FLUXUL TEHNOLOGIC DE FABRICATIE AL CARAMIZIOR SI BLOCURILOR CERAMICE

Fazele principale ale fluxului tehnologic sunt:

I.     EXTRAGEREA MATERIEI PRIME

II.       PREPARAREA MATERIEI PRIME

III.     FASONAREA PRODUSELOR

IV.    USCAREA SEMIFABRICATELOR

V.      ARDEREA PRODUSELOR

I. EXTRAGEREA MATERIEI PRIME

Locul de unde se exploateaza zacamantul de argila se numeste cariera. Amplasarea carierei si metoda de exploatare depind de natura zacamantului, de proprietatile si caracteristicile acestuia. Intrucat calitatea produsului finit depinde de calitatea materiei prime, de gradul ei de puritate, in exploatarea unei cariere, sunt necesare descopertarea, indepartarea materialului decopertat si extragerea utilului.

Prin decopertare se intelege indepartarea stratului superior de pamant vegetal bogat in radacini si plante, precum si a straturilor care nu se preteaza la fabricarea produselor ceramice.

Operatia de decopertare se realizeaza cu ajutorul buldozerului cu lama.

Materialul rezultat din indepartarea copertei este depozitata intr-o halda de steril si utilizat ulterior la umplerea si nivelarea zonelor exploatate.

Exploatarea argilei din zacamant se desfasoara in cariera, intr-o singura treapta, in fasii succesive avand latimea de 5,0 m.

Inaltimea treptei este de 2,0-3,0 m (egala cu grosimea stratului de argila in sectorul de exploatare) avand un taluz de 45⁰ , cu expunere estica pe intreaga lungime a frontului de lucru, realizandu-se astfel o uscare naturala a taluzului si treptei.

Extragerea utilului depinde de conditiile de amplasare ale zacamantului si de calitatile acestuia, aceasta efectuandu-se cu excavatoare cu una sau mai multe cupe sau scripete.

Excavatoarele cu o singura cupa sunt folosite in cazul in care zacamantul este dur (argile marnoase) excavatoarele cu mai multe cupe se folosesc in cazul zacamintelor cu duritate mica, (argile aluvinoase) iar metoda de exploatare cu scriperul se utilizeaza in cazul exploatarii unor argile cu duritate medie si in cazurile in care prin retetase prescrie amestecuri medii ale straturilor de argila din zacamant.

Pozitia frontului, caile de transport si directia de deplasare variaza de la o cariera la alta.

Macerarea argilelor este procesul tehnologic care face trecerea de la exploatare la etapa de productie.

Scopul principal al macerarii argilei consta in desfacerea treptata a particulelor grosiere, a materialului util sub actiunea apei si a intemperiilor (ploi, inghet, dezghet). Prin macerare creste plasticitatea si capacitatea lianta a argilei prin cresterea gradului de hidratare.

Argila macerata este incarcata in autobasculante cu excavatorul si transportata la depozitele de argila din incinta fabricii de caramida.

Halda de macerare reprezinta totodata o rezerva de materii prime pentru perioadele in care exploatarea carierei se face mai greu (iarna). In functie de caracteristicile materialului macerarea dureaza 6-12 luni.

Pentru ca procesul de macerare sa aiba loc in conditii bune, inaltimea haldei de macerare nu trebiue sa depaseasca 3 m pentru ca apa si agentii atmosferici sa poata actiona asupra intregii cantitati din halda.

II.    PREPARAREA MATERIEI PRIME

Prelucrarea materiei prime se face in scopul obtinerii unei mase argiloase omogene atat din punct de vedere al continutului cat si a umiditatii.

Pentru acestea sunt necesare urmatoarele operatii:

Dozarea materiilor prime, astfel incat reteta de fabrictie sa se mentina constanta

Omogenizarea amestecului de materii prime

Umidificarea amestecului de materii prime si omogenizarea umiditatii acestuia.

Materiile prime folosite la fabricarea caramizilor si a blocurilor ceramice sunt:

Argila

Nisip

Rumegus

Apa

Dozarea nisipului si rumegusului face cu ajutorul a doua alimentatoare cutie, care realizeaza o dozare volumetrica.

Depozitul de argila este acoperit pentru a impiedica udarea acestuia pe timp ploios sau ninsoare. Argila care se introduce in procesul de fabricatie trebuie sa fie uscata pentru a se putea realiza o faramitare uniforma. Argila este impinsa, din depozitul de argila in gura alimentatorului cu buldozerul.

Materiile prime sunt dozate, in alimentatoarele tip buncar cu sibare prevazute cu reglaj pe verticala pentru o dozare volumetrica a amestecului.

Argila avand bulgari mari trebuie maruntita si umezita daca este necesar. Maruntirea asigura suprafata specifica mare care este necesara pentru ca reactiile in stare solida din timpul arderii sa poata fi realizate; finete pentru relizarea unei omogenizari avansate; o distributie granulometrica prin care se asigura compactitatea necesara produselor.

Maruntirea se realizeaza in doua etape succesive:

Maruntirea bruta si umezirea - are loc in Colergang

Macinare fina -are loc in -1).Valtul diferential

-2). Malaxorul biax din dotarea presei

Principiul de functionare al Colergangului se bazeaza pe strivirea si frecarea argilei intre suprafetele cilindrice ale tavalugilor si suprafata plana a gratarelor. Argila maruntita sub actiunea tavalugilor imbunatateste proprietatea de plasticitate. In timpul maruntirii in colergang se corecteaza umiditatea.

Argila maruntita si umezita este evacuata prin gratarele cuvei, sub actiunea tavalugilor pe o farfurie rotativa.

Argila cade pe un transportor cu banda si este transportata la valtul diferential. Cei doi tamburi cilindrici apropiati la distanta de 2 mm se rotesc in sensuri contrare cu viteze diferite strivind materialul sub forma de rondele, distrugand granulele mai mari de 2 mm.

Materialul malaxat si fragmentat din malaxorul biax intra in camera de vid a presei unde se face dezaerarea. De acolo este preluat de paletii a doua axe longitudinale, introdus intre coroanele snecului si fortat sa treaca prin sectiunea deschisa a matritelor de formare.

III.   FASONAREA PRODUSELOR CERAMICE

Fasonarea este faza procesului tehnologic ce urmeaza prepararii, in urma careia rezulta calupul de material din care se taie caramida. Presarea are loc prin aglomerarea si vacumizarea materialului in presele extruder. Materialul iese prin gura presei sub forma de "strang" (calup continuu) si este taiat la dimensiuni conform normelor STAS (SR EN 771-2003).

Prin operatia de fasonare se intelege deci, transformarea in corpuri consistente, de diferite dimensiuni si forme geometrice a unor mase solide granuloase, uscate sau umede. Procesul de fasonare se realizeaza sub actiune unor forte exterioare asupra masei de argila.

Masele plastice ceramice se caracterizeaza prin aceea ca sub actiunea unor forte exterioare isi modifica forma fara rupturi si crapaturi, iar dupa incetarea acestei actiuni isi pastreaza forma primita. Procesul de fasonare depinde de caracteristicile geologice ale masei ceramice. Aceasta proprietate este influentata in primul rand, pe langa compozitia mineralogica, de proportia de apa in masa. La un continut 18-24% masa are caracter predominant plastic iar fasonarea se face prin extrudere.

Extruderea este operatia de fasonare care consta in presarea masei ceramice de la o sectiune mai mare la o sectiune mai mica. Se recomanda produselor care au un profil practic uniform, de exemplu blocuri ceramice pentru constructii.

Linia de fasonare este compusa din:

Agregat presare compus din:

Malaxor biax in care are loc corectia de umiditate, amestecarea si compactizarea materialului cu impingerea lui in presa extruder.

Presa extruder in care materialul este presat, vacuumizat si extrudat in forma de calup continuu ("strang") care este taiat la iesirea dinpresa la dimensiuni STAS.

Instalatia de vacuum la presa extruder O pompa de vid (ulei) tip MIL (Mecanex-Botosani) aspira printr-o conducta de hotel -DN 100 mm- incluziunile de aer din materialul aflat in presa extruder. Pompa de vid vehiculeaza un debit de 1,08 l/s - apa prin actionare electrica si realizeaza o presiune in aspiratie de 40 Torr. Apa rezultata de la pompa este colectata si refolosita printr-un sistem cu circuit inchis.

Instalatie de taiat, transportat si acumulare produse crude compusa din:

masa de taiat- debiteaza din strang aprox. 900 buc/ora caramida FN (format normal- 240X115X63)

banda transportoare actionata electric care preia caramida cruda de la masa de taiat.

elevator si acumulator de produse crude - caramida cruda preluata de la masa de taiat este stocata intr-un stelaj etajat (Woll)-capacitate 800 buc/ora caramida FN. Ramele de uscare, incarcate cu produse, sunt preluate de catre caruciorul incarcator-descarcator cu furci (electrostivuitor) si sunt transportate spre camerele de uscare

Masa argiloasa este transportata prin intermediul unor benzi transportoare la presa cu vid. Prelucrarea cu vid a maselor prin scaderea continutului de aer la 1-3 % imbunatateste proprietatile de fasonare ale pastelor si ale produsului finit. Este necesar ca materialul din camera de vid sa fie cat mai maruntit. In caz contrar se poate intampla ca aerul din stratul exterior sa fie evacuat insa in interior bulgarii de material sa contina intreaga cantitate de aer chiar daca manometrul indica vidul prescris de tehnologie. Acest semivid nu este un vid uniform si contribuie ca acelasi bulgare de material sa fie compus din straturi de argila mai plastica si mai putin plastica. In aceasta situatie produsul fasonat va avea chiar de la inceput tensiuni diferite.

IV.   USCAREA CARAMIZILOR

Uscarea este procedeul tehnologic in care, caramida pierde apa de fasonare, prin evaporare convectiva, capatand rezistenta mecanica.

Pentru uscarea caramizilor se foloseste aerul cald produs prin arderea gazului metan in camera de combustie corespunzatoare fiecarei uscatorii. Uscatoria este compusa din 15 camere care comunica intre ele doua cate doua.

Dupa incarcarea elevatorului, latii cu caramizi sunt preluati de un electrostivuitor si sunt transportati in camerele de uscare, pe linie de decovil. La capatul fiecarei camere sunt montate cate trei ventilatoare care asigura circulatia aerului cald in interior.

Cuptorul de ardere a caramizilor este situat in apropierea halei de fabricatie, fapt pentru care, aerul cald este preluat si introdus in camerele de uscare cu ajutoaul ventilatoarelor.

Sistemul de circulatie este tur-retur; dupa ce este suflat peste caramida este recuperat si reintrodus in camera de combustie.

Aerul uzat este evacuat fortat, printr-un cos de evacuare.

Uscarea este procesul in care caramizile crude pierd apa de fasonare (umiditate remanenta 3 - %) si obtinerea unei rezistente mecanice reduse. In acest proces, care are loc la 80⁰ C-90⁰ C, nu au loc transformari care sa duca la producerea altor efluenti gazosi in afara celor mentionati.

Uscarea caramizilor dureaza 3-4 zile in functie de tipul acestora.

Dupa uscare, ramele de uscare incarcate cu caramizi sunt transportate cu electrostivuitorul la elevatorul de produse uscate care le preia si le transfera pe o banda transportoare, astfel ajungand la linia de incarcare a vagonetilor care intra in cuptorul tunel. Caramizile sunt stivuite manual pe vagonetii cuptorului tunel.

V.      ARDEREA CARAMIZILOR

Pentru arderea caramizilor se foloseste un Cuptor Tunel cu izolatie multistrat si bolta plana suspendata, avand arzatoarele plasate in bolta.

Sistemul de transport in cuptor:

vagonerti : 140 ( 35 buc in cuptor, dimensiuni 25000X 2420)

grup hidraulic impingator: 1 buc

transbordoare de capat actionate mecanic: 3 buc.

Tragator retur: 3 buc.

Dimensiuni de gabarit:

lungime: 88,50 m

latime:   3,89 m

inaltime: 3, 162 m

Combustibil folosit: gaze naturale

Temperatura maxima de lucru: 1000⁰ C

Ritm de impingere : 1 vagon/la 1 ora

Durata ciclului de ardere: 36 ore

Cuptorul este impartit in 4 zone fixe de temperatura:

- preincalzire

- zona de ardere

- zona racire cu mufa

- zona racire contracurent.

Trecand prin cuptorul tunel produsele uscate parcurg succesiv zona de preincalzire, cand temperatura lor creste treptat (20⁰ C - 800⁰ C), apoi zona de ardere, cand ating temperatura maxima de ardere (950⁰ ), ceruta de procesul tehnologic, zona de racire cu mufa in care temperatura produselor scade treptat si zona de racire contracurent la iesirea din cuptor (30⁰ C - 40⁰ C).

In procesul de ardere, variatia in timp a temperaturii, transpusa grafic, poarta denumirea de curba de ardere. Curba de ardere se caracterizeaza prin trei portiuni distincte, si anume:

portiunea ascendenta, in care are loc incalzirea produselor, eliminarea umiditatii, descompunerea substantelor organice si a carbonatului de calciu;

portiunea orizontaala (palier), in care temperatura nu mai creste, iar caldura primita de produse este folosita la formarea topiturilor;

portiunea descendenta, in care produsele isi micsoreaza treptat temperatura, racindu-se pana la solidificarea topiturii.

Dupa ardere caramizile si bnlocurile ceramice sunt asezate pe paleti de lemn tip EURO iar apoi paletii se infoliaza cu folie termocontractibila. Paletii astfel infoliati sunt stivuiti in depozitul de produse finite.

SCHEMA FLUX TEHNOLOGIC

banda transportoare   banda transportoare banda transportoare

ALIMENTATOR----- ----- -----------COLERGANG----- ----- ---------------VALT----- ----- ------------

electrostivuitor

PRESA------MASA DE TAIAT-----ELEVATOR PRODUSE CRUDE----- ----- --------- ----- -----

electrostivuitor banda transportoare

USCATORIE----- ----- -----------ELEVATOR PRODUSE USCATE-------- ----- ------

stivuitor

CUPTOR TUNEL----- ----- --------- ----- ----DEPOZIT PRODUSE FINITE