Полусухое Прессование Керамического Кирпича

В настоящее время производство керамического кирпича в зависимости от вида и типа сырья осуществляется тремя способами: пластическим, полусухим (сухим) и редко шликерным. Наибольшее распространение получили пластический и полусухой способы формования.

При пластическом способе прессование осуществляется из пластичных глиняных масс влажностью 18-24%, преимущественно на ленточных; шнековых безвакуумных и вакуумных прессах. Приготовленная пластичная масса содержит до 10% воздуха, что снижает плотность, прочность и формовочные свойства массы. Вакуумирование (разрежение 90-98 кПа) позволяет получить пластичную массу более высокого качества. Из глиносмесителя масса продавливается через перфорированную решетку в вакуум-камеру, предварительно разрезанная ножами и падает на формующий шнек пресса. Для формования пустотелых изделий используют мундштуки с кернами, благодаря которым в глиняном брусе образуются пустот, учитывающие воздушную и огневую усадку сырца. Производительность ленточных прессов достигает 10 тыс. шт. кирпича-сырца в месяц.

Формование изделий способом литья (шликерный способ) менее распространено в технологии строительных материалов и используется в основном при производстве санитарно-строительных изделий (умывальники, мойки, унитазы). Способ менее производителен, чем пластический или полусухой, но позволяет изготавливать изделия любой сложной конфигурации.

При полусухом и сухом способах прессования используют пресс-порошки влажностью соответственно 8-12 и 2-8%. Эти способы позволяют применять глины пониженной пластичности. Полусухим способом формуют в основном изделия, имеющие простую геометрическую форму и небольшую толщину (кирпич, клинкерный кирпич, фасадные плитки, плитки для полов, тротуарные плиты для внутренних помещений и др.). Формуют керамические строительные изделия из пресс-порошков на механических (коленно-рычажных, ротационных, фрикционных) прессах, а также используя гидравлические станки для кирпича и плитки.

Основным преимуществом метода полусухого прессования, это обеспечение четкой формы, точных размеров, прочных углов и ребер. Также этим способом отлично формуются изделия разных геометрических форм, с пустотами.

Температура обжига кирпича полусухого прессования должна быть на 50-80°С выше, чем для изделий пластического формования.

Все разнообразие облицовочного кирпича производится в принципе по однотипной схеме, включающей в себя: добычу сырьевых материалов, подготовку сырьевой массы, формование изделий, сушку и обжиг.

Как выше было сказано, полусухим способом прессования можно изготовить керамический кирпич из малопластичных глин, что расширяет сырьевую базу. Кроме того, существенное преимущество полусухого способа формования кирпича по сравнению с пластическим способом - применение глиняной массы с меньшей влажностью (8-12%), что значительно сокращает или даже исключает сушку кирпича-сырца, в зависимости от сырья.

В настоящее время при полусухом способе каждое изделие формуют отдельно на прессах, в основном обеспечивающих двустороннее прессование под давлением 150 кгс/см2.

Подготовка для полусухого прессования керамического кирпича иногда предусматривает подсушку глины в сушильном барабане в течение 10-15 минут, после чего глина измельчается стержневым смесителем в порошок с фракцией 0,5-5 мм и уже после формуется на прессах.

Отличие технологии полусухого прессования от традиционного пластического формования заключается в упрощенной схеме приготовления сырьевой смеси. Кроме того, оборудование для оснащения линии подготовки пресс-порошка менее энерго-, и металлоемко.

В настоящее время большое внимание уделяется развитию энергосберегающих технологий, расширению сырьевой базы строительной керамики, созданию эффективных материалов, проблемам повышения качества продукции, совершенствованию менеджмента качества, соблюдению требований экологических стандартов.

Организация производства полусухого прессования керамического кирпича в современных условиях – продолжительный процесс, требующий постоянного внимания как сторон, занимающихся его организацией, так и в дальнейшем участников процессов. При создании предприятия должны соблюдаться существующие требования к организации производства, а также учитываться перспективы развития.

Авторы, Терехина Ю.В. и Котляр В.Д. Ростовского Государственного Строительного Университета, предложили алгоритм, позволяющий создать современный завод по производству керамического кирпича способом полусухого прессования, отвечающий требованиям мировых стандартов в области менеджмента качества и экологии, выпускающий конкурентоспособную продукцию.

Технология полусухого прессования керамического кирпича взята за основу как актуальное направление развития в области производства керамических материалов, получившее широкое распространение в России в связи с наличием широкой сырьевой базы.

При построении алгоритма использовались положения стандартов серии ИСО 9001 и основы управления качеством. Первый этап алгоритма включает в себя:

• Изучение рынков всех уровней (местного, регионального, федерального) с позиций «спрос-предложение», ценовых категорий, номенклатуры керамического кирпича.
• Изучение требований действующих нормативных документов на кирпич керамический и на возможную второстепенную продукцию (бой, керамическая крошка, заполнители и т.д.).
• Рассмотрение зарубежной номенклатуры продукции и патентных предложений.

На основании полученных данных выбирают номенклатуру керамической продукции для производства, производительность завода, позиции для занятия своей ниши и перспективы сбыта на рынках.

Следующим встает вопрос о выборе собственного месторождения сырья или же поиск поставщиков сырьевых материалов для производства керамического кирпича методом полусухого прессования. На наш взгляд, предпочтительным является вариант с приобретением месторождения и независимость от поставщиков для стабильности производственного процесса и проработки вопросов контроля качества. Рассматриваются разведанные месторождения, а также варианты поисковых работ и использование нетрадиционного сырья. По итогам поисково-оценочных работ принимается решение о выборе месторождения или же после анализа возможных поставщиков рассматриваются выбранные варианты.

Лабораторно-технологические испытания сырья, являются важным этапом, включающие в себя весь перечень обязательных операций для определения пригодности потенциальных сырьевых баз для производства кирпича керамического по технологии полусухого прессования и определение физико-механических характеристик планируемой продукции. На данном этапе определяются с месторождением (поставщиком), разрабатываются составы шихты (использование сырья в чистом виде или с добавками) и подбирается оптимум по её влажности и гранулометрическому составу. Устанавливаются технологические параметры производственного процесса способом полусухого прессования кирпича:

• влажность пресс-порошка;
• усилие гиперпрессования;
• температура сушки и режим обжига кирпича полусухого прессования.

Определяются возможные показатели качества продукции. Обязательным этапом, входящим в лабораторно технологические испытания являются полузаводские и заводские испытания сырья на действующих предприятиях. По итогам данных испытаний корректируют (по необходимости) требуемые характеристики пресс-порошка, и формируют требования к технологическому оборудованию для обеспечения выпуска выбранной номенклатуры продукции с соответствующим уровнем качества. Путём решения логистических задач, с учётом близости расположения коммуникаций и согласования предложенных вариантов с требованиями СНиП и ГОСТов определяют местонахождение завода.

По завершению процесса оформления лицензии на месторождение (либо заключение договора с поставщиками), начинается проектирование завода полусухого прессования керамического кирпича, при котором учитываются данные, полученные при проведении лабораторно-технологических испытаний по характеристикам сырья, установленным технологическим параметрам производственного процесса, уровень качества продукции, планируемая производительность предприятия, требования нормативных документов по эффективности производства и экологических стандартов.

При подборе технологического оборудования рекомендуется рассмотреть несколько вариантов комплектации технологической линий и по каждому варианту провести FMEA-анализ для выявления оптимального варианта комплектации. Применение данного метода при проектировании способствует решению следующих задач:

• получение сведений о риске альтернативных вариантов и их оценка при проектировании технологической линии полусухого прессования;
• идентификация недостатков технологии производства кирпича и нахождение мер по их устранению;
• сокращение дорогостоящих экспериментов при запуске и наладке производства.

Итогом данного этапа является проект технологической линии, принятый к строительству.

Следует обратить внимание, что оборудование для организации технологического процесса выпуска керамического кирпича по технологии полусухого прессования рекомендуется выбирать российского производства, что позволит избежать дополнительных затрат по монтажу, гарантийному обслуживанию и ремонту. На данном этапе следует включить разработку графика планово-предупредительных работ для технологического оборудования.

Автоматизация процессов производства кирпича позволит организовать контролируемый технологический процесс с возможностью управления параметрами производства, что ведет к снижению рисков возникновения дефектов, брака полусухого кирпича сырца и готовой продукции.

Параллельно со стадией проектирования завода принимается решение об организации заводской лаборатории или о заключении договоров со сторонними организациями для проведения испытаний продукции. При решении организовать лабораторию в составе предприятия выделяются помещения, набираются сотрудники, составляется перечень контролируемых характеристик и параметров, соответственно, подбирается испытательное оборудование и средства измерения, прописывается Положение об испытательной лаборатории и рассматривается подготовка к аттестации.

Подбор персонала является важнейшим этапом при организации производства керамического кирпича методом полусухого прессования и создании системы управления качеством. На основании проекта предприятия составляется штатное расписание и прописываются должностные инструкции. Каждый сотрудник должен соответствовать занимаемой должности (наличие специального образования), понимать и принимать ответственность за свои действия, быть заинтересованным в результатах своего труда (моральное и материальное стимулирование).

Этап пуско-наладки (3-9 месяцев) в организации производства керамического кирпича способом полусухого прессования определяет готовность предприятия к выпуску продукции, корректируются технологические параметры сырья и оборудования для получения продукции заданного уровня качества, рассматривается взаимосвязь подразделений.

После установления стабильных параметров технологического процесса и получения продукции заданного уровня качества составляется Технологический регламент предприятия и карты контроля качества, которые позволяют организовать процесс контроля и управления производством и качеством выпускаемой продукции.

Следующий этап – продвижение керамического кирпича на рынке, включающий в себя разработку рекламных мероприятий (теле - и радиоформаты, печатная форма, раздаточный материал, наружная реклама), участие в форумах, выставках, выгодные условия продаж.

Параллельно осуществляется обратная связь «покупатель-производитель» для сбора и анализа информации по качеству кирпича керамического полусухого прессования и принятия решений по процентному выпуску номенклатуры продукции.

В ходе работы предприятия проводят анализ существующей технологии на предмет «узких» мест и предлагаются варианты по их устранению. Для контроля стабильности процессов производства и качества готовой продукции предлагается внедрение статистического контроля, дающего возможность отслеживать эффективность производственных и корректирующих мероприятий.

Следующим этапом в развитии производства и повышении качества керамического кирпича является этап подготовки к сертификации продукции и параллельно подготовка и внедрение системы менеджмента качества с дальнейшей возможностью сертификации системы менеджмента качества на соответствие ГОСТ Р ИСО 9001. На данном этапе также оценивается возможность сертификации предприятия на соответствие ГОСТ Р ИСО 14001. Данные процедуры позволят предприятию повысить уровень управления качеством, упорядочить процессы управления, повысить конкурентоспособность продукции, обеспечить выход на зарубежные рынки. И главное, не останавливаться на достигнутых результатах, а следовать принципу «постоянного улучшения».

Данный алгоритм организации производства керамического кирпича полусухого прессования дает возможность эффективно организовать процесс производства и структуру предприятия, расставить акценты на важных этапах при проектировании и затратах на их проведение, избежать ненужных процессоёмких и затратных мероприятий, внедрить систему управления качеством, представить на рынок конкурентоспособную продукцию и получить максимальную прибыль.