 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ
| Приклад виконання типового завдання.
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ПРОВЕДЕННЯ ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ
дисципліни «Технологія кераміки» Галузь знань 0513 «Хімічна технологія та інженерія» Спеціальність 5.05130109 «Виробництво тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів і виробів» Миргород 2013
Методичні вказівки щодо проведення практичних занять дисципліни «Технологія кераміки»складені на основі Варіативної компоненти підготовки молодшого спеціаліста і навчального плану спеціальності: 5.05130109 «Виробництво тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів і виробів»
Укладач: ________ В.П. Ксьонз викладач, спеціаліст вищої категорії
Методичні вказівки щодо виконання практичних занять розглянуто і схвалено на засіданні циклової комісії технологічних дисциплін
Протокол № ______ від «___» ______________20___ року
Голова циклової комісії _________ В.П. Ксьонз
Практичне заняття – це вид навчального заняття, на якому викладач організовує детальний розгляд студентами окремих теоретичних положень навчальної дисципліни та формує вміння і навички їх практичного застосування шляхом індивідуального виконання відповідно до сформульованих завдань. Основна дидактична мета практичного заняття — розширення, поглиблення й деталізація наукових знань, отриманих студентами на лекціях та в процесі самостійної роботи і спрямованих на підвищення рівня засвоєння навчального матеріалу, формування умінь і навичок, розвиток наукового мислення та усного мовлення студентів. Тематика і плани проведення практичних занять із переліком рекомендованої літератури заздалегідь доводяться до відома студентів. Перелік тем і зміст практичних занять визначаються робочою навчальною програмою дисципліни. ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНИХ РОБІТ Практичне заняття № 1 Тема роботи: Визначення сировинних матеріалів для виробництва кераміки за зовнішніми ознаками. Мета роботи: Навчитися визначати сировинні матеріали для виробництва кераміки за зовнішніми ознаками. Обладнання та матеріали : 1. Папір 2. Ручка 3. Колекція сировинних матеріалів. Вимоги що до виконання практичної роботи: Визначити сировинні матеріали для виробництва кераміки за зовнішніми ознаками та охарактеризувати основні технологічні властивості.
Всі сировинні матеріали поділяються на такі класи: пластичні і непластичні. До пластичних відноситься глина, каолін, бентоніт. До непластичних: спіснюючі матеріали і плавні. До спіснюючих належать кварц, бій першого та другого випалу, кварцевий пісок. До плавнів: польовий шпат, пегматит, доломіт, крейда і мармур, але плавні мають подвійну роль: в сирій масі вони відіграють роль спіснюючих матеріалів, а при випалі - роль плавнів. В якості добавочних матеріалів для регулювання властивостей маси використовують рідке скло, соду, гідрат оксиду барію. Для приготування глазурі використовують буру, борну кислоту, борацит, карбонат стронцію, поташ. Кольорові глазурі: оксиди кобальту, міді, заліза, марганцю. До сировинних компонентів пред'являються вимоги у відношенні їх однорідності, стабільності, включення залізних матеріалів не допускається. Основними складовими частинами керамічної маси є глина і каолін. В фаянсові вироби вводять 30-33% глинистих матеріалів і 30-33% каоліну. В фарфорові маси: глини 8-15%, каоліну 35-45%. Глиниста речовина класифікується по вогнетривкості: глини є вогнетривкі, легкоплавкі і тугоплавкі/ - легкоплавкі глини: температура плавлення до 13 5 0 ° С - тугоплавкі глини: від 1350° С до 1580° С, - вогнетривкі глини: температура плавлення більше 1580 ° С. Утворились глини в результаті руйнування польовошпатових порід По вмісту включень глиниста сировина поділяється на п'ять груп: - з кварцевими включеннями, - з залізними включеннями, - з карбонатними включеннями, - з гіпсовими включеннями, - з ортоклазними включеннями. Плавні в керамічних масах відіграють подвійну роль, сприяють утворенню: 1) легкоплавкого розчину, 2) знижують температуру випалу, 3) підвищують щільність черепка. В якості плавнів використовують польовий шпат, пегматит, нефеліновий сієніт, крейду, доломіт, тальк та інші. Дія плавнів в масі неоднакова. Польовий шпат, пегматит, нефеліновий сієніт самі переходять у розплав при високій температурі. Плавні, такі як крейда, доломіт утворюють розплав при взаємодії з глинистою речовиною і кварцем. Польові шпати складають велику групу алюмосилікатів К, Nа, Са, рідше Ва. Замінниками польових шпатів є пегматит - це польовий шпат, який проріс зернами кварцу. Вміст піску в пегматиті коливається від 30-35%, польового шпату 65-70%. Пегматит повинен задовольняти вимоги ГОСТу: Fе203 не повинно перевищувати 0,2%, СаО і Мg0 -1,5%, К2 О + Na2 О не менше 12%, температура плавлення 1200-1300° С. Нефеліновий сієніт містить мінерали нефеліна, альбіту і мікроклін, а також домішки слюди. Перліт - скловидна вулканічна порода, яка має температуру плавлення 1040-10700 С, його використовують тоді, коли потрібна висока білість. Крейда, мармур СаС03, доломіт, рідше використовують як добавки в масу і широко використовують для виробництва глазурі. Карбонатні плавні не повинні містити шкідливих домішок, особливо залізних. Плавні при випалі утворюють скловидну фазу. В ній диспергують кристалічна і газоподібна фаза Глинисті матеріали призначені для надання пластичності масі, механічної міцності і термічної стійкості. Спіснюючі матеріали призначені для регулювання технологічних властивостей шлікерів, для отримання виробів з заданими властивостями. До спіснюючих матеріалів відносяться кварц жильний, молотий, кварцовий пісок, відходи збагачення каолінів, шамот з бою виробів або отримані випалом глини і каолінів. Спіснюючі матеріали приймають активну участь в зміні властивостей маси і в формуванні черепка виробів, здійснюють вплив на фізичні і технічні властивості. Кварцовий пісок - це рихла сипуча порода, яка складається з дрібних уламків та зерен різного розміру від 0,01 до 0,25мм. Це дрібно зернистий пісок, середньозернистий пісок від 0,25 до 0,5мм, крупнозернистий від 1 до 2мм. В піску можуть бути присутні домішки слюди, глини польових шпатів. По походженню піски є річкові, озерні, морські. Кварцовий пісок, отриманий при збагаченні каолінів є якісною сировиною у виробництві керамічних виробів. До спіснюючих матеріалів відносять також бій виробів першого та другого випалу.
Хід роботи. Для виконання практичної роботи був даний зразок пегматиту.
Замінниками польових шпатів є пегматит - це польовий шпат, який пророщенний зернами кварцу. Вміст піску в пегматиті коливається від 30-35%, польового шпату 65-70%. Пегматит повинен задовольняти вимоги ГОСТу: Ре2 03 не повинно перевищувати 0,2%, СаО і М§0 -1,5%, К2 О + №2 О не менше 12%, температура плавлення 1200-1300° С. Пегматит має колір білий, сірий, сірувато-білий, пористий матеріал. Родовища пегматиту Карелія, Україна, Урал, Сибір. Пегматит в масі відіграє велику роль: утворює легкоплавкий розчин, знижує температуру випалу, підвищує щільність черепка. Висновок: Даний зразок пегматиту було досліджено і отримані навики по визначанню сировинних матеріалів за зовнішніми ознаками. Рекомендована література 1 Мороз И.И. «Технология фарфоро-фаянсовых изделий», Москва, Стройиздат, 1984. 2 Августинник А.И. «Керамика», Ленинград, Стройиздат,1975 3 Мороз И.И. « Фарфор, фаянс, майолика», Киев, “Техніка”, 1975 Практичне заняття № 2 Тема:Складання технологічних схем приготування мас різними способами. Мета:Навчитись складати технологічні схеми приготування мас різними способоми . Обладнання та матеріали : 1Папір 2. Ручка Вимоги що до виконання практичної роботи: Скласти технологічні схеми виробництва керамічних мас різними способами та охарактеризувати основні технологічні процеси.
Приклад виконання типового завдання. Ливарний шликер готують двома способами: пресовим і беспресовим способом зі спільним чи роздільним помелом компонентів маси. Пресовий спосіб забезпечує більш високу якість шликера, особливо якщо фильтр-прессні коржі до розпуску у воді витримувались у підвалах не менше 1 міс. Однак він більш трудомісткий і складний у порівнянні з беспресовим. У виробництві порцелянових і фаянсових виробів використовують пресовий спосіб приготування ливарного шликера при роздільному помелі сировинних матеріалів. Фильтр-прессні коржі розпускають у воді в пропелерних мішалках, пропускаючи через сито № 016 (1480 отв/см"), електромагнітні сепаратори і постійні магніти, і подають у збірну мішалку для дозрівання протягом 48 ч при постійному перемішуванні. При необхідності шликер вакуумують у вакуумних резервуарах. Обробка шликера ультразвуком чи вібрацією скорочує час приготування, знижує його структурну в'язкість і поліпшує диспергацию глинистих часток. Беспресовий спосіб приготування ливарного шликера застосовують у виробництві виробів будівельної і рідше у виробництві побутової кераміки. У кульовий млин завантажують кам'янисті матеріали, воду й електроліти (по рецепту) і розмелюють протягом 3-6 год. Потім додають до них глинисті матеріали і додатково розмелюють ще 2-5 год. Тонина помелу характеризується залишком на ситі № 006 (10000 отв/ см ) не більш 2%. Далі шликер зливають у мішалку для дозрівання, відкіля подають на ділянку лиття виробів. Якість шликера незалежно від способів його готування підвищується в результаті вистоювання (дозрівання) протягом 1 -З діб перед подачею на відливання, вакуумирования (20-40 хв) у герметично закритих резервуарах з величиною розрідження від 40 до 61,ЗкН/м, підігріву до температури 30-35°С. Оцінюючи якість шликеров, звертають увагу на величину рН (концентрація водневих іонів), що складає для суспензій каоліну 8,44-8,57, бентоніту близько 7,9. Присутність у каоліні мокрого збагачення залишкових електролітів (іони К + і Са2+) погіршує ливарні властивості шликеров. Нейтралізують їхню шкідливу дію додаванням соляної кислоти чи хлориду кальцію.
Схема пресового способу приготування шлікера
Завдання до практичної роботи : 1. Скласти технологічну схему приготування шлікера безпрессовим способом 2. Скласти технологічну схему приготування пластичної маси спільним помелом компонентів 3. Скласти технологічну схему приготування пластичної маси окремим способом помелу 4. Скласти технологічну схему приготування преспорошка по мокрому способу 5. Скласти технологічну схему приготування преспорошка по сухому способу 6. Скласти технологічну схему приготування преспорошка по шлікерному способу
ВИСНОВОК:на цій практичній роботі я навчився складати технологічну схему приготування шлікеру пресовим способом.
Рекомендована література
1. Юшкевич М.Ю., Роговой М.И. «Технология керамики», Москва, Стройиздат, 1969. 2. Мороз И.И. «Технология фарфоро-фаянсовых изделий», Москва, Стройиздат, 1984. 3 Августинник А.И. «Керамика», Ленинград, Стройиздат,1975
Практичне заняття № 3 Тема: Розрахунок потреби в основних і допоміжних матеріалах для випуску цегли за заданою продуктивністю Мета:Навчитися виконувати розрахунок основних і допоміжних матеріалів для випуску цегли за заданною продуктивністю Обладнання та матеріали: 1. Папір 2. Ручка Вимоги щодо виконання практичної роботи: Виконати розрахунок потреби основних і допоміжних матеріалів для випуску цегли за заданною продуктивністю. Приклад виконання типового завдання Вихідні дані: 1 . Річна продуктивність цегельного заводу - Q млн. шт/ умовної цегли нарік 2. Вид цегли: глиняна рядова пустотіла 3. Склад маси (%):
- глина легкоплавка - x1 - вугілля - х2 - шамот - х3 4. Втрати сировини від прожарювання (%): - глина легкоплавка - ввп1 - вугілля - ввп2 - шамот - ввп3 5. Складська вологість компонентів маси (%): - глина легкоплавка - w1 - вугілля - w2 - шамот - w3 6. Планові технологічні відходи за переділами (%): - випал - n1 - сушіння - n2 - формування - n3 - приготування маси - n4
7. Вологість пластичної маси (%) – Wм 8. Маса однієї випаленої цеглини (кг)- m 9. Режим роботи дільниці:
- тривалість зміни (год) - τ - кількість змін на добу - z 1 . Визначаю масу річного випуску продукції
2. Визначаю масу річного випуску продукції, враховуючи технологічні відходи при випалі цегли
3. Визначаю масу річного випуску продукції, враховуючи втрати від прожарювання маси. Для цього попередньо визначаю втрати від прожарювання маси, виходячи з ВВП кожного з сировинних матеріалів та рецепту маси за правилом адитивності властивостей маси
Тоді маса річного випуску продукції, враховуючи втрати від прожарювання маси, складе
4 . Визначаю масу річного випуску продукції, враховуючи технологічні відходи при сушінні цегли-сирцю
5. Визначаю масу річного випуску продукції за абсолютно сухою масою, враховуючи технологічні відходи при формуванні цегли-сирцю
6. Визначаю потребу в пластичній масі з робочою вологістю для забезпечення річного випуску продукції
7. Визначаю потребу в абсолютно сухій масі, враховуючи технологічні відходи приготування маси
8.Визначаю потребу в компонентах маси за абсолютно сухою масою, враховуючи рецепт маси а) глина легкоплавка
б) вугілля
в) шамот
8. Визначаю потребу в компонентах маси з складською вологістю, враховуючи рецепт маси а) глина легкоплавка
б) вугілля
в) шамот
9. Визначаю потребу у допоміжних матеріалах 9.1 Визначаю потребу у технологічній воді, необхідній для доведення маси до робочої вологості Wм . Для цього попередньо потрібно розрахувати кількість води, що вводиться з сировинними матеріалами Середньозважена вологість маси становить
Маса шихти з сировинними матеріалами зі складською вологістю становить в розрахунку на річний випуск
Тоді потреба в технологічній воді складе В = М5-Мш 9.2 Визначаю потребу витрати пари для зволоження і підігріву пластичної маси
Де: Q - теоретична витрата пари на 1000 шт сирцю (кг) gг - маса сухої глини в одній цеглині-сирцю (кг) gв - маса води в в одній цеглині-сирцю (кг) t1 - температура глини і води після підігріву парою t0 - температура глини і води до підігріву 0,922 - теплоємність глини, кДж/кг*°С 2688 - питома ентальпія пари, кДж/кг*°С Враховуючи втрати пари в навколишнє середовище, витрати пари на практиці збільшують на 20%. Для обрахунку gг і gв необхідно розрахувати кількість цегли, яку Тоді
9.2 Якщо глина поступає з кар'єру у перезволоженому стані, то ЇЇ потрібно знезволожити добавкою сухої глини. Потрібна кількість сухого знезволожувача на 1т кар'єрної глини ( в перерахунку на суху речовину) визначається за формулою
Де: gсд - кількість сухої добавки на 1т кар'єрної глини (т) Wг - абсолютна вологість кар'єрної глини (%) WФ - абсолютна вологість формувальної маси (%) Wк - збільшення вологості маси при конденсації пари (%) Wд - абсолютна вологість сухої добавки (%) 10.Визначаю корисний фонд робочого часу дільниці. Для цього приймаю: - кількість календарних днів на рік - К (за календарем) - кількість святкових і неробочих днів на рік - С (за КЗпПУ) Р = К-С а корисний фонд робочого часу складає Т = τ*z*Р (год/рік) 11. Складаю таблицю руху маси, сировинних та допоміжних матеріалів
Висновок: В результаті проведенних розрахунків визначив потребу в основних і допоміжних матеріалах для виробництва глиняної цегли за заданною продуктивністю Завдання до практичної роботи: Річна продуктивність цегельного заводу: 1. 30 млн. щт умовної цегли на рік 2. 40 млн. щт умовної цегли на рік 3. 50 млн. щт умовної цегли на рік 4. 25 млн. щт умовної цегли на рік 5. 35 млн. щт умовної цегли на рік 6. 45 млн. щт умовної цегли на рік
Рекомендована література
1.Юшкевич М.Ю., Роговой М.И. «Технология керамики», Москва, Стройиздат, 1969. 2.Мороз И.И. «Технология строительной керамики», Киев “Вища школа” 1972. 3. Золотарский О.З., Шейман Ю.Ш. «Производство керамического кирпича», Москва, «Высшая школа», 1989. Практичне заняття № 4 Тема: Складання технологічних схем виготовлення виробів будівельної грубої кераміки Мета: Навчитися складати технологічні схеми виготовлення виробів будівельної грубої кераміки Обладнання та матеріали: 1. Папір 2. Ручка Вимоги щодо виконання практичної роботи: Скласти технологічну схему виробництва виробів будівельної грубої кераміки та охарактеризувати основні технологічні процеси. Приклад виконання типового завдання До стінових керамічних виробів відносять глиняну будівельну цеглу і керамічні камені. Цегла глиняна звичайна являє собою штучний камінь, який має форму паралелепіпеду з розмірами 250X120X65 мм, виготовлений із глини з домішками чи без них і випалений. Всі інші керамічні вироби конструктивного призначення, які мають розміри більше цегли, називають керамічними каменями.' Вимоги до стінових виробів: 1. міцність при згинанні та на стиск, 2. водопоглинання та морозостійкість. Міцність - це здатність матеріалу чинити опір руйнуючій дії прикладеного навантаження. Міцністю на згинання називають здатність матеріалу чинити опір руйнуючій дії згинаючого навантаження. Водопоглинання це здатність матеріалу вбирати та утримувати вологу. Морозостійкість це затність матеріалу насиченого вологою витримувати багаторазове заморожування та розморожування.
|
(т/рік)
(т/рік)
(%)
(т/рік)
(т/рік)
(т/рік)
(т/рік)
(т/рік)
(т/рік)
(т/рік)
(т/рік)
(т/рік)
(т/рік)
(т/рік)
(т/рік)
кг/1000 шт
шт/рік
