Жизненный цикл производства кирпича

Основные технологические этапы производства керамического кирпича

За всю свою долгую жизнь ( а кирпич изобретён многие тысячи лет назад) технология изготовления керамического кирпича претерпела не так много изменений ( к первоначальным ручному формованию и естественной сушке добавился обжиг) , но усовершенствований пережила множество. Так или иначе, кирпич глиняный пластического прессования был и остаётся самым распространённым стеновым керамическим материалом. Изготавливается он из чистых глин, либо с добавками выгорающих ( молотый уголь, опилки, торф) и непластических материалов ( крупнозернистый песок, шамот, шлак). Легкоплавкие глины, основное сырьё для производства кирпича, при нагревании до 800-1000 градусов приобретают свойства камня, что и делает их востребованными в строительном производстве.

Только около ста пятидесяти лет назад процессы изготовления кирпича стали механизироваться. Но и на сегодняшний день до полной автоматизации производства далеко. Оно идёт в три основных этапа: добыча глины и подготовка шихты; формование и сушка кирпича; обжиг.

В числе подготовительных операций – измельчение и увлажнение глины, удаление камней. Использование дробильно-увлажняющей машины позволяет отказаться от многодневной передержки сырьевого материала в творильных ямах, а механизированный размол и перемешивание дают однородную пластичную массу, пригодную для гидроэкструзионного формования брикета. Сырой кирпич помещается на деревянные подкладочные рамы и попадает в сушильную камеру. На продолжительности и энергоёмкости сушки сказывается состав шихты: чем больше « глинистых» частиц, тем сложнее физическая вода покидает кирпич-сырец без растрескивания последнего. Преобладание « песчаных» частиц облегчает и упрощает сушку, но пагубно сказывается на конечной прочности изделия. Сушка ведётся методом постепенного подъёма температуры в сушильной камере и исключения заметного движения воздуха. Это способствует равномерности испарения влаги из кирпичной массы. Для обеспечения процесса утилизируется тепло печей обжига и остывающего готового кирпича.

Обжиг кирпича – самый ответственный этап его производства. Достижение и поддержание в толще изделия должной температуры позволяет добиться расплавления легкоплавких компонентов глины, кристаллизации и частичного растворения тугоплавких составляющих. После охлаждения расплавы переходят в стекловидную фазу, избыточное содержание которой в теле кирпича приводит к снижению механической прочности при повышении морозостойкости. Роль человека в регулировке изменчивых соотношений, напрямую влияющих на качество кирпича и производительность всего предприятия, переоценить трудно.

Для ускорения и удешевления производственного процесса применяется технология полусухого прессования. Она позволяет избежать энергоёмкого процесса сушки кирпича-сырца. Прессы ударного действия, рычажные и револьверные, работают с материалом пониженной влажности. После формовки кирпич сразу или после суточной выдержки поступает на обжиг. Правда, полнотелый керамический кирпич полусухого прессования не применяется для кладки во влагонезащищённых местах.

Товарные качества керамического кирпича зависят от применённых приёмов производства. Цвет кирпича, произведённого из глины с высоким содержанием окислов железа ( « красножгущейся») , может колебаться от красного до чёрного, в зависимости от кислотности среды обжига. Беложгущиеся глины редки и в производстве кирпича используются реже. Применение различных добавок позволяет расширить цветовую гамму изделий. Высокие требования к цветовому однообразию кладки, присущие строительным традициям нашей страны, делают решение непростого вопроса соблюдения стандарта цвета очень важным, в особенности для лицевого кирпича.

Пористость и наличие заданных пустот влияет на показатели эффективности теплозащиты материала. И если цилиндрические, конусные и щелевые пустоты появляются в теле кирпича при формовке, пористость достигается примешиванием к глиняному тесту измельчённых горючих материалов фракцией до 5мм. Выгорая при обжиге, частички угля, волокна торфа, опилки оставляют вместо себя пустоты. По сравнению с обычным кирпичом, поризованный ( т.е. с искусственно образованной пористостью) обладает куда более высокими показателями тепло- и звукоизоляции, а его сниженная плотность ведёт к снижению нагрузки на фундамент.

По прочности пустотелый кирпич маркируется от 25 ( при горизонтальном расположении пустот) до 300 ( при вертикальной ориентации глухих и сквозных отверстий) единиц. Марка кирпича характеризует давление в килограммах на квадратный сантиметр, выдерживаемое данным изделием. Механическая прочность должна быть достаточной для сохранения целостности кирпича при падении на твёрдое основание с высоты полтора метра. Применение в строительстве несущих конструкций кирпича высоких марок позволяет снизить его расход на 15-30% %.

Степень обжига влияет на водо- и морозостойкость кирпича. Недожженный кирпич ( он темнее обожжённого нормально; глухо звучит при ударе; тяжёл) непрочен и нестоек. Его применение ограничивается кладкой малонагруженных внутренних стен. Пережжённый кирпич прочнее, плохо впитывает влагу, плотен и теплопроводен. При ударе даёт звон высоких тонов, а формой часто неправилен. Его назначение – кладка в сырых местах.

Морозостойкость кирпича – немаловажный параметр в условиях нашей страны. Применение в кладке наружных стен кирпича, выдерживающего менее 25 циклов замораживания-оттаивания во влажном состоянии вряд ли оправданно. Лучший кирпич обладает маркой морозоустойчивости, равной 50-ти.

Пунктуальное соблюдение признанной технологии производства керамического кирпича – залог высокого качества продукции и её низкой себестоимости. Красный кирпич, несмотря на всю кажущуюся незатейливость своей природы, очень отзывчив всевозможным нововведениям, но его производство требует высокого профессионализма и мастерства.

Этапы производства

Добыча и подготовка сырья

Сырьем для производства керамического кирпича, выпускаемого ООО «ПКК на Закаменной», являются экологически чистые натуральные материалы: глина Каменского месторождения из собственного карьера, расположенного в 2-х км от завода и природный песок. Перед подачей в технологию глина сначала проходит предварительное разрыхление и вылеживается в карьерном глинозапаснике. Затем она перевозится в теплый глинозапасник, объемом на 6 месяцев работы, что обеспечивает высокое качество продукции в любой сезон.

Весь производственный цикл от приема сырья до упаковки и сдачи на склад готовой продукции — выполняет комплекс высокопроизводительного французского оборудования, управляемый и контролируемый единой компьютерной системой.

Массоподготовка

Современное автоматизированное оборудование отделения массоподготовки обеспечивает идеальную дозировку компонентов, перемешивание и тончайший помол сырья. Это позволяет получить однородную сырьевую массу и обеспечить стабильность качества.

Формование и резка

Двухлинейная структура технологической линии обеспечивает беспрерывную работу отделения изготовления и оперативный переход на необходимые виды продукции. Мощные вакуумные экструдеры гарантируют необходимые параметры формовки кирпича любой пустотности, а автоматы резки сырца — идеальное качество поверхности и правильные геометрические размеры.

Сушка

Камерные сушилки, оборудованные газовыми горелками, позволяют настраивать параметры сушки в каждой камере с учетом разного типа и количества кирпича. Индивидуальный режим сушки в каждой камере регулируется компьютером, что позволяет добиваться высокого качества полуфабриката.

Автоматическая садка

Автоматическая садка полуфабрикатов, прошедших сушку, обеспечивает синхронность, высокую производительность и идеальное расположение на обжиговом вагоне для создания наилучших условий обжига.

Цельнометаллические тоннельные печи отличаются высоким уровнем герметичности, что обеспечивает ровный обжиг. Контроль за процессом обжига и автоматическим передвижением вагонеток осуществляется при помощи компьютера. Это делает качество готовой продукции стабильным.

