Производство керамического кирпича

     Пройдя  зону обжига, печная вагонетка с  кирпичом поступает в зону остывания. В этой зоне происходит остывание  кирпича по заданной кривой от 1000°С до 50°С.

     При   800-750°С   керамический   кирпич находится в тугопластичном состоянии и переходит в твердое состояние и в начальный период при падении температуры на 100-200°С керамические материалы претерпевают термическое сжатие и деформируются пластически, подвергаясь незначительным нагрузкам, поэтому необходимо замедлять охлаждение во избежание появления напряжений, при быстром охлаждении в кирпиче могут появиться трещины. При этом допускаемая величина температурного перепада по толще кирпича не должна превышать 30⁰С. Опасным периодом также считаются участок температурной кривой 650-500°С в связи с обратным превращением а-β-кварц. Допустимая скорость охлаждения на этом участке составляет для полнотелого кирпича 250-300°С, для кирпича с пустотами 350-400 ºС.

     Охлаждение  изделий в интервале 650-500⁰С характеризуется модификационным изменением кварца (573⁰С) с уменьшением объема на 0,82%. Скорость охлаждения в этом интервале не должна превышать 150°С/час. Дальнейшее охлаждение изделий (от 500⁰С и ниже) ограничивается лишь условиями внешнего теплообмена.

     Окислительное начало обжига рекомендуется с целью  сжигания природных органических примесей глины и введенных в массу  выгорающих добавок, несгоревшие остатки  которых при окончании спекания изделий могут препятствовать их уплотнению или даже вызвать вспучивание. Поэтому при температуре 800-850 ºС выдержаивают изделие в окислительной среде до полного выгорания коксового остатка. После достижения материалом этой температуры и при дальнейшем его нагреве положительное влияние на качество готовой продукции и активизацию процесса обжига оказывает восстановительная среда. Это объясняется присутствием закиси железа (FeO), которая в отличии от окиси железа (Fе₂O₃) обладает высокой реакционной способностью по отношению к основным компонентам глины. Закисные соединения железа при температуре выше 600⁰С связываются с другими окислами и способствуют выводу окиси алюминия (глинозема) из кристаллической решетки глинистых минералов. Это приводит к более раннему созреванию материала, повышению прочности и морозостойкости керамических изделий. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

           2.2 Характеристика сырья и готовой продукции

     Исследования  на глину были проведены в Центральной лаборатории Средне-Волжской геологической экспедиции (г.Нижний Новгород), полузаводские - в Уфимском филиале «Госоргтехстрома.

     Таблица 2.2.1 - Сводка требований к кирпичному сырью по ОСТ 21-78-88 и результаты испытания

     По  гранулометрическому составу сырье  относится к низкодисперсному. Породы полезной толщи согласно инженерно-строительной классификации (СНиР 2-1, 1988) при содержании частиц диаметром менее 0,005 мм в количестве более 30%  (в нашем случае 38,1-39,3%)) могут быть отнесены к глине мягкой без примесей. Усредненный объемный вес суглинков составляет 1,95 т/м".

     Таблица 2.2.2 - Химический состав глинистых пород, содержание компонентов с допусками ОСТ 21-78-88

Продолжение таблицы 2.2.2

     Естественная  влажность составляет 18-24%. Общая линейная усадка 7-9%. По чувствительности к сушке сырье относится к чувствительным. Для улучшения природных свойств глины широко применяют отощающие добавки. Ими служат опилки. Предпочтение следует отдавать опилкам продольной резки, т.к. они длинноволокнистые, армируют глиняную массу лучше. Содержание гнили в опилках не должна превышать 5 %, содержание металлических примесей недопустимо.

     В состав глин может входить только один минерал, что характерно в основном для огнеупорных глин. Такие глины называются мономинеральными. Если в состав глин входят несколько минералов, их называют полиминеральными. К таким глинам относятся легкоплавкие глины, из которых и изготавливается обыкновенный кирпич.

     Легкоплавкие  глины обычно сложены из нескольких минералов, преимущественно монтмориллонитовой и гидрослюдистой групп, иногда с незначительной примесью минералов каолинитовой группы. В легкоплавких глинах из минералов-примесей наиболее часто встречаются кварц, известняк (СаСОз) и доломит (CaC0₃*MgC0₃).

     Наиболее  характерными свойствами глин являются пластичность, связующая способность, способность давать усадку - воздушную  при сушке, огневую при обжиге, спекаемость, огнеупорность.

     При повышении пористости глиняного  сырца уменьшается его чувствительность к обжигу, что объясняется локальной разрядкой возникающих напряжений за счет свободного объема пор. Поэтому ввод отощителей в состав глиняной массы является эффективным средством для устранения трещинообразования в процессе обжига, так как отощители снижают напряжения, возникающие при сушке, повышают пористость. Благодаря этому ускоряется подъем температуры при обжиге без появления внешних дефектов.

     Опилки  - это наиболее часто используемая добавка для получения легкого  и поризованого кирпича. При добавлении опилок они уменьшают пластичность и повышают влагопроводность кирпича-сырца. Они армируют глиняную массу и повышают ее сопротивление к разрыву, а вместе с тем трещиностоикость во время сушки. Опилки улучшают теплозащитные свойства кирпича, увеличивают морозостойкость. После просеивания опилки состоят из фракций: до 8 мм - 80%                                                    менее 1 мм     - 20%. Наличие фракции более 8 мм нежелательно. Песок, так же как и опилки, вводится в состав глины как отощающая добавка. Лучше было бы использовать шамот или дегидративную глину (низкообоженный шамот). Шамот получают из обоженных отходов керамических изделий. Он является более эффективным отощителем, чем песок. Он сильнее уменьшает усадку глины, чем многие другие отощители, менее других снижают прочность кирпича.

     Заводом выпускается кирпич керамический полнотелый одинарный и кирпич керамический одинарный с технологическими пустотами по ГОСТ 530-95. Размеры кирпича, мм 250 х 120 х 65. Предельные отклонения от номинальных размеров не должны превышать по длине - 5 мм, по ширине - 4 мм, по толщине  -3 мм. Непрямолинейность ребер и граней кирпича, не более – по постели 3 мм, по ложку   4 мм. Плотность кирпича не менее 1600 кг/м³.

       Отбитости углов глубиной 10-12 мм  не более 2 шт. Трещины протяженностью по постели кирпича до 30 мм, не более: на ложковых гранях - 1 шт, на тычковых гранях - 1 шт. Общее количество кирпича с отбитостями, превышающими допустимые значения в партии - не более 5%. Количество половняка в партии - не более 5%. Известковые включения, вызывающие разрушение кирпича или отколы размером глубиной более 6 мм - не допускаются. Водопоглощение для полнотелого кирпича - не менее 8% (если водопоглощение меньше, то с раствора не будет впитываться вода и накладке связки не будет). Морозостойкость кирпича - не менее 15 циклов. Масса выпущенного кирпича не более 4,3 кг. При формовании кирпича объем технологических пустот составляет не более 13%. Диаметр цилиндрических и квадратных пустот не более 20 мм.

     2.3 Операционное описание технологического процесса

     Глина с карьера или с отвала поступает  на автосамосвалах с Ключищенского карьера в глинозапасник. Глинозапасник предназначен для приема глины, хранения ее и предварительного рыхления и усреднения перед подачей в отделение переработки сырья. Кроме того в глинозапаснике хранится запас отощающих добавок, в качестве которых используется песок и опилки.

     Для погрузки глины на ленточный конвейер применяется многоковшовый экскаватор ЭМ-251М. С ленточного конвейера глина непрерывно поступает в ящичный питатель СМК-214, который предназначен     для     равномерного     и     непрерывного     питания     сырьем глинообрабатывающих машин.

     Вторым  ящичным питателем, у которого вместо пластинчатой ленты установлена  резиновая транспортерная лента, в шихту дозируется песок. Песок на ящичный питатель грузится вторым многоковшовым экскаватором.

     С одного ящичного питателя глина с  опилками, с другого питателя песок  попадают на ленточный конвейер, который  по галерее транспортирует шихту  в вальцы грубого помола. Между ящичными питателями и вальцами установлен электромагнитный железоуловитель, при помощи которого из шихты удаляются металлические включения.