Автоматизация и моделирование технологического процесса обжига керамического кирпича в туннельной печи

• Автор: Умаралиев, Раджаб Шамсович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Содержание
Введение
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА
1.1. Анализ технологических способов производства керамического кирпича
1.2. Технологический процесс производства кирпича
1.3. Туннельная печь для обжига кирпича
1.4. Анализ процессов, происходящих при обжиге кирпича
Выводы по главе
ГЛАВА 2. ФОРМАЛИЗОВАННОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ОБЖИГА КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА В ТУННЕЛЬНОЙ ПЕЧИ
2.1. Процесс обжига как объект математического моделирования
2.2. Комплекс процессов, формирующие процесс обжига
2.3. Математические модели процесса обжига
2.3.1. Тепловой баланс зон подогрева и обжига
2.3.2.Тепловой баланс зоны охлаждения
2.5. Алгоритм управления процессом обжига
Выводы по главе
ГЛАВА 3. КОНЦЕПЦИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБЖИГА КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА
3.1. Основные проблемы моделирования
3.2. Имитационное моделирование сложных систем
3.2.1. Основные понятия имитационного моделирования
3.2.2. Основные подходы имитационного моделирования
3.2.3. Обоснование использования имитационного моделирования

3.3. Основные положения системы РДО
3.3.1. Ресурсы системы и события
3.3.2. Идентификация событий
3.3.3. Действия и их формализация
3.3.4. Представление операций
3.3.5. Структура продукционного имитатора
3.4.Параметры и ограничения на параметров модели системы...84 Выводы по главе
ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ ПОЛОЖЕНИЙ И ПРОВЕДЕНИЕ ИМИТАЦИОННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
4.1. Разработка алгоритма имитационного моделирования исследуемой системы
4.2. Описание процесса моделирования в среде РДО
4.2.1. Основные объекты моделирования в РДО
4.2.2. Определение ресурсов модели системы
4.2.3. Описание образцов операций в РДО
4.2.4. Графическое представление процесса моделирования
4.2.5. Разработка объекта прогона
4.2.6. Разработка РДО - имитатора
4.3. Результаты имитационных экспериментов
Выводы по главе
Общие выводы по работе
Список литературы
Приложение
Введение
Растущий спрос на качество и объемы производства керамического кирпича предполагает использование новейших передовых технологий, методов и способов производства, а также совершенствование технологии существующих производств, улучшение качества выпускаемой продукции.
В производстве керамического кирпича наиболее сложным, энергоемким и ответственным процессом является обжиг, так как именно во время него окончательно формируются свойства кирпича, определяющие понятие - качество готовой продукции. Кроме того что обжиг является основным потребителем тепловой энергии, он также становится и источником теплового загрязнения окружающей среды.
Необходимо отметить, что процесс обжига включает как измеряемые механические и гидрофизические показатели (прочность, морозостойкость и водопоглощение), так и визуальные дефекты (трещины, оплавление, пережог). Поэтому важнейшим условием экономичной, высокопроизводительной и высококачественной тепловой обработки изделий строительной керамики является строгое соблюдение установленного теорией и практикой теплового режима, т.е. определенное распределение температуры, влажности, состава газов теплоносителя, а также скорости его движения в агрегате.
Поэтому рациональная организация составляющих процессов, автоматизация управления обжигом с использованием современных методов, средств и технологий является актуальной задачей.
Целью диссертационной работы - является повышение эффективности производства и качества керамического кирпича
где Дt2 = tK - fH; *н. - соответственно начальная и конечная
температуры рассчитываемого участка температурной кривой.
Общие соображения, которые необходимо учитывать при выборе режима обжига, сводятся к следующему. На начальном участке температурной кривой обжиг следует замедлять по мере возрастания влажности сырца.
Скорость подъема температуры в период интенсивной усадки для масс, у которых в этот период возникают разрушающие напряжения, должна подбираться с таким расчетом, чтобы она не приводила к появлению трещин в обжигаемом изделии. Конечная температура обжига назначается по результатам испытаний.
При охлаждении изделий необходимо замедлять процесс при температурах перехода материала из пиропластического состояния в хрупкое и при температурах модификационных превращений кристобалита и в особенности кварца. Быстрый переход через температуру модификационного превращения кварца (575°С) вызывает общее разрыхление обожженного черепка и появление на изделии прямых коротких тонких трещин.
При обжиге, т.е. воздействии высоких температур на глинистые материалы, в них происходят сложные физические, химические и физико-химические изменения, в результате которых обожженный материал приобретает камнеподобные свойства: высокую механическую прочность, водостойкость и морозостойкость. Изменения происходят в самих глинообразующих минералах, в примесях, содержащихся в глине, и в добавках, вводимых в керамическую шихту. Кроме того, при обжиге происходит взаимодействие продуктов распада глинообразующих минералов с остальными компонентами шихты.
Как известно, при обжиге протекают следующие реакции:
• окисление органических примесей (t = 300 - 400°С);