Упаковка

Обожженный кирпич автоматически разгружается с вагонеток, укладывается на деревянные поддоны и упаковывается в термоусадочную полиэтиленовую пленку или обвязывается полипропиленовой лентой. По желанию клиента возможна прокладка рядов кирпича бумагой для снижения потертостей при транспортировке и двойная упаковка — для перевозки на большие расстояния.

Аттестация готовой продукции

После выхода готовой продукции собственной сертифицированной лабораторией проводятся аттестационные испытания. В ходе аттестации контролируются основные качественные характеристики каждой партии кирпича. Каждую смену отделом технического контроля ведется пооперационный контроль качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.

Производство кирпича: новые решения

Кирпич имеет много видов и категорий: полнотелый, шамотный, лицевой, ручной формовки. Скурпулезно вымеряются составы, подбираются устойчивые цвета для глины, изменяется вес и свойства готового продукта.

Налажен выпуск разных типов кирпича:

• по размеру (одинарные, полуторные, двойные, нестандартные);
• по составу (силикатный, керамический, клинкерный, кирпич-керамзит, кислотоупорный);
• по влагопоглощению (6-16% у клинкерного);
• по морозоустойчивости (F15-100);
• по прочности (полнотелый и пустотелый).

Уже существует более 15000 видов кирпича. Рынок такого производства имеет ежегодный прогнозируемый рост в 5%. .

Полный цикл производства кирпича

1. Силикатный кирпич получают автоклавным способом, когда сухой пресс накрывает подготовленное сырье из 9 частей песка из кварца и 1 части извести. После получения формы, кирпич проходит паровую обработку в закрытом стальном цилиндре – автоклаве, по рельсам которого скользят вагонетки с заготовками (давление до 12 атмосфер; температура – до 200º).

Преимущества этого метода – продукция с разными показателями плотности и прочности из идентичного сырья. Кроме того, этот метод — один из самых экономичных, так как берет в 3 раза меньше электроэнергии и топлива(700 тонн). Производство и реализация такого кирпича на 35% выгоднее.

2. Керамические кирпичи изготавливаются из глины высокой влажности (25%) и добавок. Глина измельчается, увлажняется, создаются заготовки. Далее изготавливается «кирпич-сырец». Сушка перед обжигом обеспечивает усадку массы кирпича.

Особую роль в процессе играет чередование температур: сначала их плавное повышение, а затем снижение. При остатке влаги 12% сырец помещают в печь для обжига. Обжиг идет 8 часов. За это время глина теряет свои свойства и приобретает новые – повышенной прочности и надежности.

Самые надежные – пустотные кирпичи. Они обладают пониженной теплопроводностью, сушатся в мановение ока и равномерно прогреваются. Здесь только одно но: тщательное соблюдение норм подготовки глины. Как определить качество строительного кирпича; силикатный красный:

• прочность от 15 МПа;
• плотность не меньше 1300 кг/м³.

Рынок производства строительного кирпича

В нашей стране выделяют 61 крупный производственный комплекс формования керамического кирпича и 22 – силикатного.

Развитие технической базы производства

Самому древнему обожженному глиняному изделию – 24 000 лет. Такая керамика была найдена в Словакии.

• Полнотелый кирпич – первый вид такого строительного материала, который начал выпускаться на наших заводах. Сегодня он менее востребован, поэтому непросто установить нужные объемы и найти поставки для отечественных заводов с многолетней историей производства.
• Следующими видами стал строительный кирпич (только начал появляться лицевой). Такое сырье начало появляться перед и после Перестройки: начали работать новые заводы, запустили производство по импортным технологиям.
• Пустотелый лицевой кирпич повышенного качества был доработан несколько лет назад. Российские заводы уже освоили новые станки и наладили выпуск качественного строительного материала.

Рынок производства строительного кирпича всегда держится на показателях спроса и предложения. Один из самых востребованных видов кирпича на сегодня – светлый лицевой. В связи с чем отечественные заводы осваивают новые технологии. Поэтому качественный кирпич подешевел – российские образцы, созданные по иностранным методикам, в два раза экономичнее импортного. Тем не менее, долговечность кирпича, прочность, стабильность внешнего вида делают его строительным материалом премиум-уровня.

Сегодня рынок интересен специалистам менеджмента, инвесторам, специалистам отделов закупок и продаж – он стал более конкурентным и выигрывают здесь технологии. В результате заводы, разбросанные по всей стране, свободно конкурируют друг с другом. Кирпич Воронеж по качеству равноценен московским, белорусским и европейским строительным материалам этой категории.

Оценка жизненного цикла

Оценка жизненного цикла продукта «кирпич»

Студентка 3 курса

Ракова Виктория Константиновна

Оглавление

1) Введение (стр. 3-4)

2) Оценка жизненного цикла (стр. 5-6)

· Сушилки камерные (стр. 7-8)

· Сушилки туннельные (стр. 8)

· Процесс сушки (стр. 8-9)

· Процесс обжига (стр. 9-10)

· Обработка сырья для производства кирпичей (стр. 10-11)

· Подготовка (стр. 11)

· Придание формы (стр. 11-12)

· Упаковка (стр. 13)

· Доставка (стр. 14)

3) Утилизация (стр. 15-16)

4) Заключение (стр. 17-19)

Введение

Товар, попав на рынок, живет своей особой товарной жизнью, называемой в маркетинге жизненным циклом товара. У различных товаров разный жизненный цикл. Он может длиться от нескольких дней до десятков лет.

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ИЗДЕЛИЯ (product life cycle) — промежуток времени от разработки изделия до снятия его с производства и продажи. В маркетинге и логистике принято рассматривать след, стадии цикла: 1) зарождение (разработка, конструирование, эксперименты, создание опытной партии, а также производственных мощностей); 2) рост — начальная стадия (появление изделия на рынке, формирование спроса, окончательная отладка конструкции с учетом эксплуатации опытной серии изделия); 3) зрелость — стадия производства серийного или производства массового; наиболее широкой продажи; 4) насыщение рынка; 5) затухание продажи и производств изделия. С коммерческой точки зрения на начальных стадиях преобладают расходы (затраты на исследования, капитальные вложения и др.), в дальнейшем превалируют доходы и наконец рост убытков заставляет прекращать производство.

Концепция жизненного цикла товара описывает сбыт продукта, прибыль, конкурентов и стратегию маркетинга с момента поступления товара на рынок и до его снятия с рынка. Она была впервые опубликована Теодором Левиттом в 1965г. Концепция исходит из того, что любой товар рано или поздно вытесняется с рынка другим, более совершенным или дешевым товаром. Вечного товара нет!

Целью данной работы является оценка жизненного цикла кирпича.

Данная тема является актуальной в настоящее время, так как жизненный цикл товара имеет большое значение. Во-первых, он ориентирует руководителей на проведение анализа деятельности предприятия с точки зрения как настоящих, так и будущих позиций. Во-вторых, жизненный цикл товара нацеливает на проведение систематической работы по планированию и разработке новой продукции. В-третьих, данная тема помогает формировать комплекс задач и обосновывать стратегии и мероприятия маркетинга на каждом этапе жизненного цикла, а также определить уровень конкурентоспособности своего товара по сравнению с товаром конкурентной фирмы. Изучение жизненного цикла товара является обязательной задачей предприятия в целях эффективной деятельности и продвижения товара на рынок.

Оценка жизненного цикла

Традиционно кирпич делают из глины, которая находится у нас буквально под ногами. Дожди, снег, ветер и солнечное тепло — все это постепенно разрушает камни, превращает в мелкие частички, из которых и образуется глина. Чаще всего ее можно встретить на дне рек и озер.

Намокнув, глина становится мягкой и вязкой. Ей легко придать нужную форму. Но стоит глине высохнуть, она твердеет.

Если нагреть глину при высокой температуре (например, при 450°С), ее химический состав изменится, и снова сделать ее пластичной уже невозможно. Поэтому сформованные глиняные бруски обжигают в печах при температуре от 870 до 1200°. Получается кирпич красного цвета.

С древних времен способ изготовления кирпича изменился мало. Правда, большую часть работы теперь выполняют машины: выкапывают глину, измельчают ее и просеивают. Затем смешивают с водой и полученную хорошо перемешанную массу продавливают через специальные насадки с прямоугольными отверстиями.

Так формируются кирпичи. Мягкие заготовки высушивают в специальных помещениях. Сухой кирпич загружают в вагонетки, на которых его и отправляют в Печь для обжига.

Хороший прочный кирпич должен выдерживать давление до 350 килограммов на квадратный сантиметр. Из такого кирпича можно смело строить самый высокий дом.

Организация кирпичного производства должна создать условия для двух основных параметров производства: обеспечивать постоянный или средний состав глины и обеспечивать равномерную работу производства. Для выявления истинных причин большого количества брака на производстве проводится анализ соответствия организации производства этим требованиям.

Кирпичное производство принадлежит к тем видам человеческой деятельности, где результата добиваются только после длительных экспериментов с режимами сушки и обжига. Эта работа должна проводится при постоянных основных параметрах производства. Невозможно сделать правильные выводы и подкорректировать работу при несоблюдении этого простого правила.

Невозможно выпускать качественную продукцию при непостоянном составе глины и производительности. Невозможно найти причины брака уменьшая переработку, не имея возможности контролировать и регулировать режим сушилки, не соблюдая режим обжига в печи. Как понять, где находится источник брака: глина, добыча, переработка, формовка, сушка или обжиг?

Самая лучшая глина — это глина постоянного состава, которую с низкими затратами могут обеспечить только многоковшовый и роторный экскаваторы. Кирпичному производству требуется постоянный состав глины в длительном промежутке времени для опытного подбора режимов сушки и обжига. Нет более простого и лучшего способа получить продукцию отличного качества.

Глина

Хороший керамический кирпич производится из глины добытой мелкой фракцией с постоянным составом минералов. При постоянном составе минералов цвет кирпича при производстве одинаковый, что характеризует лицевой кирпич. Месторождения с однородным составом минералов и многометровым слоем глины, пригодным для добычи одноковшовым экскаватором, очень редки и почти все разработаны.

Большинство месторождений содержит многослойную глину, поэтому лучшими механизмами, способными при добыче делать глину среднего состава, считаются многоковшовый и роторный экскаваторы. При работе они срезают глину по высоте забоя, измельчают её и при смешивании получается средний состав. Другие типы экскаваторов не смешивают глину, а добывают её глыбами.

Постоянный или средний состав глины необходим для подбора постоянных режимов сушки и обжига. Нельзя получить качественный кирпич, если состав глины постоянно меняется, поскольку для каждого состава нужен свой режим сушки и обжига. При добыче глины среднего состава, один раз подобранные режимы позволяют получать качественный кирпич из сушилки и печи годами.

Качественный и количественный состав месторождения выясняется в результате разведки месторождения. Только разведка выясняет минеральный состав, то есть какие суглинки пылеватые, глины легкоплавкие, глины тугоплавкие и т. д. содержатся в месторождении. Лучшими глинами для производства кирпича считаются те глины, которые не требуют добавок.

Для производства кирпича всегда используется глина непригодная для других керамических изделий. До принятия решения о постройке завода на основе месторождения проводятся промышленные испытания пригодности глины для производства кирпича. Испытания проводятся по специальной стандартной методике, заключающейся в подборе технологии для переработки.

Испытания дают ответ на несколько вопросов: есть ли в месторождении слой однородной глины, пригодный для промышленной разработки; если нет, то пригоден ли средний состав глины для производства кирпича; если нет, то какие добавки требуются для получения качественного кирпича, какая нужна техника для добычи и оборудование для переработки и пр.

Сушилки камерные

Камерные сушилки загружаются кирпичом полностью и в них постепенно изменяется температура и влажность по всему объёму сушилки, в соответствии с заданной кривой сушки изделий. Сушилки находят применение для изделий электрокерамики, фарфора, фаянса и при малых объёмах производства. Очень трудно регулировать режим сушки.

Сушилки туннельные

Туннельные сушилки загружаются постепенно и равномерно. Вагонетки с кирпичом продвигаются через сушилку и проходят последовательно зоны с разной температурой и влажностью. Туннельные сушилки хорошо работают только из сырья среднего состава. Применяются при производстве однотипных изделий строительной керамики. Очень хорошо «держат» режим сушки при постоянной и равномерной загрузке кирпича-сырца.

Процесс сушки

Глина, с точки зрения сушки, это смесь минералов, состоящая по массе более чем на 50 % из частиц до 0,01 мм. К тонким глинам относятся частицы менее 0,2 мкм, к средним 0,2—0,5 мкм и крупнозернистым 0,5—2 мкм. В объёме кирпича-сырца есть множество капилляров сложной конфигурации и разных размеров, образованных глинистыми частицами при формовке.

Глины дают с водой массу, которая после высыхания сохраняет форму, а после обжига приобретает свойства камня. Пластичность объясняется проникновением воды между плоскостями кристаллической решётки минералов глины. Свойства глины с водой важны при формовке и сушке кирпича, а химический состав определяет свойства изделий во время обжига и после обжига.

Чувствительность глины к сушке зависит от процентного соотношением «глинистых» и «песчаных» частиц. Чем больше в глине «глинистых» частиц, тем труднее удалить воду из кирпича-сырца без образования трещин при сушке и тем больше прочность кирпича после обжига. Пригодность глины для производства кирпича определяется лабораторными испытаниями.

Если в начале сушилки в сырце образуется много паров воды, то их давление может превысить предел прочности сырца и появится трещина. Поэтому температура в первой зоне сушилки должна быть такой, чтобы давление паров воды не разрушало сырец. В третьей зоне сушилки прочность сырца достаточна для повышения температуры и увеличения скорости сушки.

Режимные характеристики сушки изделий на заводах зависят от свойств сырья и конфигурации изделий. Существующие на заводах режимы сушки нельзя рассматривать как неизменные и оптимальные. Практика многих заводов показывает, что длительность сушки можно значительно сокращать, пользуясь методами ускорения внешней и внутренней диффузии влаги в изделиях.

Кроме того, нельзя не учитывать свойства глиняного сырья конкретного месторождения. Именно в этом и заключается задача заводских технологов. Нужно подобрать такую производительность линии формовки кирпича и режимы работы сушилки кирпича, при которых обеспечивается высокое качество сырца при максимально достижимой производительности кирпичного завода.

Процесс обжига

Глина с точки зрения обжига представляет смесь легкоплавких и тугоплавких минералов. При обжиге легкоплавкие минералы связывают и частично растворяют тугоплавкие минералы. Структура и прочность кирпича после обжига определяется процентным соотношением легкоплавких и тугоплавких минералов, температурой и продолжительностью обжига.

В процессе обжига керамического кирпича легкоплавкие минералы образуют стекловидную, а тугоплавкие кристаллическую фазы. С повышением температуры всё более тугоплавкие минералы переходят в расплав и возрастает содержание стеклофазы. С увеличением содержания стеклофазы повышается морозостойкость и снижается прочность керамического кирпича.

При увеличении длительности обжига возрастает процесс диффузии между стекловидной и кристаллической фазами. В местах диффузии возникают большие механические напряжения, так как коэффициент термического расширения тугоплавких минералов больше коэффициента термического расширения легкоплавких минералов, что и приводит к резкому снижению прочности.

После обжига при температуре 950—1050 °С доля стекловидной фазы в керамическом кирпиче должна составлять не более 8—10 %. В процессе обжига подбираются такие температурные режимы обжига и продолжительность обжига, чтобы все эти сложные физико-химические процессы обеспечивали максимальную прочность керамического кирпича.