Machinewiremesh.ru

Стройка, мебель и декор
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Метод полусухого формования кирпича

Метод полусухого формования кирпича

В случае если поднимается беседа о фабриках, обычно думают, что это: большое количество разнообразного оборудования, большое количество транспорта, тысячи рабочих, гектары с огромными производственными терминалами. Большое количество отечественных производств устроены таким образом, тем не менее эти фабрики по сути являются убыточными. Рентабельность современного завода создается не его мощностью, а современным и эффективным оборудованием с запланированной окупаемостью. Мини оптимизированные фабрики приходят вместо производств устаревшего обрзца.

Полусухой способ производства кирпича

Самое читаемое

Кирпич получают из легкоплавких глин, которые добывают в карьерах открытым способом. Изготавливают кирпич двумя спо­собами: пластическим (мокрым) и полусухим. Наибольшее рас­пространение получил пластический способ.

Технологический процесс производства глиняного кирпича этим способом состоит из следующих операций: подготовки массы, формования, сушки и обжига.

Подготовка массы. Для разрушения естественной структуры глину пропускают через вальцы грубого и тонкого помола, затем через глиномялку. В ней глина увлажняется до 18-25%, перемешивается и превращается в однородную массу, пригодную для формования. В некоторых случаях дополни­тельно к этим машинам устанавливают бегуны мокрого помола, которые размалывают в порошок все твердые включения, пере­мешивают и увлажняют массу.

Формование глиняной массы производят в ленточных прессах, в частности вакуумных, где кирпич формуется из массы, почти лишенной воздуха (рис. 29). Это значительно улуч­шает строительные свойства материала. Производительность вакуум-пресса — до 10 000 шт. кирпича в час.

Рис. 29 Вакуум-пресс:

1 — лопастной винт; 2 — дырчатая перегородка; 3 — вакуум-камера; 4 — шнековый вал; 5 — головка пресса; 6 — мундштук

Сушку отформованного кирпича (сырца) производят в ес­тественных условиях — в сушильных сараях или сушилках в те­чение 8-15-суток.

В искусственных сушилках, где используется подогретый воздух, сушку сырца можно проводить в течение всего года, не­зависимо от погодных условий, а срок ее сокращается до 2- 3 суток.

Обжиг — наиболее ответ­ственная операция — состоит из трех этапов: прогрева сыр­ца, собственно обжига и охла­ждения. При обжиге темпера­тура достигает 1000°, и в ре­зультате этого образуется камневидный черепок.

Печи для обжига кирпича и других керамических изде­лий бывают двух видов: пе­риодического действия, в которых операции по загруз­ке, обжигу, охлаждению и раз­грузке происходят последова­тельно, одна за другой, и непрерывного действия, в которых все эти операции происходят одновременно для различных партий изделий.

Печи периодического дейст­вия применяют на малых, по­лукустарных предприятиях, а непрерывно действующие — на крупных заводах. Последние подразделяются на кольцевые и туннельные. В кольцевых пе­чах зона обжига постепенно перемещается, а обжигаемые изделия остаются на месте (рис. 30,а). В туннельных пе­чах при постоянной зоне обжи­га обжигаемые изделия пере­мещают на вагонетках (рис. 30,б ). Время обжига в них занимает 30-70 ч.

Наиболее экономичными являются туннельные печи благодаря большей механизации процессов обжига и более рациональному использованию тепла.

Полусухой способ, производства кирпича позволяет применять глиняную массу меньшей влажности (увлажнение

Рис. 30 Печи для обжига кирпича:

а — схема работы кольцевой печи; б — тун­нельная печь; 1-22 — камеры; 23 — шибер; I — зона загрузки; II — зона подсушки; III — зона подогрева; IV — зона обжига; V — зона остывания; VI зона выгрузки; VII — пустая камера; VIII — туннель; IX — обжигаемый кирпич-сырец; X — тележка.

9-12%), что ускоряет сушку сырца или вовсе исключает ее. Однако этот способ требует более сложного прессового обору­дования, так как при формовании сырца необходимо давление до 150 кг/см 2 . Существуют прессы с часовой производитель­ностью 2-10 тыс. шт. кирпича.

Кирпич, получаемый полусухим способом прессования, имеет повышенный объемный вес, меньший предел прочности при из­гибе и несколько меньшую морозостойкость по сравнению с кир­пичом пластического производства.

Полусухой способ дает возможность расширить сырьевую базу, так как при нем можно использовать малопластичные глины, что при пластическом способе невозможно.

Полусухой способ производства кирпича

Полусухой способ производства глиняного кирпича

По этому способу высушенная и измельченная глина и отощающие добавки тщательно перемешиваются и увлажняются до 8-12%. Прессование из этой смеси кирпича производится на специальных прессах при давлении до 150 кг/см2. Способ полусухого прессования применяется главным образом в производстве глиняного строительного кирпича, облицовочных плит, плиток для полов и др.

Для полусухого прессования строительного кирпича успешно применялся комбинированный механическо-гидравлическии пресс СССМ-583 Пресс – револьверный – на восемь форм работает по принципу двустороннего, двухстадийного прессования Первое давление до 50 кг/см2, второе – окончательное – до 150 кг/см. Часовая производительность пресса 2 000 кирпичей.

Рис. 4. Пресс Мелия

Оригинальную конструкцию имеет пресс советского изобретателя инж. А. А. Мелия (рис. 4). Процесс предназначен для сухого прессования полнотелого, пятистенного, дырчатого кирпича и различных керамических облицовочных изделий. Производительность пресса А. А. Мелия разных марок – 4-8 тыс. кирпичей в час. При этом способе отпадает необходимость в сушке сырца.

Кирпич полусухого формования имеет больший объемный вес и должен удовлетворять тем же показателям качества, что и кирпич, изготовленный пластическим формованием.

Свойства кирпича

По качеству строительный кирпич должен удовлетворять техническим условиям ГОСТ 530-54.

В зависимости от предела прочности при сжатии и предела прочности при изгибе кирпич подразделяется на три марки: 150; 100; 75.

Внешний вид. Кирпич должен иметь форму прямоугольного параллелепипеда с прямыми ребрами и ровными поверхностями; размер кирпича 250X120X65 мм. Вследствие неизбежной воздушной и огневой усадки трудно получить кирпич точно стандартного размера, поэтому ГОСТ предусматривает допуск на отклонение размеров: он не должен превышать по длине +6 мм, по ширине + 4 мм и по толщине + 3 мм.

Установлены также допуски на искривление поверхностей и ребер: по постели не более 4 мм и по ложку не более 5 мм.

Читайте так же:
Облицовочный кирпич со всех сторон гладкий или нет

Существенным дефектом кирпича является трещиноватость. Поверхностные и неглубокие трещины значительного влияния на предел прочности при сжатии не оказывают. Но трещины, превышающие допуски, указанные в ГОСТ, понижают прочность, в особенности при испытании на изгиб. Кроме того, при наличии трещин увеличивается бой во время перевозок и кладки кирпича.

Физико-механические свойства. Прочность. Кирпич характеризуется показателями прочности при сжатии в изгибе, приведенными в табл. 1.

Таблица 1 Показатели прочности кирпича различных марок

Полусухой способ производства кирпича

§ 13. Керамический обыкновенный кирпич

Производство. Обыкновенный керамический кирпич изготовляют из легкоплавких средней пластичности глин, содержащих 40. 50% песка. Существует два способа производства кирпича — пластический и полусухой.

При пластическом способе кирпич-сырец формуют на ленточных прессах (рис. 6) из пластичной глиняной массы влажностью 18. 20%. Увлажненная и тщательно размятая глиняная масса продавливается винтовым конвейером 8 через решетку 7 в вакуумную камеру 6, где жгуты глины разбиваются вращающимся ножом 5 для удаления воздуха из глиняной массы. Далее масса винтовым валом 1 подается в конусную головку 2 пресса, где окончательно уплотняется и продавливается сквозь формующую часть пресса — мундштук 3. Мундштук придает глиняной ленте, выходящей из пресса, определенную толщину; в нем же могут быть установлены керны, образующие пустоты в кирпиче.

Рис. 6. Ленточный вакуумный пресс: 1 — винтовой вал, 2 — конусная головка, 3 — мундштук, 4 — глиняный брус, 5 — нож, 6 — вакуумная камера, 7 — решетка, 8 — винтовой конвейер

Глиняная лента нарезается автоматическим устройством на кирпичи-сырцы. Размер таких кирпичей несколько больше требуемого размера, так как в процессе дальнейшей обработки глина дважды (при обжиге и при сушке) дает усадку. После формования кирпич подается на сушку и после достижения 6. 8% влажности — на обжиг.

Обжигают высушенный кирпич в туннельных печах: сырец, уложенный в вагонетки, непрерывно движется вдоль печи навстречу горячим газам и последовательно проходит зоны подогрева, обжига и охлаждения.

Полусухой способ производства кирпича отличается от пластического тем, что глина влажностью 6. 7% измельчается в порошок, из которого на специальных прессах поштучно формуется кирпич-сырец. Такой сырец не требует сушки — его сразу же после формования можно обжигать. Так как кирпичи полусухого прессования (рис. 7, б) получаются более плотными, в них делают несквозные пустоты (так называемый пятистенный кирпич). Кирпич полусухого прессования имеет гладкие грани и значительно меньше дефектов, чем кирпич пластического формования (рис. 7, а), но в то же время он менее морозостоек.

Рис. 7. Керамический обыкновенный кирпич пластического (а) и полусухого (б) формования: 1 постель, 2 — ложок, 3 — тычок

Относительно небольшой выпуск кирпича полусухого прессования объясняется сложностью прессов для формования сырца и невысокой их производительностью.

Производственные дефекты. Из-за слишком быстрой сушки и нагрева при обжиге кирпич деформируется и на его поверхности появляются трещины. При недостаточной температуре обжига получается недожженный кирпич (недожог) алого цвета, который не применяют из-за низкой прочности, водо- и морозостойкости. При слишком высокой температуре обжига получается пережженный фиолетово-бурый кирпич (пережог — «железняк») повышенной плотности, с оплавленной поверхностью и искаженной формы.

Свойства. Керамический кирпич выпускают размером 250х120х65 мм; реже 288х138х65 мм (модульный) и 250х120х88 мм (утолщенный). Поскольку масса одного кирпича не должна превышать 4 кг, утолщенный и модульный кирпич обычно делают с пустотами.

Приняты следующие названия граней кирпича: большой — постель 1, боковой длинной — ложок 2 и торцовой — тычок 3.

Плотность обыкновенного керамического кирпича 1600. 1900 кг/м 3. водопоглощение — не менее 8%. По прочности на сжатие и изгиб его подразделяют на восемь марок: от 75 до 300 (табл. 3), по морозостойкости — на четыре марки: Мрз15, Мрз25, Мрз35 и Мрз50.

Допускаемые отклонения от размеров и формы кирпича установлены ГОСТ 530 — 80:

по длине ± 5 мм, по ширине ± 4 мм и по толщине ± 3 мм;

Таблица 3. Марки керамического обыкновенного кирпича

непрямолинейность граней и ребер (не более): по постели — 3 мм, по ложку — 4 мм;

сквозные трещины на ложковой и тычковой гранях — не более одной при протяженности ее по постели не более 30 мм;

отбитости и притупленности ребер и углов — не более двух на кирпиче глубиной более 5 мм и длиной 10. 15 мм.

Обыкновенный керамический кирпич благодаря достаточно высоким показателям физико-механических свойств и долговечности широко применяют в современном строительстве для кладки наружных и внутренних стен зданий, фундаментов, дымовых труб и других конструкций. Кирпич полусухого прессования нельзя применять для кладки цоколей, фундаментов и наружных стен влажных помещений.

Хранение и транспортирование. На складах кирпич хранят в штабелях высотой до 1,6 м уложенным на ребро (ложковую грань).

При механизированной погрузке, разгрузке и транспортировании используют деревометаллические поддоны, на которые кирпич укладывают на ребро с перевязкой или «в елочку» (с наклоном в 45° к центру пакета). Чтобы уложить кирпич «елочкой», к торцам поддона прибивают треугольные бруски. Благодаря такой укладке пакеты с кирпичом можно перевозить на обычных автомобилях без дополнительных креплений. Погрузку, разгрузку и подачу пакетов на рабочее место выполняют с применением специальных футляров. Без поддонов кирпич перевозят уложенным в штабель с перевязкой; перевозить навалом запрещается, так как при этом много кирпича бьется.

Смотрите по теме
Часто читают.

В случае если беседа заводится о производствах, обычно думают, что это: большое количество производственной техники, гектары с огромными длинными.

Во время того, как беседа заводится о фабриках, скорее всего воображают: огромное количество техники, большое количество станков, площади с внушительными цехами, тысячи трудящихся. Большинство наших предприятий.

Читайте так же:
Кирпич строительный цветовая гамма

В случае если поднимается речь о заводах, множество обывателей представляют: большое количество техники, сотни сотрудников, площади с.

Производство керамического кирпича

Производство керамического кирпича осуществляется преимущественно двумя способами пластическим и полусухим, а в качестве сырья применяют легкоплавкие глины, содержащие 50…75 % кремнезема.

〈 Обработка глиняной массы.

Работы по производству керамического кирпича включают четыре основных этапа: карьерные работы по добыче сырья, механическую обработку сырьевой глиняной массы, формование кирпичных материалов( кирпич, камни керамические, керамические стеновые блоки и др) и обжиг в туннельных печах преимущественно с автоматическим управлением.

Карьерные работы включают следующие операции: добыча сырьевого материала ( глины), транспортирование сырьевого материала а также хранение промежуточного запаса глины. Вылеживание замоченной глины и ее вымораживание в течение годичного срока на открытом воздухе разрушает природную структуру глины, она диспергируется на элементарные частицы, что повышает пластичность и формовочные свойства керамической массы.

Механическая обработка глины осуществляется с помощью глинообрабатывающих машин и имеет цель: выделение либо измельчение каменистых включений, гомогенизацию керамической массы и получение нужных формовочных свойств. Выделение каменистых включений из глины осуществляют, пропуская глину через винтовые камневыделительные вальцы или применяя другие специализированные машины.

Практически полного выделения камней из глины можно добиться гидравлическим обогащением: глину распускают в глиноболтушках, а затем шликер пропускают через сито на котором отделяются камни размером более 0,5 мм. Обезвоживание шликера осуществляют в мощных распылительных сушилках. Измельчение глины производят после выделения каменистых включений.

Если в глине их нет, то после доставки на завод ее сразу подвергают грубому дроблению, а уже потом тонкому измельчению. После тонкого измельчения глину надо промять, чтобы получить глиняную массу с нужной формовочной влажностью. На кирпичных заводах глину проминают в открытых лопастных глиномялках с водяным орошением и паровым увлажнением глиняной массы. Паровое увлажнение увеличивает производительность ленточных прессов и снижает потребляемую ими мощность на 15-20%, по сравнению с водяным орошением глины.

