Кирпичное производство
Глиняный строительный кирпич.
Кирпич применяется для устройства стен, очагов, промышленных печей, различных инженерных сооружений, для мощения улиц и тротуаров и т. д. Производство кирпича из глины было известно и самой глубокой древности. Найденный при бурении р. Пила на глубине 18 м черепок, покрытый глазурью, имеет по расчетам возраст не менее 12—13 тыс. лет. Египетские пирамиды и др. памятники свидетельствуют о том, что древним египтянам хорошо были известны основные свойства глины и способы его обработки. От египтян искусство изготовления кирпича из глины перешло к грекам, а затем к римлянам и др. народам. Кирпич вплоть до 19 в. изготовлялся примитивным способом—вручную, сушка ого производилась под открытым небом или во временных печах, сложенных из сырца.
Производство этого кирпича относится к группе керамических производств, охватывающей обыкновенный строительный кирпич, окрашенный в красный цвет, и специальные виды кирпича (полый, или пустотелый, пористый, или легковесный). Для производства обыкновенного строительного кирпича используются всевозможные простые сорта легкоплавких глин, к которым в качество отощающего вещества нередко примешивают песок, а иногда и шлаки. По степени обжига обыкновенный строительный кирпич разделяется на:
- Недожог (алый)— с повышенной пористостью;
- Красный (нормального обжига)— со средней пористостью;
- Облицовочный—с пониженной пористостью и значительной механической прочностью;
- Клинкерный (обожжен до спекания)— с высокой механической прочностью.
Кирпич должен быть дешевым, поэтому залежи глины должны находиться в непосредственной близости к месту производства. Глины разрабатываются обыкновенно открытыми карьерами. Глина обыкновенно подается непосредственно на верхний этаж завода. Иногда она сначала сбрасывается на несколько дней в особые бетонированные ямы, где увлажняется, а. затем ковшевыми элеваторами направляется в верхний этаж для выветривания или вымораживания (на открытом воздухе).
Обработка глины
Обработка глины зависит от ее физических свойств и от рода изделий. Если глина поступает на завод в больших, в особенности твердых, кусках, то глина пропускается сначала через дробильные (зубчатые) вальцы или обрабатывается под бегунами. Для выделения из глины попадающих туда камней нередко применяют камнеотделительные вальцы. Или подают в ящичный питатель (бешикер) разделенный 2, 3,4 отделения, в зависимости количества сортов глины для смешивания. Бешикер разделен на отделения железными шиберами, не доходящими до дна. Эти шиберы можно поднимать на известную высоту в зависимости от процентного соотношения смешиваемых глин. Дно бешикера представляет собой бесконечную ленту. Во время обработки массы под бегунами к ней часто прибавляется вода
Подготовка глины
Эти шиберы можно поднимать на известную высоту в зависимости от процентного соотношения смешиваемых глин. Дно бешикера представляет собой бесконечную ленту. Во время обработки массы под бегунами к ней часто прибавляется вода. Из-под бегунов глина, пройдя одну или две пары гладких вальцов, попадает в кирпичеделательный ленточный пресс. В зависимости от свойства глины и от заданной производительности комбинация глинообрабатывающих и формирующих машин изменяется. Выходящая из мундштука ленточного пресса глиняная лента движется по бесконечному резиновому полотну к резательному автомату.
Форма для кирпича
Проволока резательного автомата быстро отрезает от глиняной ленты кирпич и мгновенно отходит обратно. Отрезанный кирпич (по 12 шт.) автоматически попадает на подъемник, с которого снимается (десять рамок с 12 кирпичами на каждой рамке) автоматической этажной вагонеткой, которая отвозится в сушильную камеру. В соответствующем месте камеры вагонетку останавливают, и поворотом рычага рамки с сырцом загружаются на выступы в стенах сушильной камеры. По заполнении сушильная камера плотно запирается и обогревается. После формования (мокрым способом) сырец содержит 18—20% влаги (нормальная нее влажность сырца для обжига составляет от 4% до 6%), поэтому сырец необходимо сушить.
Сушка
Различают три типа сушилок:
- Естественная сушка (стеллажные сараи);
- Искусственная сушка, камерная и туннельная, действующая при помощи гретого воздуха (нагрев в калориферах) или при помощи воздуха, смешанного с дымовыми газами;
- Комбинированная сушка (частичная сушка на воздухе, а затем окончательно в искусственной сушке).
В целях ускорения сушки могут быть применяемы в качестве добавки к глине в количествах 0,1—0,5% некоторые химические соединения, как-то: сернокислый глинозем, сернокислое железо, хлористый алюминий, хлористый кальций и др. Кроме того применяется частичная предварительная дегидратация части глины (прогревом до400—500° С).
Кирпичное производство
Совершенной печью для обжига кирпича является тоннельная, или «канальная», печь длиной 110—140 м и более. Примерно в средней части ночного канала с обеих сторон устроены топки, из которых он заполняется раскаленными продуктами горения. Эта часть печи называется зоной обжига или зоной большого огня. Обжигаемый кирпич укладывается в вагонетки и вдвигается в печной канал по рельсовому пути. Вагонетки идут одна за другой без промежутка. Продукты горения из средней части печи движутся навстречу вагонеткам с сырцом, прогревают его и, отдав большую часть своего тепла, вблизи входа в тоннель уходят в дымовой боров.
Эта часть печного канала называется зоной подогрева. Пройдя зону обжига, вагонетки с продукцией вступают в зону охлаждения: они постепенно продвигаются к выходу из тоннеля, отдавая свое тепло воздуху, идущему в среднюю часть и потребному для горения топлива, и, достаточно охладившись, выкатываются из печи.
Сухой способ
Сухой способ производства строительного кирпича большей частью не требует устройства специальных сушильных установок, т. к. отпрессованный кирпич без предварительной сушки поступает в обжигательную печь. Свежедобытая глина высушивается в сушильном барабане до 4—6% влажности, измельчается и смешивается, если требуется, с носком в количестве 15—25%; смесь равномерно увлажняется до 7—10%, после чего подвергается прессованию (давление примерно 150—200 кг/см 2 и более). По другому способу свежедобытая глина высушивается до 2—4% влажности, а затем измельчается. Подготовленная таким путем глина без дополнительного увлажнения направляется на прессование при давлении 100—150 кг/см 2 .
Обжиг
Сформированный кирпич транспортером передается в обжигательную печь. Обжиг кирпича производится большой частью при температуре около 1000° С. Расход топлива для обжига 1000 шт. кирпича нормального формата составляет от 1 млн. до 1,3 млн. калорий, что соответствует расходу условного топлива от 4% до 4,5% . Сухой способ прессования кирпича — наиболее механизированный и эффективный. Он дает возможность вырабатывать кирпич в точение круглого года. Во многих случаях этот способ не требует сушки кирпича до обжига (зависит от свойства сырья). Режим обжига кирпича необходимо проводить осторожно, а для обеспечения надлежащей механической прочности кирпича, поднимать температуру несколько выше, чем для обжига обычного строительного кирпича.
Легковесные кирпичи
К легковесным кирпичам относятся: трепальный, глино-трепельный, трепельнопористый, глино — пористый, пустотелый и т. д. Легковесный кирпич изготовляется из пористых материалов или же пористость искусственно создается введением в обжигаемый материал выгорающих добавок (древесные опилки, торф, крошки малокалорийных углей, соломенная резка и т. д.). Кроме того облегчение кирпича достигается путем механического образования в массе кирпича вертикальных или горизонтальных пустот в виде сплошных каналов (пустотелый кирпич).
Для изготовления легковесного кирпича применяют диатомовые земли. Механическая прочность легковесного кирпича меньше прочности обыкновенного глиняного строительного кирпича. При дозировке 50% глины и 50% выгорающих примесей (по объему) объемный вес кирпича равен 1.200—1.300 кг/м». Коэффициент теплопроводности—от 0,20 до 0,31. Водонасыщение—20—30% и более. Временное сопротивление сжатию в сухом состоянии—55—85 кг/см 2 . При производстве пористого кирпича сушка его значительно ускоряется (на 30—40%), обжиг облегчается, т. к. помимо горения извне вносимого топлива происходит горение топлива внутри сырца. Диатомовый легковесный кирпич имеет объемный пес примерно от 200 до 1.300 кг/м 3. Коэффициент теплопроводности—от 0,04 до 0,29. Временное сопротивление сжатию—от 21 до 200 кг/см 2 .
