Спекание материала - существенный момент процесса обжига, так как к этому времени заканчивается формирование керамического изделия. Окончание спекания изделия характеризуется прекращением его усадки. Условными показателями спекшегося материала являются его водопоглощение.
Спекаемость глины зависит от содержания в ней плавней и степени их дисперсности.
На процесс формирования керамического черепка влияют: химический и гранулометрический состав сырья, соотношение компонентов в массе, а также температурно-газовый режим обжига.
Образующиеся в процессе обжига глин и керамических масс легкоплавкие соединения проявляют себя двояким образом. Во-первых, они действуют химически, растворяя частицы минералов, образуя жидкую фазу и выделяя из раствора новые, более устойчивые мниералообразования, именуемые эвтектическими смесями. Во-вторых, они действуют физически, благодаря своей энергии поверхностного натяжения, сближая и уплотняя твердые частицы глины.
Обжиг изделий грубой строительной керамики ведется до появления минимального количества легкоплавких соединений, которые связывают дегидратированные частицы глинообразующих минералов и зерна кварца, что и обеспечивает достаточную механическую прочность изделий.
Большое значение имеет подбор температурного режима обжига. Он должен быть таким, чтобы реакции дегидратации, декарбонизации, окисления и восстановления отдельных компонентов, составляющих глину, не налагались бы на реакции образования легкоплавких эвтектик. Эти реакции должны следовать одна за другой, но практически, вследствие сложного состава керамических масс, образование жидких соединений начиняется обычно ранее, чем закончатся декарбонизация, окисление и т. д.
Температурный режим при выдержке и охлаждении определяется главным образом видом, формой и размерами изделий, а также температурным интервалом модификационных превращений в материале.
Современный этап производства тугоплавких неметаллических и силикатных материалов характеризуется расширением ассортимента, повышением качества, возрастанием единичной мощности технологических линий, внедрением поточных технологий. Все это требует коренного совершенствования структуры, методов и средств контроля производства.
Технический контроль – это проверка соответствия объекта (материала, изделия или процесса) установленным требованием, что относится к системе государственных испытаний, а значит, подчиняется правилам стандартизации и сертификации.
Стандартизация – деятельность, направленная на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области посредством установления положений для всеобщего и многократного использования реально существующих или потенциальных задач. Результатом этой деятельности является разработка нормативных документов. В зависимости от специфики объекта стандартизации и содержание установленных к нему требований различают стандарты основополагающие, на продукцию или услуги, а также стандарты на процессы, на методы контроля (испытаний, измерений, анализа).
Сертификация – подтверждение соответствия товара обязательным нормативным требованиям, которое сопровождается выдачей сертификата соответствия.
Любой контроль можно свести к осуществлению двух этапов:
- получение первичной информации о фактическом состоянии объекта, о признаках и показателях его свойств;
- сопоставление первичной информации с заранее принятыми требованиями, нормами, критериями, обнаружение соответствия или расхождений фактических и требуемых данных, что дает вторичную информацию.
Вторичная информация используется для выработки соответствующих управляющих воздействий, совершенствование производства, повышения качества продукции и т.п.
Основными задачами системы контроля являются:
- определение качества поступающих на завод материалов;
- установление состава и свойств потоков материалов в процессе производства;
- слежение за параметрами технологического процесса по всем производственным переделам;
- контроль качества и сертификация (паспортизация) продукции;
- анализ и обобщение результатов контроля по всем переделам с целью совершенствования технологического процесса.
Для решения этих задач система контроля производства должна включать в себя ряд подсистем.
Подсистема общезаводского технологического контроля (центральная заводская лаборатория) должна обеспечивать определение состава и свойств исходного сырья, топлива, добавок, вспомогательных материалов, полуфабрикатов и готовой продукции в объеме, достаточном для практического осуществления процесса оптимизации производства по всему заводу.
Подсистема оперативного технологического контроля (обслуживающий персонал основного производства, цеховые лаборатории) занимается определением состава и свойств материалов на входах и выходах конкретных технологических участков производства и контролем соответствия получаемых результатов требуемым значениям. Объем определений здесь должен быть минимально необходимым и не требующим сложного оборудования для осуществления контроля.
Подсистема параметрического контроля (служба контрольно-измерительных приборов и автоматизированных систем управления, КИП и АСУ) оценивает состояние оборудования и режимы его работы, контролирует технологические параметры, измеряет расходы в технологических потоках, уровни в емкостях и т.д.
Подсистема технического контроля (отдел технического контроля, ОТК) обеспечивает контроль качества и соответствие выпускаемых материалов и изделий действующей нормативной документации (государственным или отраслевым стандартам, техническим условиям, стандартам предприятия), а также осуществляет сертификацию (паспортизацию) продукции. В функции ОТК входит не только фиксирование появления некачественной продукции, но и предупреждение подобных фактов. С этой целью ОТК контролирует качество поступающих на предприятие материалов, соблюдение установленной технологии, устанавливает причины, вызывающие брак и снижающие качество продукции. ОТК также оформляет необходимые акты и добивается устранения причин негативных явлений и их последствий. ОТК проводит свою работу в тесном контакте с заводской и цеховыми лабораториями.
Таблица 7.1
Контроль производства по массозаготовительному цеху
| Материал или операция | Контролируемый параметр | Место отбора/ контроля | Периодичность контроля | Метод контроля и погрешность | Исполнители | |
| Наименование | Предельное или номинальное значение | |||||
| ГЛИНА | Наличие посторонних включений | паспортные данные | Карьер | 1 раз в смену | Визуально | ОТК, технолог |
| Влажность | не более 21% | Карьер, ящичный питатель | 1 раз в сутки | Весовой; до 0,2 % | Лаборатория | |
| Пластичность | не нормируется | 1 раз в год или при переходе на другое сырье | Комбинирован-ный по ГОСТ 21216.1-93; ±0,1% | |||
| Химический состав, % SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, SO3, п.п.п. | контролируется | Склад глины | при изменении сырья | ГОСТ 3226-77 | Сторонняя организация | |
| Удельная эффективная активность естественных радионуклидов | До 370 Бк/кг | По мере необходимости при изменении сырья (не реже 1 раза в месяц) | ГОСТ 30108-94 | Лаборатория | ||
| ОПИЛКИ древесные | Влажность | Не более 55% | Склад и дробильно-помольная установка | 1 раз в смену | Весовой; до 0,2% | |
| Грануло-метричекий состав | Более 5 мм не допускается; от 1 до 5мм – 85%; менее 1мм – 15% | Склад | Ситовой анализ | ОТК | ||
| ШАМОТ | Влажность | 5-9% | Склад и дробильно-помольная установка | Весовой; до 0,2% | Лаборатория | |
| Фракционный состав | Более 5 мм не допускается; от 1 до 5мм – 85%; менее 1мм – 15% | Лотковый питатель | Ситовой анализ | |||
| ШИХТА | Состав шихты | Глина–81% (об.) Опилки–11% (об.) Шамот–8% (об.) | Шихто-запасник | Весовой | ||
| Первичная обработка | Зазор между валками: по выступам по впадинам | - 4 мм - 10 мм | Камневыделительные вальцы | Набор щупов | ОТК, технолог | |
| Смешива-ние и паро-увлажне-ние | Зазор между концом лопасти и стеной корыта угол лопастей | 3 мм 15 – 17 0 | Глиноме-шалка | Щуп, угольник 90 0 , класс точности 2 | ||
| Шихта | Влажность | 18-21% | Весовой; до 0,2% | |||
| Зазор между валками | 4 мм | Вальцы тонкого помола | Набор щупов | |||
| Перемеши-вание и паро-увлажне-ние | Зазор между концом лопасти и стеной корыта | Не более 3 мм | Смеситель | 1 раз в смену | Набор щупов | ОТК, технолог |
| Формование бруса | Зазор между цилиндром и лопастями | 3 мм | Пресс | 1 раз в неделю | ||
| Глубина вакуумирования | 7,2 кПа | В вакуум-камере | 1 раз в смену | Вакууметр ВТИ ГОСТ 2405-80 | ||
| Размер выходного отверстия мундштука | 124*261 мм | Пресс | Металлическая линейка | |||
| Брус | Температура | 30-35оС | При выходе из пресса | 2 раза в смену | Погружение термометра в центр бруса. Термометр технический 0-100оС | Лаборатория |
| Влажность | 18-21% | При выходе из пресса | 1 раз в смену | Весовой; до 0,2% | ||
| Резка кирпича сырца | Толщина резательной проволоки | 0,8-1,0 мм | Резательный полуавтомат | Штангенциркуль | ОТК, технолог | |
| Сырец | Размеры | 261±4*125±3*69±3 | После резки | 2-3 раза в смену | Замер для определения размеров и косоугольности. Металлическая линейка. Угольник 90о, кл. точн. 2 | |
| Сушка | Температура теплоносителя | tНАЧ=30-35оC tКОН=90-100оС | Центральный канал сушила | 1 раз в смену | Термометр технический 0-100оС | ОТК, сушильщик |
| Теплоноситель | Относительная влажность | 85-95% | 1-ая позиция со стороны загрузки туннеля | Психрометр бытовой 0-40оС | ||
| Разрежение | 24,5-39,2 Па | Туннель со стороны закатки | 1 раз в 10 дней | Тягомер Креля ТНЖ-Н 0-400 Па, кл. точн. 5 | ||
| Высушенный сырец | Влажность | 6% | После сушки | 1 раз в сутки | Весовой; до 0,2% | Лаборатория |
| Качество | Поштучный осмотр | ОТК, сушильщик | ||||
| Теплоноситель | Качество при подаче и отборе | В зависимости от типа печи | Центральный канал | 1 раз в квартал и при изменении числа оборотов вентилятора | Анемометр МС-13 | Лаборатория, технолог |
| Обжиг | Качество садки | Вагонетка печная | Постоянно | Внешний осмотр | ОТК, обжигальщик | |
| Максимальная температура | 1000оС | Туннельная печь | Ежесменно | Термопара ТХА | Лаборатория, ОТК, обжигальщик | |
| Обжиг | Режим обжига | В соответствии с кривой температур | По зонам туннельной печи | Ежесменно | Термопары ТХА | Лаборатория, ОТК, обжигальщик |
| Работа вентиляторов | В соответствии с нормами технической документации | Туннельная печь | 1 раз в квартал | Тахометр СО-67 | ||
| Готовый кирпич | Внешний вид | В соответствии с ГОСТ 530-95 | Выставочная площадка | 1 раз в сутки | ГОСТ 530-95 | ОТК |
| Прочность при сжатии и изгибе | Не менее значений, указанных в ГОСТ 530-95 | ГОСТ 8462-85. Пресс гидравлический типа ПСУ-50 | Лаборатория, ОТК | |||
| Водопоглощение | Не менее 8% | 1 раз в месяц или при изменении сырья и технологии | Весовой (насыщение водой при 20оС, 48ч – ГОСТ 7025-91) | Лаборатория, | ||
| Плотность | В соответствии с ГОСТ 530-95 | ГОСТ 7025-91 | ||||
| Морозостойкость | В зависимости от марки кирпича | 1 раз в квартал и каждый раз при изменении сырья и технологии | ||||
| Наличие известковых включений | Разрушение кирпича не допускается | 2 раза в месяц | ГОСТ 530-95 | |||
Состав шихты: