Учебно-методическое объединение высших учебных заведений

Республики Беларусь по химико-технологическому образованию

Учреждение образования

«Белорусский государственный технологический университет»

УТВЕРЖДЕНА

ректором БГТУ

профессором И.М. Жарским

14 октября 2008 г.

Регистрационный № УД-031 /уч.

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ

ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Учебная программа для специализаций:

1-25 01 07 26 Экономика и управление в промышленности строительных материалов;

1-25 01 08 16 Бухгалтерский учет, анализ и аудит в промышленности строительных материалов;

1-26 02 03 16 Маркетинг в промышленности строительных материалов;

1-26 02 02 14 Менеджмент в промышленности строительных материалов Минск БГТУ УДК 666.3/.7(073) Т–

СОСТАВИТЕЛЬ:

Ю. А. Климош – старший преподаватель кафедры технологии стекла и керамики учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет», кандидат технических наук РЕЦЕНЗЕНТЫ:

А. А. Мечай – доцент кафедры химической технологии вяжущих материалов учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет», кандидат технических наук;

Т.В. Колонтаева – доцент кафедры микро- и нанотехники Белорусского национального технического университета, кандидат технических наук

РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ:

Кафедрой технологии стекла и керамики учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет»

протокол № 14 от 26.05.2008 г.;

Научно-методическим советом учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет»

протокол № 1 от 24.09.2008 г.;

Научно-методическим советом по химическим технологиям Учебнометодического объединения высших учебных заведений Республики Беларусь по химико-технологическому образованию протокол №6 от 03.10.2008 г.

Учреждение образования «Белорусский государственный технологический университет», Климош Ю.А., составление,

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Дисциплина «Технология и оборудование производства керамических изделий» занимает важное место в инженерной подготовке студентов специальностей 1-25 01 07 «Экономика и управление на предприятии» (1- 07 26); 1-26 02 02 «Менеджмент» (1-26 02 02 14); 1-25 01 08 «Бухгалтерский учет, анализ и аудит» (1-25 01 08-15); 1-26 02 03 «Маркетинг» (1- 03 16). Она дает необходимый объем знаний, умений и формирует представление о номенклатуре строительных материалов, современных керамических технологиях и особенностях производства керамических строительных материалов.

Предметом дисциплины являются стеновая и строительная керамика, сырьевые материалы различных производств, техника и технология изготовления керамических материалов, основное и вспомогательное оборудование промышленности строительных керамических материалов, технологические процессы производства строительной керамики.

Изучение дисциплины «Технология и оборудование производства керамических изделий» имеет своей целью инженерную подготовку студентов-экономистов в области промышленности строительных материалов, создание у них базы знаний о современных керамических технологиях, включающих сырьевые материалы различных производств, технологические приемы получения отдельных видов продукции и их эксплуатационные характеристики, а также ознакомление с устройством и принципами работы основного технологического оборудования.

Основными задачами при изучении дисциплины являются: ознакомление с сырьевой базой промышленности строительных материалов и номенклатурой строительных керамических изделий, изучение теоретических и практических основ получения керамических материалов различного назначения, технических характеристик выпускаемой продукции и оценки экономической целесообразности выбранной технологии при ее производстве.

В результате изучения дисциплины студенты должны знать:

современные и перспективные керамические строительные материалы, их классификацию и требования, предъявляемые к ним;

сырьевую базу промышленности строительных материалов Республики Беларусь;

строение (структуру и текстуру) и свойства керамических материалов (физико-химические, механические, термические и др.);

технологию и оборудование производства основных видов строительной керамики;

место и роль отрасли керамических материалов и ее техникоэкономическую оценку в структуре промышленности Республики Беларусь.

Студенты должны уметь:

– производить расчеты химического и шихтового составов керамических масс, технологических параметров при подготовке шликеров, пластических масс, порошков;

– производить измерения и расчеты основных физико-химических и технологических свойств сырьевых материалов и керамических изделий;

– производить технологические расчеты материального баланса основных производств и подбор основного технологического оборудования;

– подобрать рациональную технологическую схему производства изделий строительной керамики;

– производить расчеты основных технико-экономических показателей производства конкретного керамического материала.

Учебный план предусматривает для изучения дисциплины 205 ч, из них 102 ч аудиторных: лекций – 68 ч, практических – 17 ч, лабораторных – 17 ч. Изучение курса завершается выполнением курсового проекта (за исключением специализации 1–25 01 08 18).

2. ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН КУРСА

логического процесса керамических производств водстве керамических изделий риалов ческих шликеров краски рамических стеновых материалов ристых теплоизоляционных керамических материалов дренажных и канализационных труб делий тонкой керамики неупорных керамических материалов плоизоляционных строительных материалов Современные направления в ресурсо- и энергосбережении в промышленности строительных материалов

3. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

Тема 1. Введение. Понятие о керамике Краткий исторический обзор развития технологии керамики. Классификация керамических материалов по назначению. Современное состояние и перспективы развития промышленности керамических материалов в РБ. Роль строительных материалов в жизнедеятельности общества. Техникоэкономические показатели работы керамической промышленности Республики Беларусь.

Тема 2. Строение и свойства керамических материалов Кристаллическая, стекловидная и газовая фазы. Структура и текстура керамического черепка. Влияние структуры и текстуры на свойства керамических изделий.

Физико-химические и механические свойства. Плотность. Пористость.

Твердость. Прочность. Морозостойкость. Определение плотности (истинной и кажущейся), пористости и водопоглощения керамических материалов.

Термические свойства керамических материалов. Термическое расширение и термостойкость, теплоемкость и теплопроводность, огнеупорность и температуроустойчивость. Химическая стойкость.

Дифференциально-термический анализ сырья и керамических масс.

Исследование фазового состава керамических материалов методом рентгенофазового анализ.

Тема 3. Общая характеристика основных стадий технологического процесса керамических производств Характеристика основных технологических операций при изготовлении керамических материалов как совокупности физико-механических, химических и физико-химических процессов.

Тема 4. Способы измельчения. Дробление. Помол Классификация способов измельчения. Дробление материалов. Помол.

Степень измельчения. Влияние зернового состава материалов на технологический процесс производства.

Тема 5. Сырьевые материалы, применяемые в производстве керамических изделий Пластичные материалы (глины, каолины, бентониты). Отощающие и плавни: кварцевый песок, полевошпатовое сырье, изверженные породы (базальты, диабаз, перлит, вулканическое стекло), шамот и дегидратированная глина. Использование отходов промышленности для производства керамических изделий.

Тема 6. Оборудование для подготовки сырьевых материалов Устройство и принцип работы глинорыхлительной машины, щековых, молотковых, валковых и конусных дробилок, глинорезки, глинорастирателя.

Основные технологические характеристики оборудования.

Подготовка пластичных материалов. Подготовка глин и каолинов. Машины для измельчения и непрерывного роспуска глин (шаровые мельницы, мельницы ФММ, конструкции «Волгоцеммаш», пропеллерные мешалки.

Устройство и принцип работы.

Тема 7. Способы подготовки керамических масс Способы смешения материалов в виде порошков, пластических масс и суспензий. Преимущества и недостатки способов. Аппаратурное оформление. Контроль качества смешения.

Строение и свойства шликеров.

Тема 8. Формование керамических материалов Методы формования изделий из пластических масс (метод экструзии, раскатка в тела вращения, штемпельное прессование).

Методы формования изделий из порошкообразных масс (полусухое прессование, гидростатическое и горячее прессование).

Методы формования изделий из шликеров (литье в гипсовые и полимерные формы, термопластическое литье в металлические формы, пленочное литье).

Тема 9. Современные методы обезвоживания керамических шликеров Устройство и принцип работы БРС, атомизаторов и камерных фильтрпрессов.

Эффективность обезвоживания керамических шликеров различными методами.

Тема 10. Основы процесса сушки материалов и изделий Скорость процесса сушки. Методы и режимы сушки.

Сушильные агрегаты для сушки изделий (камерные и туннельные сушилки), устройство и принцип их работы.

Анализ работы сушилок различных конструкций. Требования безопасности труда и охраны окружающей среды при сушке керамических масс и изделий.

Тема 11. Обжиг и спекание керамических материалов Процессы, протекающие при обжиге изделий. Виды обжига – однократный и двукратный. Выбор рационального режима обжига.

Тепловые агрегаты, используемые в керамической промышленности (туннельные, камерные, печи-сушила). Устройство и принцип их работы, достоинства и недостатки. Требования охраны окружающей среды при сжигании топлива.

Тема 12. Глазури, ангобы, пигменты и керамические краски Назначение и классификация. Технология их приготовления и нанесения.

Закрепительный обжиг. Аппаратурное оформление.

Расчеты основных свойств глазурей.

Тема 13. Технология и оборудование производства керамических стеновых материалов Ассортимент, назначение и требования, предъявляемые к кирпичу.

Сырьевые материалы.

Технология производства керамического кирпича. Подготовка массы, формование изделий пластическим способом и полусухим прессованием, сушка и обжиг.

Устройство и принцип работы ленточных вакуумных прессов, агрегатов полусухого прессования.

Методы получения лицевой поверхности (ангобирование, глазурование, офактуривание).

Тема 14. Технология и оборудование производства пористых теплоизоляционных керамических материалов Требования, область применения и сырьевые материалы, применяемые для производства пористых теплоизоляционных керамических материалов:

аглопорита и керамзита.

Способы производства аглопорита и керамзита. Виды тепловых агрегатов, используемых в производстве пористых заполнителей.

Тема 15. Технология и оборудование производства дренажных и канализационных труб Назначение, ассортимент выпускаемых изделий и требования, предъявляемые к продукции.

Основные сырьевые материалы и их характеристики.

Особенности технологии производства дренажных и канализационных труб, методы формования, сушка и обжиг. Тепловые агрегаты.

Тема 16. Технология производства керамических плиток Классификация и требования к керамическим плиткам. Обоснование выбора сырьевых материалов и их подготовка.

Процессы прессования, сушки, глазурования и обжига плиток для полов и для внутренней облицовки стен.

Поточно-конвейерные линии для производства плиток.

Тема 17. Технология и оборудование производства изделий тонкой керамики Классификация изделий тонкой керамики: фарфор, фаянс, санитарные керамические изделия, майолика. Ассортимент, основные свойства и сырьевые материалы для производства. Приготовление керамических масс для формования изделий тонкой керамики методами литья, пластического формования и полусухого прессования.

Особенности технологии производства санитарных керамических изделий. Методы формования изделий: литье стендовое, конвейерное, под давлением. Формы (гипсовые и полимерные) для литья изделий.

Сушка и сушильные агрегаты.

Особенности обжига санитарных керамических изделий, аппаратурное оформление (туннельные одно- и многоканальные печи, печи с выкатным подом).

Тема 18. Технология и оборудование производства огнеупорных керамических материалов Область применения и классификация огнеупорных материалов, их свойства. Сырьевые материалы и способы подготовки масс. Технология производства шамотных огнеупоров.

Формование изделий различной формы. Оборудование для формования огнеупорных изделий (прессы различной конструкции). Особенности сушки и обжига. Печные агрегаты в производстве шамотных огнеупоров.

Тема 19. Технология и оборудование производства теплоизоляционных строительных материалов Виды и свойства теплоизоляционных материалов. Минеральная вата и стекловата, тугоплавкие теплоизоляционные керамические материалы.

Методы получения: метод выгорающих добавок, пено- и газообразования. Сушка и обжиг материалов.

Тема 20. Современные направления в ресурсо- и энергосбережении в промышленности строительных материалов Применение нетрадиционных для керамической промышленности видов сырья. Использование промышленных отходов и техногенных продуктов в керамической промышленности. Альтернативные виды топлива.

4. ИНФОРМАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1. Расчет химического состава керамических масс и изделий. Расчет шихтовых составов масс по минеральному и химическому составам.

2. Расчет материального баланса производства изделий строительной керамики по заданной производительности (на примере керамического кирпича).

3. Расчет рационального состава сырьевых материалов и шихты по химическому составу. Расчет минерального состава сырьевых материалов и масс по химическому составу.

4. Пересчет количества влажного материала на сухое вещество, пересчет количества сухого вещества на влажный материал, пересчет материала с одной влажности на другую.

5. Расчет загрузки шаровых мельниц.

6. Расчеты основных свойств глазурей.

7. Разработка рациональной технологической схемы производства изделий строительной керамики.

8.Разработка рациональной технологической схемы производства изделий тонкой керамики.

9. Расчет и подбор технологического оборудования по обработке сырьевых материалов и приготовлению керамических масс (мостового грейферного крана, щековых дробилок, бегунов, валковых дробилок, шаровых мельниц, пропеллерных мешалок и др.).

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Изучение основных видов сырьевых материалов, применяемых в керамической промышленности.

2. Определение пластичности, связующей способности и формовочной влажности глин.

3. Определение литейных свойств водных керамических шликеров (текучесть, коэффициент загустеваемости, скорость набора черепка, разжижаемость).

4. Определение плотности (истинной и кажущейся), пористости и водопоглощения керамических материалов.

5. Дифференциально-термический анализ сырья и керамических масс.

6. Исследование фазового состава керамических материалов методом рентгенофазового анализ.

ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ

Целью выполнения курсового проекта является закрепление теоретических и практических знаний студента, полученных на лекциях и при выполнении лабораторного практикума. Курсовой проект должен способствовать расширению научно-технических знаний студентов в области технологии вяжущих веществ и изделий на их основе и подготовить их к выполнению технологического раздела дипломного проекта.

1. Производство керамического кирпича методом пластического формования.

2. Производство керамических камней.

3. Производство керамического кирпича методом полусухого прессования.

4. Производство лицевого кирпича.

5. Производство керамических плиток для полов.

6. Производство керамического гранита.

7. Производство керамических плиток для внутренней облицовки стен.

