книги / Технология керамических материалов

менения топлива. В зоне обжига (взвара) путем сжигания за- сыпанного топлива температуру кирпича поднимают до мак- симальной температуры обжига и выдерживают определенное время, необходимое для выравнивания температуры по сече- нию изделия. В зоне охлаждения кирпич охлаждается.

В кольцевой печи (рис. 79) газовоздушный поток про- ходит по такому пути: наружный воздух через открытые ход- ки в камерах 2 и 3 входит в рабочий канал печи и, проходя через садку обожженного кирпича в камерах 4, 5, 6, охлажда- ет его. Нагретый за счет теплоты готовых изделий воздух по- ступает в зону обжига и используется для горения топлива (камеры 9, 10). Из зоны обжига дымовые газы поступают в зону досушки и подогрева (камеры 11–16), где удаляется остаточная влага и подогреваются изделия.

Рис. 79. Схема работы кольцевой печи: 1– 16 – камеры;

– жаровой конус открыт; – то же, закрыт;

– дымовой конус открыт; – то же, закрыт

Для полной ликвидации ручной загрузки при примене- нии пакетной садки изделий в кольцевой печи заменяют по- луциркулярный свод плоским перекрытием, которое собира- ют из плит, изготовляемых из жаростойкого и теплоизоляци- онного бетона (рис. 80).

171

Ножки садки выкладывают из кирпичей по всей дли- не обжигового канала в виде отдельно стоящих столбиков с разрывами, образующими продольные подовые каналы. Высота ножек выбирается в зависимости от зольности топ- лива, а перекрытие делают на четвертом, пятом или шестом рядке. Выше перекрытия ножек кирпич устанавливается на ребро «елкой».

Один ряд кирпича ставят вдоль оси печи «тычок в ты- чок», а в следующем ряду – под углом 15–30º к оси, таким образом, чтобы образовались сквозные каналы шириной 40– 50 мм для прохода газов по всей длине печи. Под топлив- ными трубками в садке оставляют щели шириной 120– 130 мм, в которых размещаются топливные (из кирпича) колосниковые решетки. Топливная решетка укладывается в «тычок» с косой «елкой» также под углом к оси.

Кирпичи, образующие колосниковую (топливную) ре- шетку, опираются на рядки садки, смежные с топливным рядом.

Кольцевые печи в зависимости от длины обжигового канала работают на одном или двух огнях. При этом рекомен- дуется следующий позонный режим обжига: досушка и подог- рев кирпича – 4–5 камер, обжиг – 1,5 камеры, закал – 1,5 каме- ры, охлаждение – 4–5 камер и на разгрузке и загрузке – 3– 3,5 камеры. Между камерами установлены сгораемые ширмы, которые сжигаются по мере продвижения огня. Предыдущие ширму сжигают не сразу, а сначала надрывают на 1/3 по высо- те камеры и окончательно прожигают через несколько часов после установки следующей ширмы и включения камеры.

Дымовые газы отбираются несколькими конусами. При этом первый конус открывается на небольшую высоту, не ближе, чем за две камеры от зоны взвара. Остальные подни- маются на последовательно возрастающую высоту, и послед- ний конус – на всю высоту. Топливо засыпается порциями по 150–250 г через короткие промежутки времени, причем у наружных стен засыпается больше топлива, чем в середине печи. Общий период длительности обжига составляет 40–50 ч.

173

3.4.3.2. Дефекты обжига изделий

Изделия в процессе обжига испытывают механические и термические напряжения, которые могут привести к появ- лению в них дефектов, а также свойств, не соответствующих требуемым стандартам. Дадим характеристику некоторых дефектов обжига и причины их возникновения:

–недожог – изделия (кирпич) имеют алый цвет, водо- поглощение и размеры, больше требуемых по стандарту. «Недожог» возникает вследствие пониженной температуры обжига или малой выдержки при максимальной температуре обжига;

–пережог – изделия имеют темный цвет, уменьшенные размеры, на поверхности могут присутствовать местные вздутия и пузыри. Причина – нарушение режима обжига из- делий (высокая температура обжига или длительный обжиг);

–деформация (коробление) изделий возможна при по- вышенной температуре обжига, установке изделий на невы- ровненную поверхность пода печи или печной вагонетки,

атакже при нарушении установленного перепада температур между верхом и низом печи;

–концевые трещины на изделиях обычно образуются в зоне подогрева печи при обжиге недостаточно высушенных изделий, а также при слишком быстром подъеме температу- ры в начальном периоде обжига и при большом перепаде температур по высоте печи в зоне подогрева;

–трещины охлаждения, тонкие и малозаметные на глаз, образуются при резком охлаждении изделий в температурном интервале перехода жидкой фазы в твердое состояние (850– 700 ºС), а также в интервалах 650–450 и 300–150 º С. При про- стукивании изделий с трещинами охлаждения металлическим молоточком они издают глухой звук (холодный треск).

–поверхность изделий после обжига может быть раз- нотонной по цвету, закопченной, науглероженной, что вы-

174

звано их слишком плотной садкой или, при нарушении рабо- ты горелок, образуется неоднородная или непостоянная газо- вая среда в печи обжига.

3.5.Технология отдельных видов строительной керамики

Строительную керамику по назначению разделяют на стеновую (кирпич, керамические камни), фасадную (лице- вой кирпич) и кровельную (черепица). Канализационные и дренажные трубы, кислотоупорные изделия, пористые за- полнители для бетонов и теплоизоляции (керамзит, вспучен- ный перлит и вермикулит, аглопорит) также относят к строи- тельной керамике.

Согласно принятой классификации керамических ма- териалов по строению (зернистости) черепка, перечисленные материалы производят преимущественно из глин; они имеют некоторую пористость и обычно грубозернистый черепок (грубая керамика).

3.5.1. Стеновая и фасадная керамика

Разновидностями стеновой керамики являются кирпич одинарный и утолщенный полнотелый (без пустот или с тех- нологическим пустотами, объем которых составляет не бо- лее 13 %). К этой же группе материалов относится кирпич и камни пустотелые, пористо-пустотелые («теплая керами- ка») укрупненные, утолщенные или модульных размеров с горизонтальным расположением пустот изделия пористой керамики. Толщина наружных стенок пустотелых изделий должна быть не менее 12 мм.

Производство стеновой керамики является важной от- раслью в плане выполнения Федеральной целевой програм- мы «Жилище».

В ведущих странах Евросоюза применяется индустри- альная технология кирпичного домостроения, позволяющая

175

сочетать архитектурную выразительность, долговечность и комфортность домов из стеновой «теплой керамики» с бы- стрыми темпами их возведения, характерными для крупно- панельного домостроения (КПД). Это позволяет экономить до 58 % от стоимости строительства кирпичных зданий за счет снижения трудоемкости, сокращения инвестиционно- го цикла и ускорения оборота вложенного капитала.

Применение эффективных стеновых материалов дыр- чатого и пористо-дырчатого кирпича и пустотелых блоков,

вкоторых объем пустот может достигать 30 %, позволяет снизить среднюю плотность кладки и улучшить ее теплоизо- ляционные свойства.

Вместе с тем задача получения полнотелого кирпича,

втом числе лицевого, остается для большинства регионов России актуальной, что связано с климатическими условиями службы зданий и сооружений из кирпича.

Технологический процесс изготовления изделий стено- вой керамики может осуществляться по стандартной схеме

(рис. 82, I) – способом пластического формования, при вы-

давливании глиняной массы влажностью 18–20 % в виде бруса из горизонтального шнекового пресса с последующей резкой его на отдельные кирпичи, сушкой и обжигом.

На ряде заводов стеновые изделия формуют методом полусухого прессования из пресс-порошка влажностью 8–12 % при удельном давлении прессования 10–25 МПа с последую- щей сушкой и обжигом (рис. 82, II).

Научно-технический анализ современного состояния производства стеновой керамики показал, что существующие недостатки отмеченных технологических схем производства могут быть исключены, а достоинства сохранены при пере- ходе заводов на работу по блок-схеме (рис. 82, III), где пред-

ставлена линия полусухого прессования с пластической пере- работкой сырья.

176

Следует отметить, что данный способ производства пригоден для изготовления изделий специального назначе- ния – кислотоупорного кирпича и плиток, канализационных и дренажных труб, а также полнотелого кирпича для печей, стен подвальных помещений и облицовки подземных комму- никационных сетей.

При полусухом прессовании (рис. 82, II) проводится полусухая (а), либо шликерная (б) массоподготовка сырья. На первой стадии осуществляется первичное рыхление и до- зировка сырья. На второй стадии производится либо подсуш- ка сырья 2, а, либо подготовка шликера 2, б. В зависимости от принятой схемы подготовки сырья далее следует дробле- ние сырья 3 или процеживание шликера 4. Затем проводится рассев массы 5 или получение порошка из шликера в распы- лительной сушилке 6. Далее, усреднение параметров пресс- порошка 7, компрессия штучных изделий в формах 8; уклад- ка и транспортирование изделий на досушку и обжиг 9, а также досушка и обжиг изделий 10 осуществляются по еди- ной блок-схеме.

При полусухом прессовании из подготовленного глиня- ного порошка формуют изделия на прессах полусухого прес- сования. Характеристика формируемой структуры стеновых изделий при полусухом прессовании показана на рис. 24 (под- разд. 3.2.1.1). Пресс для полусухого прессования представлен на рис. 84.

В прессе предусмотрена дозировка и засыпка глиняно- го порошка в формы, регулирование глубины засыпки, прес- сование и выталкивание изделий, которые принимаются за- хватами съемника и укладываются на каретку или на удли- ненную часть стола. Цикл работы пресса совершается за один оборот коленчатого вала.

Изделия полусухого прессования, полнотелые или пус- тотелые, могут быть использованы только для кладки стен верхних этажей зданий, ввиду их недостаточной степени спекания и стойкости в водных условиях службы.

179

Рис. 84. Пресс полусухого прессования СМК-74 (СМ-1085А) 1 – станина; 2 – прессующий механизм; 3 – коленчатый вал;

4 – зубчатое колесо;

5 – каретка; 6 – механизм засыпки; 7 – регулятор за- сыпки; 8 – нижний штамп; 9 – лоток; 10 – стол;

11 – пневмосъемник

Блок-схема линии полусухого прессования с пластиче- ской переработкой сырья показана на рис. 82, III и рис. 85 и представляет собой совмещенный вариант производства изделий стеновой керамики. Стадия подготовки сырья 1, 2 осуществляется согласно традиционной схеме пластического формования, а формование изделий по принципу экструзии бруса заменено полусухим прессованием изделий из порош- ка, подготовленного методом грануляции пластической мас- сы 3 с последующей ее подсушкой 4 и измельчением 5. В данной блок- схеме предусматривается усреднение пара- метров пресс-порошка 6, обеспечивающее определенную влажность и гранулометрический состав. Компрессия штуч- ных изделий в формах 7, укладка и транспортирование изде- лий на досушку и обжиг 8; досушка и обжиг изделий 9 осу- ществляется в дальнейшем по схеме полусухого прессования.

180