Формование керамического кирпича

Производство керамического кирпича осуществляется способами пластического формования и полусухого прессования.
Пластический способ производства керамического кирпича осуществляется по следующей схеме (рис. 1). Поступившую на завод глину подвергают обработке до получения пластичной однородной массы. Для этого глиняное сырье сначала подвергают измельчению на вальцах: глиняная масса поступает на поверхность двух валков, которые вращаются навстречу друг другу, в результате чего глина втягивается в зазор между ними и измельчается.

Рисунок-1. Технологическая схема производства керамического кирпича по пластическому способу формования:

Технологическая схема производства керамического кирпича по пластическому способу формования

1 — ящичный подаватель; 2 — транспортер;3 — дробление глины и отделение камня на дезинтеграторных вальцах;4-—помол глины на бегунах; 5 — транспортер;6 — формование кирпича на ленточном прессе; 7 — резка кирпича-сырца на автомате.

Валки могут иметь разные диаметры и вращаться с неодинаковой частотой, в результате чего измельчение протекает интенсивнее. Для более эффективного измельчения к вальцам добавляют бегуны. Затем смесь поступает в глиносмеситель, где она увлажняется до 18…25% и перемешивается до получения однородной пластичной массы.

Тщательно приготовленная однородная масса поступает затем в ленточный пресс. Для получения кирпича более высокой плотности и улучшения формовочных свойств глин применяют вакуумные ленточные прессы (рис.2). Поступающую в ленточный пресс глиняную массу с помощью шнека уплотняют, после чего она подается к выходному отверстию — мундштуку. Из последнего выходит непрерывный глиняный брус, который попадает на автомат для резки и укладки кирпича-сырца на вагонетки камерных или туннельных сушил. Производительность ленточных прессов до 10 000 шт/ч. Срок сушки кирпича от 24 ч до 3 сут.

Рисунок-2. Ленточный вакуум-пресс:

1-шнековый вал пресса; прессующая головка; 3-мундштук; 4-глиняный брус; 5-нож; 6-вакуум-камера; 7-решетка; 8-глиномялка.

Процесс обжига условно можно разделить на три периода: прогрев, собственно обжиг и охлаждение. В период прогрева из сырца удаляется гигроскопическая и гидратная влага, сгорают органические примеси, равномерно прогревается масса и разлагаются карбонаты. При обжиге происходит расплавление наиболее плавкой составной части глины, которая обволакивает нерасплавившиеся частицы глины, спекая массу. Период охлаждения сопровождается образованием камня.

Рисунок-3. Туннельная печь:

1-корпус печи; 2-вагонетка с кирпичом.

Обжиг кирпича производят в печах непрерывного действия — кольцевых и туннельных. Кольцевая печь представляет собой замкнутый обжигательный канал, условно разделенный на камеры. Эти печи отличаются высокой трудоемкостью и тяжелыми условиями труда, поэтому на новых заводах их не строят. Туннельная печь (рис. 3.) является наиболее совершенной. Она представляет собой канал сечением 3,5…5,5 м², длиной до 100 м. В канале уложены рельсы, по которым движутся вагонетки с кирпичом-сырцом.

Туннельная печь имеет три зоны: подогрева, обжига и охлаждения, — через которые последовательно в течение 18…36 ч проходят вагонетки скирпичом-сырцом. Туннельные печи наиболее экономичны из-за более механизированного производства, а также лучшего использования тепла. Брак кирпича в туннельных печах сравнительно небольшой.

〈 Производство кирпича полусухим способом

Полусухой способ производства керамического кирпича имеет преимущество перед пластическим. Он не требует сушки изделий и позволяет использовать малопластичные глины. Вместе с тем уменьшается потребность в производственных площадях и рабочей силе. Главное преимущество полусухого прессования перед пластическим формованием -сокращение затрат энергии.

На искусственную сушку 1000 шт. сырца пластического формования с влажностью 18-22% расходуется 100 кг условного топлива.Однако качество кирпича, получаемого полусухим способом, в частности морозостойкость, ниже, чем кирпича, полученного пластическим прессованием.

Рисунок-4. Технологическая схема производства кирпича методом полусухого формования:

1 — ящичный подаватель; 2 — ленточный транспортер;3 — дезинтеграторные вальцы;4 — циклон; 5 — сушильный барабан;6 — бункер; 7 — тарельчатый питатель;8 — дезинтегратор;9 — элеваторы;10 — грохот; 11 — глиносмеситель с пароувлажнителем;12 — питатель;13 — пресс

При полусухом способе формования (рис.4)сырьевые материалы после предварительного измельчения на вальцах высушивают в сушильном барабане до влажности 6…8%, затем измельчают в дезинтеграторе, просеивают, увлажняют до 8…12% и тщательно перемешивают. Подготовленную массу формуют (прессуют) на гидравлических или механических прессах производительностью до 10 000 шт/ч. Отформованный кирпич направляют в печь на обжиг и далее на склад.

Читайте так же:
Баня кирпич мангал беседка

Полусухим способом можно прессовать не только полнотелый кирпич, но и пятистенный, дырчатый, а также различные керамические плитки.
Кирпич керамический обыкновенный применяют для наружных и внутренних стен, столбов, сводов и других несущих конструкций. Кирпич полусухого прессования использовать для фундаментов и цоколей ниже гидроизоляционного слоя не допускается вследствие пониженной его морозостойкости.

Сушка керамического кирпича

〈Сушка сырца
Формовочная влажность стеновых керамических изделий, изготовляемых способом пластичного формования, обычно составляет 18 — 22%, хотя уже появились ленточные прессы для формования сырца из масс влажностью 14 — 16%. Сырец полусухого прессования имеет влажность 8 — 10%. Перед обжигом изделие надо высушить до содержания влаги не более 5% во избежание неравномерной усадки и растрескивания при обжиге.

Сушку сырца проводят в туннельных и камерных сушилках.

Туннельные сушилки на кирпичных заводах работают по принципу противотока (рис. 5).

Рисунок-5. Схема туннельной сушилки:

1 — камера туннель; 2 — узкоколейный путь; 3 — приточный канал; 4, 6 —заслонки; 5 — двери; — 7-вытяжной канал

Сырец на вагонетках движется по туннелю навстречу потоку горячего воздуха или дымовых газов. Длительность сушки кирпича-сырца в туннельных сушилках составляет 16 — 36 ч при начальной температуре теплоносителя 120 — 150°С.Камерные сушилки представляют собой систему камер, каждая камера обогревается горячим воздухом или горячими газами, отходящими из печей. В стены камер встроены лопастные реверсивные вентиляторы, создающие интенсивную циркуляцию теплоносителя внутри камеры. После сушки керамические изделия, имеющие влажность не более 5%, поступают в печь.

Обжиг керамического кирпича

〈 Обжиг в туннельных печах

Обжиг завершает изготовление керамических изделий. В процессе обжига формируется их структура, определяющая технические свойства изделия. По данным М. И. Рогового, суммарные затраты на обжиг достигают 35 — 40%, а потери от брака составляют около 10% себестоимости товарной продукции.
Обжиг керамических изделий осуществляют в туннельных печах с автоматическим управлением (хотя на действующих кирпичных заводах еще работает значительное количество кольцевых печей).

Туннельная печь представляет собой длинный канал, выложенный внутри огнеупорной футеровкой. Вагонетки с изделиями, составляющие сплошной поезд, перемещаются в печи и постоянно проходят зоны подогрева, обжига и охлаждения: при подаче новой вагонетки с сырцом в зону подогрева из зоны охлаждения выходит вагонетка с обожженными изделиями.

Следовательно, процесс обжига керамических изделий можно условно разделить на три последовательных этапа:

1) постепенное удаление влаги из сырца,
2) обжиг сырца,
3) постепенное охлаждение обожженных изделий.

Максимальная температура обжига кирпича и других стеновых керамических изделий (950 — 1000°С) необходима для спекания керамической массы. Спекание происходит вследствие цементирующего действия расплава эвтектик (жидкостное спекание), реакций в твердой фазе и кристаллизации новообразований.

При избыточном количестве расплава, что характерно для пережога, изделия теряют свою форму, оплавляются с поверхности. Недожог обусловлен незавершенностью процесса спекания. Он проявляется в характерных признаках: «алый» цвет кирпича, снижение прочности, сильное уменьшение водостойкости и морозостойкости и др.

В туннельных печах щелевого типа достигается равномерность обжига, а следовательно, высокое качество и однородность продукции.

Метод полусухого формования кирпича

Некоторые методы производства современного кирпича

Производство кирпича является практически безотходным. Большинство современных производителей кирпича используют в качестве основного сырья для производства — глину, которая всё чаще отходит на второй план. Изобретаются новые технологии и методы с использованием различного сырья.

В настоящее время кирпичи изготавливают из глины, глинистого и мягкого глинистого сланца, силиката кальция, бетона или формируют из камня, который добывается в карьерах. Технологическая цепочка производства кирпича довольно проста. Прежде всего, добывают сырье. Далее идет подготовка сырьевой массы и формование изделия. И завершает процесс сушка и обжиг.

Самым распространенным сырьем для производства кирпичей является глина. А в производстве глиняных кирпичей сейчас выделяют три основных способа. Это методы пластичного формования, полусухого или сухого прессования и штампование.
Методы пластического формования, полусухого и сухого прессования

Самый распространенный метод, который используют производители кирпичей – пластическое формирование из мягкой глины. Кроме того, такой метод считается самым экономичным.

Пластическое формование кирпичей проходит в несколько этапов. Первый этап — это добыча сырья. Глина для производства кирпичей должна иметь в своем составе песок. Оптимальным считается содержание 25-30 процентов песка. Именно он сокращает уровень усадки изделия.

