Sag-group.ru

Стройка бетон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технология обжига кирпича

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

Типы печей для обжига кирпича

Существует несколько видов печей, используемых для проведения обжига. Выбор конкретной модели зависит от ряда отдельных факторов. Примечательно, что этот объект одновременно является открытой термодинамической системой и технологическим оборудованием, в котором регулярно протекают тепловые реакции.

Кольцевая печь для обжига кирпича

Кольцевая печь для обжига кирпича топится углем

Кольцевые печи со сводами, этот вид пользуется особой популярностью среди подобного технологического оборудования. Но если печь размещается вне производственного предприятия, то целесообразнее выбрать модель, не имеющую свод. Ее постройка потребует больших финансовых затрат, но это компенсируется легким и удобным обслуживанием.

Туннельная печь

Уголь для кирпичных заводов использование в тунельной печи

Туннельные печи набирают популярность и вытесняют кольцевые. Крупные заводы по производству кирпича отдают им предпочтение, так как это облегчает технологический процесс. В этих печах кирпич, размещенный на особых термоустойчивых вагонетках, передвигается по всей длине сооружения. В то время как в кольцевых он неподвижен, здесь требуется смена различных температурных режимов.

Обжиг

Печь начинают топить соломой, хворостом и затем дровами.

Первая стадия — сушка. Это самая ответственная стадия.

Топить следует неинтенсивно, используя низкокалорийное топливо (отходы древесины), до тех пор, пока кирпич не избавится от внутренней влаги. Наличие влаги в кирпиче определяется наличием конденсата в верхних рядах.

Просушку можно считать законченной, если опущенный на пару минут в печь железный штырь не будет запотевать. При определенном опыте, наличие влаги можно определить рукой, поместив ладонь над выходящими газами.

Процесс сушки обычно занимает до 12 часов.

После того как будет установлено, что остаточная влага удалена, огонь постепенно усиливают, доведя кирпич до темно-красного цвета (наблюдая по своду). Подогрев длится до 9 часов, затем переходят на большой огонь до выхода огня наружу.

Обжиг кирпича до вишнево-красного цвета

Увеличение тепла производится только увеличением подачи топлива. Если по какой-либо причине пламя начинает выбиваться из какого-либо места, это место сразу засыпают землей.

Когда в верхней части печи появится огонь (900-950°C) — верхние ряды светло-красного цвета, а нижние — желтого, печь "ставят на остывание". Для этого топочное отверстие закладывают кирпичом и обмазывают глиной, а на верх печи насыпают сухую землю, кирпичную пыль или сухой песок слоем 10-15 см.

Температурный режим обжига характеризуется четырьмя этапами:

  • Сушка: температура 20-90°С, время 10-13 часов.
  • Подогрев: температура 90-600°С; время 8-10 часов.
  • Обжиг: температура 600-1000°С; время 10-12 часов.
  • Остывание: температура 1000-50°С; время 7-10 часов.

Контроль температуры обжига в печи производится визуально по цвету свода:

  • Темно-красный, видимый в темноте — 450-500°С.
  • Темно-красный — 600-650°С.
  • Вишнево-красный — 700°С.
  • Светло-красный — 850°С.
  • Желтый — 950-1000°С.
  • Белый — 1200°С — ПЕРЕЖОГ!

Раньше для получения качественного кирпича, печь выдерживали в закрытом состоянии до недели и лишь потом приступали к охлаждению. Это давало отличные результаты, так как снятие термических напряжений происходило очень медленно.

Практически же достаточно выдержать 7-10 часов.

Охлаждение печи начинают пробивкой в топке малого отверстия — величиной с куриное яйцо, через час отверстие увеличивают вдвое, еще через час — уже вчетверо. Таким образом, через 6 часов можно открыть топочную дверку и ждать полного остуживания печи.

После остуживания разбирается передняя стенка печи и производится разделка садки, начиная с верхних рядов. После разборки, сортировки и выбраковки качественный кирпич складывают штабелем плотно друг к другу.

Недообожженный складывают отдельно и в будущем применяют в неответственных конструкциях для перегородок или в верхних рядах кладки.

Читайте так же:
Силиконовая форма под кирпича

Визуальное определение качества кирпича. Причины брака.

Правильно обожженный кирпич — однородного оранжево-красного цвета. Он имеет правильную форму с прямыми ребрами и ровными поверхностями. При ударе металлическим молотком издает чистый звук.

Недообожженный — имеет более светлый цвет, неоднороден на изломе. При ударе издает глухой звук (причина — недостаточная температура или время обжига).

Пережженный — имеет темно-серый или сине-черный цвет, часто со следами оплавления по поверхности. При ударе издает высокий звук. Образуется при чрезмерно высокой температуре обжига.

Повреждение углов и ребер изделия — результат небрежной переноски, транспортировки или неосторожной укладки изделий в печи.

Деформация изделия — недосушенность перед укладкой в печь.

Мелкие трещины образуются при слишком быстром нагревании или охлаждении печи.

Крупные трещины и сквозное растрескивание изделия — результат неправильного соотношения глины и песка, плохого качества глины, нарушения режима сушки и обжига.

Черный кирпич получается из-за недостатка воздуха или из-за плохой его циркуляции в печи.

Белые пятна на готовом изделии — следствие неправильной просушки (пересушка).

Глина → Кирпич → Печь

В данной статье я хочу описать свой опыт по работе с глиной, изготовление из неё кирпичей (в формате 1:6) и создание уменьшенной модели типовой отопительной печи ПТО-2300.

Введение

Начнем с детства. Я вырос в доме с печным отоплением. Рубка дров, топка печи, языки пламени в топке, шум ветра в трубе зимой, нюансы регулировки тяги поддувалом и печными заслонками я вобрал в себя с малых лет. Вернуться к возможности снова посидеть у огонька, подбросить дровишек удалось лишь в взрослом возрасте. В это же время родилось желание разобраться с конструкцией печей; их видами и предназначением; особенностями эксплуатации; отличием и преимуществами/недостатками одного типа отопления от другого.

Уменьшенный формат, некая миниатюризация, выбрана осознанно — при том же познавательном эффекте мы выигрываем в сроках, объемах используемых материалов, прилагаемых усилиях, затратах на транспортировку, требуемых площадях и т. п. А увеличить масштаб можно всегда.

Глина

Древнейший природный ресурс, открытый человечеством. Из нее строили все, что угодно: стеновые и кровельные материалы, печи, дома, конструкции и сооружения, бытовой и кухонный инвентарь, игрушки, поделки, произведения искусства. Есть она везде, добыть её можно в любой местности, имеющиеся запасы огромны.

За несколько месяцев исследований мне удалось найти в ближайших окрестностях три глиняных карьера (и ещё о трех-четырех потенциально-возможных я узнал, но не посещал). В них я накопал глину разного качества и цвета. Ещё два вида очищенной профессиональной глины для лепки я приобрел в магазине. Цветовая палитра глин в природе очень разнообразна — от белой и черной — до всего спектра красно-желтой, а так же зеленой, синей и т. п. Кстати, зеленая глина встретилась мне первой всего лишь в 200 метрах от дома!

Самое важное, если вы начнете добывать глину самостоятельно — это её очистка от песка, органических примесей, мусора и иных включений. Для обозначения этого процесса придуман специальный термин — отмучивание. Технология очень проста: накопанную глину растворяют в воде и пропускают через ряд сит с все более и более мелкой ячейкой. Крупные частицы отделяются, а на выходе имеем взвесь с мелкодисперсными частицами глины. После отстаивания, слива лишней воды и окончательного высыхания глины получаем сырьё для дальнейших экспериментов.

Хранить готовую глину в полиэтиленовых пакетах (без потери нужной влажности) можно годами. А так этот продукт не портится вообще — со временем она становится лишь лучше.

Кирпичи

Слепив несколько кирпичей вручную, я понял, что это излишне трудоемкий путь. К тому же разброс по размерам получался слишком критичным. Надо было браться за изготовление формы, вводить стандарты.

Читайте так же:
Самый тонкий шамотный кирпич

Параллельно с изготовление формы я «прочесывал» Интернет, статьи и книги на предмет того, по какой технологии можно массово и быстро делать кирпичи. Самая древняя и простая — ручная формовка. Экструдирование глиняной массы при помощи шнеков или гидравлических толкателей тоже рассматривалось, но эти слишком амбициозные планы были оставлены на будущее 🙂

Прикинул, что на печь требуется около 300 полных кирпичей (или, примерно 500 с половинками, четвертинками и прочими частями). Стандартно, за час-полтора у меня получалось делать около 20-25 кирпичей. Т.е. около 18-22 вечера за трамбовкой глины в форму и выпрессовыванием готового изделия на полку для сушки — и полный комплект изделий для сборки печи готов!

Я использовал достаточно плотную, твердую глину, разравнивал все складки-неровности, параллельно нарезал четвертинки-половинки (и ещё прикидывал потребность в них). Поэтому данный процесс и растянулся. Поштучное единичное производство — самое времязатратное.

Закон «Квадрата — куба»

Пример: Реальный стандартный кирпич имеет размеры 250х120х65 мм и массу 3600 грамм. Плотность кирпича получается равной 1846 килограмм на метр кубический.
Уменьшим его размеры примерно в 6 раз. Получим линейные размеры 42х20х11 мм и массу равную 17 граммам.

Т.е. изменение линейных размеров в соотношении 1:6 привело к изменению веса в соотношении 1:211. Эксперимент может повторить у себя дома любой желающий.

Выводы практические (применительно к моему эксперименту) — масса всей модели печи составит не более 5-6 кг. Что очень удобно для постройки, переноса и хранения. Кирпичи подобных размеров еще не миниатюрны (пинцет и лупа не нужны), но уже и не «циклопические» — таскание лишних тяжестей и выделение полкомнаты на «стройку» не потребуется. Все собирается быстро и удобно на столе или подоконнике.

Обжиг

Обжиг — пока не трогаю. Для кладки с избытком хватает прочности кирпича-сырца. Обжиг же требует доступа к огню, печам. Говоря языком IT — эти работы можно выделить в отдельную подсистему и исследовать позже. А пока считаем, что в методе Обжиг() стоит временная «заглушка», которая всегда возвращает «true».

Я начал создание печи с изучения теоретического и практического опыта человечества. По данной теме уже все давно детально проработано — топливо стоит дорого и сжигать его затратно (во всех отношениях). Поэтому люди пришли к ряду оптимальных конструкций, позволяющих получать максимум тепла с единицы дров, угля, торфа и т. п.

В качестве образца я выбрал типовую отопительную печь ПТО-2300

  • масса — 1260 кг
  • площадь теплоотдающих поверхностей — 5,5 м. кв.
  • конвективная система — колпаковая
  • дымовая труба — насадная
  • вид отделки — расшивка
  • при однократной топке — 1400 Вт
  • при двукратной топке — 2300 Вт
  • при однократной топке — 1600 Вт
  • при двукратной топке — 2500 Вт
  • кирпич керамический — 210 шт.
  • кирпич шамотный — 76 шт.

Топливник, как правило, делается из шамотного кирпича (в моей модели это кирпич белого цвета), а теплообменник (или система каналов, массив печи, запасающих тепло) — из красного кирпича. Необходимость применения шамотного кирпича вызвана высокими температурами, образующимися при горении.

Под разные виды топлива требуется топливник разных размеров, формы и конструкции. И разная подача воздуха. В случае сжигания каменного и бурого угля, торфа требует топливник поменьше и обязательно наличие поддувала — подача воздуха снизу, через колосники.

Я проектировал печь под дровяное отопление, поэтому взял размеры топливника побольше и выбрал подовый тип сжигания дров. В нашей местности бытовые печи углем и торфом не топят (их попросту нет в наличии) — используют исключительно дрова.

