Intekoufa.ru

Ремонт и стройка
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Туннельная печь обжига кирпича ОАО; Ивановский завод керамических изделий

Туннельная печь обжига кирпича ОАО "Ивановский завод керамических изделий"

Дипломный проект выполнен применительно к условиям ООИ «Взаимопомощь», ранее именуемый «Ивановский завод керамических изделий».

В дипломном проекте проведен расчет туннельной печи, включающий в себя: тепловой баланс печи, расчет горения топлива, расчет продолжительности обжига кирпича, выбор горелочных устройств, подбор вентиляторов. Также был проведен расчет камерного сушила для сушки кирпича-сырца.

Была разработана методика расчета внешнего теплообмена в щелевой электрической печи на основе метода ЗУП (зональный с условными поверхностями).

Разработана схема автоматизации туннельной печи. Выявлены вредные и опасные факторы, возникающие при эксплуатации туннельной печи, разработаны мероприятия по предупреждению и снижению воздействия их на обслуживающий персонал.

ОПИСАНИЕ ТЕПЛОТЕХНОЛОГИИ СУШКИ И ОБЖИГА КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

1.1 Сушка керамических изделий

1.1.1 Значение сушки изделий и материалов

Для каждого материала и изделия устанавливается определенный режим сушки, то есть допустимая интенсивность сушки, температура материала, температура и относительная влажность сушильного агента и теплоносителя, скорость его движения у материала и изменение указанных параметров в различные периоды процесса сушки. Сушить песок можно при любых температурах и скоростях удаления влаги. Сушить комовую глину и топливо можно при любых скоростях удаления влаги, но температура нагрева этих материалов ограничивается. Так, глина при температуре выше 400°С теряет пластичность, а в топливе выше 150–200°С начинается возгонка горючих продуктов. Растрескивание глины при сушке, вследствие усадки и возникающих усадочных напряжений, ускоряет выделение влаги. Сушка керамических изделий требует определенного режима, как в отношении допускаемых безопасных скоростей сушки, так и температуры нагрева изделий.

Таким образом, теория сушки должна рассматривать не только вопросы статики сушки – материальный и тепловой балансы сушки, миграцию влаги в материале, законы тепло- и массообмена в зависимости от связи влаги с материалом, но и поведение изделий при сушки, связанное с усадочными напряжениями и максимально допускаемыми скоростями сушки. Только лишь это комплексное рассмотрение вопросов теории сушки позволит устанавливать оптимальные режимы сушки, при которых изделия будут высыхать в кратчайшие сроки и иметь высокое качество.

1.1.2 Процесс сушки керамических изделий

Сушкой называется процесс удаления из твердых материалов содержащейся в ней влаги за счет ее испарения и удаления образовавшихся паров с поверхности тела в окружающую среду. Для этого к влажному телу, то есть кирпичу сырцу, необходим подвод тепла при условии, что давление водяных паров у поверхности тела больше давления водяных паров в окружающей среде. Процесс сушки сопровождается изменением веса материала во времени вследствие удаления из него влаги. Зная начальную влажность и вес материала, можно выразить графически изменение влажности по времени ω = f(), то есть построить кривую сушки, изображенную на рис. 1.1 (кривая 1). По кривой сушки можно построить кривую изменения влажности материала в единицу времени, то есть кривую скорости сушки  m (кривая 2).

При сушке керамических материалов влага испаряется в основном с поверхности, а поэтому концентрация влаги в середине материала остается большей, чем у его поверхности. Вследствие возникновения перепада (градиента) влажности или концентрации влаги она перемещается из места с большей концентрацией к месту с меньшей концентрацией, то есть из середины тела к поверхности его.

Механизм и скорость перемещения влаги зависят от ряда факторов: формы связи влаги с материалом, его строения, температуры и влажности, а также пористости материала и других его свойств. Экспериментально установлено, что чем выше температура, влажность тела и давление пара внутри него, тем скорость сушки больше.

Процесс сушки керамических изделий можно разделить на следующие периоды.

Период прогрева. Материал, будучи помещен в пространство с повышенной температурой, прогревается. В конце этого периода (точка А на рис. 1.1) устанавливается постоянная температура поверхности и тепловое равновесие между количеством тепла, воспринимаемым изделием, и расходом тепла на испарение влаги. После этого наступает период постоянной скорости сушки.

Р..
ис. 1.1. Схема изменения во времени влажности 1, скорости сушки 2 и температуры 3 материала

I — период прогрева; II — период постоянной скорости сушки; III — период падающей скорости сушки;

IV – период равновесного состояния; V – период влажного состояния; VI – период гигроскопического состояния материала

Период постоянной скорости сушки. В этот период скорость сушки постоянна и численно равна скорости испарения влаги с открытой поверхности. Следовательно, происходит испарение свободной влаги с поверхности материала, и поверхность в течение этого времени остается влажной за счет поступления влаги из внутренних слоев изделий. Температура поверхности материала , равная приблизительно температуре мокрого термометра, остается неизменной в течение всего периода (кривая 3 на рис. 1.1). Давление паров над поверхностью материала равно парциальному давлению насыщенных водяных паров при температуре поверхности и не зависит от влажности материала.

Указанный период является наиболее ответственным и опасным, так как в течение его происходит усадка материала, порождающая усадочные напряжения. Скорость остается постоянной до тех пор, пока среднее содержание влаги в изделии не понизится до критического (точка К 1 на рис. 1.1), а на поверхности изделия не станет равным гигроскопической влажности . С этого момента начинается период падающей скорости сушки. Однако в действительных условиях он может начаться и тогда, когда вследствие неодинаковых условий испарения влаги со всей поверхности влажность отдельных участков достигает влажности ниже гигроскопической, в то время как другие участки имеют влажность ниже гигроскопической. Следовательно, более правильно переход от периода постоянной к периоду падающей скорости сушки характеризовать точкой на кривой сушки отвечающей , то есть критической влажности.

Читайте так же:
Приготовлю кладочные растворы для кирпича

Гигроскопическую влажность тело приобретает, если его поместить на длительный срок в среду с относительной влажностью φ = 100 % при данной температуре. Гигроскопическая влажность зависит только от свойств материала и уменьшается при повышении температуры его нагрева. Такую влажность имеет тонкий поверхностный слой изделия в конце периода постоянной скорости сушки.

Критическая влажность представляет собой среднюю по всему изделию влажность, которая зависит от режима сушки, толщины изделия и коэффициента влагопроводности. При достижении изделием влажности усадка поверхностных слоев прекращается, и дальнейшая сушка вызывает лишь увеличение пористости изделия.

Период падающей скорости сушки характеризуется тем, что с уменьшением влажности изделия сушка постепенно замедляется. Уменьшение интенсивности испарения вызывает уменьшение расхода тепла на испарение влаги, что при прочих постоянных условиях приводит к увеличению средней температуры изделия и уменьшению температурной разности между сушильным агентом и поверхностью материала.

Уменьшение скорости сушки обуславливается тем, что парциальное давление водяных паров над поверхностью материала падает и становится меньше парциального давления насыщенных паров при температуре поверхности, являясь функцией температуры и влажности поверхности изделия, то есть .

По линии на I — d — диаграмме и кривым равновесной влажности данного материала можно определить численные значения парциального давления пара над материалом в зависимости от температуры и влажности поверхности материала. При достижении поверхностью материала равновесной влажности скорость сушки становится равной нулю, то есть удаление влаги из материала прекращается. Величина равновесной влажности зависит от свойств материала и параметров окружающей среды, то есть от ее температуры и влажности.

3.3. Туннельные печи

Туннельные печи применяют для обжига строительных керамических изделий (кирпича, плитки, канализационных труб, сантехнических изделий и др.). Они являются наиболее совершенными по сравнению с другими видами печей, используемых для обжига данных видов изделий, т.к. значительно улучшают условия труда обслуживающего персонала и имеют более высокую производительность.

Рабочей камерой туннельной печи (рис. 16) служит сквозной канал (1), заполненный вагонетками (2), на которых установлены изделия (3). В средней части печи размещена зона обжига. В ней сжигается топливо и продукты горения, проходя через зону подогрева, омывают и подогревают изделия. Отработанные дымовые газы выбрасываются в атмосферу дымососом (4). Воздух в зону охлаждения подается вентилятором (5). Охлаждая изделия, он нагревается и поступает в зону обжига, где используется для процесса горения топлива.

В зоне подогрева изделия досушиваются и подогреваются в зоне обжига, а в конце ее происходит некоторое время выдержка изделий при максимальной температуре. В зоне охлаждения изделия сначала быстро остывают и переходят из пиропластического состояния в хрупкое, далее интенсивность охлаждения понижается. Процесс охлаждения заканчивается когда изделия достигнут температуры выгрузки (50-60 С).

При установившейся работе печи, туннель целиком загружен вагонетками, при этом наружные торцы крайних вагонеток почти совпадают с обрезами стен печи. Для загрузки очередной вагонетки, ее по рельсовым путям подают к загрузочному торцу печи и заталкивают в печь толкателем. Состав вагонеток, находящийся в туннеле, перемещается на длину одной вагонетки и с другого конца печи выталкивается вагонетка с обожженными изделиями. Подобное перемещение вагонеток может производиться либо непрерывно, либо ритмично. Таким образом, в туннельных печах, в отличие

Рис. 16. Принципиальная схема туннельной печи.

от кольцевых, тепловые зоны расположены стабильно, а обжигаемый материал перемещается относительно этих зон вдоль туннеля навстречу потоку газов, что дает возможность достигнуть высоких температур нагрева (примерно до 1700С).

Туннельные печи классифицируются по следующим признакам:

— по форме туннеля различают печи с прямолинейным и кольцевым каналом, щелевые и много канальные;

— по способу перемещения обжигаемых изделий печи бывают вагонеточные, ленточные, роликовые, со скользящими подкладками, с вращающимся и шагающим подом;

— по способу теплообмена различают печи прямого огня и муфельные печи;

— по источнику теплоснабжения печи могут быть пламенными и электрическими;

— по способу сжигания топлива.

Туннельные печи конструктивно отличаются друг от друга по аэродинамической схеме движения дымовых газов и воздуха. Наиболее распространенные схемы приведены в табл. 4.

Характеристика аэродинамических схем туннельных печей

Краткая оценка схемы

Один отсасывающий вентилятор

Вся печь работает под разряжением при открытом канале с выгрузочной стороны печи. Большие подсосы излишнего воздуха и значительная неравномерность температур по высоте печи. Повышенный расход топлива

Два концевых вентилятора, с нагнетанием холодного воздуха и отсосом дымовых газов

Простейшая и наиболее надежная схема для случая, когда не требуется отбор теплого воздуха для сушки

Продолжение табл. 4

Отбор нагретого воздуха из зоны охлаждения в сушилку

Читайте так же:
При каком морозе можно класть кирпич

Схема требует тщательного регулирования режима работы среднего вентилятора во избежание частичного отсоса дымовых газов из зоны обжига

Передача нагретого воздуха из зоны охлаждения в зону подогрева

Существенно улучшается работа зоны подогрева, сокращается перепад температуры по высоте печи

Рециркуляция газов в зоне подогрева

Схема сложная и трудно поддающаяся регулированию. Её применение оправдано лишь при обжиге сырца повышенной влажности

Забор воздуха через открытые выгрузочные торцы печей и нагнетание его через сопловые турбулизаторы в зоне остывания

Обеспечивает выравнивание температур в зоне охлаждения, подогрева и обжига

Вентиляция подвагонеточного пространства посредством специальных вентиляторов

Достигается минимальный газообмен между печным каналом и окружающей средой

Вентиляция подвагонеточного пространства при помощи основных вентиляторов

Вентиляция подвагонеточного пространства при такой схеме не эффективна и затрудняет работу основных вентиляторов

Системы нагнетания и отбора воздуха и газов могут быть как сосредоточенные, так и распределенные. Сосредоточенный отбор газов обеспечивает работу с повышенными их скоростями по всей длине зоны подогрева, но не дает гибкого регулирования температурной кривой по отдельным зонам. Отбор газов в туннельных печах применяется в основном нижний, так как при верхнем отборе резко вырастает перепады температур по высоте зоны подогрева. Подача холодного воздуха в зону остывания возможна как верхняя, так и нижняя, причем, верхняя подача более эффективна при большом напоре воздуха.

Оборудование туннельных печей. Основным элементом туннельной печи является обжигательный канал, имеющий длину от 40 до 180 м и ширину от 1,7 до 3 м. Стабилизация заданной температурной кривой обжига возможна при определенных соотношениях между длиной и площадью поперечного сечения обжигательного канала. Канал перекрывается арочным сводом со стрелой подъема от 1/5 до 1/7 ширины печи.