Следующий этап — это подготовка сырья. Сначала глину увлажняют (в современном производстве — паром) и интенсивно перемешивают до получения пластичной массы, из которой будет удобно формировать кирпичи. Эта масса не должна содержать крупные камни и другие инородные включения.

Далее следует формование кирпича. На этом этапе он называется сырцом. Выглядит это так: лента из пластичной глины автоматически режется на определенные куски, которые и называются кирпичом-сырцом. Разумеется, такой сырец имеет больший размер, чем готовый кирпич. Ведь, в последующем процессе произойдет усадка глины. Обычно, такая усадка достигает от 10 до 15 процентов.

Следующий производственный этап считается самым важным и сложным. Этот этап называется сушкой. Необходимо медленно сушить кирпич, чтобы предохранить его от растекания. Когда влажность кирпича-сырца достигнет 6-8 процентов, изделие можно отправлять на обжиг.

В настоящее время для обжига кирпича используются печи разных конструкций. Это могут быть кольцевые печи. В них кирпичи укладываются и вынимаются вручную. В туннельных печах кирпичи продвигаются внутри печи. В таких печах процесс обжига протекает непрерывно. Обжиг происходит под воздействием высокой температуры. Они зависит от состава сырьевой массы и составляет обычно от 950 до 1000 градусов. Чтобы ускорить процесс горения, очень часто в сырьевую смесь добавляют известь, золу или другие органические вещества.

Читайте так же:
Как готовить облицовка кирпичом

Очень похож на пластическое формование метод полусухого и сухого прессования. Правда изначально берется глиняная масса более вязкая. Именно это дает возможность сделать кирпичей более аккуратной и четкой формы. Итак, глину с влажностью 6-7 процентов сначала измельчают в порошок, а затем поштучно формуют кирпич в специальных прессах. Полученный кирпич-сырец не нуждается в сушке. Его можно сразу отправлять на обжиг. Надо отметить, что кирпичи, произведенные методом полусухого прессования, имеют меньше дефектов, у них гладкие грани, но они менее морозостойки.

Некоторые аспекты полусухого прессования кирпича

Так уже исторически сложилось, что технология пластического формования считается чуть ли не единственно возможным способом получения керамического кирпича. Такое мнение поддерживается некоторыми учебниками и западными фирмами – поставщиками оборудования в основном для этой технологии.

Керамики, традиционно имеющие дело с лепкой, гончарным производством, не мыслят иного способа изготовления кирпича, полусухое прессование воспринимается многими специалистами негативно.

Признаюсь, 25 лет назад я и сам был в плену этих традиций, пока не убедился в результате масштабной экспериментальной работы в громадном потенциале прессования керамики при пониженной влажности.

Было сформовано около 4 тысяч образцов при различной влажности и различном давлении прессования. Глина предварительно высушивалась, размалывалась, добавлялась вода для получения определенной влажности, и растиранием получался пресс-порошок или масса (при большой влажности).

Прессовались образцы диаметром и высотой 25 мм, высушивались в естественных условиях и обжигались в муфельной печи при 1000°С. Для каждого типа глины, влажности и усилия прессования было получено по 5 образцов, которые после обжига проходили испытание на сопротивление сжатию. Полученные данные усреднялись и сводились в таблицы для каждого типа глин. Таблица 1 представляет результаты для одной из глин, для других глин результаты отличаются, но характер зависимостей примерно одинаков.

Таблица 1. Зависимость сопротивления сжатию от усилия прессования и влажности

Усилие прессования Fпр., МПа

Сопротивление сжатию, Σсж., МПа, при влажности, %

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

По результатам эксперимента построены графики зависимостей (рис.1, 2, 3) причем шкала давлений прессования сделана логарифмической.

Рисунок 1. График зависимости сопротивления сжатию (Σсж.) образцов от усилия прессования (Fпр.) и влажности глины 6 -11 %.

Рисунок 1. График зависимости сопротивления сжатию (Σсж.) образцов от усилия прессования (Fпр.) и влажности глины 6 -11 %.

Как видно из рис.1 для пресс-порошка влажностью 6-11% наблюдается экспоненциальный рост прочности при увеличении давления прессования, причем при влажности 11 % прочность достигает значения 53 МПа при давлении прессования 63 МПа. При влажности 9 % — 11 % при больших давлениях заметно снижение прироста прочности, то есть приближение к экстремальным её значениям.

Рисунок 2. График зависимости сопротивления сжатию (Σсж.) образцов от усилия прессования (Fпр.) и влажности глины 12 - 15%.

Рисунок 2. График зависимости сопротивления сжатию (Σсж.) образцов от усилия прессования (Fпр.) и влажности глины 12 — 15%.

Для глин влажностью от 12 до 15 % (рис. 2) характер зависимостей иной – наблюдается промежуточный экстремум, затем прочность образцов падает при увеличении давления прессования. Это эффект так называемой «перепрессовки», когда из пор на поверхность начинает выдавливаться вода, создавая расслоение внутри образца. При дальнейшем повышении давления прочность опять начинает расти. Для некоторых глин наблюдается 2-3 таких экстремума, что связано, видимо, с вымещением воды из различных по размерам пор.

Здесь можно согласиться с авторами [1] «Во многих случаях ошибочным является сложившееся мнение, что чем больше давление прессования, тем лучше». Вопрос подбора оптимального давления и влажности должен решаться при отработке технологии в лабораторных условиях для каждого вида сырья.

Рисунок 3. График зависимости сопротивления сжатию (Σсж.) образцов от усилия прессования (Fпр.) и влажности глины 16 - 19%.

Рисунок 3. График зависимости сопротивления сжатию (Σсж.) образцов от усилия прессования (Fпр.) и влажности глины 16 — 19%.

Для более влажных прессовок от 16 до 19 % (рис. 3) и при более низких давлениях прессования наблюдаются также максимумы прочности, однако за ними следуют более протяженные участки её падения.

Если взять все полученные максимальные значения прочности при различной влажности глины и представить в виде графика (рис. 4), то можно наглядно убедиться, что увеличение влажности более 11% приводит к снижению прочности керамического черепка.

Рисунок 4. График зависимости максимального сопротивления сжатию (Σсж.) образцов от влажности (W) глины карьерной (Б) и отработанной на дезинтеграторе (А).

Рисунок 4. График зависимости максимального сопротивления сжатию (Σсж.) образцов от влажности (W) глины карьерной (Б) и отработанной на дезинтеграторе (А).

График (рис. 4) сделан для двух глин, однако характер зависимостей одинаков. Падение прочности в левой части графиков свидетельствует только о том, что в эксперименте не были достигнуты те давления, при которых наблюдался бы экстремум для менее влажных образцов. Дальнейшие эксперименты подтвердили, что и на таких влажностях образцов (6-10%) получаются прессовки очень высокой прочности, однако такой уровень давлений (более 63 МПа) не достижим в современном прессовом оборудовании и для массового производства кирпича не пригоден.

Таким образом, было установлено, что при влажности пресс-порошка 8-12 % возможно получение керамического черепка с прочностью свыше 30 МПа, вплоть до 50 МПа, а при введении различных добавок и специальной подготовки шихты до 80 МПа. Оставалось загадкой, почему в реальном производстве на прессах СМ1085 Б, обеспечивающих усилие прессования до 40 МПа получается рыхлый кирпич, не обладающий ни прочностью ни морозостойкостью.

С этой проблемой мы разобрались, когда поняли, что при многопозиционном прессовании из-за неточности дозирования никогда не получится равномерная прессовка 4-х изделий. В нашей статье [2] мы дали подробный анализ этой проблемы. Рис. 5 поясняет вышесказанное.

Рис 5. Неравномерность прессовки при многопозиционном прессовании

Рис 5. Неравномерность прессовки при многопозиционном прессовании: 2 — оптимальная плотность прессовки, 1,3,4 — пониженная плотность прессовки

Читайте так же:
Дюбель молли для кирпича

Выход из этой ситуации очевиден – создание однопозиционного пресса с производительностью не менее 6 млн. шт. кирпича в год. И такой пресс был создан и испытан в производственных условиях. Работа пресса ШЛ 403 (рис. 6) была продемонстрирована участникам конференции «Керамтэкс», прошедшей в Омске в марте 2011 года [3]. Полученная прочность кирпича церковного формата (190х90х40 мм) свыше 40 МПа удивила многих участников конференции. Сейчас разработан пресс ШЛ 503 для нормального формата кирпича.

Рис.6 Пресс ШЛ 403

Рис.6 Пресс ШЛ 403

Хотелось бы остановиться ещё на одной проблеме полусухого прессования – появлении трещины в середине прессовки на ложковых и тычковых гранях. Об этой проблеме пишут ряд авторов [4], [5], давая своё объяснение причине появления этих трещин и предлагая методы их устранения.

Эти трещины часто называют «перепрессовочными» имея в виду чрезмерное давление прессования. Однако установлено, что такие трещины появляются при любых давлениях прессования и напрямую с ним не связаны.

На наш взгляд механизм появления срединных трещин состоит в следующем. При прессовании вблизи пуансонов создается область повышенного давления (рис. 7). Пока пресс-порошок рыхлый, воздух устремляется из области повышенного давления в середину прессовки, где давление меньше. Таким образом, в середине прессовки возрастает объем порового воздуха. При дальнейшем движении пуансонов поры закрываются, а воздух, собранный в средней части, начинает сжиматься, давление воздуха в этой части прессовки становится соразмерным давлению прессования. После снятия давления прессования этот воздух, расширяясь, рвет сырец именно в средней части. При неравномерном истечении воздуха через зазоры возможен сдвиг срединной трещины в ту или другую сторону, однако характер процесса от этого не меняется.

Введение сквозных пустотообразователей (рис. 7б) решает эту проблему. В конструкциях наших прессов используются тупиковые пустотообразователи (рис. 7в), которые устраняют срединные трещины.

Рис 7. Происхождение срединных трещин (а) и способы устраненияРис 7. Происхождение срединных трещин (а) и способы устранения Рис 7. Происхождение срединных трещин (а) и способы устранения

Рис 7. Происхождение срединных трещин (а) и способы устранения: б — введение сквозных пустото-образователей, в — введение тупиковых пустото-образователей (стрелками обозначено направление движение воздуха)

Нами было опробовано и вакуумирование пресс-порошка, однако это решает проблему лишь частично и в дальнейшем мы от этого процесса отказались.

Особо хотелось бы рассмотреть проблему сушки сырца полусухого прессования. Ведь ранее многие авторы учебников считали, что такой сырец не требует сушки и может сразу подаваться в обжиговую печь. Здесь нельзя не согласиться с мнением Кондратенко В.А. [4]: «существующая традиционная схема производства кирпича полусухим способом прессования, исключающая подсушку свежесформованного сырца перед укладкой его на обжиговую вагонетку, изначально ошибочна».

ВНИИСтром во главе с Ашмариным Г.Д. в последнее время провел значительные исследовательские работы по сушке кирпича-сырца перед обжигом [6], причем, как считает Стороженко Г.И. «режим сушки должен быть мягким» [7].

Нашим институтом проводятся исследования процесса сушки кирпича-сырца полусухого прессования, как в лабораторной сушилке, так и на действующем экспериментальном заводе ШЛ 400 [3]. Результаты экспериментов будут опубликованы позднее при наборе необходимого количества данных, однако уже сейчас можно сделать следующие выводы:

Несмотря на значительно более короткий срок сушки кирпича полусухого прессования к этому процессу следует относиться также скрупулезно, как и к сушке при пластическом формовании.

Влажность поступающего в печь сырца должна быть не более 3%.

Технология сушки требует обеспечения более мягких режимов в начале сушки и более жестких в конце.

Сушка сырца в штабеле или на обжиговой вагонетке значительно увеличивает срок сушки.

Для оптимизации процесса сушки при полусухом прессовании применимы те же способы, что и при пластическом формовании: введение отощителей в сырьевую массу, правильная организация потоков теплоносителя, нанесение влагозадерживающих составов [8] на ложковые и тычковые грани и т.д.

Разработанный институтом «ИНТА-Строй» способ вертикальной кассетной сушки с переменными режимами прекрасно вписывается в технологию обжигово-сушильного комплекса заводов полусухого прессования [3]. Качество сушки обеспечивает выпуск кирпича с марочностью свыше М 300.

Вертикальные кассетные сушилки могут быть использованы и для реконструкции действующих заводов полусухого прессования в комплексе с тоннельными или кольцевыми печами.

Таким образом, практика последних лет показала, что при полусухом прессовании и правильной организации технологического процесса возможно получение облицовочного кирпича высокого качества с прочностью свыше 30 МПа, морозостойкостью не ниже F 50 и отличного эстетичного вида. И что самое главное выпуск такого кирпича обходится дешевле, то есть себестоимость его ниже на 20-50 %.

1. Котляр В.Д., Терехина Ю.В., Небежко Ю.И. Перспективы развития производства керамического кирпича полусухого прессования// Строит. материалы.2011.№2.С.6-7.
2. Шлегель И.Ф. Проблемы полусухого прессования кирпича // Строит.материалы.2005.№2.
3. Шлегель И.Ф., Шаевич Г.Я., Михайлец С.Н., Андрианов А.В., Бахта А.О., Иванов В.Г., Макаров С.Г., Мирошников В.Е., Носков А.В., Титов Г.В. Новый комплекс ШЛ 400 для производства церковного кирпича// Строит.материалы.2009.№4.
4. Кондратенко В.А.Керамические стеновые материалы: оптимизация их физико-технических свойств и технологических параметров производства//М., Композит,2005.
5. Кремер Р., Лутц Р. Повышение качества фасонных огнеупорных изделий за счет современной технологии прессования//Огнеупоры и техническая керамика.2007.№4.С.31-35.
6. Ашмарин Г.Д., Курносов В.В., Беляев С.В., Ласточкин В.Г. Обоснование эффективности компрессионного формования керамических строительных материалов// Строит.материалы.2011.№2.С.8-9.
7. Стороженко Г.И., Болдырев Г.В. Опыт работы кирпичных заводов полусухого прессования с эффективной массоподготовкой глинистого сырья// Строит. материалы.2011.№2.С.3-5.
8. Шлегель И.Ф., Шаевич Г.Я., Гришин П.Г., Булгаков А.Н., Титов Г.В., Котелин П.Л., Коровицкий Н.Л. Эффективный способ повышения качества кирпича – нанесение влагозадерживающих составов// Строит. материалы.2004.№2

Новый комплекс ШЛ 400 для производства церковного кирпича // Строительные материалы. 2009. № 4

Перспективы использования установок серии «Каскад» в технологии производства огнеупоров // Новые огнеупоры. 2008. № 12.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector