RU2821480C1 - Process line for production of ceramic roof tiles, thick ceramic tiles and road clinker bricks - Google Patents

Process line for production of ceramic roof tiles, thick ceramic tiles and road clinker bricks Download PDF

Info

Publication number
RU2821480C1
RU2821480C1 RU2023128483A RU2023128483A RU2821480C1 RU 2821480 C1 RU2821480 C1 RU 2821480C1 RU 2023128483 A RU2023128483 A RU 2023128483A RU 2023128483 A RU2023128483 A RU 2023128483A RU 2821480 C1 RU2821480 C1 RU 2821480C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
post
section
raw materials
represented
raw
Prior art date
Application number
RU2023128483A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марина Евгеньевна Орлова
Кира Алексеевна Лапунова
Владимир Дмитриевич Котляр
Юлия Викторовна Терехина
Original Assignee
Марина Евгеньевна Орлова
Filing date
Publication date
Application filed by Марина Евгеньевна Орлова filed Critical Марина Евгеньевна Орлова
Application granted granted Critical
Publication of RU2821480C1 publication Critical patent/RU2821480C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: construction materials.
SUBSTANCE: invention relates to production of construction materials, namely to production of ceramic tiles, tiles, bricks and other products used for roofing, wall and floor cladding. Process line includes: raw masses crushing section, raw masses primary grinding section, raw masses secondary grinding section, raw masses accumulation and storage section, section for preparation of raw masses with addition of additives and moistening, raw masses storage section, articles moulding section, articles drying section and articles firing section. Section for accumulation and storage of raw masses is represented by bins equipped with feeders. Article moulding section is represented by an extruder. After the section of primary milling of raw material masses there is additionally a section for separation of raw masses represented by a system of conveyors with subsequent placed raw material storage bins. At the same time one of the bins is intended for storage of the major part of the separated fraction and further supply to the mixer of the section of raw material mass preparation, and the second bin is intended for storage of the smaller part of the separated fraction and its further direction for secondary grinding. Gear crusher is used at raw masses crushing section. Roll crusher with smooth rollers is used at the section of primary grinding of raw masses. Secondary grinding section is represented by hammer crusher for clay material. Section for preparation of raw masses with moistening and introduction of additives is represented by a three-shaft paddle mixer. At the moulding section, on the extruder used, the spinneret is equipped with an ultrasonic generator for ultrasonic action on the moulding mass.
EFFECT: organization of production of clinker roof tiles and clinker tiles of increased size or smaller thickness using simplified technology.
1 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к изготовлению керамической черепицы, плитки, дорожного клинкерного кирпича, выпускаемых способом экструзионного (пластического) и мягкого формования на основе камневидного неразмокаемого и трудноразмокаемого глинистого сырья - аргиллитов, аргиллитоподобных глин, глинистых сланцев.The invention relates to the production of building materials, namely to the production of ceramic tiles, tiles, road clinker bricks, produced by extrusion (plastic) and soft molding based on stone-like non-wetting and hard-to-wetting clay raw materials - argillites, argillite-like clays, clay shales.

Известна технологическая линия для производства керамических изделий, включающая пост дробления сырья, представленного зубчатой дробилкой, пост подсушки и измельчения, представленного шахтной мельницей, пост смешения и доизмельчения, представленного стержневым смесителем и пост доувлажнения, представленного мешалкой (см. Временное руководство по проектированию предприятий по производству кирпича и камней керамических. Нормы технологического проектирования. М.: Союзгипростром, 1989). A known technological line for the production of ceramic products includes a raw material crushing post, represented by a gear crusher, a drying and grinding post, represented by a shaft mill, a mixing and regrinding post, represented by a rod mixer, and a post-wetting station, represented by a stirrer (see Interim Guidelines for the Design of Production Enterprises bricks and ceramic stones. Norms of technological design. M.: Soyuzgiprostrom, 1989).

Наиболее близким техническим решением является технологическая линия для производства керамических изделий, включающая пост дробления сырья, пост подсушки сырья, пост первичного измельчения сырья, пост вторичного измельчения и фракционирования, пост накопления и хранения фракций, пост подготовки сырьевых масс с вводом добавок и увлажнением, пост хранения сырьевых масс, пост формования изделий, пост сушки и пост обжига изделий, при этом на посту дробления сырья используется щековая дробилка, пост подсушки сырья представлен закрытым конвейером с установленными сверху инфракрасными нагревателями и системой принудительной вентиляции, пост первичного измельчения сырья представлен молотковой дробилкой, пост вторичного измельчения с системой отбора необходимых фракций, пост накопления измельчённого материала представлен накопительными бункерами, пост подготовки сырьевых масс с увлажнением и вводом добавок представлен двумя двухвальными лопастными смесителями, пост накопления и хранения сырьевых масс представлен бункерами оснащёнными питателями, пост формования изделий может представлен прессом для компрессионного формования, экструдером или формовочной машиной для мягкого формования (см. патент RU 2 726 000 C1, B28B 15/00, опубл. 08.07.2020).The closest technical solution is a technological line for the production of ceramic products, including a raw material crushing station, a raw material drying station, a primary raw material grinding station, a secondary grinding and fractionation station, a fraction accumulation and storage station, a raw material preparation station with the introduction of additives and humidification, and a storage station. raw material masses, a post for molding products, a post for drying and a post for firing products, while at the post for crushing raw materials a jaw crusher is used, the post for drying raw materials is represented by a closed conveyor with infrared heaters installed on top and a forced ventilation system, the post for primary crushing of raw materials is represented by a hammer crusher, the post for secondary grinding with a system for selecting the necessary fractions, the post for accumulation of crushed material is represented by storage bins, the post for preparing raw materials with moistening and introducing additives is represented by two twin-shaft paddle mixers, the post for accumulation and storage of raw materials is represented by bunkers equipped with feeders, the post for molding products can be represented by a compression molding press , extruder or soft molding machine (see patent RU 2 726 000 C1, B28B 15/00, publ. 07/08/2020).

Однако известная технологическая линия не дает возможности производить керамическую плитку, черепицу камень с повышенными значениями прочности, с увеличенным размером и с уменьшенной толщиной изделий и массы. В настоящее время наблюдается тенденция по снижению веса керамической черепицы. Черепица со сниженной массой должна обладать водопоглощением менее 3 % и высокой прочностью самого керамического материала - керамического черепка. Это позволит получать изделия с необходимой прочностью и с меньшей толщиной (в 1,5-2,5 раза), что пропорционально снижает и массу 1 м2 кровельного покрытия, сокращает производственные затраты, так как существенно меньше приходится использовать сырья и нести затрат на его переработку, сушку, обжиг изделий. Это же относится и производству керамической плитки, и к дорожному клинкерному кирпичу. Увеличение прочности клинкерного кирпича, наряду с другими свойствами, позволяет уменьшить его высоту (толщину) и при определённых размерах перевести его в разряд плитки. Кроме того, повышенный предел прочности (особенно при изгибе), позволяет использовать его не только для устройства тротуаров, садово-парковых дорожек, пешеходных зон и площадей, настила полов балконов, лоджий, террас, а также для устройства внутригородских автомобильных дорог.However, the known technological line does not make it possible to produce ceramic tiles, stone tiles with increased strength values, increased size and reduced product thickness and weight. Currently, there is a trend towards reducing the weight of ceramic tiles. Tiles with reduced weight should have a water absorption of less than 3% and high strength of the ceramic material itself - ceramic shards. This will make it possible to obtain products with the required strength and with a smaller thickness (1.5-2.5 times), which proportionally reduces the weight of 1 m2 of roofing, reduces production costs, since it is necessary to use significantly less raw materials and incur costs for its processing , drying, firing of products. The same applies to the production of ceramic tiles and road clinker bricks. Increasing the strength of clinker bricks, along with other properties, makes it possible to reduce its height (thickness) and, at certain sizes, convert it into a tile. In addition, the increased tensile strength (especially when bending) allows it to be used not only for the construction of sidewalks, garden paths, pedestrian zones and squares, flooring of balconies, loggias, terraces, but also for the construction of intracity highways.

Достичь этого возможно за счёт использования в качестве сырья камнеподобного глинистого сырья - аргиллитоподобных глин, аргиллитов и глинистых сланцев, при определённом зерновом составе компонентов и особой матричной ориентированной структуре керамического камня, ориентация частиц которого направлена перпендикулярно направлению приложения нагрузки.This can be achieved through the use of stone-like clay raw materials as raw materials - argillite-like clays, argillites and shales, with a certain grain composition of the components and a special matrix oriented structure of ceramic stone, the orientation of the particles of which is directed perpendicular to the direction of application of the load.

Для получения высокопрочных изделий, какими являются клинкерная плитка, клинкерная черепица и клинкерный кирпич, из камневидного глинистого сырья требуется определённый прерывистый зерновой состав сырьевых масс и разработка специальной универсальной упрощённой технологической схемы.To obtain high-strength products, such as clinker tiles, clinker tiles and clinker bricks, from stone-like clay raw materials, a certain discontinuous grain composition of the raw materials and the development of a special universal simplified technological scheme are required.

В связи с чем использование щековой дробилки в известной технологической линии для первичного дробления сырья не совсем рационально, так при разработке экскаваторами аргиллитоподобных глин, аргиллитов и глинистых сланцев образуется много мелких фракций, которые не дробятся в щековой дробилке, а просто проскальзывают между щёками. Подсушка сырья на закрытом конвейере с установленными сверху инфракрасными нагревателями и системой принудительной вентиляции, требует достаточно больших энергозатрат. Измельчение сырья на обычной классической молотковой дробилке может применяться в случаях, когда лещадная форма не имеет значения и сырьё на измельчение должно поступать равномерно и в сухом виде во избежание его налипания на отбойник и колосники, система вторичного измельчения и отбора необходимых фракций является достаточно сложной и энергоёмкой системой и к тому трудной в обслуживании. Оптимальным способом формования изделий (черепица, утолщённая плитка) исходя из производительности, технологических особенностей, сложности оборудования и автоматизации является эктрузионный способ формования, однако при формовке изделия для достижения наибольшего предела прочности при изгибе должна формироваться так называемая матричная ориентированная микросланцеватая структура, при которой в стекловидной сильноспёкшейся массе (матрице) ориентировано (перпендикулярно направлению приложения нагрузки для изделий) находятся обожжённые зёрна аргиллита или глинистого сланца, имеющие высокую прочность при изгибе.In this connection, the use of a jaw crusher in a known technological line for the primary crushing of raw materials is not entirely rational, since when mining mudstone-like clays, argillites and shale with excavators, many small fractions are formed that are not crushed in the jaw crusher, but simply slide between the jaws. Drying raw materials on a closed conveyor with infrared heaters installed on top and a forced ventilation system requires quite a lot of energy. Grinding of raw materials on a conventional classic hammer crusher can be used in cases where the flank shape does not matter and the raw materials for grinding must be supplied evenly and dry to avoid sticking to the bumper and grate bars; the system of secondary grinding and selection of the necessary fractions is quite complex and energy-intensive system and also difficult to maintain. The optimal method of molding products (tiles, thickened tiles) based on productivity, technological features, complexity of equipment and automation is the extrusion molding method, however, when molding a product, in order to achieve the greatest bending strength, a so-called matrix oriented microschistose structure must be formed, in which the glassy The highly sintered mass (matrix) is oriented (perpendicular to the direction of application of the load for the products) with burnt grains of argillite or shale having high bending strength.

Задачей настоящего изобретения является разработка технологической линии по производству керамической черепицы, утолщённой керамической плитки и дорожного клинкерного кирпича с повышенной прочностью керамического камня (черепка) на основе камневидного глинистого сырья - аргиллитоподобных глин, аргиллитов и глинистых сланцев.The objective of the present invention is to develop a technological line for the production of ceramic tiles, thickened ceramic tiles and road clinker bricks with increased strength of ceramic stone (tiles) based on stone-like clay raw materials - argillite-like clays, argillites and shales.

Аргиллиты и аргиллитоподобные глины - камнеподобные породы, не размокающие или плохо размокающие в воде, образующиеся в результате диагенеза глин. По минеральному составу они практически не отличаются от глин. Согласно ГОСТ 21216-2014 «Сырье глинистое. Методы испытаний» (п. 3.3) сырье глинистое камнеподобное - это плотные и хрупкие глинистые породы с влажностью 3-9%, не размокающие или плохо размокающие в воде.Argillites and argillite-like clays are stone-like rocks that do not soak or do not soak well in water, formed as a result of clay diagenesis. In terms of mineral composition, they are practically no different from clays. According to GOST 21216-2014 “Clay raw materials. Test methods" (clause 3.3) clay stone-like raw materials are dense and brittle clay rocks with a moisture content of 3-9%, which do not soak or do not soak well in water.

В среднем, глинистая составляющая аргиллитов и аргиллитоподобных глин представлена в большей мере гидрослюдами (в среднем 40-70 %), каолинитом (20-40 %), хлоритом (10-20 %). В небольшом количестве могут присутствовать смешаннослойные глинистые минералы и монтмориллонит. Помимо глинистых минералов всегда присутствуют слюды, кварц, полевые шпаты, глауконит, опал, халцедон, оксиды железа и целый ряд акцессорных минералов. Часто данные породы обогащены углефицированным органическим веществом.On average, the clay component of mudstones and mudstone-like clays is represented to a greater extent by hydromicas (on average 40-70%), kaolinite (20-40%), and chlorite (10-20%). Mixed-layer clay minerals and montmorillonite may be present in small quantities. In addition to clay minerals, micas, quartz, feldspars, glauconite, opal, chalcedony, iron oxides and a number of accessory minerals are always present. These rocks are often enriched in carbonized organic matter.

По химическому составу аргиллиты и аргиллитоподобные глины не имеют принципиальных отличий от гидрослюдистых и гидрослюдисто-каолинитовых глин. Усреднённый химический состав характеризуются содержанием, % по массе: SiO2 52,0-64,0; AI2O3 15,0-26,0; Fe2O3 4,0-7,0; CaO 0,5-7,0; MgO 1,0-3,0; К2О 2,5-4,5; Na2O 1,0-2,0. Особенностями являются повышенное содержание оксида алюминия в сравнении с суглинками, и оксидов калия и натрия, что согласуется с минералогическим составом. Повышенное содержание щелочей обеспечивает низкотемпературное спекание, а повышенное содержание оксида алюминия широкий интервал спекания.In terms of chemical composition, mudstones and mudstone-like clays do not differ fundamentally from hydromica and hydromica-kaolinite clays. The average chemical composition is characterized by content, % by weight: SiO 2 52.0-64.0; AI 2 O 3 15.0-26.0; Fe 2 O 3 4.0-7.0; CaO 0.5-7.0; MgO 1.0-3.0; K 2 O 2.5-4.5; Na 2 O 1.0-2.0. Features are the increased content of aluminum oxide in comparison with loams, and potassium and sodium oxides, which is consistent with the mineralogical composition. The increased alkali content ensures low-temperature sintering, and the increased aluminum oxide content ensures a wide sintering range.

При измельчении аргиллиты и аргиллитоподобные глины приобретают пластические формовочные свойства. Наблюдается прямая зависимость - чем тоньше измельчено сырьё, тем выше пластичность и лучше формуемость. Применяемые в настоящее время технологии и используемое оборудование при производстве керамики позволяют измельчать сырьё по сухому способу без существенных затрат до фракции менее 0,05 мм. Более тонкое измельчение существенно увеличивает затраты и экономически не рационально. Черепок на основе аргиллитов и аргиллитоподобных глин в сравнении с суглинками и глинами отличается повышенной плотностью и прочностью. Россия располагает крупнейшей сырьевой базой аргиллитов и аргиллитоподобных глин. На юге России это Предкавказье, Кавказ, Восточный Донбасс. Кроме того, данные породы имеют широкое распространение на Урале, юге Западной Сибири и в других регионах. Однако несмотря на многие положительные свойства аргиллитов и аргиллитоподобных глин, их большую ценность как сырья для строительной керамики, они не нашли широкого применения в силу ряда прежде всего субъективных причин и малой изученности в этом направлении. When crushed, mudstones and mudstone-like clays acquire plastic molding properties. There is a direct relationship - the finer the raw material is crushed, the higher the plasticity and better the moldability. Currently used technologies and equipment used in the production of ceramics make it possible to grind raw materials using a dry method without significant costs to a fraction of less than 0.05 mm. Fine grinding significantly increases costs and is not economically rational. Shards based on argillites and argillite-like clays, in comparison with loams and clays, are characterized by increased density and strength. Russia has the largest raw material base of argillites and argillite-like clays. In the south of Russia these are the Ciscaucasia, the Caucasus, and Eastern Donbass. In addition, these breeds are widespread in the Urals, the south of Western Siberia and other regions. However, despite the many positive properties of mudstones and mudstone-like clays, their great value as raw materials for building ceramics, they have not found widespread use due to a number of primarily subjective reasons and little knowledge in this area.

Глинистые сланцы по химическому составу практически не отличаются от аргиллитов и аргиллитоподобных глин, однако в силу более высокой степени преобразований (начальная стадия метаморфизма) имеют чётко выраженную сланцеватую текстуру и минеральный состав, который характеризуется наличием хлоритов, каолинита, слюд, полевых шпатов. Ориентация частиц и зёрен минералов, как правило, строго параллельно. В силу более высокой стадии преобразований, особенностей структуры и текстуры не размокает в воде и практически не обладает пластичностью даже в тонкоизмельчённом состоянии. Глинистые сланцы находятся в ассоциации с аргиллитами, но за счёт большей глубины погружения подвергались более высокому воздействию температур и давления (200-300 оС и всего субъективных 80-150 МПа) и относятся, как правило, к более раннему возрасту. Глинистые сланцы обладают высокой плотностью и прочностью (предел прочности при сжатии перпендикулярно слоистости до 150 МПа, при изгибе 30-60 МПа). По строению, физическим свойствам и минеральному составу выделяют различные виды сланцев. Россия располагает крупнейшей сырьевой базой сланцев. Регионы их распространения такие же, как и для аргиллитов. Огромные запасы глинистых сланцев в виде терриконов накопились на Донбассе при добыче угля в глубоких шахтах. Однако несмотря на многие положительные свойства глинистых сланцев, их ценность как сырья для строительной керамики, они не нашли широкого применения в силу ряда причин и, прежде всего, малой изученности в технологии керамики.Clay shales in chemical composition practically do not differ from mudstones and mudstone-like clays, however, due to a higher degree of transformation (the initial stage of metamorphism), they have a clearly defined schistose texture and mineral composition, which is characterized by the presence of chlorites, kaolinite, micas, and feldspars. The orientation of particles and grains of minerals is usually strictly parallel. Due to the higher stage of transformation, the peculiarities of structure and texture, it does not get wet in water and has practically no plasticity even in a finely ground state. Clay shales are in association with mudstones, but due to the greater depth of immersion they were exposed to higher temperatures and pressures (200-300 o C and a total subjective 80-150 MPa) and, as a rule, belong to an earlier age. Clay shales have high density and strength (tensile strength in compression perpendicular to the layering up to 150 MPa, in bending 30-60 MPa). Based on their structure, physical properties and mineral composition, different types of shale are distinguished. Russia has the largest shale resource base. The regions of their distribution are the same as for mudstones. Huge reserves of clay shale in the form of waste heaps have accumulated in the Donbass during coal mining in deep mines. However, despite the many positive properties of clay shales and their value as raw materials for building ceramics, they have not found widespread use due to a number of reasons and, above all, little knowledge in ceramic technology.

Сущность изобретения заключается в том, что технологическая линия для производства керамической черепицы, утолщённой керамической плитки и дорожного клинкерного кирпича, включает пост дробления сырьевых масс, пост первичного измельчения сырьевых масс, пост вторичного измельчения сырьевых масс, пост накопления и хранения сырьевых масс представленного бункерами, оснащёнными питателями, пост подготовки сырьевых масс с вводом добавок и увлажнением, пост хранения сырьевых масс, пост формования изделий, представленного экструдером, пост сушки изделий и пост обжига изделий, при этом после поста первичного измельчения сырьевых масс дополнительно содержит пост разделения сырьевых масс, представленного системой конвейеров с последующими размещенными бункерами хранения сырья, один из которых предназначен для хранения большей части разделенной фракции и последующей подачи в смеситель поста подготовки сырьевых масс, а второй предназначен для хранения меньшей части разделенной фракции и последующего направления ее на вторичное измельчение, на посту дробления сырьевых масс используется зубчатая дробилка, на посту первичного измельчения сырьевых масс применяется валковая дробилка с гладкими вальцами, пост вторичного измельчения представлен молотковой дробилкой для глинистого сырья, пост подготовки сырьевых масс с увлажнением и вводом добавок представлен трёхвальным лопастным смесителем, на посту формования, на используемом экструдере, фильера оснащена ультразвуковым генератором для ультразвукового воздействия на формовочную массу. The essence of the invention is that the production line for the production of ceramic tiles, thickened ceramic tiles and road clinker bricks includes a post for crushing raw materials, a post for primary grinding of raw materials, a post for secondary grinding of raw materials, a post for accumulating and storing raw materials represented by bunkers equipped feeders, a post for preparing raw materials with the introduction of additives and moistening, a post for storing raw materials, a post for molding products, represented by an extruder, a post for drying products and a post for firing products, while after the post for primary grinding of raw materials, it additionally contains a post for separating raw materials, represented by a system of conveyors with subsequent storage bins for raw materials, one of which is intended for storing the majority of the separated fraction and subsequent feeding into the mixer of the raw material preparation station, and the second is intended for storing a smaller part of the separated fraction and subsequent sending it for secondary grinding, at the raw material crushing station it is used gear crusher, at the post of primary grinding of raw materials a roller crusher with smooth rollers is used, the post of secondary crushing is represented by a hammer crusher for clay raw materials, the post for preparing raw materials with moistening and adding additives is represented by a three-shaft paddle mixer, at the molding post, on the extruder used, the die is equipped ultrasonic generator for ultrasonic influence on the molding mass.

В предлагаемой технологической линии на посту дробления сырья зубчатая дробилка обеспечивает возможность получения материала с необходимым зерновым составом для дальнейших технологических операций - менее 15-25 мм, в которой происходит раздавливание и истирание материала. Зубчатая дробилка эффективно измельчает камневидное глинистое сырьё, так как такие породы имеют пониженную прочность параллельно плоскостям напластования, имеют пониженную природную влажность, а при необходимости могут проходить подсушку в естественных условиях или под открытыми складами для хранения сырья - навесами. In the proposed technological line at the raw material crushing station, a gear crusher provides the ability to obtain material with the necessary grain composition for further technological operations - less than 15-25 mm, in which crushing and abrasion of the material occurs. A gear crusher effectively crushes stone-like clay raw materials, since such rocks have reduced strength parallel to bedding planes, have low natural humidity, and, if necessary, can be dried in natural conditions or under open warehouses for storing raw materials - sheds.

Пост первичного измельчения сырья представлен валковой дробилкой (вальцы) с гладкими валками, которая обеспечивает степень измельчения материала фракции менее 0,5-0,6 мм с выходом фракции 0,1-0,5 мм до 90-95 %, при этом зёрна измельчаемого материала имеют преимущественно пластинчатую и таблитчатую форму, что необходимо для формирования особой структуры керамического камня. Достигается такой зерновой состав и форма зёрен при измельчении на вальцах за счёт регулирования зазора между валками, регулированием скорости вращения каждого валка и сланцеватой структуры самого материала.The post for primary grinding of raw materials is represented by a roll crusher (rollers) with smooth rollers, which provides a degree of grinding of the material fraction of less than 0.5-0.6 mm with a fraction yield of 0.1-0.5 mm up to 90-95%, while the grain is crushed materials have predominantly plate and tabular shapes, which is necessary for the formation of a special structure of ceramic stone. This grain composition and grain shape are achieved when grinding on rollers by adjusting the gap between the rollers, adjusting the rotation speed of each roller and the slate structure of the material itself.

После первичного измельчения материал, благодаря посту разделения фракций, по системе конвейеров попадает в два накопительных бункера в примерном соотношении 60-70:30-40. Большая часть материала хранится в большем бункере для последующей подачи в смеситель, а меньшая часть материала, хранившаяся в малом бункере, подаётся для вторичного тонкого измельчения. Размеры и объём бункеров зависят от планируемой производительности, технологических особенностей производства и необходимости на несколько часов обеспечивать автономную работу последующих технологических операций.After primary grinding, the material, thanks to the fraction separation station, enters two storage bins through a conveyor system in an approximate ratio of 60-70:30-40. Most of the material is stored in the larger hopper for subsequent feeding into the mixer, and a smaller part of the material, stored in the small hopper, is fed for secondary fine grinding. The dimensions and volume of bunkers depend on the planned productivity, technological features of production and the need to ensure autonomous operation of subsequent technological operations for several hours.

Пост вторичного измельчения представлен молотковой дробилкой для глинистого сырья. Особенностью данной дробилки, оснащённой системой принудительной загрузки и системой подогрева отбойника является то, что молотки прочно соединены между собой и измельчение происходит в основном за счёт истирания. Система принудительной подачи сырья позволяет постоянно и равномерно осуществлять подачу массы по всей ширине камеры помола и сама масса, накапливаемая в бункере дробилки, усиливает герметичный эффект и предотвращает выброс пыли при работе оборудования. Вариаторы частоты позволяют регулировать режим загрузки. Система подогрева отбойника позволяет избегать налипания измельчённой массы и позволяет использовать более влажную массу в зависимости от её твёрдости, пластичности и размера фракций на входе. На выходе после молотковой дробилки масса должна иметь зерновой состав, характеризующийся содержанием фракций менее 0,05 мм не менее 70-80 % при мокром просеивании. Регулирование зернового состава на такой дробилке осуществляется за счёт скорости подачи измельчаемой массы, скорости вращения вала с жёстко закреплёнными молотками, зазора между молотками и отбойником, а также за счёт размера отверстий колосниковой решётки. The secondary grinding post is represented by a hammer crusher for clay raw materials. A special feature of this crusher, equipped with a forced loading system and a bumper heating system, is that the hammers are firmly connected to each other and grinding occurs mainly due to abrasion. The forced supply system of raw materials allows for constant and uniform supply of mass across the entire width of the grinding chamber, and the mass itself accumulated in the crusher hopper enhances the hermetic effect and prevents the emission of dust during operation of the equipment. Frequency variators allow you to adjust the loading mode. The bumper heating system avoids sticking of the crushed mass and allows the use of a wetter mass depending on its hardness, plasticity and size of the inlet fractions. At the exit from the hammer crusher, the mass must have a grain composition characterized by a content of fractions less than 0.05 mm of at least 70-80% during wet sifting. Regulation of the grain composition on such a crusher is carried out due to the feed rate of the crushed mass, the rotation speed of the shaft with rigidly fixed hammers, the gap between the hammers and the bumper, and also due to the size of the grate holes.

Пост накопления материала тонкого измельчёния представлен накопительным бункером, размеры и объём которого зависят от планируемой производительности, технологических особенностей производства и необходимости на несколько часов обеспечивать автономную работу последующих технологических операций.The post for accumulating finely ground material is represented by a storage hopper, the dimensions and volume of which depend on the planned productivity, technological features of production and the need to ensure autonomous operation of subsequent technological operations for several hours.

Пост подготовки сырьевых масс с увлажнением и вводом добавок представлен трёхвальным лопастным смесителем оснащённым небольшими питателями для добавочных материалов, которые могут вводиться при необходимости в небольшом количестве - пластификаторы, минерализаторы, плавни, красители. Трёхвальный смеситель позволяет более тщательно перемешивать исходные компоненты, а также доводить сырьевые смеси до необходимой влажности, и, в отличие от двухвального смесителя, трёхвальный за счёт возвратно поступательного перемешивания предотвращает расслаивание массы и позволяет осуществлять «гранулирование» массы, когда более мелкие частички налипают на более крупные, что обеспечивает лучшую формуемость.The post for preparing raw materials with moistening and introducing additives is represented by a three-shaft paddle mixer equipped with small feeders for additional materials, which can be introduced, if necessary, in small quantities - plasticizers, mineralizers, fluxes, dyes. A three-shaft mixer allows you to more thoroughly mix the initial components, as well as bring the raw mixtures to the required humidity, and, unlike a two-shaft mixer, a three-shaft mixer, due to reciprocating mixing, prevents the delamination of the mass and allows for “granulation” of the mass, when smaller particles stick to larger ones. large, which provides better formability.

Пост накопления сырьевых масс представлен накопительными бункерами, которые могут иметь различный объём в зависимости от производительности технологической линии и выбранного времени автономной работы формовочного отделения. Также при хранении сырьевых масс в накопительных бункерах происходит выравнивание влажности по объёму. The raw material accumulation station is represented by storage bins, which can have different volumes depending on the productivity of the production line and the selected autonomous operation time of the molding department. Also, when storing raw materials in storage bins, the moisture content is equalized throughout the volume.

Пост формования изделий представлен экструдером, фильера, которого оснащена ультразвуковым генератором для ультразвукового воздействия на формовочную массу. Формование изделий при этом способе происходит при влажности сырьевых масс близкой к нормальной формовочной влажности. Удельное давление формования при таком способе составляет 1-2 МПа. Экструзионный способ формования обеспечивает наибольшую производительность с наименьшими затратами, формирование необходимой ориентированной микросланцеватой структуры керамического камня (черепка), при которой в стекловидной сильноспёкшейся массе (матрице) ориентировано субпараллельно находятся более крупные зёрна аргиллита или глинистого сланца, за счёт чего керамический материал имеет повышенную прочность при изгибе. Ультразвуковое воздействие на фильеру позволяет упорядочить структуру керамики, сделать расположение более крупных частиц аргиллитов и глинистых сланцев более упорядоченной, снизить внешнее трение при формовании, повысить плотность формуемой массы, что приводит к дополнительному упрочнению обожжённого материала и изделий. Для ультразвукового воздействия на фильеру (колебания в диапазоне 25 - 30 кГц, частоту можно подстраивать за счёт свойств формовочной массы) могут применяться различные ультразвуковые магнитострикционные преобразователи различной мощности, которые закрепляются на фильере за счёт чего возникают колебания перпендикулярные направлению движения формовочной массы.The post for molding products is represented by an extruder, a die, which is equipped with an ultrasonic generator for ultrasonic influence on the molding mass. Molding of products using this method occurs at a moisture content of the raw materials close to normal molding humidity. The specific molding pressure with this method is 1-2 MPa. The extrusion molding method provides the highest productivity with the lowest cost, the formation of the necessary oriented microschistose structure of the ceramic stone (shard), in which larger grains of argillite or shale are oriented subparallel in the glassy highly sintered mass (matrix), due to which the ceramic material has increased strength at bend. Ultrasonic influence on the die allows you to streamline the structure of ceramics, make the arrangement of larger particles of mudstones and clay shales more ordered, reduce external friction during molding, increase the density of the molded mass, which leads to additional strengthening of the fired material and products. For ultrasonic influence on the die (oscillations in the range of 25 - 30 kHz, the frequency can be adjusted due to the properties of the molding mass), various ultrasonic magnetostrictive transducers of various powers can be used, which are fixed on the die, due to which oscillations occur perpendicular to the direction of movement of the molding mass.

Пост сушки изделий может быть представлен традиционными для технологии стеновой керамики камерными или туннельными сушилами, которые могут отличаться размерами и соответственно производительностью. The drying post for products can be represented by traditional chamber or tunnel dryers for wall ceramics technology, which can differ in size and, accordingly, in performance.

Пост обжига может быть представлен различными видами печей (камерными, кольцевыми, туннельными и др.), но традиционными и наиболее эффективными в настоящее время являются туннельные печи, которые также могут отличаться размерами и соответственно производительностью.The firing post can be represented by various types of kilns (chamber, ring, tunnel, etc.), but the traditional and most efficient ones at present are tunnel kilns, which can also differ in size and, accordingly, in productivity.

Предлагаемая технологическая линия позволяет на основе широко распространённого на территории России камневидного керамического сырья (аргиллитов, аргиллитоподобных глин) организовать производство клинкерной черепицы и клинкерной плитки увеличенного размера или меньшей толщины по упрощённой технологии, а оптимальный прерывистый зерновой состав сырьевых смесей и матричная ориентированная микросланцеватая структура керамического камня (черепка) при которой в стекловидной сильноспёкшейся массе (матрице) ориентировано (перпендикулярно направлению приложения нагрузки для изделий) находятся более крупные зёрна аргиллита или глинистого сланца, обеспечивает высокий предел прочности при изгибе, за счёт чего можно увеличить размеры изделий или уменьшить их толщину при снижении водопоглощения и повышения морозостойкости. The proposed technological line makes it possible, on the basis of stone-like ceramic raw materials (argillites, argillite-like clays) widespread in Russia, to organize the production of clinker tiles and clinker tiles of increased size or less thickness using simplified technology, and the optimal discontinuous grain composition of raw material mixtures and the matrix oriented microschist structure of ceramic stone (shard) in which larger grains of argillite or shale are oriented (perpendicular to the direction of application of load for products) in the glassy highly sintered mass (matrix), provides a high tensile strength in bending, due to which it is possible to increase the size of products or reduce their thickness when reducing water absorption and increased frost resistance.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена принципиальная технологическая схема предлагаемой линии. The essence of the invention is illustrated by a drawing, which shows a schematic flow diagram of the proposed line.

Линия выполнена с последовательно установленными постом дробления сырья 1, постом первичного измельчения сырья 2, постом разделения сырьевой массы 3 в большой бункер 3.1 и малый бункер 3.2 , постом вторичного измельчения сырья 4, постом накопления и хранения измельчённого сырья 5, постом подготовки сырьевых масс 6, постом хранения сырьевых масс 7, постом формования изделий 8, постом сушки изделий 9 и постом обжига изделий 10.The line is made with a sequentially installed raw material crushing post 1, a primary raw material crushing post 2, a raw material mass separation station 3 into a large 3.1 hopper and a small 3.2 hopper, a secondary raw material crushing post 4, a post for accumulation and storage of crushed raw materials 5, a raw material mass preparation station 6, a storage post for raw materials 7, a post for molding products 8, a post for drying products 9 and a post for firing products 10.

Линия работает следующим образом.The line works as follows.

Камнеподобное глинистое сырьё (аргиллитоподобные глины, аргиллиты, глинистые сланцы) подвергается дроблению на зубчатой дробилке на посту 1 до крупности частиц менее 15-25 мм, после чего по системе конвейеров транспортируется на пост 2 на валковую дробилку для первичного измельчения, которая обеспечивает степень измельчения материала фракции менее 0,5-0,6 мм с выходом фракции 0,1-0,5 мм до 90-95 %, при этом зёрна измельчаемого материала имеют преимущественно пластинчатую и таблитчатую форму, что необходимо для формирования особой структуры керамического камня и повышенной прочности при изгибе.Stone-like clay raw materials (mudstone-like clays, argillites, clay shales) are crushed in a gear crusher at post 1 to a particle size of less than 15-25 mm, after which they are transported through a conveyor system to post 2 to a roller crusher for primary grinding, which ensures the degree of grinding of the material fractions less than 0.5-0.6 mm with a fraction yield of 0.1-0.5 mm up to 90-95%, while the grains of the crushed material have predominantly lamellar and tabular shapes, which is necessary for the formation of a special structure of ceramic stone and increased strength when bending.

После этого на посту 3 системой конвейеров происходит разделение измельчённого материала на 2 части в примерном соотношении 60-70 : 30-40, который хранится в двух отдельных накопительных бункерах: 3.1 и 3.2. Большая часть материала хранится в большем бункере 3.1 для последующей подачи в трёхвальный смеситель подготовки сырьевых масс поста 6, а меньшая часть материала хранится в малом бункере 3.2 для вторичного тонкого измельчения на посту 4.After this, at post 3, a conveyor system separates the crushed material into 2 parts in an approximate ratio of 60-70: 30-40, which is stored in two separate storage bins: 3.1 and 3.2. Most of the material is stored in a larger hopper 3.1 for subsequent feeding into the three-shaft mixer for preparing raw materials at post 6, and a smaller part of the material is stored in a small hopper 3.2 for secondary fine grinding at post 4.

На посту 4, представленного молотковой дробилкой специальной модификации для глинистого сырья происходит тонкое измельчение массы до зернового состава, характеризующимся содержанием фракций менее 0,05 мм не менее 70-80 % при мокром просеивании. После чего измельчённый материал по системе конвейеров попадает на пост 5 накопления и хранения измельчённого сырья, представленного накопительными бункерами оснащёнными питателями.At post 4, represented by a hammer crusher of a special modification for clay raw materials, the mass is finely crushed to a grain composition characterized by a content of fractions less than 0.05 mm of at least 70-80% during wet sifting. After which the crushed material, through a conveyor system, enters post 5 for the accumulation and storage of crushed raw materials, represented by storage bins equipped with feeders.

После чего масса после первичного измельчения с преимущественным зерновым составом 0,1-0,5 мм и масса после вторично измельчения с преимущественным зерновым составом менее 0,05 мм попадают по системе конвейеров на пост 6, представленного трёхвальным смесителем, где происходит увлажнение сырьевой массы с вводом добавок, которые могут вводиться при необходимости в небольшом количестве - пластификаторы, минерализаторы, плавни, красители. After which the mass after primary grinding with a predominant grain composition of 0.1-0.5 mm and the mass after secondary grinding with a predominant grain composition of less than 0.05 mm enter through a conveyor system to post 6, represented by a three-shaft mixer, where the raw material mass is moistened with introduction of additives, which can be introduced in small quantities if necessary - plasticizers, mineralizers, fluxes, dyes.

Подготовленная масса по системе конвейеров попадает на пост 7, где вылёживается в бункерах-накопителях, которые позволяют выровнять формовочную влажность и обеспечивать на определенное время автономную работу формовочного отделения. The prepared mass is transported through a conveyor system to post 7, where it is stored in storage hoppers, which allow the molding humidity to be leveled and ensure autonomous operation of the molding department for a certain period of time.

После этого сырьевая смесь поступает на пост 8 на формовку изделий, представленного экструдером, фильера, которого оснащена ультразвуковым генератором для ультразвукового воздействия на формовочную массу, что позволяет сформировать особую структуру керамики и повысить прочность изделий.After this, the raw material mixture is supplied to post 8 for the molding of products, represented by an extruder, a die, which is equipped with an ultrasonic generator for ultrasonic influence on the molding mass, which allows the formation of a special ceramic structure and increase the strength of the products.

Отформованные изделия поступают на пост 9 на сушку в камерные или туннельные сушила. После сушки изделия поступают на пост 10 на обжиг, который может проводиться в различных традиционных для керамики видах печей - камерных, туннельных. Более предпочтительными эффективными в настоящее время являются туннельные печи, которые могут отличаться размерами и соответственно производительностью.The molded products are sent to post 9 for drying in chamber or tunnel dryers. After drying, the products are sent to post 10 for firing, which can be carried out in various types of kilns traditional for ceramics - chamber, tunnel. Currently, more preferable efficient ones are tunnel furnaces, which can differ in size and, accordingly, in productivity.

Данная технологическая линия с камерными сушилами и туннельной печью была опробована на заводе ООО «Элитная строительная керамика» в г. Новочеркасске с использованием аргиллитов и глинистых сланцев Замчаловского, Гойтхского, Владимировского, Алкунского месторождений. Изготовление изделий проводилось с учётом свойств конкретного сырья и необходимых технологических параметров, которые были определены при лабораторно-технологических испытаниях. Результаты испытаний обожженных изделий на основе аргиллитов Замчаловского месторождения при температуре обжига 1070-1080°С приведены в таблице. This production line with chamber dryers and a tunnel kiln was tested at the Elite Construction Ceramics LLC plant in Novocherkassk using mudstones and shales from the Zamchalovskoye, Goitkhskoye, Vladimirovskoye, and Alkunskoye deposits. The manufacture of products was carried out taking into account the properties of specific raw materials and the necessary technological parameters, which were determined during laboratory and technological tests. Test results of fired products based on mudstones from the Zamchalovskoe deposit at a firing temperature of 1070-1080°C are given in the table.

Таблица Table

Физико-механические свойства изделий Physical and mechanical properties of products

Предлагаемая линияProposed line
п/п
No.
p/p
Содержание фракций, % по массеContent of fractions, % by weight Предел прочности при сжатии, МПаUltimate compressive strength, MPa Предел прочности при изгибе, МПаBending strength, MPa Водопоглощение, %Water absorption,% Морозостойкость,
циклы
Frost resistance,
cycles
фракция 0,5-0,1 ммfraction 0.5-0.1 mm фракция
менее
0,1 мм
fraction
less
0.1 mm
фракция менее
0,05 мм
fraction less
0.05 mm
11 7575 -- 2525 91,291.2 37,237.2 1,341.34 300300 22 7070 -- 30thirty 200,0200.0 61,161.1 0,880.88 400400 33 6565 -- 3535 230,5230.5 79,679.6 0,310.31 500500 44 6060 -- 4040 220,4220.4 77,877.8 0,280.28 500500 55 5555 -- 4545 197,5197.5 63,463.4 0,460.46 350350 Известная линия патент RU 2 726 000Well-known line patent RU 2,726,000 11 50-8050-80 20-5020-50 -- 47,9-193,547.9-193.5 16,2-58,116.2-58.1 1,4-8,01.4-8.0 200-450200-450

Claims (1)

Технологическая линия для производства керамической черепицы, утолщённой керамической плитки и дорожного клинкерного кирпича, включающая пост дробления сырьевых масс, пост первичного измельчения сырьевых масс, пост вторичного измельчения сырьевых масс, пост накопления и хранения сырьевых масс, представленный бункерами, оснащёнными питателями, пост подготовки сырьевых масс с вводом добавок и увлажнением, пост хранения сырьевых масс, пост формования изделий, представленный экструдером, пост сушки изделий и пост обжига изделий, отличающаяся тем, что после поста первичного измельчения сырьевых масс дополнительно содержит пост разделения сырьевых масс, представленный системой конвейеров с последующими размещенными бункерами хранения сырья, один из которых предназначен для хранения большей части разделенной фракции и последующей подачи в смеситель поста подготовки сырьевых масс, а второй предназначен для хранения меньшей части разделенной фракции и последующего направления ее на вторичное измельчение, на посту дробления сырьевых масс применяется зубчатая дробилка, на посту первичного измельчения сырьевых масс применяется валковая дробилка с гладкими вальцами, пост вторичного измельчения представлен молотковой дробилкой для глинистого сырья, пост подготовки сырьевых масс с увлажнением и вводом добавок представлен трёхвальным лопастным смесителем, на посту формования на используемом экструдере фильера оснащена ультразвуковым генератором для ультразвукового воздействия на формовочную массу. Technological line for the production of ceramic tiles, thickened ceramic tiles and road clinker bricks, including a post for crushing raw materials, a post for primary grinding of raw materials, a post for secondary grinding of raw materials, a post for accumulation and storage of raw materials, represented by bunkers equipped with feeders, a station for preparing raw materials with the introduction of additives and humidification, a storage post for raw materials, a post for molding products, represented by an extruder, a post for drying products and a post for firing products, characterized in that after the post for primary grinding of raw materials, it additionally contains a post for separating raw materials, represented by a system of conveyors with subsequent placed bunkers storage of raw materials, one of which is intended for storing the majority of the separated fraction and subsequent feeding into the mixer of the raw material preparation station, and the second is intended for storing a smaller part of the separated fraction and subsequent sending it for secondary grinding; at the raw material crushing station, a gear crusher is used, for At the post of primary grinding of raw materials, a roller crusher with smooth rollers is used, the post for secondary grinding is represented by a hammer crusher for clay raw materials, the post for preparing raw materials with moistening and introducing additives is represented by a three-shaft paddle mixer, at the post of forming on the extruder used, the die is equipped with an ultrasonic generator for ultrasonic influence on molding mass.
RU2023128483A 2023-11-02 Process line for production of ceramic roof tiles, thick ceramic tiles and road clinker bricks RU2821480C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2821480C1 true RU2821480C1 (en) 2024-06-25

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990064880A (en) * 1999-05-18 1999-08-05 김민태 Manufacture method of architectural brick using the industrial wastes and rocks.
RU60023U1 (en) * 2006-04-03 2007-01-10 Григорий Николаевич Иванюта TECHNOLOGICAL LINE FOR THE PRODUCTION OF CERAMIC WALL MATERIALS
RU2566154C1 (en) * 2014-03-21 2015-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский государственный строительный университет" (РГСУ) Process line for preparing unfired anhydrite binder
CN106242509A (en) * 2016-07-15 2016-12-21 丰宁丰煊新型建筑材料有限公司 A kind of clinker bricks in environmental protection and preparation method thereof
RU2726000C1 (en) * 2020-02-27 2020-07-08 Юлия Александровна Божко Production line for production of ceramic bricks
RU2749693C1 (en) * 2020-12-25 2021-06-16 Николай Иванович Небежко Wall clinker brick production line

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990064880A (en) * 1999-05-18 1999-08-05 김민태 Manufacture method of architectural brick using the industrial wastes and rocks.
RU60023U1 (en) * 2006-04-03 2007-01-10 Григорий Николаевич Иванюта TECHNOLOGICAL LINE FOR THE PRODUCTION OF CERAMIC WALL MATERIALS
RU2566154C1 (en) * 2014-03-21 2015-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский государственный строительный университет" (РГСУ) Process line for preparing unfired anhydrite binder
CN106242509A (en) * 2016-07-15 2016-12-21 丰宁丰煊新型建筑材料有限公司 A kind of clinker bricks in environmental protection and preparation method thereof
RU2726000C1 (en) * 2020-02-27 2020-07-08 Юлия Александровна Божко Production line for production of ceramic bricks
RU2749693C1 (en) * 2020-12-25 2021-06-16 Николай Иванович Небежко Wall clinker brick production line

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107074651B (en) Geopolymer and aggregate of geopolymer
CN101508544A (en) Construction garbage concrete segment and method for producing the same
CN101666148B (en) Sintered decorative brick of dry wall and manufacturing method thereof
CN101537653B (en) Process for recycled concrete wall body sheets of building rubbish
CN108117376B (en) Preparation method of sintered porous brick
CN109675906A (en) A kind of wholly-owned source recycling and reusing system of building castoff
CN102795877A (en) Energy-saving heat retaining rectangular-hole porous brick
CN108218399A (en) A kind of making coal gangue brick technique
KR101224101B1 (en) Water permeable block with light weight using industrial waste materials
US4430126A (en) Hydraulically setting shaped brick, particularly for construction, and method for its production
RU2821480C1 (en) Process line for production of ceramic roof tiles, thick ceramic tiles and road clinker bricks
CN107500724B (en) Shale ceramsite sand and preparation method thereof
RU2749693C1 (en) Wall clinker brick production line
Vakalova et al. Highly porous building ceramics based on «clay-ash microspheres» and «zeolite-ash microspheres» mixtures
KR101887089B1 (en) Brick using earth and sand, and producing method thereof
RU2616041C1 (en) Process line for manufacturing ceramic items based on stone-like raw material
RU2327666C1 (en) Method of manufacture of wall ceramics using sedimentary high-silica rocks, stock for wall ceramics, and aggregate for wall ceramics
RU84299U1 (en) TECHNOLOGICAL LINE FOR THE PRODUCTION OF CERAMIC MATERIALS
RU2726000C1 (en) Production line for production of ceramic bricks
RU2478471C2 (en) Production line to make construction articles form siliceous ceramic
CN105294067A (en) Ceramsites and self-thermal insulation ceramsite building block production process
CN104609835A (en) Production method for manufacturing hollow ceramic plate by utilizing polished ceramic waste residues
RU2229454C2 (en) Raw meal for fabricating ceramic brick
RU131664U1 (en) LINE FOR PRODUCING CERAMIC BRICK BY THE METHOD OF SEMI-DRY PRESSING
RU2596027C1 (en) Ceramic mix for construction brick manufacture