства крупного пресс-порошка; 1,65-1,67 г/см³ для производства мелкого порошка. Рекомендуемая текучесть для шликера от 20 до 50 секунд (чаша Форда).

Шликер влажностью 33-34 % из нержавеющей расходной емкости подают в БРС насосом высокого давления через фильтр с сеткой из нержавеющей стали с размером ячейки 1 мм. Распыление шликера производят с помощью механических форсунок, при давлении его перед форсунками 1-1,2 МПа. Влага удаляется в потоке теплоносителя. Порошок, состоящий из гранул сферической формы, обеспечивающих хорошую сыпучесть, падает в конусную часть башни и через отверстие в конусном днище высыпается на вибросито с сеткой из нержавеющей стали, с размером ячеек 2 мм. Влажность пресс-порошка после БРС - 4,5-5,0 %.

Более мелкие фракции порошка улавливаются циклонами, направляются на роспуск и далее в бассейн с мешалкой на промежуточное хранение, предшествующее стадии получения пресс-порошка. Данная технологическая операция осуществляет частичный возврат потерь материала на БРС.

Через систему транспортеров пресс-порошок подают в силос хранения. Перед использованием пресс-порошок должен вылеживаться не менее 48 ч. Из силосов хранения пресс-порошок системой транспортеров подается на линии дозировки для подачи в бункера прессов.

2.1.5. Прессование плиток

Прессование плиток производят на гидравлических прессах. На прессах прессуют плитки размером 300x300х8. Прессование квазиизостатическое, двухступенчатое, «лицом вверх».

Штампы для лицевой поверхности - металлические, хромированные, при производстве плитки коллекции Standart, всех размеров и металлические обрезиненные при производстве плитки коллекций Premier, Stone, Coral, Trend, Antica всех размеров.

Перед началом прессования регулируют все механизмы и приспособления пресса. Штампы пресс-формы устанавливают строго горизонтально.

Лицевые и боковые поверхности штампов должны быть ровными, гладкими, без выбоин и царапин, а рифления нижнего штампа четкими.

На поверхности нижнего штампа нанесен товарный знак предприятия и страна-изготовитель.

Верхний и нижний пуансон необходимо равномерно подогревать. Температура должна быть в пределах 45-60 °С.

Давление прессования должно быть в пределах 38,3-44,6 МПа. При прессовании порошок влажностью 4,5-5,0 % загружают в пресс-форму из подающего короба. Подающий короб загружают порошком из бункера и затем равномерно выгружают его в ячейки пресс-формы. Поверхность засыпки не должна иметь неровностей, бугорков, выемок и углублений во избежание недопрессовки и других дефектов на плитке. Лицевые и боковые поверхности штампов должны быть ровными, гладкими или рельефными без выбоин и царапин. Рифления штампов для обратной поверхности плиток также должны быть четкими.

Плитки необходимо прессовать с одинаковым давлением для каждого квадратного сантиметра площади поверхности. Прессование производится в два этапа. На первом этапе происходит начальное уплотнение порошка в пресс-форме. Затем на короткое время давление сбрасывают для удаления воздуха и снятия остаточных деформаций. Вторым этапом завершают полный процесс прессования. Чтобы избежать повреждения плитки при выталкивании, торцевая пластина должна быть покрыта резиной. Отпрессованные плитки должны иметь правильную геометрическую форму, четкие грани и углы, однородную структуру в изломе без посторонних включений, трещин, выбоин, а также зазубрин на кромках лицевой поверхности. Обратная сторона плитки должна иметь четкую рифленую поверхность, на которую ставят товарный знак комбината и год выпуска.

За 1 минуту осуществляется 10 циклов прессования. Предел прочности при изгибе отпрессованных плиток не менее 0,55 МПа.

Не допускается искривление лицевой поверхности плиток.

Для обеспечения качественного полуфабриката постоянно проверяют правильность работы очищающего устройства, холодильника, наличие масла. Регулярно очищают пресс-форму и загрузочную каретку от налипшего пресс-порошка.

Отпрессованные плитки по ременному транспортеру поступают на люльки вертикальной сушилки по 4 штуки в один ряд.

2.1.6. Сушка плиток

Сушку плиток осуществляют в вертикальных люлечных сушилках.

Температуру в сушилке поддерживают за счет воздуха, нагреваемого в тепловом генераторе. Нагрев воздуха в тепловом генераторе осуществляют с помощью газовых горелок и регулируют изменениями давления газа, подаваемого на горение.

В вертикальном сушиле «Siti» сушку осуществляют при максимальной температуре 120 ºС и продолжительности 80 минут, либо - 135 ºС и продолжительностью 135 мин. – на чертеже

Остаточная влажность плиток после сушки должна быть не более 0,5%.

2.1.7. Ангобирование

Высушенные плитки по ременному транспортеру проходят стадию зачистки, после чего на плитку наносят ангоб. Ангобируется только монтажная сторона плитки. Ангоб влажностью 60 % наносят резиновыми роликами (3 г на 1 плитку), которые вмонтированы на линии ременного транспортера. После этого плитка поступает в компенсатор (накопитель), либо отправляется на обжиг.

2.1.8. Обжиг плиток

Однократный обжиг плиток производят в роликовых газовых печах.

Перед печью установлен накопитель плитки, предназначенный для отбора плитки при производительности пресса большей, чем производительность печи и подачи плитки в печь при простоях пресса.

В качестве транспортирующего органа используют роликовый конвейер с керамическими роликами.

Перед обжиговой печью устанавливается секция, называемая предварительной обжиговой печью, которая нагревается продуктами горения обжиговой печи. Предварительная обжиговая печь способствует удалению остаточной влажности (0,5 %), так как влага может стать причиной разрыва материала в зоне предварительного нагрева.

Зона охлаждения роликовой печи оборудована вентиляторами, благодаря которым значительно ускоряется процесс охлаждения плиток.

Обжиг осуществляется в окислительной среде при полном сгорании газа.

Во время обжига соблюдают заданный температурный и аэродинамический режимы.

Регулировку температурного и аэродинамического режимов осуществляют количеством работающих газовых смесительных горелок, расходом газа, коэффициентом избытка воздуха на горение, степенью открытия шиберов на отборе горячего воздуха и дымовых газов.

Обжиг плиток производят в строго окислительной среде, полном сгорании газа (без видимого факела пламени) с достаточным избытком воздуха.

Температура обжига 1200ºС. Длительность обжига 30 мин.

Обожженная и охлажденная плитка поступает на приемный стол печи, где происходит перестройка плитки в один ряд и подача ее на транспортеры.

2.1.9. Механическая обработка

После обжига плитка поступает в цех дополнительной обработки. Алмазными инструментами обрабатывают торцы изделий и делают фаски на ребрах, что дает точность геометрии плиток, облегчая и ускоряя процесс укладки. Плитку подают на кромочно-фасочный станок для калибровки и получения квадратной формы плиток. Сначала калибруют две грани плитки и снимают с них фаску, затем, после поворота на 90º, плитку толкателем подают для калибровки и снятия фаски двух других граней.

2.1.10. Сортировка и упаковка плиток

Плитки при выходе из печи рассортировывают и упаковывают на автоматической линии в соответствии с требованиями ТУ 5752-002-50184488-03 «Плитки керамические универсальные».

Системой транспортеров плитка подается на стол визуальной сортировки, где происходит сортировка плитки по внешнему виду. Определяют наличие засорки, разнотонность, соответствие заданному рисунку, наличие сколов и других видимых дефектов. Плитка второго сорта помечается специальным карандашом, а брак снимается с линии.

Между печью и сортировочным столом установлен накопитель обожженной плитки на кессоны. Накопитель включают в случае неполадок на линии упаковки, отставании упаковки от выхода готовой продукции или передаче плитки на другие участки.

После визуальной сортировки плитка попадает под планар, на котором определяют ее геометрические характеристики: линейные размеры, косоугольность, деформация. На основании проведенных измерений плитка автоматически распределяется по сортам.

Рассортированная плитка попадает на синтасис, где она набирается в стопки соответствующего сорта и размера.

Стопки плиток подают в упаковочную машину, которая упаковывает плитку в коробки, заклеивает их и печатает соответствующую информацию: сорт, тон, калибр, код плитки, дату, номер смены и номер линии. На коробке типографским способом должно быть напечатано: количество плиток; количество м2; номинальный размер; товарный знак, страна-изготовитель - «сделано в России» предупреждающие знаки - «Боится сырости», «Осторожно хрупкое», «Верх не кантовать», обозначение стандарта «ТУ 5752-002-50184488-03», таблица калибров, наименование завода-изготовителя, почтовый адрес, телефон, факс, адрес электронной почты, название сайта в интернете, наименование плитки, знак сертификации.

Коробки с плиткой размером 300х300 мм конвейером подаются на робота укладчика. Робот укладчик укладывает плитку на поддоны.

Каждый поддон сопровождают паспортом за подписью контролера и оттиском штампа «ОТК».

В паспорте указывают:

- наименование изготовителя;

- наименование и условное обозначение плиток;

- сорт;

- калибр;

- тон;

- код;

- дата изготовления и номер партии, смена;

- количество плиток, м²;

- водопоглощение, %;

- износостойкость, г/см²;

- предел прочности при изгибе, МПа;