Стены печей выкладывают составными: в зоне подогрева из 2,5 обыкновенного кирпича в зоне обжига из 1 обычного, 1 шамотного и 1 диатомитового кирпича; в зоне остывания из 2 обыкновенных кирпичей и 1 шамотного. В последнее время некоторые туннельные печи строят из жароупорного бетона. Толщина стен должна обеспечивать температуру наружной поверхности, не превышающей 50С. В наиболее высокотемпературной части печи стены выкладывают толщиной до 1,5 м. Для компенсации температурных расширений между составными частями стен (облицовкой, изоляцией и футеровкой) устраивают температурные швы, заполняемые асбестовым шнуром.

В конструкции печного канала в качестве обязательных элементов должны предусматриваться металлический каркас или наклонные наружные стены для восприятия горизонтальных распорных усилий свода; лабиринтовые стыки стен и вагонеток; песочные затворы для уменьшения газообмена между подвагонеточным пространством и печным каналом; песочницы для постоянного пополнения песком желобов песочных затворов; пескоуловители для приема песка, увлекаемого фартуками вагонеток; аварийные окна, размещаемые на стыке зон обжига и охлаждения, предназначенные для ликвидации завалов садки; двери, снижающие газообмен с окружающей средой через торцы канала. Для этих же целей на загрузочном конце канала в отдельных случаях устраивают форкамеры со шлюзовыми затворами. В высокотемпературных печах устраивают смотровые подвагонеточные подвалы, которые дают возможность предупреждать и быстро ликвидировать аварию.

Печные вагонетки. Характеристика основных типов вагонеток туннельных печей приведена в табл. 5. Для предохранения от высоких температур металлические поды вагонеток футеруют шамотными камнями или жароупорным бетоном с теплоизолирующей прокладкой из легковесного кирпича. Стыки между стенами печи и вагонетками выполняются в виде лабиринта с песочным затвором. Передвижение вагонеток в туннельных печах осуществляется гидравлическим и механическим толкателем вагонеток.

Туннельные печи при производстве кирпича

Toggle navigation

Ремонт в регионах

Для изготовления кирпича берут глину глину придать ей форму кирпича и высушивают. Далее нужен обжиг для получения, качественного и прочного строительного материала.

Виды печей

Для обжига керамического кирпича используют специальные печи. Они бывают 2 типов:

  • туннельные;
  • кольцевые.

Цикл обжига состоит из четырех стадий:

  • удаление оставшейся после сушки влаги,
  • подогревание,
  • собственно обжиг.
  • остывание.

изготовление кирпича сырца

Простейшим, но далеко не совершенным способом является обжиг кирпича-сырца в штабелях, т. е. без печей

Обжиг кирпича

Обжигательные печи

Обжигательные печи делятся на печи периодического и непрерывного действия. Первые — после каждого обжига охлаждаются и разгружаются целиком. В печах второго типа одновременно (в разных зонах печи) загружают и обжигают сырец и выгружают готовый кирпич.
Печи периодического действия имеют топки, снабженные колосниками и перекрытые сводиками, в которых оставлены отверстия для прохода газов.
Сырец кладется на ребро «в елку», а верхние два ряда укладываются плашмя с промазкой глиняным раствором и засыпкой песком.

кирпичное производство

Весь цикл работы, печи (садка сырца, подсушка, обжиг, охлаждение, выставка) продолжается до 12 суток. Емкость таких печей обычно до 20 тыс. шт. сырца. Для экономии топлива эти печи иногда делают двойными, с перегородкой посредине. В каждой половине печи обжиг ведут самостоятельно: в то время как в одной половине идет обжиг, другая загружается сырцом. Тепло от обжигаемого кирпича идет на подсушку сырца в другой половине печи.

Но вообще печи периодического действия требуют большого расхода топлива и не обеспечивают полной равномерности обжига.
Более совершенны печи непрерывного действия, которые при­меняются на всех крупных заводах и работают 11—11,5 месяца в году (2—4 недели они находятся в ремонте). Чаще всего встречаются печи кольцевого типа, реже пока — туннельные.

Читайте так же:
Силиконовый герметик для кирпича

В кольцевой печи большой запас тепла, накапливаемый в обожженных изделиях и в газообразных продуктах горения, расходуется на подогрев сырца и воздуха, необходимого для горения. Это дает значительную экономию топлива. Температура отходящих в трубу газов не должна превышать 100°.

обжиг кипича в печах

Кольцевая печь

Кольцевая печь в плане представляет собой прямоугольник с полуокружностями по концам. Печь условно делится на 14—36 камер, каждая из которых имеет ходы для загрузки сырца и выгрузки кирпича. Камеры снабжены дымоходами, соединенными со сборным дымовым каналом, проходящим в середине печи. Топливо (мелкие уголь или торф) засыпается в печь через отверстия в своде камер (вручную или автоматическими аппаратами).

кольцевая печь гофмана для обжига кирпича

Для ускорения обжига запрессовывают часть топлива (мелкий каменный уголь или древесные опилки) в сырец при его изготовлении. При таком способе топливо горит внутри сырца, кирпич получается более пористым и легким, а обжиг — более равномерным.
Печь имеет четыре перемещающиеся зоны:

  1. подсушки сырца,
  2. подогрева,
  3. обжига,
  4. остывания.

Из одной камеры печи выгружается готовый кирпич, а соседняя (через одну) камера загружается сырцом. В это же время промежуточная камера очищается от очажных остатков. Все остальные камеры загружены сырцом, проходящим различные стадии обработки. Сборный дымовой канал соединен с дымовой трубой, создающей естественную тягу в печи; тяга может быть создана и искусственно — дымососом.
Здесь камера 1 разгружается, а камера 15 загружается сырцом.

Последняя изолирована от ранее загруженной камеры 14 ширмой из плотной бумаги. Топливо забрасывается в камеры 89, где и происходит обжиг; температура обжига 900—950°. Воздух, необходимый для поддержания горения, входит через открытый ходок разгружаемой камеры, свободно проходит камеры 2—7, так как между ними нет бумажных ширм (они сгорели), и охлаждает в них уже обожженный кирпич; воздух при этом нагревается.

Нагретый воздух поддерживает горение в камерах 89; горячие дымовые газы идут через камеры 1014,нагревают и высушивают сырец. К свежему сырцу газы подходят уже охлажденными. Это устраняет коробление и растрескивание сырца. Из последней камеры 14 газы уходят в дымовой канал и в трубу.

Во вновь загруженной камере 15 устраивают со стороны камеры 16 бумажную шириу, а ходки заделывают сырцом на глиняном растворе. Камеру 15 соединяют с соседней 14 для нагревания. Для этого разрывают бумажную ширму железным стержнем через топливные отверстия и открывают дымовой конус в камере 15. Затем будет загружаться камера 16, а выгружаться камера 2 и т. д.
Тепло остывающего кирпича используется для подсушки сырца; в этих целях горячий воздух из зоны остывания передается в загруженные свежим сырцом камеры через специальный, так называемый жаровой канал.

печь для обжига кирпича

Печи с большим числом камер (более 26) работают «в два огня», т. е. обжиг и все другие процессы происходят одновременно в двух местах печи.
Высокая производительность кольцевой печи характеризуется съемом 2000—2500 и более штук кирпича с 1 м3 обжигательного канала печи в месяц.
Такая высокая производительность печей, превышающая прежнюю в 2—3 раза, достигнута новаторами кирпичного производства, П. А. Дувановым, И. Я. Мазовым, И. Г. Мукосовым и их многочисленными последователями на ряде передовых заводов.

Применение ими разреженной продольной садки сырца (около 200 шт. на 1 м3) позволило снизить сопротивление движению горячих газов и воздуха в канале печи и добиться скоростного обжига кирпича; весь цикл обжига составляет теперь около 40 час.
Кольцевая печь дает равномерный обжиг, высокую производительность; в ней расходуется примерно в 2 раза меньше топлива, чем в периодических печах.

Расход условного топлива в кольцевых печах составляет 120—150 кг на 1000 кирпичей.

Способ охлаждения водой

Способ охлаждения водой зоны остывания кирпича в кольцевых печах. Вода в небольшом количестве через трубы и распылительные устройства, проходящие в своде печи, вводится в камеры, где остывает кирпич. Вода подается в камеру, где температура 300—350°, поэтому она быстро испаряется и не портит кирпич и кладку печи. При этом температура выгружаемого кирпича снижается до 30° и ниже, что значительно облегчает условия труда.

готовый кирпич

Туннельные печи

Они представляют собой длинный туннель (длиной 75—110 м), в котором обжигаемые изделия передвигаются на вагонетках по рельсам при помощи механических толкателей. Материал в туннеле сначала подсушивается, затем нагревается, в середине печи обжигается и при выходе охлаждается. В этих печах могут быть совмещены сушка сырца и обжиг.

В кольцевой печи зона обжига, а вместе с ней и другие зоны перемещаются, изделия же остаются неподвижными; в туннельной печи движутся изделия, а зоны остаются неподвижными; цикл обжига здесь продолжается 1 1/2—2 суток.

обжиг керамического кирпича

Схема производства кирпича пластическим (мокрым) способом: 1 — многоковшовый экскаватор; 2 — мотовоз с вагонетками для транспортирования глины; 3 — ящичный подаватель; 4 — вальцы; 5 — бегуны мокрого помола; 6 — ленточный пресс; 7— резательный станок; 8 — туннельная сушилка; 9 — вагонетка с сырцом; 10 — туннельная печь; 11 — вагонетка с кирпичом; 12— склад кирпича; 13 — транспортирование кирпича в контейнерах на автомашинах.

Читайте так же:
Сертификат кирпич старого образца

Производство керамического кирпича. Нормативные документы. Подготовка, обработка глиняной массы и ее формование, сушка и обжиг

Производство керамического кирпича схематично представлено выше. Но, прежде чем начать производственный цикл, его надо снабдить сырьевыми компонентами.

Залежи глины, как основного сырья для выпуска данного вида продукции, находят с помощью геологической разведки. После находки глиняных пластов, определяют характер их залегания, объемы запасов сырья (мощность, толщину пласта).

Общая технологическая схема производства керамического кирпича пластическим способом: 1 - карьер глины; 2 - экскаватор; 3 – запасник глины; 4 - вагонетка; 5 - ящичный подаватель; 6 - добавки; 7 - бегуны; 8 -вальцы; 9 -ленточный пресс; 10 - резак; 11 - укладчик; 12 - тележка; 13 - сушильные камеры; 14 - туннельная печь; 15 - погрузчик; 16 - склад.

Общая технологическая схема производства керамического кирпича пластическим способом: 1 – карьер глины; 2 – экскаватор; 3 – запасник глины; 4 – вагонетка; 5 – ящичный подаватель; 6 – добавки; 7 – бегуны; 8 -вальцы; 9 -ленточный пресс; 10 – резак; 11 – укладчик; 12 – тележка; 13 – сушильные камеры; 14 – туннельная печь; 15 – погрузчик; 16 – склад.

При принятии решения по разработке найденных запасов сырья, проводят ряд подготовительных мероприятий:

  1. За 1-2 года до карьерных разработок, очищают и готовят поверхность над будущим карьером (корчуют и удаляют растения, осуществляется удаление ненужных, «мусорных» пород с поверхности, рыхлят).
  2. К карьеру строят пути для транспортной логистики (железнодорожной, автомобильной) для доставки сырья с места его добычи на производство, возводят обеспечивающие месторождение линии электроснабжения.

Валовую или селективную разработку карьеров, обычно открытым способом, могут осуществлять разными методами:

  • Добыча экскаваторами (многоковшовыми).
  • С помощью средств малой механизации (бульдозеров, струг, рыхлителей).
  • Разработка взрывными работами.
  • Гидравлическим методом (с применением гидромониторов).

Нормативные документы

Производство и технологии изготовления керамического («красного») кирпича, всей его номенклатуры, производимый из глины с применением различных добавок, осуществляется на керамических предприятиях.

Все производственные процессы на них организованы в соответствии с нормативными строительными документами:

  • ГОСТ 9169 – 75 «Сырье глинистое для керамической промышленности. Классификация».
  • ГОСТ 530 – 95 «Кирпич и камни керамические. Технические условия».
  • ГОСТ 530 – 2012 (ГОСТ 530 – 2007) «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия».
  • ГОСТ 7484 – 78 «Кирпич и камни керамические лицевые. Технические условия».
  • ГОСТ 18343 – 80 «Поддоны для кирпича и керамических камней. Технические условия».

Производственный процесс на керамических заводах

Важно! При выборе вида строительного кирпича – силикатного («белого») или керамического кирпича («красного») важно понять, какие их свойства для вас более предпочтительные. Например, если сравнить двойной силикатный кирпич М 150 и такого же типа размера, 250х120х138 (мм) и марки (М 150) керамическое изделие, то мы увидим – показатель влагопоглощения, морозостойкости, теплозащитные свойства лучше у последнего, а звукоизоляция у силикатного изделия. Цена более привлекательна у силикатного кирпича (как полнотелого, так и пустотелого), произведенного на основе сырья из песка и извести.

Для «красного» кирпича, производимого с соблюдением требуемой технологии, применяется более дорогие средства производства (оборудование), требуется больше временных, трудовых и электроэнергетических затрат. Отсюда и цена «керамики» выше, чем у «силиката» (разница в стоимости иногда достигает 50 – 55%).

Каким бы не было широким многообразие типов керамических изделий для кирпичного строительства, само производство всегда состоит из общих для всех предприятий технологических этапов.

Фото: Керамический строительный кирпич, многообразие его видов.

Фото: Керамический строительный кирпич, многообразие его видов.

Основные операции, которые необходимо выполнять от добычи сырья и до выпуска готовой керамической номенклатуры производителя:

  1. Разведка и добыча основного сырья (глины), сопутствующих материалов, добавок (молотый уголь, песок, известняк, марганцевая руда и другие минеральные компоненты).
  2. Подготовка массы из глины.
  3. Формовка сырца.
  4. Сушка формированных изделий (сырца).
  5. Обжиг керамической продукции.

О геологоразведке сырья и разных способах его разработки, доставки мы упомянули в начале статьи.

Глиняное сырье для керамического кирпичного производства

Глиняное сырье для керамического кирпичного производства

Добытое глинистое сырье, в соответствии с ГОСТ 9169 – 75 классифицируют, по параметрам:

  • огнеупорности;
  • содержанию оксида алюминия;
  • содержанию красящих оксидов, оксида железа и диоксида титана;
  • содержанию водорастворимых солей;
  • минеральному составу;
  • содержанию тонкодисперсных фракций;
  • содержанию крупнозернистых включений;
  • пластичности;
  • механической прочности на изгиб в сухом состоянии;
  • спекаемости;
  • содержанию свободного кремнезема.

Подготовка, обработка глиняной массы и ее формование

Глиняное сырье, добытое в карьере, как правило, не подходит в своем первоначальном виде для получения качественных изделий. Сырьевую массу доводят до готовности к использованию в производственном процессе.

До готовности массу из глиняного сырья доводят рядом мероприятий по ее обработки. Обработку сырья можно разделить, на:

  • погодно – климатическую, естественную;
  • механическую.

Вот именно сочетанием этих видов обработки, сырье и делают пригодным для производства.

  1. Естественная обработка – это временное вылеживание добытой карьерной глиняной смеси. По длительности эта процедура может занять один или два года. За это время сырье естественным, а при необходимости и искусственным, путем увлажняется. Проходит несколько циклов заморозки и размораживания, выветривается.
  2. Механическая обработка – это рукотворное продолжение обработки сырья. Во время этого этапа выполняются следующие работы:
  • принудительное разрушение структуры карьерного сырья;
  • удаление крупногабаритных «мусорных» кусковых фрагментов и вредных примесей;
  • измельчение самой глины, мелких включений и добавок;
  • замес многокомпонентной сырьевой массы, с целью получения однородной смеси, готовой к формованию.

В механизации процесса массоподготовки применяется следующее оборудование и специальные машины:

  • глинорыхлители;
  • камневыделительные (дезинтеграторные), дырчатые, грубого и тонкого помола вальцы;
  • бегуны;
  • глинорастирочные машины;
  • корзинчатые дезинтеграторы;
  • роторные и шаровые мельницы;
  • одно- и двухвальные глиномешалки;
  • пропеллерные мешалки и другие средства механизации.
Читайте так же:
Сколько весишь одну кирпич буханка

Инструкция по работам, технологическим картам, способам и методам приготовления глинномассы, зависит от вида керамических изделий. По способу подготовки и обработки сырья называют и саму технологию производства.

Способы приготовления, формования сырья из глины:

  • Пластический (наиболее распространенный) – используется умеренно – среднепластичные, влажные и рыхлые глиномассы, для получения однородного глиняного теста с показателем влажности 18 – 28 процентов .

Формование в пластическом производстве всегда проходит при пластическом способе всегда на машине одного принципа действия. Эта специализированный пресс (ленточно – шнековый). Прессы могут быть с подогревом и вакуумированием, что лучше подготавливает глиносырьевую массу к формованию, улучшает показатели прочности обожженного сырца.

  • Жесткий способ – разновидность пластического способа, с изготовлением глиномассы с влажностью 13 – 18 процентов из менее пластичного сырья. Формование происходит в гидравлических или вакуумных, шнековых прессах с высоким давлением.

При данном способе получение сырца с нужной прочностью, возможно без осуществления некоторых операций, которые обязательно применяются в пластическом производстве.

Обратите внимание! При пластическом и жестком методе формование заканчивается резкой ленты глиномассы на штучные изделия.

  • Полусухой метод производства (менее распространен, чем пластический) – используется малопластичное сырье, «тощие» глины, в порошкообразном состоянии с влажностью 8 – 12 процентов.

Сырьевая загрузка, с большим количеством различных добавок, в виде отходов производства(шлаки, золы) обрабатывается и формуется в прессах с давлением 15 – 40 МПа. В разы большая металлоемкость, чем у пластического, но, само время такого производственного цикла уменьшается.

  • Сухой способ – сырьем является глиняный порошок с влажностью 2 – 6 процентов, что позволяет обходиться без сушки. На выходе производственного процесса при этом методе получаются очень плотные керамические изделия (напольная плитка, кирпичи для дорожного покрытия).
  • При шликерном способе используется трудноспекающееся, многокомпонентное, неоднородное сырье из самой глины и разных добавок (содержание воды до 40 процентов). С этим сырьем, работают методом литья, чтобы получить сложные керамические формы.

Этап сушки изделий

Предпоследний этап всего производственного цикла изготовления керамической номенклатуры. Данная операция предназначена для понижения показателя содержания влаги в изделиях до 5 – 6 процентов. Такой показатель необходим, чтобы во время обжига «керамики» не произошло растрескивание, деформации готовой продукции.

Туннельная сушилка: 1 – камера туннеля; 2 - вагонетки; 3 - вентиляторы; 4 - калориферы.

Туннельная сушилка: 1 – камера туннеля; 2 – вагонетки; 3 – вентиляторы; 4 – калориферы.

Раньше, еще с тех времен, когда глиняные кирпичи делали своими руками, и позже на заводах, сушка проходила естественным путем, до 3 – 4 недель. В современном производстве, удаление лишней влаги из сырца происходит искусственно в туннельных или камерных сушилках (температура воздуха 120 – 150 градусов С). В зависимости от влажности формованного сырца время процесса обычно не занимает больше 3 дней.

Обратите внимание! При выборе типа сушилки, рекомендуется отдавать предпочтение конструкциям непрерывного действия.

Обжиг керамической продукции

Процесс обжига технологически завершает изготовление керамического кирпича. Он проходит в кольцевых, туннельных и других печах. Сам этап обжига, можно разбить на следующие операции:

  • прогрев форматированного сырца;
  • непосредственный обжиг изделий;
  • их контролируемое охлаждение.

В ходе прогрева сырца, при температуре 120 (градусов С), физически связанная влага испаряется, изделие утрачивает свою первоначальную пластичность. На этом этапе пластичность еще можно вернуть, увлажнив тело изделия.

При достижении 450 – 600 (градусов С), отделяется уже химически связанная влага, сама глина переходит в аморфное состояние, затем органические включения выгорают, и керамическое изделие окончательно теряет пластичность.

При температуре 800 (градусов С) начинаются необратимые реакции между поверхностями частиц, составляющие многокомпонентную структуру уже затвердевшего изделия. Это значительно повышает прочностные характеристики тела кирпича.

При достижении 1000 (градусов С) происходит, так называемая огневая усадка изделия. Оно спекается и уплотняется за счет легкоплавких компонентов. Они окутывают нерасплавленные составляющие, скрепляет их между собой. Усадка, от первоначального состояния, может быть в пределах 2 – 8 процентов.

В процессе охлаждения обожженного кирпича, остывающее изделие приобретает свое окончательное твердое состояние, водостойкие и прочностные свойства.

Контролируя, регулируя процесс обжига, и получают, керамические кирпичи с нужной структурой, пористостью, свойствами. Так при температурном режиме в интервалах 1100 – 1300 (градусов С) получают клинкерный кирпич, а при температурах от 1300 до 1800 (градусов С) – огнеупорный.

Туннельные секционные печи обжига

Туннельные секционные печи обжига

Совет! Тем, кто хочет открыть свое предприятие, выпускающий керамический кирпич, стоит обратить внимание на металлическую, секционную печь туннельного вида. Она быстрее монтируется, чем традиционные печи, да и цена намного ниже классических конструкций для обжига.

Вывод

Чтобы получить качественный керамический кирпич, его необходимо производить на современном или модернизированном производстве, оборудовании. Особенно это касается важнейшего этапа – обжига керамической продукции.

Посмотреть на автоматизированную линию изготовления кирпича можно на видео в этой статье (узнайте также как посчитать объем кирпичной кладки).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector