دانلود تحقیق صنایع کاشی و سرامیک

مقدمه:

صنایع کاشی و سرامیک در دسته کانی های غیر فلزی قرار دارد و سهم مصرف انرژی این صنعت طبق پردازش آخرین آمارگیری سال 1376، 36/8 درصد از مصرف انرژی در صنعت کانی های غیر فلزی بوده و نهایتاً 83/1 درصد از مصرف انرژی کل صنعت کشور را به خود اختصاص می دهد.

در حال حاضر با توجه به پایین بودن قیمت انرژی در ایران، هزینه مصرف انرژی در صنعت سرامیک کشور حدود 48/11 درصد از کل هزینه تمام شده محصول است.

فرآیند تولید:

در فرآیند تولید با حذف فرآیندهای زاید و کاهش تلفات مواد و انرژی می توان بهره وری سیستم تولید را افزایش داد که موجب پائین آمدن هزینه های تولید، افزایش راندمان تولیدی و بالا رفتن کیفیت محصول می گردد. این امر با بهبود راندمان مصرف انرژی در فرآیندها، سیستم ها و تجهیزات مصرف کننده انرژی و بازیافت انرژی در صنایع امکان پذیر می باشد.

در صنایع کاشی بخش پخت بیشترین مصرف انرژی الکتریکی را به خود اختصاص می دهند که با توجه به نمودارهای شاخص انرژی در صنعت سرامیک کشور به طور میانگین به ازاء تولید یک متر مربع کاشی دیوار 3/173 کیلو وات ساعت انرژی الکتریکی 62/133 مگاژول انرژی فسیلی مصرف می شود.

شاخص پایین تر از خط متوسط مصرف ویژه انرژی در بعضی کارخانه ها به مفهوم مصرف بهینه انرژی در آن کارخانه نیست بلکه میتوان گفت که نسبت به سایر کارخانه ها وضعیت بهتری دارد و ممکن است. با انجام بررسی وضعیت انرژی کارخانه پتانسیل صرفه جویی داشته باشد و بایستی با استانداردهای جهانی مصرف انرژی این صنعت مقایسه گردد.

راهکارهای بهینه سازی مصرف انرژی:

1- راهکارهای عمومی:

- استفاده از کنترل کننده های توان و سرعت در کمپرسورهایی که به طور متناسب
بی بار می شوند.

- تفکیک مصارف بخش های مختلف کارخانه  از طریق نصب کنتورهای دائم در مسیر تغذیه الکتریکی هر بخش.

- نصب خازن در کنار مصرف کننده های عمده جهت اطلاع ضریب قدرت

- کاهش ضریب همزمانی مصرف کننده های عمده برق به منظور کاهش دیماند و افزایش ضریب بار کارخانه

- کاهش نشتی در سیستم تولید و توزیع هوای فشرده

- کاهش دمای هوای ورودی به کمپرسور ( جهت افزایش راندمان کمپرسور)

- اجرای برنامه منظم تعمیر و نگهداری تأسیسات و تجهیزات

- نصب درب های اتوماتیک و یا سیستم پرده هوا

- ( Air Curtain System ) به منظور جلوگیری از اتلاف حرارت و انرژی در ورودی سالن های تولید

- اجرای برنامه های مدیریت روشنایی در کارخانه

- عایق کاری لوله های بخار آب گرم در طول مسیر انتقال و توزیع

- بارگذاری مناسب موتورهای AC و ترانسفورماتورها

2- فرآیند تولید:

* بخش آماده سازی مواد و شکل دهی

- کاهش مصرف انرژی الکتریکی در ساعات اوج بار در بخش سنگ شکن، بالمیل های تهیه بدنه و لعاب.

- بکارگیری کنترل کننده های توان و راه اندازهای نرم در الکترو موتورهای بالمیل ها

- جایگزین کردن الکترو موتورهای کوچکتر متناسب با بار در همزن های دوغاب

* بخش کوره های پخت:

بازیافت حرارت اتلافی گازهای خروجی حاصل از احتراق ( با استفاده از یک مبدل حرارتی) و هوای داغ خروجی از قسمت های خنک کن کوره ( به طور مستقیم) که کاربرد آن به صورت موارد زیر می باشد:

1- تغذیه هوای مورد نیاز مشعل ها

2- خشک کردن بیسکویت های خروجی از پرس ( قبل از ورود به کوره پخت لعاب)

3- خشک کردن کاشی های لعاب کاری شده ( قبل از ورود به کوره پخت لعاب)

- جایگزینی کوره های تونلی به جای کوره های غلتکی

- تنظیم هوای اضافی در مشعل و کوره

- کنترل فرآیند و سیکل پخت کوره ها

- تنظیم و کالیبره کردن ترموکوپل های کوره

- درزبندی و پر کردن منافذ بین دیوار کوره و ریل و واگن در کوره های تونلی

- استفاده از الکترو موتورهای راندمان بالا در فن کوره ها

مواد اولیه:

مواد اولیه مورد نیاز برای تهیه کاشی از منافع مختلف تهیه می شود. این مواد که بدنه کاشی را شکل می دهند به شرح زیر می باشند:

1- فلداسپات مظفری از اردکان

2- کائولن SP300 از آباده شیراز

3- کائولن SPk از آباده شیراز

4- کائولن رسی- آهکی از کازرون

5- کائولن فردوس

6- KV2 از رباط

این مواد در طبیعت به شکلی نیستند که قابل استفاده باشند. یکی از خواصی که باعث می شود مواد اولیه به شکل معدنی مستقیماً و بدون هر گونه فرآیندی قابل استفاده نباشند اندازه آنها می باشد.

بنابراین قبل از هر چیز خورد کردن فیزیکی مواد اولیه توسط سنگ شکن ها و رساندن اندازه آنها به حد مطلوب تری می باشد.

سنگ شکن:

خاک فلداسپات که بیشترین مصرف را دارد 2 مرتبه و بقیه خاکها 1 مرتبه آسیا
می شوند. هر چه سنگها بهتر آسیا شوند مقدار چرخش بالمیل کمتر و زمان رسیدن به خاک مطلوب برای تولید کاشی کمتر خواهد شد.

برای آسیا کردن سنگ ها از دو نوع سنگ شکن استفاده می شود که اولی سنگ شکن فکی و دومی سنگ شکن چکشی نامیده می شود.

سنگ شکن فکی دارای یک وزنه بوده که با حرکت رفت و برگشتی ( بالا و پایین) خود که توسط بادامک ها صورت می گیرد سنگ را می کوبد، اما سنگ شکن چکشی دارای یک محور با چندین چکش متصل به آن بوده که چکش ها هر کدام به طور آزادانه حول محور چرخش دارند که با چرخش محور و با حرکت گریز از مرکز چکش ها، سنگ خورد می شوند.

دانه های سنگ داخل سنگ شکن چکشی آنقدر خورد می شوند تا بتوانند از توری خروجی سنگ شکن خارج شوند و گرنه عمل کوبیده شدن سنگ ها ادامه می یابد تا دانه ها به قطر معینی خورد شده تا بتوانند از سنگ شکن خارج شوند. خروجی از این قسمت دانه های نسبتاً ریزی هستند اما این دانه ها برای تهیه بدنه کاشی مناسب نیستند بنابراین هر یک از این خاکها را در سیلوهای جداگانه ذخیره کرده تا برای تبدیل شدن به دانه های مورد نیاز برای تهیه بدنه به نسبت مورد نیاز از هر یک وارد بالمیل های قسمت آماده سازی شوند.

آماده سازی و تهیه بدنه:

آماده سازی مواد اولیه سرامیک و کاشی که موجب ایجاد خواص مناسب و حذف خواص مضر در یک بدنه می شود ابتدایی و شاید اصلی ترین مرحله ساخت انواع محصولات سرامیک می باشد زیرا:

- در صورتی که مواد به نحو مؤثر و مفیدی آماده سازی نشده باشند ادامه فرآیند ساخت بدون شک با اشکالات و معایبی همراه خواهد بود.

- ایجاد خواص متناسب و حذف خواص غیرمناسب در بدنه در این مرحله صورت خواهد پذیرفت برای اینکه بتوان یک بدنه سرامیکی را به نحو مناسب و مطلوبی آماده سازی نمود ابتدا باید مراحل مختلف آماده سازی را شناخت و پس از آن به روشهای صحیح هر مرحله آگاهی پیدا کرد و موجبات و نیازمندیهای هر مرحله را مهیا نمود و به مرحله اجرا گذارد.

این مرحله شامل دو قسمت بالمیل ها و اسپری می باشد.

1- بالمیل:

خاکهای ذخیره شده در قسمت سیلوهای خروجی به نسبتی که در زیر آمده روی نوار ریخته می شود تا وارد بالمیل شود:

16%

SP300

35%

فلدسپات

10%

کائولن فردوس

13%

رس آهکی کازرون

11%

KV2

16%

SP400

علاوه بر مواد بالا 28% تری فسفات ( T.P.P ) و 2% چسب سیلیکات سدیم به هر بالمیل اضافه می شود تا این مواد به عنوان روانساز حرکت مواد داخل بالمیل را آسان سازد.

در کارخانه مورد نظر چهار بالمیل برای تهیه دوغاب در نظر گرفته شده که 2 مورد آنها 25 تنی می باشد که برای تهیه دوغاب در این بالمیل ها 14500 لیتر آب نیاز می باشد. برای تهیه بهتر دوغاب در این بالمیل ها از گلوله های استاتیکی میبد استفاده می شود که برای هر 5 شارژ بالمیل باید مقداری حدود 200 کیلوگرم گلوله اضافه شود. این بالمیل ها پس از شش ساعت و نیم چرخش متوقف شده تا تخلیه گردند و سپس دوباره شارژ شوند. لازم به ذکر است که شارژ هر بالمیل 25-20 دقیقه طول می کشد. و اما دو تا بالمیل دیگر 28 تنی بوده و برای تهیه دوغاب در این بالمیل ها به 16000 لیتر آب نیاز است. در این بالمیل ها از گلوله های استاتیکی اردکان استفاده می شود که برای هر 5 شارژ بالمیل باید حدود 125 کیلوگرم گلوله اضافه شود زمان چرخش این
بالمیل ها حدود پنج ساعت می باشد.

دانسیته، ویسکوزیته و ریسیت هر یک از بالمیل ها در واحد کنترل سنجیده می شوند که به شرح زیر باید باشد:

D=1/64

V=15-20

R=6.5-7

دوغاب تولید شده در هر یک از بالمیل ها از یک صافی عبور داده شده تا دانه های درشت و گلوله های داخل بالمیل نتوانند خارج گردند. این دوغاب وارد مخازن زیر زمینی می شود. برای اینکه دوغاب در این مخازن ته نشین نگردد در داخل مخزن پرده هایی نصب شده که توسط موتور الکتریکی به چرخش در می آیند.

دوغاب داخل این مخازن توسط پمپ های دیافراگمی کشیده شده و پس از الک شدن وارد تانکرهایی به نام Sleep tank می شوند و از اینجا دوغاب بدون هیچ گونه ناخالصی به اسپری فرستاده می شود.

2- اسپری درایر:

دوغاب کاملاً همگن از Sleep tank توسط پمپ پیستونی فرستاده می شود. اسپری 8 لنز و هر لنز 3 نازل دارد که دوغاب از این طریق به داخل آن پاشیده می شود. ارتفاع زیاد اسپری و شکل قیف مانند آن و همچنین دمای بالای مشعلی که به داخل اسپری گرما می دهد باعث می شود تا محلول به صورت پودر در آید. خاک بدست آمده دارای دانه های همگن و خیلی ریز بوده که گرانول نامیده می شود.

هنگام راه اندازی اسپری ابتدا دمای اسپری را به 300 درجه رسانده و سپس به تدریج شیرهای ورودی را باز می کنیم. دما در نهایت به 570 درجه می رسد. همچنین برای خروج دود و گرد و خاک داخل اسپری ساکشنی در بالای آن تعبیه شده است. بخار‌ آب بدست آمده نیز از همین طریق خارج می شود دود و بخار سفید رنگی که در بالای کارخانه مخصوصاً در زمستان مشاهد می شود به همین علت می باشد.

فشار مخلوط خاک ورودی به اسپری 14bar و فشار ساکشن 48 bar می باشد.

همچنین دمای خروجی ساکشن حدود 100 درجه می باشد.

درصد رطوبت گرانول بدست آمده حدود 5.4% می باشد.

در کنار اسپری 5 عدد سیلو تعبیه شده که هر یک از آنها ظرفیت گنجایش 100 تن خاک را دارد. برای پر شدن تمام سیلوها اسپری باید به مدت 5 روز بدون وقفه کار کند.

گرانول به دست آمده در پایین اسپری روی نوار ریخته می شود. این توسط elevator به بالای سیلو برده شده و داخل سیلو می ریزد.

گرانول ذخیره شده در سیلوها توسط نوار به قسمت پرس هدایت می شود. البته قبل از ورود به قسمت پرس ابتدا توسط چند آهنربای مغناطیسی که در بالا و روی نوار قرار دارد ذرات و براده های فلزی موجود در گرانول گرفته شده تا این براده ها باعث خرابی قالب پرس و در نهایت کاشی نشود، این براده ها در قسمت سنگ شکن بر اثر خوردگی چکش ها و یا قطعات فولادی دیگر ممکن است بوجود آید. پس از این مرحله بار دیگر خاک الک می شود تا از نبودن ذرات درشت در گرانول اطمینان حاصل شود و خاک بدون هیچ گونه ناخالصی وارد قسمت پرس گردد.

پرس: