Storossproject.ru

Декор и Мебель
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Обжиг кирпича это химический процесс

Сущность и значение процесса обжига красного кирпича

Обжиг кирпича, как и всяких других глиняных изделий, заключается в постепенном и непрерывном нагревании сырца до установленной температуры (обычно до 920—980°), после чего изделия также постепенно охлаждаются. Во время обжига под действием высокой температуры в глине происходит ряд физических и химический явлений, в результате которых она меняет свои свойства и цвет. При высоких температурах отдельные частицы глины расплавляются и как бы спаивают между собой остальные, более крупные частицы глины. Благодаря этому обожженное глиняное изделие становится камнеподобным и прочным.

Высушенный, но необожженный сырец при размачивании водой снова превращается в глину и образует пластичное тесто. После обжига пластичность и другие природные свойства глины навсегда утрачиваются и не могут быть возвращены. Глиняное изделие становится водо- и морозоустойчивым.

Условия обжига, т. е. скорость повышения и последующего понижения температуры, характеризуют режим обжига и могут быть изображены в виде диаграммы, называемой кривой обжига (рис. 45). Режимы обжига для разных глин, а также разных типов обжигательных печей различны и в каждом случае определяются опытным путем. Температуру обжига устанавливают заранее, при испытании глины.

Обжиг кирпича является завершающим и поэтому наиболее важным и ответственным процессом производства. Качество кирпича и количество брака во многом зависят от результатов обжига.

Неправильный режим может повлечь перерасход топлива, а также увеличить сроки обжига, снизив производительность печи. Поэтому процессу обжига кирпича нужно уделять особое внимание и установленный для данного завода режим обжига должен строго соблюдаться.

Процесс обжига делится на несколько стадий. Резких границ между этими стадиями нет и при обжиге они постепенно и плавно переходят одна в другую.

Первую стадию обжига называют малым огнем, оку ром или выпариванием. Во время этой стадии, заканчивающейся при температуре около 120°, из сырца удаляется влага, оставшаяся после сушки.

Вторую стадию называют средним огнем или дымом. Она начинается при температуре 120° и заканчивается около 600°. В течение этой стадии из глины выделяется значительное количество химически связанной воды и начинается выгорание различных органических примесей. К концу среднего огня кирпич начинает приобретать темно-красный накал.

Третью стадию обжига называют большим огнем или взваром. Во время взвара происходит собственно обжиг изделий, сопровождающийся началом спекания (сплавления отдельных частиц глины) и огневой усадкой. Именно эта стадия обжига, заканчивающаяся при температуре 920—980°, придает изделиям необходимую прочность.

После взвара обычно следует четвертая стадия, называемая закалом или томлением. Она заключается в выдержке изделий в печи без повышения температуры, которая должна выровняться по всей печи и в течение определенного времени не снижаться или снижаться весьма незначительно.

Пятая и последняя стадия обжига — охлаждение или остыв изделий и самой печи до температуры, позволяющей выгружать из печи готовый кирпич.

Кирпич обжигают в печах различных типов. Наиболее распространены из них — напольные и кольцевые. В напольных печах кирпич обжигают на небольших предприятиях с годовой производительностью до 300—-400 тыс. кирпичей в год. При более высокой производительности целесообразнее применять непрерывно действующие кольцевые печи, имеющие ряд преимуществ перед напольными печами.

Промежуточное место между напольными и кольцевыми печами занимают так называемые траншейные печи, отличающиеся простотой и небольшими затратами на их устройство. Эти печи являются наиболее подходящими в тех случаях, когда требуется организовать временное производство кирпича в сравнительно большом количестве.

Обжиг сырца

При дальнейшем повышении температуры в глине происходят физические и химические процессы, в результате которых глина теряет свои основные свойства (пластичность, способность размокать в воде) и превращается в камнеподобное вещество, водостойкое и морозоустойчивое.

Читайте так же:
Как уменьшить толщину кирпича

Процесс обжига можно условно разбить на ряд стадий.
Первая стадия, называемая малым огнем, окуром, или парами, заканчивается примерно около 120°. В это время из сырца удаляется оставшаяся после сушки влага.
Вторая стадия называется средним огнем, или дымом. Она заканчивается около 600°. В этот период происходит дальнейшее обезвоживание глины: она теряет значительную часть химически связанной воды. Начинается выгорание имеющихся в тлине органических примесей. Изделия постепенно приобретают темнокрасный накал.
Третья стадиябольшой огонь, или взвар. На этой стадии, заканчивающейся при температуре 900—950°, в глине происходят глубокие изменения: теряются остатки химически связанной воды, спекаются отдельные частицы, что сопровождается огневой усадкой. Изделия приобретают прочность камня, неразмокаемость и морозоустойчивость.
Четвертая стадия называется закалом, или томлением. В течение этой стадии изделия выдерживаются, по возможности, при высокой температуре, но без дополнительного сжигания топлива. Изделия начинают очень медленно остывать, но температура в течи выравнивается; продолжаются и заканчиваются процессы спекания, начавшиеся во время взвара.
Пятая стадияохлаждение изделий и печи до температуры, при которой изделия можно выгружать.

Обжиг сырца в штабелях или полевых печах. Полевой печью называется печь, которая выкладывается целиком из сырца и после обжига полностью разбирается. Например, широко применяются небольшие полевые печи для обжига одновременно 3—5 тыс. штук кирпичей. В качестве топлива используются уголь, дрова, солома, камыш и др.
Продолжительность обжига кирпича в такой печи 10—12 суток, при устройстве вертикальных каналов — 8—10 суток.
По окончании обжига топки печи закладывают кирпичом и замазывают глиной, во избежание быстрого остывания печи.
Температура обжига, в зависимости от качества глины, 800—900°.
На обжиг одной тысячи кирпичей требуется около 400 кг угля в натуральном исчислении.

Обжиг сырца в напольных печах. Полевая печь должна каждый раз выкладываться заново, что требует расхода рабочей силы. Кроме того, обжиг в полевой печи получается неравномерный, часть кирпича, особенно в наружных стенках, не дожигается, общее качество продукции невысокое. Поэтому при небольшом объеме производства кирпич обжигают, как правило, в напольных печах, имеющих постоянные стены, топки и пол. При обжиге кирпича в напольных печах используют преимущественно длиннопламенное топливо: дрова, торф, солому и т. п.
При емкости печи 30 тыс. шт. на обжиг одной тысячи расходуется 100 кг угля штыба, 140 кг соломы или 0.2— 0,3 м3 дров.

Гончар П.Д. Простейшые способы изготовления кирпича — Обжиг сырца в штабелях или полевых печах

Скачать книгу с рисунками и таблицами — нажмите сюда

Обжиг сырца

В печь должен садиться сырец без трещин, отбитостей и других дефектов, портящих продукцию, а также достаточно просушенный. Садчик должен следить за влажностью сырца, направляя сухой сырец в нижнюю часть садки, а более влажный — в верхнюю.
Правильно сделанная садка облегчает проведение обжига и способствует улучшению качества кирпича, поэтому надо строго следить за точной укладкой каждого ряда.
При обжиге сырец постепенно нагревается до температуры 900-950°, после чего медленно охлаждается.
Во время обжига вначале удаляется влага, которая остается в сырце в количестве до 8-13%.
При дальнейшем повышении температуры в глине происходят физические и химические процессы, в результате которых глина теряет свои основные свойства (пластичность, способность размокать в воде) и превращается в камнеподобное вещество, водостойкое и морозоустойчивое.

Процесс обжига можно условно разбить на ряд стадий.
Первая стадия, называемая малым огнем, окуром, или парами, заканчивается примерно около 120°. В это время из сырца удаляется оставшаяся после сушки влага.
Вторая стадия называется средним огнем, или дымом. Она заканчивается около 600°. В этот период происходит дальнейшее обезвоживание глины: она теряет значительную часть химически связанной воды. Начинается выгорание имеющихся в тлене органических примесей. Изделия постепенно приобретают темно-красный накал.
Третья стадия — большой огонь, или взвар. На этой стадии, заканчивающейся при температуре 900-950°, в глине происходят глубокие изменения: теряются остатки химически связанной воды, спекаются отдельные частицы, что сопровождается огневой усадкой. Изделия приобретают прочность камня, неразмокаемость и морозоустойчивость.
Четвертая стадия называется закалом, или томлением. В течение этой стадии изделия выдерживаются, по возможности, при высокой температуре, но без дополнительного сжигания топлива. Изделия начинают очень медленно остывать, но температура в течи .выравнивается; продолжаются и заканчиваются процессы спекания, начавшиеся во время взвара.
Пятая стадия — охлаждение изделий и печи до температуры, при которой изделия можно выгружать.

Читайте так же:
Кирпич мстера рядовой полнотелый

Обжиг сырца в штабелях или полевых печах. Полевой печью называется печь, которая выкладывается целиком из сырца и после обжига полностью разбирается. Например, в Болгарии широко применяются небольшие полевые печи для обжига одновременно 3-5 тыс. штук кирпичей. В качестве топлива используются уголь, дрова, солома, камыш и др.
Одна из печей для обжига сырца углем изображена на рис. 16. Это многотопочная печь. В ней прокладывается три продольных и три поперечных канала, сечением 12х12 см, засыпаемые качественным углем.

Иногда в этих печах делают вертикальные каналы, сечением 12х12 см. Эти каналы располагаются в шахматном порядке, на расстоянии 2-2,5 м один от другого. Вертикальные каналы идут на всю высоту печи, кроме двух-трех верхних рядов, которые делаются сплошными, без промежутков. В вертикальные каналы также засыпается качественный уголь.
Сложенная из сырца печь снаружи обкладывается бракованным обожженным кирпичом, половняком так, что между сырцом и обкладкой остается промежуток, засылаемый шлаком или песком. Эта обкладка является изоляцией, уменьшающей потери тепла и дающей возможность обжечь сырец, расположенный с самого края печи.
Ряды кирпича по высоте пересыпаются слоем дробленого низкокачественного угля, толщиной слоя 25-30 мм.
Продолжительность обжига кирпича в такой печи 10-12 суток, при устройстве вертикальных каналов — 8-10 суток.
Печь для обжига сырца пламенным топливом (дровами, соломой, камышом, торфом) изображена на рис. 17.
Кирпичи в каждом ряду, кроме трех верхних, кладут на расстоянии 5-10 мм друг от друга, что создает проходы для огня. Три верхних ряда кладут плотно друг к другу. Кроме этого, верх печи засыпают слоем шлака или песка толщиною 30-50 мм. В этой печи так же, как и в описанной выше, садку сырца сбоку обкладывают изоляцией из обожженного кирпича толщиною в полкирпича. Образующийся в этой печи промежуток между садкой и обкладкой шириною 4-6 см не засыпают.
У пода печи, на расстоянии 50 см друг от друга, находятся топки, идущие под всей печью (рис. 18). В этих топках сжигается топливо. Сначала его сжигают с одной стороны печи, а с другой в это время закладывают кирпичом и замазывают топочное отверстие, затем топку переносят на другую сторону, а первые топочные отверстия замазывают.

Рис. 18. Полевая печь-бурт (опыт Краснодарского краевого управления) (доступно только при скачивании полной версии книги)

Печь делают высотою в 16-18 рядов кирпича, в глубину 6-8 м.
В течение первых 8-10 часов в печи поддерживают слабый огонь (окур), пока не испарится из кирпичей вся влага Затем температуру постепенно повышают до выхода огня на верх печи. Готовность кирпича проверяют, вынимая кирпич из верхнего ряда и по внешнему виду определяя степень обжига.
По окончании обжига топки печи закладывают кирпичом и замазывают глиной, во избежание быстрого остывания печи.
Температура обжига, в зависимости от качества глины, 800-900°.
На обжиг одной тысячи кирпичей требуется около 400 кг угля в натуральном исчислении.
Болгарский опыт был использован Краснодарским краевым управлением. На Армавирском кирпичном заводе № 2 и на Краснодарском кирпичном заводе № 1-2 в 1957 году был проведен обжиг кирпича в буртах (штабелях) емкостью 7,1 и 10 тыс. штук.
Сырец на этих заводах изготовлялся из пылеватых суглинков с воздушной и огневой усадкой 6-8%. Температура обжита 900-950°. Формовался кирпич на промышленных ленточных прессах. Сырец был высушен до влажности 6-10%.
Для устройства штабеля подготовили хорошо спланированную площадку, посыпанную песком слоем 5 см. Размеры штабеля у основания 4,5х3,5 м, высота его 16-18 рядов.
На рис. 18а изображен внешний вид бурта — штабеля, его разрез и кладка отдельных рядов. Основание штабеля выкладывается из обожженного крипича: в первом ряду (рис. 18 б) кирпич кладется на ребро, не сплошь, а с зазорами между тычками в 12 см (полкирпича) и между постелями 10-15 мм. Зазоры между тычками делаются не один против другого, а в шахматном порядке.
Вдоль штабеля и поперек его делают в первом ряду сквозные каналы шириной 9-12 см, которые служат поддувалами для топочных каналов. Таких каналов делают по три в продольном и поперечном направлении.
Во втором ряду кирпич ставят на плашок. Над каналами первого ряда кирпичи укладываются с зазором 20 мм, образуя топливную решетку (рис. 18 в).
В третьем ряду сырец укладывается на ребро с расстоянием между тычками 65-120 мм аналогично первому ряду. Над топливными решетками второго ряда в третьем ряду оставляют три продольных и поперечных топочных канала шириною 18 см каждый. Эти каналы заполняются мелкоколотыми дровами, на которые кладутся крупные куски антрацита. После этого весь ряд засыпается слоем мелкого угля — штыба толщиною 30-40 мм.
Четвертый ряд укладывается поперек третьего, но с зазорами между сырцами 10-15 мм и тоже засыпается углем, как и третий ряд (рис. 18 г).
Остальные ряды кладутся так же, как четвертый: поперек нижележащего и засыпаются углем.
Начиная с десятого ряда, каждый последующий ряд отступают от края на 1/4 кирпича, штабель выкладывается уступами (рис. 18 д). Последний ряд — шестнадцатый кладется на плашок без зазоров между сырцами и засыпается слоем песка или шлака толщиной около 3 см.
Если нет угля марки АРШ, обжиг можно вести дровами, соломой и т. п., но при этом топочные каналы увеличивают и по ширине и по высоте, перекрывая свод их так, как указано на рис. 17, выдвигая в каждом ряду сырец на 1/4.
Одновременно с кладкой штабеля стенки его обкладывают обожженным половняком или кирпичом на плашок, обмазывая эту облицовку глиной с соломкой уже после проведения окура.
Закончив кладку штабеля, начинают обжиг сырца. Первая стадия — окур проводится на дровах.
В топочных каналах разводят слабый огонь, постепенно высушивая и подогревая сырец. По мере высыхания сырца огонь усиливают. Когда сырец высохнет, штабель обмазыют глиняным раствором и поднимают температуру до воспламенения угля. Когда температура поднимается до 600° (тёмнокрасный накал кирпича), топочные отверстия закладывают кирпичом и замазывают глиной. В дальнейшем процесс обжига происходит без постороннего вмешательства до сгорания засыпанного в штабель угля.
После остывания штабеля обмуровку разбивают и кирпич грузят на транспорт.

Читайте так же:
Анализ рынка лего кирпича

Скачать книгу с рисунками и таблицами — нажмите сюда

производственный процесс

От глины до облицовочного кирпича высшего качества

Глина, которую мы добываем на плоскогорье Кессельт, называется лёссом. Лёсс — это тонкая пыль, образовавшаяся на территории северной части Германии в эпоху ледникового периода. По сути, слово «лёсс» означает «рыхлая почва».
Это и есть сырье, которое используется для производства кирпича ручной формовки.

В карьере Nelissen Brickworks присутствуют различные слои лёсса: серый, желтый, розовый и красный. Добытый лёсс доставляется на завод Nelissen Brickworks,
где подвергается очистке. Минералы и химические вещества добавляются лишь в отдельных случаях например, для производства кирпича с добавлением марганца. С помощью конвейера глина передается из дозатора в смеситель.
Посредством добавления воды достигается оптимальная пластичность материала.

В старину при изготовлении кирпичей обсыпанную песком глину помещали в форму. После удаления излишков материала форму переворачивали и поднимали. В компании Nelissen Brickworks профильный кирпич по-прежнему изготавливается именно этим методом.

За исключением специальных заказов, производство кирпичей ручной формовки теперь полностью автоматизировано. Современное оборудование успешно повторяет действия старых мастеров. Каждое движение и каждое действие имеют крайне важное значение. Кроме того, оборудование может производить около 8 разных оттенков продукции одновременно.

В результате профессиональной работы создается типичный кирпич ручной формовки с неровной поверхностью, различными цветовыми оттенками и обработкой песком.

Вода при этом полностью испаряется. Это испарение происходит в сушилках с автоматизированным контролем в соответствии с программой, специально подобранной в соответствии с типом глины и форматом кирпича ручной формовки. Сушка должна происходить быстро и равномерно.
По истечении периода от 24 до 48 часов, в зависимости от толщины кирпича, продукция отправляется в печь. Высушенный кирпич ручной формовки укладывается в определенном порядке с помощью автоматизированного оборудования на печную вагонетку.

Читайте так же:
Прихожая с красными кирпичами

Обжиг определяет качество кирпича ручной формовки.
Производство Nelissen оборудовано полностью автоматизированными печами. Для эксплуатации этих печей применяются самые новейшие технологии. В частности, осуществляется непрерывный мониторинг параметров обжига.
Остальная часть производства также полностью регистрируется и контролируется. Через 3 дня завершается обжиг кирпича ручной формовки в печи длиной свыше 100 метров и шириной 7 метров. Весь цикл обжига и параметры работы печи контролируются с помощью компьютера. В результате получается кирпич свыше 80 оттенков.

Постоянные инвестиции и усовершенствования обеспечивают непрерывный рост компании Nelissen. В настоящее время производство Nelissen Brickworks вышло на европейский уровень и имеет производительность 185 млн кирпичей в год.

Повышение эффективности горения угольного топлива в кольцевой печи для обжига строительного кирпича

АННОТАЦИЯ

В работе приводятся результаты проведенных исследований по оптимизации процесса сжигания угольного топлива в кольцевой печи для обжига строительного кирпича. С этой целью была осуществлена модернизация топки печи с включением в схему подготовки топлива стадии его измельчения в специально созданной установке, которая дает возможность повысить сортность твердого топлива, сжигать его подобно газу с достижением полноценного его горения с минимальным остатком золы и улучшить условия эксплуатации кольцевой печи.

ABSTRACT

The paper presents the results of studies to optimize the process of burning coal in a ring furnace for firing building bricks. For this purpose, the furnace was modernized with the stage of its grinding included in the fuel preparation scheme in a specially designed installation, which makes it possible to increase the grade of solid fuel, burn it like gas, achieve its full combustion with a minimum ash residue and improve the operating conditions of the ring furnace.

Kлючевые слова: Топливо, угольное топливо, бурый уголь, пылеугольная установка, мельница, вентиляторный эффект, тонкий помол, высокодисперсное состояние, кольцевая печь, зола-остаток, сжигание топлива, теплотворная способность,керамический кирпич, лессовая глина, марка, обжиг, прочность.

Keywords: fuel, coal fuel, brown coal, pulverized coal plant, mill, fan effect, fine grinding, finely dispersed state, ring furnace, ash residue, fuel combustion, calorific value, ceramic brick, loess clay, grade, firing, strength.

Читайте так же:
Вентзазор толщина кирпич утеплитель

Введение. Задачи по снижению энергоемкости продукции строительного комплекса с одновременным сокращением объема вредных выбросов не могут быть решены без кардинально технического перевооружения отрасли с использованием последних достижений науки и техники.

Строительный керамический кирпич является наиболее надежным и эффективным видом строительных материалов с высокими эксплуатационными свойствами и в общем балансе применения стеновых материалов занимает более 30%. В производстве керамического кирпича процесс обжига считается весьма трудоёмкой и энергоёмкой технологической операцией и требует серьезного отношения как к выбору и эксплуатации производственных печей, так и к процессу эффективного использования доступного вида топлива для сжигания в печи. Для обжига строительного кирпича до настоящего времени широко применяются кольцевые печи. Для отопления кольцевых печей наряду с газообразными также применяют твердые виды топлива, как бурый и каменный угли. Ископаемые угли являются главнейшим видом промышленного топлива, поскольку значение угля для индустриального развития Узбекистана при дефиците газа огромное.

Известно, что эффективность сжигания твердого топлива, в особенности угля с низкой теплотворной способностью в кольцевых печах недостаточно высока из-за большого количества золы-остатка, которая откладываясь на дне кольцевой печи, создает большие проблемы. В этой связи, изыскание путей повышения эффективности использования местных бурых углей, способных заменить дорогостоящее и дефицитное газовое топливо в кольцевых печах в производстве строительного кирпича является актуальным.

Методы проведенных исследований. В ходе проведенных исследований применялись стандартные методы изучения свойств керамического строительного кирпича такие как марка кирпича, водопоглощение, механическая прочность, морозостойкость и др. согласно методикам, указанным в ГОСТе 530-2012. Теплотехнические расчетные работы связанные с горением топлива с целью оценки тепловых затрат на обжиг изделий в кольцевой печи выполнялись согласно традиционной методики теплотехнического расчета топлива и кольцевых печей, приведенных в [1].

Для определения минералогического состава керамического черепка из обожженного кирпича использовался рентгенографический метод анализа. Съёмки проводились на дифрактометре ДРОН-3 с CоKα c отфильтрованным (Fe) излучением в режиме: I = 25-30 mA; U = 30 kV; Vдетект = 20 мм/мин; Vдифр. ленты = 600 мм/ч; предел измерений 1х10 3 имп./с, τ=0,5 сек щели 1х4х1мм.

Область съемки составляла 2Ө=2-75.

Исследования возможностей использования твердого топлива подобно газообразному при обжиге строительного керамического кирпича в кольцевых печах проводились на примере одного из кирпичных заводов Узбекистана, где налажен выпуск полнотелого строительного керамического кирпича производительностью 8000 усл. кирпича в сутки методом пластического формования.

Сырьем для производства кирпича служат местные лессовые глины, в состав которых другие сырьевые компоненты не вводятся. Обжиг кирпича на предприятии осуществляется в кольцевой печи при температуре 1080 0 С, время обжига составляет 54 часа.

Полученные результаты и их обсуждение. Как известно, в процессе обжига кирпича под влиянием высоких температур происходят сложные физико-химические процессы, в результате которых обожженные изделия приобретают высокие эксплуатационные свойства. Кольцевые печи до настоящего времени широко применяются для обжига строительного кирпича. Они отличаются высокой тепловой экономичностью, возможностью использования низкосортных видов топлива, перехода с одного вида топлива на другое без каких- либо значительных переделок, высокой удельной и общей производительностью.

На предприятии в качестве топлива преимущественно применяется бурый уголь рядовой Ангренского месторождения, иногда по необходимости используется уголь месторождения Ташкумир, доставляемый из соседнего Киргызстана, что объясняется низкой теплотворной способностью местных углей. Бурый уголь для сжигания подаётся без предварительного размола с преимущественным размером в 10- 30 мм . В таблице 1 приводится химический состав бурого рядового угля Ангренского месторождения.

Таблица 1.

Химический состав бурого угля Ангренского месторождения

Ангренский бурый, рядовой

QH p ,

ккал/кг

Рабочая масса топлива, в %

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector