بسم الله الرحمن الرحیم
عنوان پروژه:پخت سوم کاشی و سرامیک
آشنایی انسان با مواد سرامیکی و استفاده از آنها ، قدمتی بطول تاریخ دارد. سفالینه های کشف شده در مناطق باستانی دنیا نشان می دهد که انسان در دوران باستان ، گل رس و چگونگی کار با آن و پخت و مقاوم سازی آن آشنا بوده است. اما امروزه سرامیک ، کاربردهای بسیار فراتر از ظروف سفا لی یا چینی دارد و در صنعت و تکنولوژی ، استفاده های فراوانی از آن می شود.
برخی ها آغاز استفا ده و ساخت سرامیک ها را در حدود ۷۰۰۰ سال ق.م. می دانند در حالی که برخی دیگر قدمت آن را تا ۱۵۰۰۰ سال ق.م نیز دانسته اند. ولی در کل اکثریت تاریخنگاران بر ۱۰۰۰۰ سال ق.م اتفاق نظر دارند.
(بدیهی است که این تاریخ مربوط به سرامیک های سنتی است.)
واژهٔ سرامیک از واژهٔ یونانی کراموس گرفته شده است که به معنی سفال یا شیء پخته شده است.
تاریخچه سفال و سرامیک تاریخچه سرامیک در ایران : سفال یکی از مهم ترین و قدیمی ترین دست ساخته های هنر بشری است که از آغاز کار سفالگری تا کنون هم چنان پایدار مانده است. مردم سرزمین ایران به سبب موقعیت خاص جغرافیایی و قرار گرفتن بر سر راه شاهراه تمدن ها, نه تنها از نخستین سازندگان آثار سفالی بوده اند بلکه چیره دست ترین سازنده به شمار می رفته اند. در ایران در چهار منطقه مسکونی, سفالگری رواج داشته است: 1- منطقه غرب کوه های زاگرس نزدیک کرمانشاهان 2- کرانه های جنبی دریای خزر 3- شمال غرب اذربایجان 4- جنوب شرق ایران در حا شیه کویر و نواحی مرکزی ایران نیز سفال هایی با قدمت هشت هزار ساله به چشم می خورد. کهن ترین اشیائ سفا لی بدست آمده در کاوش های باستانی ایران اثار مکشوفه از گنج دره تپه در استان کرمانشاه است که به هزاره هشتم قبل از میلاد بر می گردد.
تاریخچه سرامیک:
همین طور مناطقی چون غتری در جنوب مازندران نزدیکی بهشهر (هشتم قبل از میلاد) و در مرحله دوم منطقه زاغه دردشت قزوین, چشمه علی نزدیک تهران و تپه سیلک کاشان. سفال های مکشوفه از نقاط مذکور خشن و دارای مغز نرم است که موای مانند کاه خرد شده و سبزیجات ریز برای چسبندگی به مخلوط اولیه یعنی آب و خاک افزوده اند و چرخ سفالگری هنوز مورد استفاده قرار نگرفته است و همین طور حرارت کوره قابل کنترل نبوده است و سفال کاملا سخت و یکرنگی بدست نمی آمده است و گاهی مغز به علت کمی درجه حرارت خاکستری متمایل به سیاه باقی مانده است ( هزاره ششم ق.م.). مرحله بعد سفالسازی تکامل بیشتری می یابد و و از شن نرم و پودر شن بهمراه خا ک استفاده می کردند تا
ظروفی با جداره بسیار ظریف و نازک بسازند. در این دوره ساخت ظروف با کف مقعر و بدنه محدب آغاز شد. در هزاره چهارم ق. م. با اختراع چرخ سفالگری و استفاده از آن در شکل بخشیدن به ظروف سفا لی تحولی جدید در صنعت سفالسازی آغاز می شود و هم چنین تزیینات روی ظروف تنوع بیشتری پیدا می کند.
در چند سال اخیر با رشد و توسعه چشم گیر صنایع کاشی در ایران و راه اندازی کارخانجات متعدد، این صنعت از بُعد تکنولوژی، تنوع در طرح و تولید نیز دچار تحول چشمگیر شده است. افزایش تولید کارخانه های کاشی علاوه بر تامین نیاز عمرانی کشور، زمینه مساعدی را جهت صادرات این محصول فراهم آورده است.
درسال1378 صادرات صنعت کاشی کشور به5.5 میلیون مترمربع به ارزش 16.3 میلیون دلار بالغ گردید. این میزان
نسبت به سال 1377 از نظر میزان و ارزش به ترتیب 8.3 و6.8 درصد کاهش نشان می دهد،علل عمد ه آن رکودجهانی و کاهش قیمتهای جهانی می باشد. سهم صادرات از تولید در این سال 9 درصد بوده است.
صادرات کاشی ایران بیشتر به کشورهای حوزه خلیج فارس، آسیای میانه، آفریقا، کانادا و به کشورهای اروپایی از جمله انگلیس، آلمان، ایتالیا، فرانسه و دانمارک بوده است.
سرامیکها معمولا به استثنای فلزات آلیاژهای فلزی و مواد آلی ، شامل تمام مواد مهندسی می شوند که از نظر شیمیایی جزو مواد معدنی هستند و بعد از قرار گرفتن در دمای بسیار بالا ، شکل اولیه خود را حفظ کرده و مقاوم تر می شوند
ظروف سفالی ، چینی و چینی های بهداشتی و غیره ، جزو این گروه می باشند
کاربرد
امروزه سرامیک در زندگی روزمره انسان کاربرد فراوانی دارد. انواع ظروف ، سرویسهای بهداشتی و مصالح ساختمانی از کاربردهای روزانه سرامیک می باشند. در نیروگاه های اتمی از قطعات ضخیم سرامیکی به عنوان محافظ های راکتورها برای جلوگیری از نشر پرتوهای رادیواکتیو به بیرون از راکتور استفاده می شود و در صنایع الکترونیکی برای ساختن خازن مورد استفاده قرار می گیرد.
سرامیکها ، از سه ماده اولیه خاک رس ، فلدسپارها و ماسه تهیه می شود. خاک رس ، همان سیلیکاتهای آلومینیوم هیدراته است که به صورت کانی های مختلفی یافت می شوند.
مواد اولیه سرامیکها :
نقش اجزای سه گانه در سرامیک
خاک رس: موجب نرمی و انعطاف و تشکیل ذرات بلوری سرامیک می شود
ماسه: قابلیت چین خوردن ، پس از خشک و گرم شدن و تشکیل ذرات بلوری سرامیک را کاهش می دهد
فلدسپار: در کاهش دادن دمای پخت و تشکیل توده شیشه اى و چسباننده ذرات بلوری سرامیک موثر است
خواص سرامیک ها:
خواص سرامیک ها بسته به نوع و درجه خلوص هر یک از اجزای اصلی ، مواد افزودنی ، لعاب ، زمان حرارت دادن ، مواد اکسنده و کاهنده هاى موجود در محیط ، تغییر می کند. در قرن حاضر صنعت سرامیک سازی توسعه و تنوع شگرفی یافته و اهمیت و کاربردهای آن نیز وسعت پیدا کرده است
فرآیند تولید سرامیک:
از نظر شیمیایی کلیه موادی که از مخلوط خاک رس با ماسه و فلدسپات در دمای بالا بدست می آیند و توسط توده شیشه مانندی انسجام یافته و بسیار سخت و غیر قابل حل در حلال ها و تقریبا گذارناپذیر می باشند، سرامیک نامیده می شوند که در این مقوله نگاهی به فرآیند تولید آن داریم. بعد از آشنایی با مواد اولیه مورد استفاده در سرامیک بطور خلاصه مراحل تولید صنعتی آن را مرور می کنیم. در یک واحد صنعتی تولید سرامیک ، بعد از تهیه مواد اولیه و درجه بندی آن برحسب مرغوبیت ، اولین اقدام آماده کردن مخلوط می باشد
شکل دادن اشیا
برای اینکه اشیا سرامیکی شکل و فرم مطلوبی داشته باشند، از عملیات قالب گیری استفاده می شود. روشهای مختلف قالب گیری به شرح زیر می باشد:
قالب گیری با برش عمودی : این روش برای شکل دادن اشیایی بکار می رود که می توان از چرخش استفاده کرد. مثلا برای تهیه فنجان و بشقاب و . . . از این روش استفاده می شود. ماده اولیه سرامیک در قالبی که روی یک پایه در حال دوران است، ریخته می شود و از بالا اهرمی که در انتهای آن الگوی برش وجود دارد، روی ماده سرامیکی قرار گرفته و شکل دلخواه را روی آن ایجاد می کند
قالب گیری: ماده سرامیکی را با فشار وارد اتاقک مخلوط کننده می کنند، این ماده بعد از قالب گیری و برش از قسمت دیگر دستگاه خارج می شود.
قالب گیری فشاری : این روش برای خمیرهای سرامیکی نیمه خشک و تر بکار می رود. در این روش خمیر سرامیکی در قالبهای مخصوص فشار داده می شود و شکل مطلوب بدست می آید. آجرهای نسوز ، عایقهای الکتریکی و سرامیکهای مخصوص با این روش ساخته می شوند
.
خشکاندن اشیای قالب گیری شده
این سرامیک های خام دارای مقدارآبی حدود 5 الی 30درصد است. این آب همان آب جذب شده بوسیله مواد اولیه است. این مقدار آب باید کاملا از اشیای قالب گیری شده خارج گردد.
قبل از پختن اشیا خام سرامیکی خشکاندن آن طی دو مرحله انجام می گیرد.
در مرحله اول خارج سازی آب با سرعت ثابت انجام می گیرد و طی آن لایه های نازک آب بطور پیوسته در سطح جسم
مشاهده می شود، بعد از خشک شدن این آب از خلل و فرج شی با سرعت در حال کاهش می باشد
مرحله دوم خارج سازی. ماکزیمم انقباض در اوایل هر دو مرحله مشاهده می شود
لایه آبی مرحله دوم آغاز می شود. مرحله دوم خارج سازی. ماکزیمم انقباض در اوایل هر دو مرحله مشاهده می شود. عمل خشککنهابه دوروش پیوسته یامتناوب عمل میکنند.
روش خشک کردن با تکنولوژی جدید:
امروزه به خاطر مسایل اقتصادی از روش پیوسته استفاده می شود. اشیایی را که می خواهند خشک کنند، روی وسیله ای قرار می دهند که در یک کانال در جهت عکس هوای گرم حرکت می کند. هوای گرم هوایی است که از اجاقهای سرامیک پزی بازیافت شده است. امروزه برای خشک کردن اشیا خام سرامیکی از تکنیکهای جدید همانند اشعه مادون قرمز استفاده می کنند
پخت اشیا سرامیکی
پخت سرامیک خشک و خام از پنج مرحله تشکیل شده است:
بار کردن اشیا به محفظه پخت
پیش گرمایی
افزایش دما تا حد پخت
سرد کردن
تخلیه
تمام این چرخه ممکن است از چند ساعت تا چند روز طول بکشد.
سرامیک ها از لحاظ کاربرد به شکل زیر طبقه بندی می شوند:
سرامیک های سنتی(سیلیکاتی)
سرامیک های مدرن(مهندسی)
سرامیک های اکسیدی
سرامیک هایغیر اکسیدی
طبقه بندی سرامیک ها
خواص برتر سرامیک ها نسبت به مواد دیگر:
دیرگدازی بالا
سختی زیاد
مقاومت به خوردگی بالا
استحکام فشاری بالا
کاربردهای مختلف مواد سرامیکی:
در زیر کاربردهای رایج مواد سرامیکی به همراه چندنمونه از مواد رایج در هر کاربرد آورده شده است:
الکتریکی و مغناطیسی
عایق های ولتاژ بالا
دی الکتریک
پیزوالکتریک
پیروالکتریک
مغناطیس نرم
مغناطیس سخت
نیمه رسانا
رسانای یونی
تابانندهٔ الکترون
ابررسانا
سختی بالا
ابزار ساینده، ابزار برشی و ابزار سنگ زنی
مقاومت مکانیکی
نوری
فلورسانس
ترانسلوسانس(نیمه شفاف)
منحرف کنندهٔ نوری
بازتاب نوری
بازتاب مادون قرمز
انتقال دهندهٔ نور
حرارتی
پایداری حرارتی
عایق حرارتی
رسانای حرارتی
شیمیایی و بیوشیمیایی
پروتزهای استخوانی
سابستریت
کاتالیزور
فناوری هسته ای
سوخت های هسته ای سرامیکی
مواد کاهش دهنده ی انرژی نوترون
مواد کنترل کننده ی فعالیت راکتور
مواد محافظت کننده از راکتور
1- جزئیات هزینه های سرمایه گذاری:
1-1- زمین:
واحد: هزار ریال
1-2- محوطه سازی :
ارقام به هزار ریال
1- جزئیات هزینه های سرمایه گذاری:
1-3- ساختمانها وتاسیسات مربوطه :
ارقام به هزار ریال
واحد: هزار ریال
1-4- تجهیزات اداری :
1-5- ماشین آلات و تجهیزات:
واحد: هزار ریال
واحد: هزار ریال
1-6- تاسیسات کارخانه:
1-6-1- تاسیسات الکتریکی:
6-2- تاسیسات مکا نیکی وعمومی:
واحد: هزار ریال
1-8- هزینه ها ی قبل از بهره برداری :
واحد: هزار ریال
1-9- هزینه ها ی پیش بینی نشده طرح :
واحد: هزار ریال
1-برآورد هزینه های سرمایه گذاری ثابت
واحد: هزار ریال
2- هزینه های جاری تولید :
2-1- حقوق ودستمزد پرسنل:
2-1-1- حقوق ودستمزد پرسنل تولیدی:
واحد:هزار ریال
2-2-هزینه استهلاک :
واحد: هزار ریال
2– هزینه تعمیر و نگهداری:
واحد: هزار ریال
2-4- هزینه سوخت و انرژی :
آب مصرفی: برای مصارف کارکنان وغیره بطور متوسط سالانه 1000 مترمکعب مورد نیاز می باشد.
برق مصرفی:برای کارکرد دستگاهها که اکثرا با برق کار می کنندو روشنایی ها کلا kw 40در ساعت مورد نیاز است که برای
دو شیفت کاری در روز این مصرف به (40*16) kw640 می رسد.
گاز مصرفی: برای سیستم گرمایش وسایر مصارف ، مصرف گاز در سال 3000مترمکعب می باشد
بنزین: مصرف یک دستگاه نیسان که معمولا برای حمل محصولات مصرف می کنند بطور متوسط روزانه 20لیتر مصرف بنزین در نظر می گیریم.
واحد: هزار ریال
برای پخت سوم:
کاشی : باید سالانه 100000متر مربع کاشی خریداری شود.
لعاب: برای هر 35متر مربع یک کیلو گرم لعاب مصرف می شودکه برای 100000متر کلا 2857کیلوگرم لعاب باید خریداری شود.
رنگ: برای هر 35متر مربع یک کیلو گرم رنگ مصرف می شودکه برای 100000متر کلا 2857کیلوگرم لعاب باید خریداری شود
بسته بندی کاشی: هر 7متر مربع در 10 عدد فوم بسته بندی می شود که برای بسته بندی 100000متر محصول 142857عدد فوم لازم می باشد.
واحد: هزار ریال
2-5-2- مواد اولیه:
– برآورد هزینه های تولید سالانه برای ظرفیت 100% :
واحد: هزار ریال
محاسبه نقطه سر به سر(در راند مان 100%) :
واحد: هزار ریال
100 * هزینه ثابت =در صد در نقطه سر به سر
هزینه های متغییر – فروش
22%= 100* 709019 = در صد در نقطه سر به سر 8055625 – 11250000
برآورد سرمایه در گردش
واحد :هزارریال
کل فروش در ظرفیت تولید صد درصد، 11250000هزار ریال می باشد.
در صد فروش در نقطه سر به سر:
(استهلاک هزینه های قبل از بهره برداری+استهلاک) – ارزش افزوده ناخالص = ارزش افزوده خالص
3336239=(4800+231696) – 3572735
3572735 = نسبت افزوده ناخالص به فروش = 32/0
11250000
3336239= نسبت افزوده خالص به فروش =29/0
11250000
کل سرمایه گذاری سرانه:
کل سرمایه گذاری =4037652=403765
تعداد پرسنل 10
ارزش افزوده خالص وناخالص در ظرفیت اسمی
(مواد اولیه وبسته بندی+ تعمیرات+انرژی) – کل فروش=ارزش افزوده ناخالص
3572735=(7360227+215328+101710)-11250000
کل سرمایه گذاری
استهلاک+هزینه تسهیلات مالی+سود
167569+1536912 *100=42%
4037652
نرخ بازدهی سرمایه :
هزینه تسهیلات مالی+ سود وزیان ویژه
کل سرمایه گذاری
دوره بازگشت سرمایه:
4037652 =2سال
231696+167569+1536912