Производство и техника безопасности при производстве керамического кирпича

Материал получается дорогой, и его в использование  целесообразно там, где эксплуатация элементов строений или дорожных покрытий проходит в самых жёстких условиях. Кирпичное мощение дорожек не очень популярно в России, поэтому чаще клинкер используют для облицовки фасадов – отделка долгое время не нуждается в ремонте, грязь и пыль практически не проникают в структуру поверхности, да и вариаций цветов и форм – масса. Недостаток только один: в силу высокой плотности клинкер обладает повышенной теплопроводностью.

 

 

Кирпич шамотный

Чтобы избежать быстрого разрушения кладки, контактирующей с открытым огнем, необходим кирпич, способный выдерживать высокие температуры. Его называют «печным», огнеупорным и шамотным. Данный материал выдерживает температуры свыше 1600°C.

Делают такой кирпич из шамота – огнеупорной глины. Кстати, ту же глину добавляют в кладочный раствор, чтобы печь не развалилась от воздействия пламени. Изготавливают шамотный кирпич классической, а также трапециедальной, клиновидной и арочной формы.

Таблица 1. Основные характеристики керамического кирпича

Наименование	Средняя плотность, кг/м3	Пористость, %	Марка морозостойкости	Коэфф. теплопроводности, Вт/м·°С	Марка прочности	Цвет
Кирпич полнотелый	1600..1900	8	15..50	0,6..0,7	75..300	красный
Кирпич пустотелый	1000..1450	6..8	15..50	0,3..0,5	75..300	от светло-коричневого до тёмно-красного
Кирпич пустотелый «сверхэффективный» (НПО «Керамика»)	1100..1150	6..10	15..50	0,25..0,26	50..150	оттенки красного
Кирпич облицовочный	1300..1450	6..14	25..75	0,3..0,5	75..250	от белого до коричневого
Кирпич лицевой «сверхэффективный» (НПО «Керамика»)	1100..1150	43..45	25..75	0,25..0,26	125, 150	от белого до  коричневого
Кирпич облицовочный глазурованный или ангобированный	1300..1450	6..14	25..75	0,3-0,5	75..250	в зависимости от желания заказчика
Кирпич клинкерный	1900..2100	5	50..100	1,16	400..1000	от желтого до тёмно-красного
Кирпич печной шамотный	1700..1900	8	15..50	0,6	75..250	от светло-жёлтого  до тёмно-красног

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Технологические процессы производства керамического кирпича.

 

При производстве кирпича  из глины используют два метода: пластическое формование и  полусухое прессование. Их основным отличием является различное содержание влаги в сырьевой смеси. В первом случае влажность глины составляет 17-30 процентов, а во втором – 8-10 процентов.

При пластическом формовании сырьевая масса пропускается через ленточный пресс, где она превращается в длинный глиняный брус. С помощью автоматических резаков брус нарезается на кирпичи, которые затем подвергаются обжигу.   

При полусухом прессовании  кирпичи изготавливаются с помощью пресс-форм. Такой метод, как полусухое прессование, менее распространен. Однако он имеет свои преимущества: сырьевая смесь готовится по упрощенной схеме, технология и оборудование весьма просты, а затраты энергии невысоки. Поэтому себестоимость кирпича, полученного методом полусухого прессования, ниже, чем кирпича, полученного методом пластического формования.

 Керамический кирпич  и камни производят пластическим  прессованием путем экструзии  (выдавливания) массы в виде сплошного  бруса с последующим разрезанием его на отдельные изделия и методом полусухого прессования сыпучей массы в пресс-формах.

 К основным технологическим  процессам производства керамического  кирпича и камней относятся:  добыча сырья и его усреднение, подготовка добавок, корректирующих свойства исходного сырья, составление массы (шихты) путем дозирования компонентов в требуемом соотношении, обработка и подготовка массы для получения полуфабриката сырца, экструзионное или полусухое прессование полуфабриката, сушка и обжиг.

  В зависимости от вида и свойств исходного сырья отдельные технологические процессы и применяемое оборудование могут быть различными. При использовании пластичного глинистого сырья его часто обрабатывают при естественной карьерной влажности или с доувлажнением до формовочной относительной влажности 18 20%. Если сырье находится в переувлажненном состоянии, из него предварительно удаляют излишнюю влагу, подсушивая в естественных условиях или в сушильных барабанах, подвергают грубой обработке с удалением камней, вводят при необходимости различные добавки, смешивают их с исходным сырьем и передают на глиноперерабатывающее оборудование.  

Значительно засоренное карбонатными (известняковыми) включениями  или твердое и трудно размокаемое  сырье обрабатывают сухим способом путем высушивания до остаточной влажности 4 ... 8% с последующим измельчением в тонкий порошок и затем вводят добавки, увлажняют до формовочной влажности при одновременном смешивании и проминании.

  При полусухом способе прессования сырье высушивают до влажности 8 . . . 10 % , измельчают до требуемого зернового состава, смешивают для усреднения влажности и в виде сыпучей массы прессуют из него кирпич.

  В особых случаях, когда требуется удалить из сырья карбонатные и другие каменистые включения, обогатить его глинистыми частицами, применяют мокрую обработку. Для, этого распускают сырье в воде до состояния шликера (влажность 40 ...50%), что позволяет осадить крупные каменистые включения, и процеживают через сито для удаления мелких включений. Затем шликер обезвоживают путем распыления в башенных сушилках, из которых получают тонкий сыпучий порошок влажностью 8 ... 10%. Из такого порошка или порошка с добавками прессуют кирпич в пресс-формах.

 Ниже приведены  технологические схемы подготовки  и обработки сырья в зависимости от его свойств.

Глины с повышенной карьерной  влажностью, превышающей формовочную влажность на 5 ... 8% и более, рекомендуется подготавливать по следующей схеме глинорыхлитель→ ящичный питатель→ленточный конвейер с магнитным сепаратором→камневыделительные вальцы (ребристые) → ленточный конвейер→сушильный барабан (обезвоживание до формовочной влажности) → ящичный питатель с бункером → смеситель лопастной с пароводяным орошением → дальнейшая переработка зависит то свойств сырья.

 В результате такой подготовки получают глину с усредненной требуемой формовочной относительной влажностью 19 ... 20% при температуре 40... 45°С и температуре отходящих газов 90 ... 100°С.

Рыхлую, запесоченную мало пластичную, быстро размокаемую глину, а также лёссовые суглинки при карьерной влажности, равной или меньшей формовочной, перерабатывают по следующей технологической схеме: ящичный питатель →камневыделительные вальцы( ребристые) → лопастный смеситель с пароводяным орошением→вальцы тонкого помола с зазором 3 ... 4 мм→ шихтозапасник → вальцы тонкого помола с зазором не более 2 ... 2,5 мм→ вальцы тонкого помола с зазором не более 1 мм (рекомендуются при наличии карбонатных примесей в сырье) →вакуумный пресс.

Глину средней плотности  и пластичности и покрывные суглинки перерабатывают по такой схеме: глинорыхлитель → ящичный питатель→ камневыделительные вальцы (ребристые) → лопастный смеситель с паропрогревом и увлажнением водой → бегуны мокрого помола → вальцы тонкого помола с зазором 3 ... 4 мм→ шихтозапасник с многоковшовым экскаватором на 7 ... 10-суточное вылеживание → ящичный питатель с бункером → вальцы тонкого помола с зазором не более 2 ... 2,5 мм → вальцы тонкого помола с зазором не более 1 мм (рекомендуются при наличии карбонатных примесей в сырье) →смеситель с фильтрующей решеткой→вакуумный пресс.

Высокопластичные плотные, или алевролитовые, трудноразмокаемые  в воде глины перерабатывают по такой  схеме: глинорыхлитель → ящичный  питатель → зубчатая дробилка → лопастный смеситель с паропрогревом и увлажнением водой-→ бегуны мокрого помола → вальцы тонкого помола с зазором 3 ... 4 мм→ шихтозапасник с многоковшовым экскаватором на 7 ... 10-суточное вылеживание→ ящичный питатель с бункером → вальцы тонкого помола с зазором не более 2 ... 2,5 мм → вальцы тонкого помола с зазором не более 1 мм (рекомендуются при наличии карбонатных примесей в сырье) → смеситель с фильтрующей решеткой→вакуумный пресс.

Глинистые сланцы, аргилиты в природном виде или в виде отходов обогащения углей с наличием повышенного содержания карбонатных включений (полусухой способ подготовки сырья с пластическим способом формования сырца) перерабатывают по следующей схеме: приемный бункер→ ленточный конвейер с шириной ленты 1 м → зубчатые вальцы →ленточный конвейер с шириной ленты 1 м→ящичный питатель→ сушильный барабан с шаровой мельницей (или шахтная мельница) → лопастный смеситель с пароводяным орошением → лопастный смеситель с пароводяным орошением→ глинозапасник башенного типа→ вальцы тонкого помола с зазором не более 2 ... 2,5 мм→ вакуумный пресс.

Глины с пониженной карьерной  влажностью - (полусухой метод изготовления изделий) рекомендуется подготавливать по следующей схеме: глинорыхлител→ьящичный питатель→ленточный конвейер с магнитным сепаратором→камневыделительные вальцы (ребристые) → ленточный конвейер→сушильный барабан→ отбор крупных и влажных фракций→ вальцы дырчатые → возврат в сушильный барабан→стержневой смеситель →бункер запаса порошка → мешалка смеситель→ пресс полусухого формования

 Получаемый полуфабрикат-сырец  высушивают до необходимой остаточной влажности и обжигают в кольцевых и туннельных печах непрерывного действия.

Тепловая обработка  материалов или изделий по технологическим  требованиям производства завершается при вполне определенных конечных температурах нагрева. При этом требования к скорости подъема температур могут быть самые различные.

  В большинстве случаев в обжиговых печах непрерывного действия происходит постепенный нагрев материалов с увеличенной зоной подогрева (в целях использования тепла продуктов горения топлива). В каждом сечении печи устанавливаются определенные температуры, поэтому печь условно можно разделить на зоны: сушки, дегидратации, декарбонизации, спекания, охлаждения и т. д.

  Основным требованием обжига материалов является нагрев материала до конечной температуры обжига с максимальной скоростью подъема температур.

  При плавлении шихтовых материалов в плавильных печах скорость нагрева и плавления материалов должна быть максимальной.

 Совершенно другие  требования предъявляются к обжигу  изделий.

 При обжиге керамических  огнеупорных изделий требуется  не только нагрев до определенной  температуры, но также получить  изделия высокого качества без  изменения формы и без трещин. Здесь режим обжига устанавливается  в зависимости от допустимых скоростей нагрева.

 В печах периодического  действия нагрев изделий сопровождается  изменением температур в рабочем пространстве в соответствии с кривой обжига. В этом случае в печи происходит изменение тепловой нагрузки во времени. В непрерывно работающих печах тепловая нагрузка не изменяется во времени, но температура для отдельных зон или участков рабочего пространства печи будет различной. В том и другом случае нагрев изделий происходит по заданному температурному графику, но при разных тепловых режимах.

 Тепловой режим печи характеризуется следующими показателями:

 а) тепловой нагрузкой  печи, т. е. количеством подводимого  тепла в единицу времени; 

 б) температурами  в рабочем пространстве или  в отдельных зонах печи, обеспечивающими необходимую скорость нагрева материала или изделий по заданному графику;

в) газовой атмосферой в зависимости от требований окислительной  или восстановительной среды на различных стадиях процессов нагрева или обжига.

2.1. Основная технологическая схема производства

керамического кирпича.

 

Рис.1(а). Технологическая схема производства лицевого кирпича методом пластического формирования : 1-карьер; 2-склады сырья; 3-бункер песка; 4-бункер древесных опилок; 5-бункер глины; 6-цистерна с водой; 7-ящичный питатели; 8-сито; 9-конвейер; 10-сушильный барабан; 11-ротационная мельница; 12-элеватор; 13-бункер с ленточным питателем; 14-вальци глубокого помола; 15-двухвальный глиносмеситель; 16-бегуны мокрого помола; 17-дырчатые вальцы; 18-вальцы тонкого помола; 19-шихтозапастник; 20-ленточный пресс; 21-автомат резки; 22-запасник ангоба; 23-распылитили ангоба; 24-рифлирующие ролики; 25-сушильная вагонетка; 26-туннельная сушилка; 27-тунельная печь; 28-автомат-пекетировщик; 29- склад продукции.

Рис.1(б). Бегуны мокрого помола СМ-365: 1-тарель; 2-вращающаяся печь; 3-пружинный прижим; 4-вертикальный вал; 5-корпус катка; 6-бандаж;

7-коленчатый вал; 8-кожух; 9-электродвигатель; 10-уравнительная  муфта; 11-фрикционная муфта; 12-редуктор; 13-разгрузочная тарель; 14-коническме  шестерни; 15-чаша; 16- дырчатая плита; 17- сплошная плита; 18-разгрузочный скребок; 19-станина; 20-очистительный скребок; 21-каток.