Читайте так же:
Прошивка для lenovo p780 кирпич

Сама кладка очень проста. Если не использовать связывающий раствор, а просто набирать конструктив печи по рядам, конечно. Кирпичик к кирпичику, кирпичик к кирпичику… Мы ведь делаем модель, а не реальный образец, верно? Значит о расшивке швов можно не беспокоиться. К тому же, возможно в будущем захочется обжечь эти кирпичи или использовать их в другом проекте.

Кстати, печники говорят, что правильно спроектированная печь не требует раствора для того, чтобы все её элементы держались вместе, единой монолитной конструкцией. Т.е. заделка швов нужна лишь для обеспечения герметичности и защиты людей от поступления продуктов сгорания в жилое помещение.

Внизу печи я сделал шанцы — сообщающиеся с помещением небольшие тепловоздушные каналы в подтопочной части, через которые циркулирует воздух обогреваемого помещения. Шанцы повышают теплоотдачу печи и устраняют перегрев пола, на котором установлена печь.

Фурнитура

Изначально я хотел фрезеровать топочную и прочистную дверцу из дюралюминия, а вьюшечные задвижки вырезать из жести. Потом передумал и быстро собрал и склеил эти детали из картона. Попасть в размеры и подогнать внешний вид по этой технологии намного проще и быстрее. Покрываем все глянцевой краской из баллончика, ждем высыхания — получаем нужные нам изделия.

Колосниковая или подовая печь?

Изначально, в давние времена, все печи строились подовыми. В процессе эволюции человек усовершенствовал печь добавив в неё колосник (для сжигания разного вида топлива). По поводу того, какую печь строить — колосниковую или подовую ведутся жаркие дискуссии.

В колосниковых топках дрова укладываются на колосник (колосниковую решётку). Колосник, соответственно, служит дном топки. Через колосник подаётся первичный воздух для горения на топливо.

В подовой печи дрова укладываются на под. Подом называют глухой пол топливника. В подовой топке первичный воздух подаётся через дверцу топливника.

Я открыл ряд преимуществ именно подовой топки (по сравнению с колосниковой, при использовании дров в качестве топлива):

  • из печи исчезает холодное ядро (воздуховод под колосником). Весь массив печи прогревается более равномерно
  • дрова сгорают почти полностью, выше КПД, больше тепла получаем
  • образуется меньше сажи и золы
  • низ печи нагревается не только пламенем но и тлеющими углями
  • обеспечивается низкий уровень конденсата в дымоходе, не течет деготь. Нет поступления в трубу несгоревших частиц топлива.
  • горение в этом случае происходит сверху вниз, топливо сгорает медленнее, равномернее, т.к. горит только верхний слой, а не вся масса (как при колосниковом горении)

Проектирование в 3D

Перед началом работ я сделал полную модель печи в программе трехмерного моделирования. Я пользуюсь FreeCAD (но подойдет любая другая, конечно). Это дало возможность увидеть предстоящий «объем работ», изучить нюансы кладки, представить трудоемкость отдельных операций и визуализировать желаемый результат. И, конечно, сам процесс 3Д проектирования мне очень понравился сам по себе.

По срокам: на создание модели печи ушло четыре-пять вечеров (по полтора-два часа работы в среднем). И это с учетом отработки технологии виртуальной кладки. Во второй раз, думаю, я справился быстрее. К сравнению, на саму реальную работу я потратил раз в десять больше времени. Налицо преимущества трехмерного моделирования и проектирования.

Если нет возможности воплощать задумку вживую — можно сделать её виртуально. Мозгу все равно, работать ему с образом или его реальным воплощением. Удовольствие (эндорфины) мы получаем почти то же самое.

Принцип загрузки в туннельных печах

загрузка кирпича в тоннельные печи

загрузка кирпича в тоннельные печи

Для создания газовых печей для обжига кирпича надо

рассчитать определенное количество изделий за необходимое время. В основном в таких печах находится камера больших размеров, где размещается сырье. Эти камеры похожи на туннель, а в середине расположен элемент для их нагревания. Благодаря этим устройствам начинает работать вся система. Каждая из них поделена на отделы, которые во время изготовления кирпича имеют определенную температуру.

Читайте так же:
Пользуется спросом лего кирпич

Схема печей для обжига кирпича меняется от самой конструкции, которая имеет в каждой секции специальные толкатели. Они же, в свою очередь, не могут работать без тележек, а для их передвижения надо положить рельсы. Чтобы ускорить процесс работы необходимо все автоматизировать, это позволит значительно сэкономить финансовые вливания, а это заветное желание для каждого предпринимателя, который решил заняться этим производством.

схема тоннельной печи

схема тоннельной печи

Чтобы сконструировать туннельную печь для обжига кирпича, надо за чертежом обратиться к специалисту, так как она может иметь разную форму. На тот момент, когда кирпич загружается, он серого цвета, а при выходе становится оранжевым, который можно увидеть в строймаркетах и на рынках. В процессе изготовления изделия печь работает по определенному принципу:

  1. На 1-ю тележку, у которой есть поддон, загружают сырой кирпич в пару рядов. При его загрузке надо соблюдать высоту. Она должна быть не больше 1 м., если превысить этот порог, то кирпич станет бракованным:
  2. Для того чтобы туннельная печь для обжига кирпича заработала, надо включить автоматические устройства и толкатели. Тележка активизируется загруженная материалом. Как только она заезжает внутрь печки, сырые кирпичи попадают в 1-ю камеру. Несведущий человек может задаться вопросом: «Как же положить кирпичи на вагонетку, чтобы они после процедуры приобрели определенную форму?»:
  3. Следующим шагом в обычной технологии считается промежуточная сушка сырого изделия. Схема печи для обжига кирпича в домашних условиях совсем другая, чем производственный объект.

конструкция тоннельной печи

конструкция тоннельной печи

При постепенном нагревании печи, из кирпича выходит вся влага, а если этот стройматериал загрузить в горячую печь, то его просто разорвет или он деформируется. Поэтому надо более внимательно относиться к рабочим объемам.

  1. чтобы постепенно перемещать сырое изделие, используют камерные печи для обжига кирпича. Когда кирпич подъезжает к камере, там уже температура достигает около 900 градусов по Цельсию, а может быть, и выше. Каждый материал находится в этом отделе определенное время. По истечении отпущенного периода, поступает другая партия, а эта переходит в следующую стадию обработки. Если внедрить на предприятии вот такую туннельную конструкцию, то за короткий промежуток времени можно получить очень хороший результат.
  2. следующий шаг при проектировании печей обжига кирпича подразумевает под собой соединение всех частиц изделия. Когда влага, которая находится между кристалликами, полностью испаряется, то сырье напоминает чем-то керамику. Самое интересное, что изделия из керамики производится именно таким же способом.
  3. на этом, в общем-то, обжиг и заканчивается и будущий стройматериал переходит в следующую камеру для остывания. Этот процесс тоже должен быть постепенным, а не резким. Тем временем автоматический конвейер продолжает свою работу и почти готовый строительный материал попадает в последний отдел. Перед продажей изделие отлеживается в мобильной туннельной печи для обжига кирпича в последнем отделе, в котором поддерживается самая маленькая температура.
  4. На заключительном этапе, толкатели как бы выпихивают вагонетку, и кирпич без физического или механического вмешательства, а также без резкой разницы температуры окончательно остывает. После того как он остынет, его перевозят на склад.

Мини печь для обжига кирпича — самая мобильная и автоматизированная конструкция для производства этого изделия. Ее нельзя сравнивать с результатами туннельной, потому что вся работа построена на конвейерном методе. Конечно, в такое предприятие нужно вложить значительные денежные средства, но с таким оборудованием, который может производить огромный объем продукции, все затраты быстро окупятся.

Кольцевая печь

Это занимающая большую площадь, сложная конструкция непрерывного действия. Кольцевые печи со сводами наиболее распространены в масштабном промышленном производстве. Некоторые мелкие производители сооружают их заглубленными в землю и оставляют без свода, накрывая временным настилом.

Читайте так же:
Lenovo p770 кирпич что делать

Принцип обжига

Рабочее пространство кольцевой печи организовано в виде замкнутого, вытянутого эллипса с окнами на боковой поверхности, служащими приемными отверстиями для загрузки материала или его выгрузки. Промежуток между окнами называют камерой.

Главная особенность технологического процесса — стационарное положение кирпича при перемещающейся от камеры к камере зоны огня (взвара). Она непрерывно движется вперед , по кольцу обжигательного канала. Топливо забрасывают непосредственно на кирпичи, и оно воспламеняется от их накала. После прохождения огня через всю камеру процесс отжига считается завершенным , и огонь передвигается на следующий отсек.

На розжиг кольцевых печей требуется 3—4 дня. Топки для разведения огня устраивают во временных поперечных кирпичных стенках. В начале процесса разогрева топливо поступает через отверстия в своде. Когда ближайшие к топкам подсадки кирпича накаляются докрасна, начинается прямая подача. После продвижении разведенного огня на 4 – 5 камер вперед , разбирают стены с временными топками, и печь начинает функционировать в непрерывном режиме.

Огонь движется одновременно с садкой и выемкой. Количество новых подсадок сырца должно соответствовать количеству готовых, выгруженных кирпичей.

Другие особенности технологии:

  • Процесс отжига длится до 4 суток .
  • Тяга создается благодаря устройству центрального дымового канала, проходящего по периметру конструкции и подводящегося к каждой из зон обжига с помощью перекидного короба из металла.
  • Воздух в дымовой канал поступает уже разогретым, так как засасывается в зоне выгрузки отожженных изделий.
  • Предварительная досушка и подогрев сырца осуществляются под действием отходящих дымовых газов.

Достоинства и недостатки

Основные преимущества печей такой конструкции — высокая производительность, простота процессов обслуживания и эксплуатации, экономичность. Снижение себестоимости продукции возможно за счет :

  • использования недорогих теплоносителей (низкосортный антрацитовый штыб, фрезерный торф и прочие топливные отходы) .
  • небольшого расхода топлива (в 2 — 3 раза меньше, чем для туннельных печей) .
  • возможности менять вид топлива без остановки печи .
  • экономии теплоносителей (эффективного использования дымовых газов с высокой температурой , в том числе и для сушки сырца).

К недостаткам печей кольцевого типа относят:

  • сравнительную дороговизна постройки .
  • большую длительность технологического цикла, обусловленную существенной величиной камеры;
  • неравномерность обжига (кирпичи в глубине садки не дожигаются) .
  • низкий КПД .
  • преобладание ручного труда над механизированными процессами .
  • невозможность полной автоматизации.

Обжиг кирпича – важный этап в производстве

Обжиг шамотного кирпича осуществляется в туннельных печах, от качества которых зависит надежность сырья. Готовые заготовки помещают в печи, где происходит постепенное повышение температуры для обеспечения равномерной обработки материала.

Этапы обжига шамотного кирпича – пороги температуры:

  1. От 100 до 200º С. При такой обработке окончательно испаряется вся влага из сырца.
  2. Следующий этап – 400-600º С. В материале распадается каолинит, что дает небольшую усадку изделия до 0,5%.
  3. Затем осуществляется обжиг при температуре 600-900º С. При такой обработке разлагаются соединения кальция и магния, углеродные смеси и сульфиды. Продолжается линейная усадка до 2,5%.
  4. Последний этап – обработка при температуре до 1000-1000 º С, а затем и при 1300-1400º С. Происходит запекание заготовок, такая обработка длится 5-6 часов.

После того, как обжиг закончен, кирпич поэтапно охлаждают. Температуру уменьшают постепенно, чтобы не допустить деформации изделий. При профессиональном изготовлении на фабрике строго соблюдаются все этапы производства кирпича – подготовка сырья, формовка, сушка, обжиг и охлаждение. Изготовление осуществляется на современных туннельных печах с точным контролем изменения температуры. Такая схема производства осуществляется на заводе «Поликор», мы выпускаем продукцию высокого качества!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector