Производство кирпича

       Если  из глиняной массы, поступающей в  пресс, предварительно удалить воздух при помощи вакуума, то она приобретает  более высокую связанность, плотность, увеличивается при этом сопротивление  глиняного бруса разрыву. Брус приобретает  резиноподобное состояние. Прочность  изделия, сформованного из вакуумной  глины, повышается в 2 – 3 раза, а высушенного  - примерно в 1,5 раза. Объемный вес обожженного  изделия возрастает на 3 – 4%, водопоглощение снижается на 10-15%, а прочность  увеличивается на 30-40% в сравнении  с прочностью изделий, сформованных без дезаэрации массы.

       Вакуумирование  уменьшает необходимую формовочную  влажность и позволяет формовать  изделие с влажностью на 2-3% меньше, чем обычно. При вакуумировании большое  значение имеет глубина вакуума: чем глубже вакуум, тем лучше дезаэрируется  глиняная масса, тем прочнее получается изделие. Для глин, чувствительных к  сушке, глубина вакуума должна быть 700-720 мм. РТ. Ст. использование вакуума  в сочетании с пароувлажнением  массы в процессе сушки, значительно  снижает трещиноватость. Поэтому  для формования кирпича необходимо применять ленточные вакуумные  прессы.

       Многообразные типы ленточных прессов, применяемых  для пластического формования кирпича, различаются лишь конструкцией отдельных  узлов и деталей, но принципиальная схема их одинакова.

       Ленточный пресс состоит из следующих основных частей: приемной коробки, закрепленной на фундаментной плите, цилиндра пресса, головки мундштука, шнекового вала с лопастями. Глиняная масса, поступающая  в приемную коробку, забирается лопастями  шнекового вала, продвигается в цилиндр  пресса и выдавливается через  прессовую коническую головку в  мундштук.

       Характер  движения глиняной массы в приемной коробке, средней и выпорной частях цилиндре пресса различен. Куски глины, поступающие в приемную часть  пресса, захватываются лопастями  и продвигаются в корпус пресса. При этом пространство между витками  шнека заполняется всего лишь на 30-40%, и глина располагается  в основном у фронтальной части  лопастей, тыльная сторона которых  в приемной части шнека почти  всегда остается свободной. При дальнейшим продвижении глины в корпус пресса она, примыкая к внутренней поверхности  корпуса и фронтальной части  шнека, совершает сложное движение по спирали. В результате этого происходит расслоение массы по поверхностям, концентричным оси шнека, причем оно больше у массы, находящейся  у цилиндра пресса.

       По  мере продвижения к средней части  цилиндра пресса вращение вокруг спиральной оси уменьшается и в средней  части оно прекращается, так как  здесь объем между витками  шнека почти полностью заполняется  массой.

       Выпорная  часть шнека продвигает массу  в конусную головку пресса в виде одно- или двухзаходных спирали в  зависимости от количества заходов  выпорной лопасти. Последняя оказывает  пульсирующее давление на массу в  конусной головке мундштука пресса, что отрицательно сказывается на качестве формуемых изделий. Двухзапорная выпорная лопасть в виде двух наклонных  плоскостей, уменьшая пульсацию при  входе массы в головку пресса, более эффективна, чем однозаходная.

       Ленточный пресс может быть вакуумные и  безвакуумные. Мундштук ленточного пресса для производства обыкновенного  кирпича имеет прямоугольного сечение. Для формования пустотелых кирпича  в мундштуке пресса устанавливают  пустообразующий сердечник, состоящий  из скобы с прикрепленными к ней  стержнями – пустообразователями. Применяются также фасонные вставки в виде узкой щели – для формования черепицы, кольцевые – для керамических труб. При изготовлении полнотелого кирпича выбор типа и конструкции мундштука имеет большое значение, так от длины, конусности и способа орошения мундштука зависит качество бруса.

       Из  мундштука выходит глиняной брус, который разрезают автоматическим резательным аппаратом, получая  изделия заданного размера. При  формовании кирпича необходимо устранять  возможность возникновения неравномерных  напряжений в самом глиняном брусе, создавая плавный переход от головки  к мундштуку. Углы мундштука со стороны  входа в него массы рекомендуется  делать воронкообразными, мундштук следует  устанавливать так, чтобы центр  выходного сечения его точно  совпадал с осью пресса. Внутренние поверхности мундштука, особенно в  углах, должны быть совершенно гладкими, с тем чтобы сопротивление  движению глины было равномерным  по всему периметру мундштука  и минимальным. Отбор сырца от пресса и укладку его на транспортные средства выполняют автоматы.

       Для формования кирпича применяют деревянные, стальные и чугунные мундштуки с  водяным орошением. Деревянные мундштуки  изготовляют из брусков дубовых  или хвойных пород, лучше дубовых. Внутреннюю поверхность мундштука, снабженную канавками для воды, покрывают  чешуей из латунных или стальных полос  шириной 40-60мм. Чешую крепят к телу мундштука гвоздями. По углам чешуя  пропаивается и тщательную зачищается. Между пластинами чешуи надлежит оставлять небольшой зазор для  прохода воды. Вода для орошения мундштука подается через одну или  две трубочки, укрепленные в верхней  его части и соединенные резиновым  шлангом водопровода. Прочищают  мундштук через специальные отверстия, соединяющиеся с канавками, по которым  вода поступает под чешую.

       Наиболее  широкое распространение находят  металлические мундштуки, литые  или сварные. В них, как и в  деревянных, также вставляется чешуя  отдельными пластинами или в виде рубашки из набора чешуи. Если из мундштука  выходит малосвязный рыхлый брус, что является следствием недостаточного вакуумы, то надо устранить подсосы  воздуха и увеличить глубину  вакуума. Иногда образование слоистой структуры при глубоком вакууме  устраняется большим отощением  массы или повышением влажности  формуемой массы. Если наблюдается  резкое уменьшение производительности пресса при переходе на выпуск того или иного вида пустотелого изделия, то значит конструкция мундштука  и пустотообразовательной выбрана  нерациональной и следует изменить уклон стенок мундштука и кернов, конфигурация и расположение скоб, на которых укреплены кернодержатели.

       Когда брус при выходе из мундштука расходиться  в разные стороны, то причиной этого  является малая скорость периферийных частей бруса и большая скорость его средней части. Если глиняной брус приобретает вогнутость, то это значит, что середина бруса тормозится и выходит медленней периферийных частей.

       При эксплуатации резательного автомата необходимо, чтобы ось глиняного бруса  и ось транспортера автомата находились в одной вертикальной плосеости. Автомат должен быть установлен строго горизонтально, а его регулировочный барабан должен находиться на расстоянии около 500 м от мундштука. Для удобства обслуживания пресса и замены мундштуков между мундштуком и автоматом  следует укрепить металлический  лист или ролики, на которые опирается  выходящий из мундштука брус.

       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%. Перед обжигом изделие надо высушить до содержания влаги не более 5% во избежание неравномерной усадки и растрескивания при обжиге. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       3.2 Сушка кирпича. 

       На  протяжении всей истории развития керамической промышленности сушке изделий всегда уделялось большое внимание. Это  объясняется тем. Что сушка является весьма важным и ответственным этапом технологического процесса. При сушке  из изделия должно удалиться вся  влага, как полученная им с сырьем, так и специально введенная при  формовании. Однако практически вся  формовочная влажность никогда  не удаляется. В сушке в среднем  удаляется 70% влаги, а в обжиге –  остальные 30%. Между тем затраты  на частичное удаления влаги при  сушке кирпича по сравнению с  затратами на весь обжиг очень  велики. Так, на 1000 шт.кирпича трудовые затраты составляют соответственно 0,265 и 0,74 чел. – дня, а расход условного  топлива – 60 и 105 кг. Поэтому понятно  стремление производственников совместить процессы сушки и обжига, т.е. исключить  сушку как самостоятельный процесс, или обжигать кирпич повышенной влажности 12-14%. Изделия сушатся при температуре 20-90ºС. Продолжительность сушки 28 ч.

       И все же при пластическом формовании изделий, особенно без применения отощающих  добавок, трудно надеяться на какие-либо заметное снижение роли процесса сушки  в общем технологическом процессе производства, а тем более на исключение его путем совмещения сушки и  обжига.

       Это особенно трудно, потому что главное  назначение процесса сушки не только в том, чтобы удалить влагу, введенную  в массу для придания ей формовочных  свойств, а и в том, чтобы при  удалении этой влаги сохранить форму  изделия.

       От  способа укладки сырца на транспортирующие устройства и доставки его в сушилки  в значительной степени зависит  качество получаемой продукции. В данном курсовом проекте сушка изделии  производиться в туннельных сушилках. В туннельных сушках осуществляется искусственная сушка под действием  теплоносителя, т.е. горячего воздуха, дымовых газов или их смеси.

       После сушки керамические изделия, имеющие  влажность не более 5%, поступают  в печь. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       3.3 Сущность процесса сушки. 

       Кирпич  сушат нагретым воздухом, перемешивающимся через садку изделий. При этом воздух передает тепло изделиям, и часть этого тепла затрачивается на нагрев изделий и превращение находящейся в ней воды и пар, который уноситься циркулирующим воздухом за пределы сушильного агрегата. Воздух играет, таким образом, двояковую роль – теплоносителя и массоносителя.

       Сушильная способность воздуха определяется разностью между температурами  сухого и мокрого термометров. Температура  сухого термометра показывает температуру  теплоносителя, температура мокрого  – температуру воды., испаряющейся в данный теплоноситель. Температура  мокрого термометра в установившемся процессе всегда меньше температуры  сухого термометра или равна ей; если эти температуры равны ей; если эти температуры равны, то теплоноситель  насыщен влагой.

       Количество  водяного пара, удерживаемого влажным  воздухом, не может превышать некоторой  предельной величины, соответствующей  равенству между температурой сухого и мокрого термометров. Если при  неизменном влагосодержании понижать температуру воздуха, то при некоторой  температуре. Называемой точкой росы, из воздуха начнет выделяться влага  в виде капель конденсата. Температура  точки росы соответствует 100%-ному насыщению  воздуха водяным паром при  данном влагосодержании воздуха.

       При длительном контакте влажного воздуха  и керамической массы между ними устанавливается равновесие: количество влаги, испарившейся из материала во влажный воздух, равно количеству влаги, сконденсировавшейся на поверхности  материала. Это состояние динамического  равновесия характерно также тем, что  при его наступлении влага  в  материале распределена равномерно по объему. Наличие равновесных влажностей материала, соответствующих различным  относительным влажностям воздуха, указывает на наличие различных  видов связи влаги керамической массой. В начале процесса сушки  удаляется часть влаги, наименее прочно связанная с материалом, затем  начинает удаляться влага, все более  и более прочно связанная с  материалом.

       Сила  связи влаги с керамической массой выражается в затратах тепла на разрушение связи с высушиваемым материалом: чем прочнее связь, тем больше затратить тепла на испарение  одного и того же количества воды.

       Процесс сушки идет тогда, когда нарушено равновесие между керамической массой и влажным воздухом, т.е. когда  влажность материала при данной температуре больше равновесной. При  этом влажность материала уменьшается, а воздуха увеличивается. Чем  сильнее нарушено равновесие, тем  быстрее идет процесс сушки; в  теле изделий возникает неоднородность концентрации влаги – на поверхности  изделия влажность меньше, в центре больше.

       Тепло на испарение влаги из высушиваемого  материала доставляется теплоносителем – воздухом или дымовыми газами. Часть тепла снова возвращается в теплоноситель с паром. Другая, не возвращаемая теплоносителю часть  тепла, затрачивается в сушилке  на покрытие неизбежных потерь тепла  через стенки сушилки, с выгружаемым  из нее нагретым материалом и транспортом.

       Процессы, происходящие при сушке, весьма сложны и многообразны. С технологической  точки зрения важнейшее при сушке  керамических материалов имеет их отношение  к трещинообразованию. Появление  трещин на сырце обусловливается  внутренними напряжениями в теле изделия, подвергаемого сушке. Напряжения возникают в связи с неоднородностью  влагосодержания в различных  точках изделия и как следствие  этого неоднородностью усадки материала  по толщине изделия. Под действием  напряжений изделие деформируется, меняет свою геометрическую форму, а  в случаях, когда напряжение превышает  прочность материала, растрескивается.