Zbo39.ru

Строительный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Температура обжига керамического кирпича

Обжиг в туннельной печи

Процесс обжига в туннельной печи является сердцем производства керамического кирпича. Высокотемпературная обработка сухого кирпича при температуре в 980°С придает кирпичу прочность и стойкость против механических, физических и химических воздействий. На протяжении 48 часов высушенный кирпич обжигается в туннельной печи, состоящей из 52 секций, общей длинной в 104 метра.

Садка и транспортировка

После сушки кирпича-сырца в сушилах, вагонетки с высушенным кирпичом подаются на садку при помощи электропередаточной тележки. Кирпич на садку должен подаваться с остаточной влажностью 4-6% , что контролируется отделом контроля качества.

Садка кирпича-сырца на обжиговые платформы размером 2 на 2 метра происходит вручную. Формируется два пакета по 780 штук на одной платформе. На этом этапе происходит ручная выбраковка кирпича-сырца с повышенным содержанием трещин и остаточной влажностью.

С помощью электропередаточной тележки и гидравлического толкателя обжиговые платформы загружаются в туннельную печь. При загрузке и проталкивании платформ необходимо следить за их продвижением — важно не ставить пакеты непосредственно перед горелками.

Туннельная печь и обжиг

Туннельная печь представляет собой прямой канал, в котором размещается 51 печная платформа, одна в форкамере. Позиции нумеруются от 0 до 51. Состав вагонеток продвигается по печи периодически согласно заданного режима-графика.

Единовременная емкость печи —80 376 штук кирпича. Температура обжига — 920–980°С. Вся печь делиться на три зоны — подготовка, обжиг и охлаждение.

В зоне обжига — 40 горелок по 20 с каждой стороны, позволяющей широко маневрировать зоной подогрева. Газовые и воздушные потоки движутся горизонтально навстречу вагонеткам. Температура отходящих газов — 70–120°С. По всей зоне подогрева от стыка 6-7 позиций до стыка 10-11 предусмотрена рециркуляционная система по сосредоточенным отборам дымовых газов на стыке 5-6 и подачей на 7-8, 9, 10-11 позиции. Рециркуляцией достигается турбулизация потока и как следствие выравнивание температурного поля по всему сечению канала. Такая рециркуляционная система позволяет добиться более плавного подъема температуры.

В зоне подогрева температура удерживается в одном интервале 100–500°С. За зоной подогрева следует зона обжига снабженная горелочными устройствами. Завеса служит для осуществления аэродинамического разделения обжига и остывания, обеспечивает быстрое охлаждение изделия в интервале температур с 950–800°С до 600–650°С. Вентиляторы отбирают теплоноситель из зоны охлаждения. Горячий воздух разбавляется атмосферным до температуры 100-200°С.

В зоне охлаждения на стыке 37, 39 и 41 позиций происходит отбор горячего воздуха. В конце зоны охлаждения печи имеется система охлаждения изделий атмосферным воздухом. На стыке позиций 47-49, 50 воздух нагнетается вентилятором в боковые окна, а на последнем стыке дополнительно со свода. Рассредоточенный подвод холодного воздуха позволяет максимально использовать тепловоспринимающую способность его и охлаждает изделие до температуры 50°С.

Контроль обжига

Процесс обжига в целом контролируется автоматически с помощью специального программно-аппаратного комплекса. Вместе с тем, на технологов предприятии и отдел контроля качества возложены обязанности по контролю за следующими параметрами:

  • качество садки;
  • контроль за температурой отходящих газов;
  • разряжение в печи;
  • режим обжига — распределении камер по зонам;
  • давление воздуха подаваемого в печь — не ниже 300 мм. вод. ст;
  • температура в вагонеточном канале — 90–120°С;
  • температура выгружаемых изделий должна быть более 50°С.

Печь для обжига кирпича

Для сооружения печи необходимо выбрать ровную горизонтальную площадку на возвышенном месте, защищенном от грунтовых и осадочных вод.

После выравнивания и очистки выбранной площадки от растительного слоя, производят ее горизонтальную планировку и трамбовку.

Общий вид обжиговой печи представлен на рис. 6.

Это одна из самых маленьких печей и ее вместимость составляет: 700-1500 шт.

Внутренние размеры печи: ширина — 160 см, длина (в зависимости от предполагаемой загрузки) — от 132 до 208 см, высота укладки сырца колеблется от 165 до 180 см.

Высота печи планируется в соответствии с выбранной высотой укладки.

Стены печи изготавливают из кирпича-сырца и делают толщиной в один кирпич (250 мм).

Перекрытие желательно сделать на металлическом каркасе, при условии, что каждый ряд кирпичей свода будет ложиться на две стальные полосы 8×40 мм, или стержни Ø 20-24 мм, которые собираются в металлическую рамку при помощи сварки. Свод в середине должен иметь высоту над укладкой сырца не менее 30-35 см.

Топку формируют при укладке сырца в печи. Ширина топки 48-50 см, высота 38-40 см. В топке по всей длине нужно выполнить на высоте 25-30 см уступы на обеих стенках, куда потом укладывают колосниковые решетки (при использовании в качестве топлива угля).

При обжиге дровами колосниковую решетку можно не устанавливать.

Топка закрывается дверкой размерами 40×40 см. В своде делают дымовые каналы сечением 25×28 см, а если обжиг ведется малокалорийным топливом (торфом или бурым углем), тогда предусматриваются еще и отверстия сечением 25×15 см, в которые по необходимости сверху подсыпается уголь или торф. Эти отверстия должны иметь крышки.

Дымовая труба делается высотой до 5 м (из кирпича) с внутренним сечением 40×40 см или из любой огнестойкой трубы Ø 30-40 см.

Труба устанавливается рядом с печью, с задней стороны печи (можно с одной стороны использовать заднюю стенку печи), и соединяется с печью дымовым каналом сечением 40х30 см, который делается в верхней части задней стенки печи.

На середине высоты укладки в стенках печи устраивают временные смотровые отверстия 25×15 см, которые после просмотра закладывают кирпичами и замазывают глиной.

Боковые стенки, свод, задняя стенка, труба, а также угловые части передней стенки кладут на обычном глинопесчаном растворе. Та часть передней стенки, которая будет разбираться для разделки садка, укладывается без раствора.

После заделки проема кирпичом стенка обмазывается глиной.

Садка (укладка)

Укладывать в печь можно только хорошо высушенный сырец, иначе при обжиге потребуется много топлива. Кроме того, недостаточно высохший сырец дает до 80% брака.

Главная причина брака заключается в том, что излишняя влага, превращаясь в пар, ищет выход и приводит к растрескиванию кирпича.

Укладку сырца в печь (см. рис. 7) производят так, чтобы в первых 3-4 рядах уложенного кирпича просветы между ними были (для кирпичей, расположенных непосредственно вблизи топки) 10-15 мм, а по мере удаления (от топки дальше) увеличивались до 25 мм.

Ряды можно укладывать любым способом, например, «решеткой» или «елочкой». Способы можно чередовать.

Нужно помнить главное: каждый кирпич должен быть доступен обтеканию его дымовым газам.

Расстояние между кирпичами садка и стенками печи должно быть в пределах 20-25 мм.

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.

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.

Читать еще:  Обкладка деревянного дома кирпичом; преображаем фасад до неузнаваемости

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).

Обжигание кирпича

Для изготовления кирпича нужна глина. Однако недостаточно придать ей форму кирпичного блока и высушить, потребуется обжиг кирпича. Такая процедура нужна для получения качественного и прочного строительного материала. Наличие необходимого сырья и знание технологии обжига дают возможность производить стройматериал и в домашних условиях.

Что это за процесс и особенности технологии

Тепловую обработку стройматериала из глины под действием высоких температур называют обжигом. Это завершающий этап производства кирпичных блоков. Технология обжига включает 3 этапа:

  1. Прогревание.
  2. Обжиг.
  3. Охлаждение.

На первом этапе кирпич нагревают до температуры 120 градусов, с целью выпаривания из него воды. Затем, для выгорания примесей органического происхождения и окончательного вывода жидкости, его прогревают до 600 гр. На следующем этапе температура обжига кирпича составляет 920—980 градусов. При этом начинается усадка глины, приобретается прочность. В условиях постоянной максимальной температуры кирпичный блок некоторое время закаливается и томится. На завершающем этапе полученный строительный материал из глины охлаждают. Если во время термической обработки не было нарушения технологии, цвет блока будет оранжево-красный, а структура однородной. Для получения глазурованного кирпича потребуется повторный обжиг.

Чтобы в итоге получить прочный и качественный обожженный кирпич без трещин, в процессе термообработки требуется строгий контроль температурного режима

Сложности обжига кирпича

Прежде чем открывать производство и приобретать печь для обжига, необходимо составить бизнес-план. Нужно учесть объемы производства, характер и стоимость энергоносителя, способы доставки сырья и отгрузки готовой продукции. Затраты следует свести к минимуму, иначе изготовление термически обработанных кирпичных блоков будет нерентабельным. Альтернативным может стать производство кирпича без обжига. Его изготавливают способом полусухого и сухого прессования и получают стройматериал со свойствами идентичными обожженному.

Виды печей

Для обжига керамики и производства обожженного, в том числе керамического кирпича используют специальные печи. Они бывают 2 типов:

  • туннельные;
  • кольцевые.

Вернуться к оглавлению

Туннельная печь

Устройство туннельного типа — это длинная, в виде туннеля газовая печь для обжига кирпича. Внутри находятся 3 камеры и проложены рельсы. По ним, с помощью автоматических толкателей, движутся металлические вагонетки. Перед входом в печь них загружают необожженный кирпич. Вход и выход закрывается герметично. После просушки в 1 камере, кирпичные блоки перемещаются во 2 для обжига. Его обеспечивают газовые горелки, постоянно поддерживающие температуру на уровне 920—980 градусов. Затем кирпич попадает в третью зону с более низкой температурой, где происходит его охлаждение. После завершения режима толкатели выкатывают вагонетки из печи и кирпичные блоки полностью остывают уже за ее пределами.

Кольцевая печь

Устройства этого типа состоят из множества расположенных друг возле друга секций в виде кольца. В каждой из них есть окно для загрузки и извлечения материала, а также свой источник подогрева Кольцевая печь обеспечивает непрерывность процесса обжига. Таким образом, партия кирпичных блоков проходит все стадии термической обработки, находясь в одном и том же отсеке. Соседняя камера способствует нагреву, прокаливание блоков происходит за счет своего топлива, а остывание обеспечивает температура следующей секции.

Можно ли сделать дома?

В домашних условиях возможно не только обжечь кирпич, но и изготовить самодельный стройматериал. Однако при таком процессе количество кирпичных блоков с дефектами будет больше. Излишне закаленные материалы будут непригодны для повторного использования. Существует 3 вида материалов:

  • саман — без обжига с добавлением соломы;
  • кирпич-сырец;
  • обожженный.

Для получения самодельного кирпича нужно наличие брусчатой формы. Ее тоже можно сделать своими руками. Для этого понадобятся фанера и доски толщиной 25 мм. Из этих материалов вырезают элементы формы и соединяют их гвоздями длиной 5—6 мм так, чтобы размер будущего кирпичного блока соответствовал стандартному, а именно 250×120×65. Самодельные необожженные кирпичи изготавливают из смеси тощей и жирной глины с добавлением соломы в пропорции 1:1:5, разведенной водой до однородной консистенции. Готовый раствор плотно укладывают в предварительно смоченные и присыпанные цементом формы и закрывают съемной крышкой. После высыхания в течение 7—14 суток готовое изделие вынимают. Чтобы получить кирпич-сырец, проделывают такую же процедуру, добавляя вместо соломы песок.

В промышленном производстве используют специальные печи для обжига глины. В домашних условиях подойдет самодельная печь в виде бочки из металла объемом около 200 л с вырезанным днищем. В нее укладывают блоки для обжига, накрывают металлической крышкой и устанавливают на печь с открытым верхом. При отсутствии таковой, она крепится на ножках высотой 20 см над ямой, в которой на глубине 0,5 м разводят костер. Для обеспечения необходимой температуры для обжига, огонь должен постоянно поддерживаться в течение 20 часов. На завершающем этапе процесса, его делают более слабым. По истечении 6 часов крышку снимают и дают кирпичу остыть.

Обжиг кирпича-сырца

Обжиг кирпича-сырца производится в туннельной печи. Обжигательный канал туннельной печи условно разделяется по длине на три основные технологические зоны: подготовка, обжиг, охлаждение.

В зоне подготовки происходит досушка и подогрев изделий отходящими из зоны обжига продуктами горения, затем вагонетки с изделиями проходят через зону обжига, подвергаясь воздействию высоких температур, после чего поступают в зону охлаждения.

На печи устанавливается вентилятор, при помощи которого отсасывается воздух из зоны горения, затем подается в зону подогрева и подсушки и отсасывается наружу.

Процесс подготовки считается законченным, если в камере достигнута температура 500-600 градусов Цельсия. Температура обжига обжига кирпича 950-1000 градусов Цельсия. Вагонетки с насаженным на них кирпичом-сырцом вталкивается гидравлическим толкателем в печь, фартуки вагонеток заходят в желоба с песком, отделяя тем самым подвагонеточное подпространство от зоны обжига. Выталкивание вагонеток из печи с обожженным кирпичом производится лебедкой. Подача вагонеток на садку также производится при помощи лебедки. В качестве топлива применяется газ. Регулировка подачи газа в печь производится в зависимости от температуры в камерах печи. При этом необходимо следить за тем чтобы огонь был равномерным по всему сечению печи. Обжиг считается законченным, если цвет накала садки достигнет ярко -вишнево-красного каления. Выгруженный из печи и отсортированный от брака кирпич укладывается на поддоны.

Определение марочности кирпича производится от каждой условно принятой партии в количестве 100 000 шт.

Смотрите также:

Возможный путь выхода из создавшейся ситуации видится в самостоятельном изготовлении глиняного кирпича

Кирпич как строительный материал…. В основном это красный кирпич .

По определению кирпич — это искусственный камень, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда и получаемый

Керамическую (гончарную) глину применяют в производстве облицовочного кирпича и плиток, пустотелых блоков

Через 3-4 дня заготовки складывают в обычные «клетки», размеры которых увеличивают по мере высыхания кирпича

кирпич глиняный обожженный (ГОСТ 530 и ГОСТ 5158); кирпич глиношлаковый обожженный; кирпич силикатный автоклавный
www.bibliotekar.ru/spravochnik-128-stroitelnye-raboty/36.htm

Для уменьшения потерь кирпича при погрузке и повышении производительности труда кирпич и другие каменные материалы

Замачивать кирпич, особенно с применением рамок, лучше в ящике размером 600 х 300 х 300 мм или в какой-либо другой

Керамический кирпич — искусственный камень в форме прямоугольного параллелепипеда

горизонтальные каналы, поперечные штабелю, шириной 6 см, которые оставляют через каждые 6-8 кирпичей. .

Силикатный кирпич — искусственный безобжиговый стеновой материал, изготовляемый из смеси кварцевого песка

Кирпич , пожалуй, самый древний искусственный строительный материал. Делают кирпич из глины

Известково-шлаковый и известково-зольный кирпичи являются разновидностью силикатного кирпича

Силикатный известково-песчаный кирпич по своей форме, размерам и основному назначению не отличается от глиняного кирпича

Тугоплавкий гжельский кирпич изготавливают из тугоплавкой глины, добываемой около города Гжель Московской области

в производстве силикатного кирпича иногда отсутствует операция помола известково-кремнеземистой смеси

Облицовочный кирпич или кирпичная облицовка, как его иногда называют, это относительно тонкий глиняный кирпич

При изготовлении кирпича и пустотелых керамических камней применяют в основном пластический

Силикатный кирпич. На долю силикатного кирпича приходится значительная часть всего объема стеновых материалов

Читать еще:  Мощение из кирпича для садовых дорожек

Кирпич является достаточно прочным и долговечным материалом. Его стойкости может позавидовать сталь

Кирпич и камни должны иметь две лицевые поверхности — ложковую и тычковую. По соглашению с потребителем

К стеновым керамическим материалам относятся: кирпич обыкновенный, кирпич утолщенный, кирпич модульных размеров

Таким застройщикам можно посоветовать выполнять кладку наружных стен из дырчатого кирпича

Промышленное изготовление кирпича в наши дни по сути своей ничем не отличается от старинного

Наряду с кирпичом керамическим обыкновенным в группу стеновых керамических материалов входят различные виды

Кирпич рядовой полнотелый — для возведения несущих стен. Кирпич глазурованный — для облицовки внутренних и

Пустотелый кирпич пластического формования имеет сквозные щелевидные или круглые отверстия, а полусухого

Кирпич пустотелый с круглыми или прямоугольными пустотами, вертикально расположенный по отношению к постели

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Максимальная температура — обжиг

Процесс обжига разбивается на шесть основных периодов: досушка сырца ( удаление механически связанной и гигроскопической влаги — до 120 С), нагрев ( удаление гидратной влаги, разложение карбонатов, выжигание углерода) — 500, — 800 С, окислительная выдержка ( завершение процессов, протекающих при нагреве изделий) — 800 — 900 С; спекание черепка изделия — от 900 С до максимальной температуры обжига ; охлаждение обожженных изделий до начала затвердевания жидкой фазы — 700 — 600 С; охлаждение при окончательно затвердевающей жидкой фазе и полиморфных превращениях кварца — 700 — 450 С; окончательное охлаждение при затвердевшей стеклофазе-ниже 450 С. [31]

Нарушение этого режима приводит к образованию трещин, рванин, короблению и сплавлению готовых изделий. Максимальная температура обжига также различна для разных видов изделий. Например, кирпич из обыкновенной глины обжигают при 900 — 1100 С, кирпич из огнеупорной глины при 1300 — 1450 С, кислотоупорные изделия при 1250 — 1350 С, магнезитовый кирпич при 1550 — 1680 С. [33]

В настоящее время коксовый динас успешно обжигают в туннельных печах. Максимальная температура обжига 1450 и выдержка выше 1400 25 — 26 час. [34]

В производстве кирпича к окиси магния определенной крупности ( 50 % от 0 8 до 2 мм, остальная мельче) иногда добавляют немного каустического магнезита Mg ( OH) 2, Рб2Оз, ТЮ2 либо серпентина, талька, глинозема для связки и улучшения свойств, затем прессуют и обжигают. Максимальная температура обжига около 1600 С, достижение ее и последующее снижение — многосуточное и плавное. [35]

Затем изделия выдерживают при этой температуре в окислительной атмосфере до полного выгорания остатков углерода. По достижении максимальной температуры обжига изделие выдерживают для выравнивания температуры по всей толще его, после чего температуру снижают на 100 — 150 С, в результате изделие претерпевает усадку и пластические деформации. Затем интенсивность охлаждения при температуре ниже 800 С увеличивается до 250 — 300 С / ч и более, ограничением спада температуры могут служить лишь условия внешнего теплообмена. Однако в обычных туннельных печах скоростные режимы обжига не могут быть реализованы из-за большой неравномерности температурного поля по сечению обжигательного канала. Изделия из легкоплавких глин обжигают при температуре 900 — 1100 С. В результате обжига изделие приобретает камневидное состояние, высокие водостойкость, прочность, морозостойкость и другие ценные строительные качества. [36]

При обжиге в электрических многоканальных печах, например в печах Бельгийской фирмы Готиньи длиной 11 5 м, с годовой производительностью 70 тыс. м2, при температуре обжига 1120 — 1180 С удельный расход электроэнергии составляет 8 кВт — ч на 1 м2 плиток. Печь рассчитана на максимальную температуру обжига до 1280 С и имеет производительность 350 — 700 тыс. м2 плиток в год при мощности 450 кВт и расход электроэнергии около 10 кВт — ч на 1 м2 плиток. [37]

Продолжительность обжига для каждого отдельного вида шамотных изделий различна и ее следует устанавливать в зависимости от содержания плавней в глине, размеров изделий и объема печи. Обожженные изделия охлаждаются от максимальной температуры обжига до нормальной без появления трещин. Основным условием правильного охлаждения является достаточно равномерное понижение температуры по объему печи. Вследствие быстрого охлаждения температура внутри черепка остается более высокой, чем температура наружных частей, особенно в толстостенных изделиях. В результате возникают значительные внутренние напряжения ( обусловленные неравномерным сокращением объема отдельных частей изделия), вызывающие появление трещин. Скорость охлаждения, как и скорость подъема температуры, зависит от физико-химических свойств сырья, плотности черепка, размеров и формы изделий, конструкции и объема печи. [38]

Технологическая схема и оборудование производства портландцемента являются типичными для технологии большинства вяжущих материалов. Портланд-цемент получают обжигом до спекания ( максимальная температура обжига 1400 — 1450 С) точно дозированной смеси глины и карбоната кальция с последующим тонким измельчением полученной спекшейся массы, называемой клинкером. [39]

Технологическая схема и оборудование производства портланд-цемента являются типичными для технологии большинства вяжущих материалов. Портланд-цемент получают обжигом до спекания ( максимальная температура обжига 1400 — 1450 С) точно дозированной смеси глины и карбоната кальция, с последующим тонким измельчением полученной спекшейся массы, называемой клинкером. [40]

При нагреве от 20 до 600 С наблюдается незначительное повышение прочности. Дальнейший нагрев от 600 С до максимальной температуры обжига сопровождается значительным увеличением прочности. Значение модуля упругости в пределах температур до 700 С остается практически постоянным. При температурах выше 800 С керамические массы приобретают упругопластично-вязкие свойства, что приводит к резкому снижению модуля упругости. [41]

Ионы бария в известной степени нейтрализуют повышение электропроводности за счет легкоподвижных ионов калия, содержащихся в полевошпатовом стекле, и способствуют снижению tg в. За счет повышенного содержания глинозема масса типа ультрафарфор имеет пониженную формуемость и узкий интервал спекания при максимальной температуре обжига порядка 1 360 С. [42]

Медленное понижение температуры в начальный период охлаждения при полностью спекающейся массе всегда благоприятно действует на качество изделий, особенно изготовляемых из керамических масс с коротким интервалом температур, при котором сохраняется спекшееся состояние. Растворяющее и минерализующее действие жидкой фазы и ее диффузионная способность при уменьшении температуры в рабочей камере печи примерно на 100 — 150 С ниже максимальной температуры обжига резко падает, так как вязкость жидкой фазы сильно повышается. [43]

Такие куски обожженного материала могут не рассыпаться при гашении, что вынуждает их отделять. Кроме того, появляющийся на поверхности кусков расплав способствует про — цессу перекристаллизации окиси кальция и увеличению размеров его кристаллов даже при сравнительно недлительном выдерживании при максимальных температурах обжига . [44]

Система автоматизированного управления печью обжига кирпича-сырца

Компания: ООО «Симплекс»

Город: Красноярск

Используемая продукция ОВЕН:

С каждым годом всё больше городских жителей стремится устроить свою жизнь вдали от суеты и шума мегаполиса. Заветная мечта многих горожан: загородный образ жизни, собственный дом. Реальное воплощение этих желаний — строительство дома из кирпича — дома на века. Кирпичный дом — это свидетельство материального достатка и хорошего вкуса. Именно кирпич позволяет воплотить в жизнь любые архитектурные замыслы, создать неповторимую индивидуальную планировку, уют и домашнее тепло. Кирпич — основа строительных работ, гарантия надёжности и долговечности.

Сегодня строительные материалы имеют огромный потребительский спрос. Цены непрерывно растут и на готовые квартиры, и на строительные материалы: железобетонные конструкции, цемент, кирпич. Высокий спрос способствует динамичному развитию заводов по производству строительных материалов. Одним из таких объектов по выпуску стройматериалов является кирпичный завод «Песчанка», который находится на окраине Красноярска и успешно работает уже четыре года. Объём выпуска составляет два миллиона изделий в месяц. Потребителями продукции являются строительные организации Красноярска и его окрестностей. На заводе выпускается кирпич марок М100 и М125, реже М150. В сопроводительном паспорте число после буквы «М» показывает, какую нагрузку на 1 см² может выдержать кирпич. Если, например, вы видите М100, это означает, что такой кирпич выдерживает нагрузку 100 кг на 1 см². При строительстве многоэтажных домов обычно используется кирпич М150, в коттеджах — М100. Параметры прочности кирпича могут находиться в пределах 75-300 кг/см².

Производство строительного керамического кирпича — это непрерывный и энергоёмкий процесс. Заводская печь для обжига кирпича-сырца выполнена в форме длинного тоннеля, разбитого на ячейки, со съёмным верхом (сводом ячейки). Кирпич закладывается в неё подъёмным краном, и затем ячейки накрывают сводом. В печи вмонтирован трубопровод для подачи горючей смеси — природного газа с воздухом, а также встроены термопары для измерения температуры (рис. 1).

Технология обжига включает в себя измерение температуры и регулировку положения клапанов подачи горючей смеси. Температура в печи поддерживается системой управления, состоящей из компьютера, сетевого адаптера АС3 и двадцати шести восьмиканальных измерителей-регуляторов ОВЕН ТРМ138, в соответствии с заданным технологическим графиком (рис. 2). Терморегуляторы обеспечивают работу клапанов подачи газа в каждой ячейке печи, поддерживают заданную температуру и выполняют сбор данных с датчиков температуры ТСМ-50М. В зависимости от текущего значения температуры в камере клапан подачи газа может находиться в двух положениях (ON/OFF). ОВЕН ТРМ138 был выбран для обслуживания печи благодаря удобству обслуживания и возможности передачи данных на большие расстояния.

Читать еще:  Туалет-душ для дачи обеспечен общей канализацией и является удачной формой для принятия водных и гигиенических процедур

Работа SCADA-системы «Expert»

Пульт управления технологическим процессом создан на базе персонального компьютера. Оператор управляет процессом сушки кирпича-сырца с помощью SCADA-системы «Expert», структурная схема которой представлена на рис. 2. Работа системы возможна в ручном или автоматическом режиме с помощью задания алгоритмов и параметров технологического процесса.

SCADA-система «Expert» связывается по сети с приборами через OPC-сервер ОВЕН. Система позволяет вести учёт всех параметров техпроцесса. Для удобства анализа в программе предусмотрена графическая и табличная формы вывода параметров температуры для каждой ячейки печи. По результатам обжига строятся графики распределения температуры в любой момент времени (рис. 3). В программе предусмотрена возможность восстановления параметров технологического процесса после аварийного отключения питания, которое, к сожалению, на заводе происходит достаточно часто.

SCADA-система позволяет вести цветовое отображение текущего состояния температуры для каждой ячейки печи с отображением зон разогрева и охлаждения кирпича. В зонах загрузки/ разгрузки термопары отключены от приборов. Текущая температура ячеек обозначается соответствующим цветом (рис. 4). Белый — холодный неуправляемый нагрев (до 200 °C). Жёлтый — разогрев (от 200 до 900 °C). Оранжевый — нормальный обжиг (950 °C). Красный — перегрев (более 1000 °C).

До внедрения автоматизированных систем управления обслуживающий персонал вынужден был вручную открывать клапан подачи газа и засекать время обжига. При таком режиме работы частым явлением был брак: пережжённый или недожжённый кирпич. Такой кирпич долго не протянет, будет разрушаться и от морозов, и от влаги. Главный показатель качества для покупателя — звук и цвет кирпича. При ударе он должен звенеть, его сердцевина должна быть более насыщенного цвета, чем края. В соответствии с ГОСТом на поверхности качественного кирпича не должно быть трещин, отколов, пятен, выцветов, отбитых и притупленных углов.

Другим серьёзным минусом ручного управления был повышенный расход газа, что приводило к удорожанию продукции.

Заключение

Система управления внедрена на кирпичном заводе «Песчанка» в июле 2006 года и работает без сбоев в круглосуточном режиме. Выбранные современные технические средства и программное обеспечение позволяют точно выдерживать технологический режим по времени и по температуре, тем самым значительно снижая трудоёмкость производственных процессов. Это обеспечивает гарантированное качество продукции, снижает её себестоимость и исключает влияние человеческого фактора. На заводе сократился расход газа более чем на 15% за счёт точной выдержки временных интервалов. Управление обжигом с помощью системы управления стало централизованным. Ведение статистики всех технологических параметров позволяет проводить анализ и принимать решения для последующей оптимизации производственного процесса.

Режим обжига. Влияние восстановительной (газовой) среды печи на качество керамических изделий.

Весь процесс обжига подразделяется на три периода: нагрев до конечной температуры обжига, выдержка при этой температуре и охлаждение. Для каждого из этих периодов устанавливается режим.

Под режимом обжига подразумевается зависимость между температурой и временем обжига, которая выражается температурной кривой обжига (рис. 2). Режим обжига представляет собой комплекс взаимосвязанных факторов:

— скорости подъема температуры

— конечная температура обжига

— длительность выдержки при конечной температуре

— характеристика газовой среды и скорости охлаждения.

Рациональным режимом обжига называется такой режим, при котором можно в наиболее кратчайший срок при минимальном расходе топлива обжечь изделие без дефектов с высокими техническими характеристиками

В печь сырец поступает с влажностью 8-12%, где в начальный период происходит досушивание сырца.

Интервал температур обжига лежит в пределах: от 900 до 11000С для кирпича, камня, керамзита; от 1000 до 13000С для клинкерного кирпича, плиток для полов, гончарных изделий; от 1300 до 18000С для огнеупорной керамики. Изделия полусухого прессования обжигают примерно на 500С выше, чем изделия пластического прессования.

Важнейший фактор режима обжига — зависимость между химическим составом печной среды и временем обжига (газовый режим). Печная среда является восстановительной при избытке кислорода до 1%, нейтральной —1,5-2, окислительной — 2,5, сильноокислительной — до 10 %.

При установлении газового режима для обжига изделий из тугоплавких и легкоплавких глин в период до полного выгорания углерода и разложения карбонатов поддерживают сильноокислительную среду, в конечный период нейтральную или восстановительную для обеспечения полного спекания.

Температурный режим обжига кирпича и эффективных керамических камней условно разделяется на четыре периода: досушки (до 200°С), подогрева (окура — 700-800°С), собственно обжига (взвар — 900-1050°С), остывания (охлаждения до 40-50°С).

Длительность обжига — один из важнейших факторов, определяющих качество изделий и производительность печного агрегата.

Известно, что при температуре 200-800°С выделяется летучая часть органических примесей глины и выгорающих добавок, введенных в состав шихты при формовании изделий и, кроме того, окисляются органические примеси в пределах температуры их воспламенения. Этот период характерен весьма высокой скоростью подъема температур — 300-350, а для эффективных изделий — 400-450°С/ч, что способствует быстрому выгоранию топлива, запрессованного в сырец. Затем изделия выдерживают при этой температуре в окислительной атмосфере до полного выгорания остатков углерода. Дальнейший подъем температуры от 800°С до максимальной связан с разрушением кристаллической решетки глинистых минералов и значительным структурным изменением черепка, поэтому скорость подъема температуры замедляют до 100-150, а для пустотелых изделий — 200-220°С/ч.

По достижении максимальной температуры обжига изделие выдерживают для выравнивания температуры по всей толще его, после чего температуру снижают на 100-150°С, в результате изделие претерпевает усадку и пластические деформации. При дальнейшем повышении температуры происходит вспучивание материала, плотность его уменьшается за счет увеличения объема пор. Это явление носит название пережог. Затем интенсивность охлаждения при температуре ниже 800°С увеличивается до 250-300°С/ч и более, ограничением спада температуры могут служить лишь условия внешнего теплообмена.

Так как при нагревании кварц (кремнезем), имеющийся в массе претерпевает модификационные превращения в изделии возникают дополнительные напряжения. Кроме того, модификационные превращения кремнезема сопровождаются изменениями в объеме. Опасен в этом смысле интервал температур 650-500°С в связи с модификационными превращениями α- и β-кварца, сопровождающимися объемными изменениями, что влияет на прочность и целостность изделия при обжиге и, следовательно, на выбор соответствующих режимов обжига.

Быстрый переход через температуру 575°С вызывает общее разрыхление обожженного черепка и появление в изделии тонких трещин (холодный треск). То же самое имеет место и при затвердевании стекловатой фазы, так как ее объемные изменения проходят неравномерно. По этой причине при быстром охлаждении в периферийных зонах изделия наблюдается разрыхление структуры, от чего прочность его уменьшается, а хрупкость увеличивается.

В течение периода охлаждения сырец подвергается термическому сжатию, при котором возникают напряжения от температурного перепада между наружными и внутренними слоями.

При медленном охлаждении черепок имеет возможность еще лучше «вызреть» благодаря постепенному и более полному завершению реакций в жидкой фазе, равномерному течению полиморфных превращений кварца и объемных изменений жидкой фазы при ее затвердевании. Это улучшает структуру черепка, повышает его прочность и уменьшает хрупкость.

Удовлетворительные результаты получены при таких скоростных режимах охлаждения: быстрое охлаждение от максимальной температуры обжига до 600°С и от 500°С до обычной, а в интервале от 600 до 500° — медленное охлаждение, что частично исключает вредное влияние полиморфных превращений кварца. Однако в обычных туннельных печах скоростные режимы обжига не могут быть реализованы из-за большой неравномерности температурного поля по сечению обжигательного канала.

Механическая прочность кирпича и керамических камней повышается с увеличением содержания стекловидной фазы в массе изделий. Однако при относительно низких температурах обжига в массе изделий содержится мало стекловидной фазы (6-8 %), изделия имеют повышенную пористость (более 8 %), а нередко и низкую механическую прочность (7,5 МПа) и являются не морозостойкими.

Хорошо обожженные изделия имеют низкие адсорбционные свойства, высокую прочность и требуемую морозостойкость.

В процессе обжига, особенно засоленных глинистых пород, а также в процессе эксплуатации на поверхности обожженных керамических изделий могут образовываться высолы в виде белых налетов.

В зависимости от состава глины и часто от степени обжига изделия получают различную окраску: при нормальном обжиге – краную, при слабом – розовую, при сильном – темно-красную. Имеются также глины, богатые известью, придающие кирпичу желтую или розово-желтую окраску. Хороший стеновой кирпич должен иметь матовую поверхность (не стекловидную), при ударе давать звонкий, ясный звук, не иметь трещин на лицевых сторонах (ложковой и тычковой), раковин и внутренних пустот. Он должен иметь однородный излом, быть достаточно прочным и легким.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Режим обжига. Влияние восстановительной (газовой) среды печи на качество керамических изделий.

Режим обжига. Влияние восстановительной (газовой) среды печи на качество керамических изделий.

Режим обжига. Влияние восстановительной (газовой) среды печи на качество керамических изделий.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×