8. Производство майоликовых изделий.

9. Производство фарфоровых изделий методом литья.

10. Производство фарфоровых изделий методом пластического формования.

11. Производство шамотных огнеупоров.

5. ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бобкова, Н.М. Общая технология силикатов / Н.М. Бобкова, Е.М. Дятлова, Т.С. Куницкая. – Мн.: Вышэйшая школа, 1987. – 228 с.

2. Канаев, В.К. Новая технология строительной керамики / В.К. Канаев.

М.: Стройиздат, 1990. – 64 с.

3. Мороз, И.И. Технология строительной керамики / И.И. Мороз. Киев:

Вiща школа, 1980. – 396 с.

4. Гузман, И.Я. Химическая технология керамики / И.Я. Гузман. – М.:

Риф-стройматериалы, 2003. – 496 с.

5. Левицкий, И.А. Основы производства керамических плиток / И.А. Левицкий, И.В. Пищ. – Мн.: БГТУ, 2002.– 127 с.

6. Пішч, І.У. Вытворчасць сценавых керамічных выраба / І.У. Пішч. – Мн.: БДТУ, 1999.– 133 с.

7. Пищ, И.В. Оборудование керамических заводов / И.В. Пищ.– Мн.:

БГТУ, 2006. – 136 с.

8. Ильевич, А.П. Машины и оборудование для заводов по производству керамики и огнеупоров / А.П. Ильевич.– М.: Высшая школа, 1979.– 344 с.

9. Юшкевич, М.О. Технология керамики / М.О. Юшкевич, М.И. Роговой.

М.: Стройиздат, 1969.– 346 с.

10. Августиник, А.И. Керамика / А.И. Августиник. Л.: Стройиздат, 1975.– 411 с.

11. Крупа, А.А. Химическая технология керамических материалов / А.А. Крупа, В.С. Городовой. Киев: Вiща школа, 1990.– 312 с.

1. Стрелов, К.К. Технология огнеупоров / К.К. Стрелов, П.С. Мамыкин.

М.: Металлургия, 1978.– 411 с.

2. Стрелов, К.К. Структура и свойства огнеупоров / К.К. Стрелов. М.:

Металлургия, 1972.– 356 с.

3. Строительная керамика: Справочник / ред. Е.Л. Рохваргер и др.. М.:

Стройиздат, 1976.– 524 с.

4. Справочник по фарфоро-фаянсовой промышленности: Справочник / под ред. И.И. Мороз и др.. М.: Легкая индустрия, 1980.– 304 с.

5. Химическая технология керамики и огнеупоров. Лабораторный практикум: учеб. пособие для студентов специальностей «Химическая технология неорганических веществ, материалов и изделий», «Производство строительных изделий и конструкций» / сост. Е.М. Дятлова, В.А. Бирюк.– Мн.: БГТУ, 2006.– 284 с.

6. Практикум по технологии керамики и огнеупоров / под. ред. Д.Н. Полубояринова и др.. М.: Стройиздат, 1972.– 156 с.

7. Лукин, Е.С. Технический анализ и контроль производства керамики / Е.С. Лукин, М.Т. Андрианов. – М.: Стройиздат, 1986.– 289 с.

8. Химическая технология керамики и огнеупоров: программа, методические указания и контрольные задания / сост. Е.М. Дятлова, С.А. Гайлевич. – 2004.– 46 с.

9. Дудеров, Ю.Г. Расчеты по технологии керамики / Ю.Г. Дудеров, И.Г. Дудеров. – М.: Стройиздат, 1973.– 80 с.

10.Константопуло, Г.С. Примеры и задачи по механическому оборудованию заводов / Г.С. Константопуло.– М.: Высшая школа, 1986.– 302 с.

11.Химическая технология керамики и огнеупоров: метод. указания к курсовому проектированию по одноименной дисциплине / сост.

Е.М. Дятлова, С.А. Гайлевич, В.А. Бирюк.– Мн.: БГТУ, 2004.– 45 с.

12.Проекты (работы) курсовые. Требования и порядок подготовки, представление к защите: СТП БГТУ 002–2007.– Мн.: БГТУ, 2007.

13. Проекты (работы) дипломные. Требования и порядок подготовки, представления к защите и защиты: СТП 001–2002. – Мн.: БГТУ, 2002.– 159 с.

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ

ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Учебная программа для высших учебных заведений Составитель Климош Юрий Александрович Ответственный за выпуск: Ю.А. Климош Подписано в печать 30 декабря 2008. Формат 6084 1/ Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать офсетная.

«Белорусский государственный технологический университет»

ЛИ №02330/0133255 от 30.04.2004.

Отпечатано в лаборатории полиграфии учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет»