Влажность шихты для формования полусухим способом керамического кирпича составляет

Обновлено: 16.05.2024

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА Российский патент 2017 года по МПК C04B35/14 C04B40/00

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству строительных керамических кирпичей.

«В современном понимании, как сказано в работе (Общая технология силикатов. Силуменко Л.М.: Учебник. - М.: ИНФРА-М, 2004. С. 7) «Керамика» - это изделия и материалы с камнеподобными свойствами, которые они приобретают в процессе технологической переработки минерального сырья (как глинистого, так и других видов) путем формования, сушки и спекания при высоких температурах».

Глиняный кирпич является одним из основных «керамических стеновых материалов, изготавливаемых из глинистых пород или из трепелов, или диатомитов с добавками или без них и обожженные» (Производство глиняного кирпича. Кашкаев И.С., Шейнман Е.Ш. Учебник для подг. рабочих на производстве. Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: «Высшая школа», 1978. С. 5). Известны различные способы изготовления глиняных кирпичей, которые принято называть в зависимости от способа приготовления исходной сырьевой массы. Исходную сырьевую массу, которая используется для изготовления глиняных кирпичей, приготавливают пластическим, жестким, полусухим, сухим и шликерным способами. Несмотря на различные способы изготовления керамических изделий, основные этапы их производства являются общими и состоят из следующих операций: добыча сырьевых материалов, подготовка сырьевой массы, формование изделий, сушка и обжиг (Строительные материалы (Материаловедение. Строительные материалы). Микульский В.Г. и др.: учеб. издание. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2004. - 536 с. (С. 116-117). Пластический способ изготовления традиционного глиняного кирпича состоит в изготовлении кирпича-сырца методом пластического формования исходной глинистой массы, имеющей влажность от 18 до 28%, последующей его сушки и обжига в печи (там же, с. 117-118). Этот способ производства керамических строительных материалов является наиболее распространенным. Однако для производства глиняного кирпича могут использоваться далеко не все глинистые породы. Для его изготовления используют среднепластичные и умеренно-пластичные, рыхлые и влажные глины с умеренным содержанием посторонних включений, хорошо размокающие и превращающиеся в однородную массу (там же, с. 118). Состав большинства глин является далеко не оптимальным для производства керамических кирпичей. От оптимального многие из них отличаются избыточным количеством кремнезема (песка), глинозема и недостатком плавней. Наиболее распространенная примесь - кварцевый песок ухудшает не только пластичность и связующую способность глин, но и их обжиговые свойства.

Изготовление кирпичей по традиционной технологии с использованием качественных глин становится достаточно дорогим и убыточным производством, поскольку с течением времени постепенно иссякают ресурсы местных кондиционных глин, что приводит к необходимости привоза сырья из отдаленных месторождений. Это, в свою очередь, увеличивает себестоимость глиняных кирпичей.

Несмотря на то, что для изготовления кирпичей полусухим способом возможно использование глин, содержащих некоторое избыточное количество кварцевого песка, однако сильно запесоченные глины уже использовать нельзя. К другим недостаткам этого способа изготовления керамических кирпичей относится его большая (более чем в три раза) металлоемкость, по сравнению с пластичным способом. Это связано с большим количеством операций, которым подвергается исходное сырье при его подготовке к формованию изделий. При полусухом способе обработки глину сушат, размалывают, просеивают, доувлажняют глиняный порошок и дополнительно его перемешивают (Справочник по производству строительной керамики. Скрамтаев Б.Г. (гл. ред.). Том III. Стеновая и кровельная керамика. М.: Госстройиздат, 1962 г. С. 191).

Технический результат, на решение которого направлено изобретение, заключается в утилизации отходов крупнотоннажного тротилового производства при изготовлении керамических кирпичей, снижении материальных и энергетических затрат их изготовления, расширении сырьевой базы производства кирпичей с одновременным сохранением качества получаемых изделий, что в итоге позволит перевести производство тротила в разряд безотходных.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления керамических кирпичей, состоящем из подготовки сырьевой массы, формовании изделий, сушки и обжига в качестве сырьевой массы используется речной песок с размером частиц не более 0,5 мм и влажностью не более 7%, предварительно обработанный в течение не менее 72 часов при температуре 40-50°C сульфитным щелоком, отходом тротилового производства, взятым в соотношении 4:6 к песку, после чего подготовленную таким образом массу с помощью прессования формуют в кирпичи при удельном давлении не менее 40 МПа, которые затем высушивают до содержания влаги не более 5% и обжигают в печи путем медленного подъема температуры до 1100°C, в течение не менее трех часов и последующей выдержки в течение не менее 45 мин при максимальной температуре, после чего кирпичи охлаждают в течение не менее 16 ч.

При очистке тротила-сырца (Е.Ю. Орлова. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ.: Химия, 1973. - 688 с.) образуются десятки тысяч тонн токсичных сульфитных щелоков. По принятой в настоящее время технологии сульфитный щелок после предварительного упаривания до 30-40%-ной концентрации по твердому остатку, направляют на сжигание, а образующуюся золу в отвал. Под воздействием атмосферных осадков она превращается в токсичные стоки, загрязняющие грунтовые воды, что приводит к существенному ухудшению экологической обстановки.

Утилизация сульфитных щелоков - отходов крупнотоннажного химического производства путем их использования при получении керамических кирпичей позволит улучшить экологическую обстановку в районах производства тротила и значительно удешевить производство кирпичей. Кроме того, утилизация сульфитных щелоков позволит перевести процесс производства тротила в разряд безотходных.

Способ изготовления керамических кирпичей по данному изобретению ориентирован на использование оборудования и технологических линий заводов по изготовлению глиняных кирпичей и состоит в следующем.

Для изготовления керамических кирпичей по данному изобретению используется речной песок, предварительно отсеянный или измельченный любыми известными способами до размеров частиц не более 0,5 мм и имеющий влажность не более 7%. Песок смешивается с сульфитным щелоком в соотношении 6:4 соответственно. После этого сырьевая масса в течение не менее 72 ч выдерживается при температуре 40-50°C.

Сульфитные щелока представляют собой растворенные в воде натриевые соли сульфокислот несимметричных изомеров тротила, нитрофенолов, нитрокислот, а также минеральные соли натрия: нитраты, карбонаты, сульфаты, сульфиты и хлориды, а также сульфиды натрия. Гидролиз натриевых солей, присутствующих в сульфитном щелоке, приводит к тому, что величина pH его раствора повышается до 8,0 и более единиц, что соответствует слабощелочным средам. Поэтому сульфитные щелока являются слабым натриевым основанием.

Одним из вяжущих материалов, которое широко используется в промышленности, является растворимое стекло. Твердые растворимые стекла представляют собой вещества, находящиеся в аморфном стеклообразном состоянии и характеризующиеся определенным содержанием оксидов - M₂O и SiO₂, где M - это Na и K. Как правило, основой используемых в промышленности растворимых стекол являются растворимые силикаты натрия и калия. Существуют два способа получения растворимого стекла - сухой и мокрый (Григорьев П.Н., Матвеев М.А. Растворимое стекло (получение, свойства и применение). – М.: Гос. изд. литературы по строительным материалам. 1956. С. 111). Сухой способ получения растворимого стекла основан на получении щелочных силикатов при высокой температуре с последующим их охлаждением до стеклообразного состояния и последующего растворения. При мокром способе различные формы кремнезема растворяются в едких щелочах с непосредственным получением растворов щелочных силикатов (жидкое стекло) без предварительной варки стекловидных щелочных силикатов (силикат-глыбы, гранулята).

При обработке различных видов кремнезема сульфитными щелоками образуется растворимое стекло, часть которого переходит в раствор сульфитных щелоков, а другая - на поверхность частиц кремнезема. При удалении влаги в процессе сушки весь силикат натрия будет переходить на поверхность частиц кремнезема, тем самым скрепляя их между собой. При формовании блочных изделий, изготовленных из подобной сырьевой массы и последующем их нагреве до 1000-1100°C, натриевое растворимое стекло будет размягчаться и плавиться (там же, с. 46), тем самым скрепляя частицы песка в монолит достаточно высокой прочности.

После обработки речного песка сульфитным щелоком проводится пробное формование и обжиг модельных образцов керамических блоков с целью оценки возможности применения подготовленной сырьевой массы для изготовления кирпичей. В случае, когда прочность модельных образцов недостаточна, время обработки песка увеличивается, что определяется экспериментально.

После удовлетворительного результата оценки качества сырьевой массы проводят прессование изделий. Прессование кирпича-сырца производится в пресс-формах на одно или несколько изделий на механических или гидравлических прессах. Удельное давление прессования кирпичей составляет не менее 40 МПа (400 кгс/см 2 ). После прессования кирпичи высушиваются до влажности 5% и обжигаются в печи путем медленного подъема температуры до 1100°C, в течение не менее трех часов и последующей выдержки в течение не менее 45 мин при максимальной температуре, после чего кирпичи охлаждают в течение не менее 16 ч.

Изготовленные керамические кирпичи подвергаются испытаниям на соответствие существующим нормам.

Для оценки возможности изготовления керамических материалов с использованием сульфитных щелоков в лабораторных условиях были изготовлены цилиндрические образцы экспериментальных блочных изделий и такие же образцы из материалов кирпичей промышленного производства - силикатного и глиняного, определены характеристики образцов, а затем их сравнение и анализ.

Все испытуемые образцы имели габариты: высота 19-20 мм, диаметр 20 мм. Экспериментальные образцы изготавливались прессованием, при этом удельное давление прессования образцов в пресс-инструменте составляло 40 МПа. Речной песок, который использовался для изготовления экспериментальных образцов изделий, предварительно измельчался до размера частиц не более 0,5 мм, после чего обрабатывался сульфитными щелоками в соотношении 6:4 соответственно. Обработка песка сульфитным щелоком происходила в течение 72 ч при температуре 40-50°С. Подготовленная таким образом сырьевая масса использовалась для изготовления образов керамических блоков, которые затем высушивались в сушильном шкафу при температуре 100-120°C в течение 30 мин до влажности 5%. Последующий обжиг образцов проходил в лабораторной электропечи при постепенном нагреве до максимальной температуры 1100°C в течение трех часов и выдержке в течение 45 мин при максимальной температуре. После обжига образцы медленно охлаждались в течение 16 ч.

Качество полученных образцов керамических материалов оценивалось по средней плотности, пределу прочности при сжатии, растворимости в воде, по однородности структуры и водопоглощению. Структура материала всех образцов была однородной. Полученные результаты приведены в таблице 1. Для сравнения в таблице приведены данные по качеству кирпичей в соответствие с ГОСТ 530-2012 (Кирпич и камни керамические. Технические условия) и ГОСТ 379-95 (Кирпич и камни силикатные. Технические условия).

Как оказалось, качество экспериментальных образцов керамических изделий, полученных без применения глинистого сырья, а только на основе речного песка, измельченного и обработанного сульфитным щелоком, выше качества образцов, изготовленных из материала силикатных кирпичей, и сравнимо с качеством образцов, изготовленных из материала глиняных кирпичей. Сравнение качества экспериментальных образцов с показателями соответствующих стандартов показало, что качество экспериментальных образцов по своим параметрам удовлетворяет действующим стандартам на строительные кирпичи - силикатные и керамические (глиняные). Это говорит о том, что существует реальная возможность изготовления более дешевых керамических кирпичей без применения специфического природного глинистого сырья с одновременной утилизацией основного отхода тротилового производства.

Суммарное содержание сульфитных щелоков - отхода тротилового производства в составе сырьевой массы, используемой для изготовления образцов керамических изделий, по данному изобретению составляет около 40%, что значительно удешевляет весь процесс производства стройматериалов и позволяет полностью утилизировать текущие отходы производства тротила. Предлагаемый способ утилизации сульфитных щелоков значительно снижает себестоимость производимого тротила, потому что из процесса его производства исключается операция обезвреживания токсичных щелоков, которая заключается в их предварительном упаривании и последующем сжигании в пламени природного газа.

Подобный способ утилизации сульфитных щелоков впервые позволит перевести производство тротила в разряд безотходных, что существенно скажется на экологической обстановке в районах его производства.

Кроме того, за счет недорогих сырьевых и строительных материалов собственников строительного и тротилового производств возможно строительство более дешевого жилья и объектов соцкультбыта, что приведет к ярко выраженному социальному эффекту.

Ориентировочное количество полуторных керамических кирпичей, которые можно изготовить по предлагаемому способу, утилизируя сульфитные щелока, образующиеся в качестве отхода при получении 1000 кг тротила, составляет 1500-1800 шт. Тогда годовые отходы завода по производству тротила, например, средней производительностью 40 тыс. т/год могут быть использованы для получении керамических кирпичей в количестве около 60 млн. шт.

Реферат патента 2017 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА

Изобретение относится к способам изготовления керамических кирпичей без применения глинистого сырья. Технический результат заключается в утилизации отходов крупнотоннажного тротилового производства при изготовлении керамических кирпичей, расширении сырьевой базы производства кирпичей с одновременным сохранением качества получаемых изделий. Способ изготовления заключается в подготовке сырьевой массы, состоящей из речного песка с размером частиц не более 0,5 мм и влажностью не более 7%, предварительно обработанного в течение не менее 72 ч при температуре 40-50°С сульфитным щелоком, взятым в соотношении 4:6 к песку, после чего массу с помощью прессования формуют в кирпичи при удельном давлении не менее 40 МПа, которые затем высушивают до влажности не более 5% и обжигают в печи путем медленного подъема температуры до 1100°С в течение не менее 3 ч и последующей выдержке в течение не менее 45 мин при максимальной температуре, после чего кирпичи охлаждают в течение не менее 16 ч. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 611 127 C2

Способ изготовления керамических кирпичей, состоящий из подготовки сырьевой массы, формовании изделий, сушки и обжига, отличающийся тем, что в качестве сырьевой массы используют речной песок с размером частиц не более 0,5 мм и влажностью не более 7%, предварительно обработанный в течение не менее 72 часов при температуре 40-50°C сульфитным щелоком, отходом тротилового производства, взятом в соотношении 4:6 к песку, после чего подготовленную таким образом массу с помощью прессования формуют в кирпичи при удельном давлении не менее 40 МПа, которые затем высушивают до содержания влаги не более 5% и обжигают в печи путем медленного подъема температуры до 1100°C в течение не менее трех часов и последующей выдержке в течение не менее 45 мин при максимальной температуре, после чего кирпичи охлаждают в течение не менее 16 ч.

Производство керамического кирпича полусухим способом

Характеристика исходных сырьевых материалов для изготовления керамического кирпича. Производственная программа цеха, номенклатура продукции. Расчет производительности по основным технологическим периодам; материальный баланс. Контроль качества продукции.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	15.05.2015
Размер файла	2,2 M

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Производственная программа и номенклатура продукции

2. Характеристика исходных сырьевых материалов

3. Технологическая часть

3.1 Выбор способа и технологической схемы производства

3.2 Режим работы цеха

3.3 Расчет производительности по основным технологическим периодам

3.4 Материальный баланс

3.5 Контроль сырья, производства качества и продукции

4. Охрана труда и техника безопасности

Одним из самых распространенных материалов, традиционно используемым при возведении зданий и сооружений, является кирпич. Более чем тысячелетняя практика применения кирпича позволяет однозначно отнести его к категории наиболее долговечных строительных материалов. Наряду с этим, технология кирпичной кладки предоставляет архитекторам и дизайнерам неограниченные возможности для воплощения творческих замыслов. Обеспечивая надежную защиту от воздействия внешних факторов, обладая высокой огнестойкостью и сравнительно низкой теплопроводностью, кирпич предопределяет высокий уровень безопасности и комфорта как жилых, так и промышленных зданий и сооружений. В данном курсовом проекте рассмотрено производство керамических кирпичей методом полусухого прессования.

Строительный керамический кирпич позволяет сэкономить при строительстве дефицитные металлы, цемент, а также транспортные средства. В общем балансе производства и применения стеновых материалов керамический кирпич занимает более 30%. Кирпич, накапливая солнечную энергию, медленно и равномерно отдает тепло, что защищает от чрезмерного нагревания летом и сохраняет тепло зимой. Кирпичная стена «дышит», пропуская испарения сквозь свою толщу. В результате в помещениях поддерживается уровень равновесной влажности.

В настоящее время в качестве основного сырья для производства стеновых керамических изделий согласно ГОСТ 530-2007 рассматриваются глинистые породы, промышленные отходы угледобычи, углеобогащения, золы, шламы и др. и кремнистые породы - трепелы, диатомиты. Наибольшее значение в силу распространенности имеют, безусловно, глинистые породы, в частности суглинки. Однако, несмотря на это, большинство кирпичных заводов Казахстана испытывают трудности именно с сырьем. Объясняется это несколькими причинами: во-первых, запасы кондиционных глин в стране очень ограничены, во-вторых, имеющиеся месторождения суглинков обладают высокой запесоченностью и имеют высокое содержание карбонатов, что в ряде случаев не позволяет использовать их даже для производства обыкновенного глиняного кирпича. Именно поэтому готовая продукция отличается не только низкими физико-механическими свойствами, но и выцветами растворимых солей, резко ограничивающими его область применения.

В данный момент в производстве строительного керамического кирпича сосредоточено внимание на совершенствовании технологии, улучшении качества выпускаемой продукции и расширении ассортимента.

При строительстве новых предприятий предусматривается установление автоматизированных и высокомеханизированных технологических линий на базе современного отечественного и импортного оборудования. Осваивается выпуск эффективной пустотелой продукции, которая должна постепенно экономить сырьё, но и уменьшать толщину и массу наружных стен без снижения их теплозащитных свойств, а также создавать облегчённые конструкции панелей для индустриализации строительства.

Необходимо более широко развивать производство лицевого кирпича, позволяющего исключать оштукатуривание зданий и улучшать их архитектурный вид.

Улучшение качества продукции вызывает необходимость повышения культуры производства, более строгого соблюдения технологических параметров по всем переделам, улучшения обработки, рациональной шихтовки путём ввода различных добавок, в том числе отходов других отраслей промышленности.

В условиях структурной перестройки в области гражданского строительства с ориентированием на индивидуальное жилье, повышением требований к качеству и комфортности жилых помещений, внешнему виду зданий, повысились требования к промышленным строительным материалам, в том числе керамическому кирпичу. Потребитель требует керамический кирпич высокой марочности (М200 и выше), лицевого качества, с ровными кромками или фасками, равномерно окрашенный и даже цветной, разной конфигурации (угловой, радиальный и т.п.) и, безусловно, с доступной ценой.

Устойчивая тенденция к повышению рыночного спроса на качественный керамический кирпич находится в явном несоответствии с современным положением дел в отрасли производства керамического кирпича.

Современное техническое состояние многих кирпичных заводов характеризуется устаревшими технологиями и оборудованием.

Из-за отсутствия средств на техническое переоснащение многие заводы вынуждены закрываться.

Большинство заводов по производству керамического кирпича сосредоточено в центре европейской части России. Ряд регионов, несмотря на наличие сырьевой базы, вынужден ввозить его из других регионов, что существенным образом отражается на его стоимости .

Треть работающих предприятий по производству керамического кирпича имеют годовой выпуск 3-5 млн. шт. В большей части это так называемые сезонные заводы или отечественные заводы проектной мощностью до 15-20 млн. штук у.к. в год, но практически полностью технически изношенные. В то же время эти заводы располагают карьерными запасами качественной глины, а также персоналом, имеющим определенные знания и опыт в керамическом производстве.

Ряд заводов, поставленных ранее фирмами Германии, Болгарии, Италии, в силу экономических причин и отсутствия запасных частей не в состоянии поддерживать работоспособность оборудования. Фактическая мощность этих заводов составляет сегодня не более 50% проектной, себестоимость кирпича резко выросла, заводы имеют повышенный расход топлива и электроэнергии на единицу продукции из-за недогруза сушил и печей обжига, технологического оборудования.

Глиняный кирпич обладает рядом достоинств, которые делают его конкурентоспособным по сравнению с силикатным кирпичом: более высокая огнестойкость, морозостойкость, химическая стойкость и водостойкость, а также меньшая теплопроводность и масса. Он имеет более широкую сферу применения, в том числе в сейсмически активных районах. Пустотелый кирпич имеет следующие преимущества: при производстве снижается расход сырья и топлива, повышается производительность сушилок, а применение его для наружных стен позволяет уменьшить их толщину, сокращает транспортные расходы и снижает нагрузки на фундамент. Лицевой керамический кирпич обладает высокой декоративностью и широким цветовым ассортиментом. Наиболее целесообразной является технология получения лицевого кирпича широкой цветовой палитры путем объемного окрашивания глиняной массы тонкомолотыми недефицитными металлическими рудами и комплексными добавками. Актуальность его применения выражается в умеренных затратах на сооружение зданий с высокой архитектурно-художественной выразительностью, но главное - в значительном сокращении затрат на ремонт фасадов при их длительной эксплуатации, так как срок службы лицевого кирпича более 50 лет.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод: В современных условиях производство строительных материалов является одним из важнейших направлений нашей отечественной промышленности. Это объясняется ежегодно повышающимися темпами строительства и дефицитом высококачественных стройматериалов. Недостатки, низкое качество и дороговизна многих стройматериалов, заставляют искать более совершенные и инновационные методы их производства.

1. Производственная программа и номенклатура продукции

Керамический кирпич - это высокопрочный и долговечный строительный материал, изготавливается способом полусухого прессования с последующим обжигом в газовой печи.

Керамический кирпич - это экологически чистая продукция, сырьем для производства которого служит природная глина.

Независимо от вида строительства керамический кирпич благодаря своим исключительным характеристикам (лицевой, рядовой, различных марок и оттенков) не оставляет не исполненными любые желания и потребности строительной индустрии.

Кирпичный завод выпускает керамический кирпич согласно ГОСТ 530-2007.

Способ прессования кирпича осуществляется на современных гидравлических, полностью автоматизированных прессах.

Выпускаемый кирпич имеет цвет природной обожжённой глины и не теряет его в течение всего срока службы.

Отгрузка кирпича осуществляется в пакетированном виде на деревянных поддонах.

О качестве выпускаемой продукции свидетельствует сертификат соответствия и санитарно-эпидемиологическое заключение.

Технология производства керамического кирпича полусухого прессования

Производство керамического кирпича методом полусухого прессования – это сложный, многостадийный технологический процесс, направленный на получение современного высококачественного строительного материала, имеющего более низкую стоимость, нежели традиционный кирпич пластического прессования.

Сырьевыми материалами для производства такого кирпича служат красножгущиеся суглинки, кварцевый песок, возможно карбонатные опоковидные породы, может использоваться ряд выгорающих добавок, таких как угольные шламы или древесные опилки, а также дроблёный бой бракованного кирпича.

Разработка карьеров сырьевых материалов ведется предприятиями хозяйственным способом с использованием горно-транспортного оборудования: экскаваторов (одно- или многоковшовых), бульдозеров, а иногда и грейдеров. Транспортировка глины на завод осуществляется автомобильным транспортом, как правило, это самосвал с полуцилиндрическим кузовом с подогревом (для облегчения разгрузки в холодное время года).

Для хранения глины, ее усреднения и вылеживания используется закрытое глинохранилище. Длительное вылеживание сырья в глинохранилище значительно улучшает его технологические свойства.

Далее осуществляется предварительное измельчение, необходимое для разрушения крупных агрегатированных кусков глины. Для этой технологической операции используется двухвальный рыхлитель. Глинорыхлитель работает следующим образом: крупные комья глины, попадая внутрь данной установки, разрезаются билами (рабочий орган данной установки, представляющий собой выступ на вращающейся оси), а при сухой глине дробятся. Измельченные комья через металлическую решетку с размером ячеек 150-200 мм направляются в ящичный питатель. Для очистки валов от налипания на двух боковых стенках корпуса предусмотрено два ряда ножей. Дозирование компонентов керамической массы, а также стабилизация её подачи на дальнейшую обработку, обеспечиваются ящичными питателями.

Ящичный питатель – установка прямоугольной формы с открытым верхом, в качестве дна которой выступает ленточный транспортер. Положение его передней стенки является регулируемым, от положения которой зависит объём материала, попадающего на ленточный транспортёр.

Пройдя магнитный сепаратор, глинистое сырье поступает на вальцы грубого помола (или дробления), где подвергается помолу и истиранию.

Тонкое измельчение (или помол) пластичных сырьевых материалов (глин и суглинков) сводится к их перетиранию с целью разрушения первичных связей, связывающих отдельные зёрна в крупные агрегатные включения. Для этого применяют такие устройства, как дифференциальные вальцы. Основными рабочими органами данной установки являются два гладких вала, вращающихся с разной скоростью. При работе вальцев грубого помола материал поступает на тихоходный вал, который затягивает массу в зазор между вращающимися с разной скоростью валами и раздавливает. Зазор между валами составляет 3-4 мм, при этом достигается максимальная эффективность обработки.

Далее, из полученной сыпучей субстанции необходимо получить сплошную плотную массу (пресс-порошок) с заданными ей температурой и влажностью, соответствующих формовочным.

Пресс-порошком называют сыпучую несвязную субстанцию, с заданным гранулометрическим составом и влажностью.
Для этого глину подсушивают в специальной установке - сушильном барабане, представляющем собой сварной металлический цилиндр с огнеупорной износостойкой футеровкой диаметром 1,5 – 3,0 и длиной 15 м, опирающийся на ряд роликов. Барабан имеет наклон 3 – 5 градусов и приводится в действие от привода через зубчатую передачу. Материал, загружаемый через торцевое отверстие, расположенное в верхней части барабана, перемещается в результате его наклона и вращения к разгрузочному отверстию. Сушка осуществляется горячим воздухом с температурой до 800°С.

Дополнительные сырьевые материалы (карбонатные плавни, выгорающие добавки) поступают в бункеры склада добавок и ленточным транспортером подаются в ящичный питатель. Далее подается на первичное дробление в дезинтеграторные вальцы.

Дезинтеграторы состоят из двух корзин, вращающихся в противоположном направлении, представляющих собой диски, имеющие специальные металлические выступы. Степень помола зависит от частоты вращения корзины дезинтегратора, расстояния между выступами и влажности массы. Степень измельчения возрастает с увеличением скорости вращения и уменьшением расстояния между корзинами.

Измельченная сырьевая добавка ленточным транспортером подается на виброгрохот, где осуществляется её просеивание. После просеивания добавка поступает в сушильный барабан, после чего совместно с глиной проходит все дальнейшие стадии технологической переработки.

Полученный керамический пресс-порошок, конвейером подается в бункер-накопитель пресса. Из бункера-накопителя пресс-порошок раздаточным конвейером подается в глиномешалку-питатель, в которой происходит тщательное перемешивание и равномерное распределение влаги по всему объему.

Далее пресс-порошок подается в гидравлический или коленорычажный пресс, где происходит двухступенчатое формование: первая ступень прессования при давлении 4-10 МПа, вторая - 25-30 МПа, Длительность прессования должна обеспечить максимальное удаление воздуха из формируемого сырца и обычно составляет 0,5-3,5 с.
Спрессованный кирпич-сырец по рольгангу конвейера отбора сырца поступает на пост съемки-укладки, где формируется в технологические пакеты вручную либо с помощью автомата-садчика. Садка-выставка пакетов выполняется с помощью корзинчатого захвата мостовым краном.

Различия кирпича, полученного методами полусухого прессования и пластического формования.

18 июня 2015

Керамический кирпич, изготовленный методом пластического формования, имеет ряд отличий от изделий полусухого прессования. Они обусловлены технологией производства и определяют как внешние особенности, так и специфику применения кирпича.

Основные преимущества кирпича полусухого прессования — относительно низкая цена, ровные плоскости, высокая скорость производства. Однако кирпич, выполненный методом пластического формования, обладает лучшими техническими характеристиками: низким влагопоглощением, высокой морозостойкостью и долговечностью. Кроме того, метод позволяет изготавливать строительные материалы с высокой пустотностью, в разы превышающей пустотность кирпича полусухого прессования.

Пластическое формование подразумевает дополнительный производственный этап: сушку сырца перед обжигом, так как кирпич изготавливается из глины с высоким содержанием влаги (более 20%). Сырец имеет тонкослойную структуру и обладает низкой газопроницаемостью. При излишне быстром нагревании давление пара внутри полуфабриката возрастает, что делает возможным образование трещин и, как следствие, появление производственного брака. Поэтому процесс сушки требует длительного времени для постепенного повышения температуры.

При использовании метода пластического формования к составу глины предъявляются более высокие требования. Например, примесь углекислого кальция(СаСОз) в сочетании с высокой влажностью при обжиге образует фракцию негашеной извести, что приводит к выкрашиванию изделия. Однако полученный в результате продукт обладает высоким качеством и улучшенными техническими характеристиками, которые позволяют шире применять его в строительстве, в отличие от кирпича, изготовленного методом полусухого прессования.

Согласно СНиП II-22 «Каменные и армокаменные конструкции»:

«Применение… глиняного кирпича полусухого прессования допускается для наружных стен помещений с влажным режимом при условии нанесения на их внутренние поверхности пароизоляционного покрытия. Применение… для стен помещений с мокрым режимом, а также для наружных стен подвалов и цоколей не допускается».

Эта особенность связана с высоким влагопоглощением кирпича, изготовленного методом полусухого прессования. Упрощенная схема производства не позволяет ему достичь характеристик пластического формования, он впитывает больше влаги, а это напрямую сказывается на морозостойкости и, следовательно, на долговечности.

Влага, содержащаяся в кирпиче, расширяется при низких температурах. Поэтому максимальное количество циклов замерзания при полусухом прессовании оказывается существенно ниже — это ограничивает область его применения. Фундаменты, подземные части стен и стены помещений с мокрым режимом возводятся из кирпича пластического формования.

В регионах с теплым климатом разрешено применение кирпича полусухого прессования низкой морозостойкости (менее F 35). В то же время, при строительстве в южной части России актуален еще один фактор, связанный с прочностными характеристиками: прочность полусухого кирпича на излом составляет не более 30% от прочности на сжатие, поэтому его применение в сейсмоопасных зонах также ограничивается нормативами.

Пластическое формование позволяет получать широкий ассортимент кирпича и керамических блоков с высокой пустотностью — до 30% и 50% соответственно. Пустотность кирпича полусухого прессования, как правило, не превышает 13%, что сказывается и на теплопроводности кладки и на ее избыточном давлении на фундамент. Кроме того, производство крупноформатных блоков полусухим прессованием ограничено форматом 1,5 НФ.

Технология изготовления кирпича методом полусухого прессования

18 июня 2015

Технология изготовления кирпича методом полусухого прессования

В отличие от метода пластического формования, при изготовлении кирпича способом полусухого прессования, количество влаги в сформованной массе не превышает 8%, что дает возможность пропустить фазу сушки и сразу перейти к обжигу кирпича.

Рассмотрим основные этапы изготовления кирпичей методом полусухого прессования.

Первый этап — приготовление пресс-порошка. Пресс-порошок — это дисперсная, глинистая система с низким содержанием влаги. Такой массе не свойственна связанность, что обуславливает ее сыпучесть — скорость стечения через определенное отверстие под действием собственной массы. Для того, чтобы получить максимально уплотненный порошок при минимальном давлении(прессуемость порошка) , он должен иметь определенный зерновой состав (гранулометрический) и влажность. В результате приготовления порошка масса должна иметь однородную пофракционную влажность и минимальное содержание пылевидной фракции.

При приготовлении керамических порошков используют два способа: шликерный и сушильно-помольный.

Сушильно-помольный способ предусматривает дробление, сушку, помол, просев и увлажнение глиняной массы. Для дробления используют валковые дробилки. Затем глину перемалывают стержневыми мельницами. После этого она поступает в сушильный барабан.

После сушки глина поступает в стержневой смеситель на помол. Перед этим ее просеивают для отделения крупных зерен и каменистых включений, что предотвращает преждевременный износ стержней смесителя. Не всегда после помола достигается необходимая влажность порошка. Поэтому сушат и перемалывают глину при пониженной влажности. Затем содержание влаги увеличивают паром или распылением воды. Для того, чтобы порошок не переувлажнялся, вода распыляется, а масса его тщательно перемешивается. Увлажнение паром позволяет улучшить качество кирпича. После этого порошок подвергают вылеживанию в бункерах для выравнивания влажности.

Шликерный способ предусматривает роспуск глины горячей водой в шликер, влажность которого составляет 40-45%. Для отделения мелких камней шликер закачивают в дуговые сита под давлением 0,25 МПа, а затем сливают в шламбассейны. После шламбассейна шликер попадает в распределительные сушилки, где его влажность понижается до 10%. Далее через контрольное сито шликер отправляется в расходный бункер.

Шликерный способ приготовления пресс-порошка намного выгодней сушильно-помольного. Кроме того, что сокращается количество производимых операций (в распылительной сушилке глина сушится и гранулируется) , появляется возможность полной автоматизации этого процесса. Пресс-порошок получается более высокого качества. Увеличивается влажностная однородность, почти отсутствует пылевая фракция.

Второй этап — это прессование. При прессовании керамический порошок проходит несколько стадий. Сначала происходит уплотнение — сближение частиц вещества друг к другу, при этом часть воздуха удаляется. На второй стадии увеличивается поверхность контакта частиц друг с другом путем пластической деформации. При этом на поверхность такой частицы выдавливается влага. Все это приводит к усилению сцепления между частицами вещества. На третьей стадии в результате уплотнения частицы подвергаются упругой деформации. И последняя стадия прессования происходит при очень высоком давлении и вызывает хрупкое разрушение частиц порошка.

После прекращения воздействия на порошок давления происходит упругое расширение материала (иногда до 8%). Различие между исходной высотой порошка (до пресса) и высотой получившейся массы после прессования называется «осадкой». Для каждого порошка есть определенное давление, по достижению которого материал больше не уплотняется.

Большое значение при осуществлении прессования имеет одинаковая плотность прессовки, что обуславливается режимом процесса. Режимы прессования разделяются по направлению (односторонние и двусторонние) , кратности (однократные и многократные) и по интенсивности приложенных усилий (ударные и плавные).

Третий этап — сушка полученного кирпича-сырца. Кирпичи сушат в туннельных сушилках, в которых теплоносителем является горячий воздух с начальной температурой 120-150°C. Продолжительность сушки составляет примерно 16-24 часа. После нее влажность изделия составляет 4-6%.

И, наконец, заключительный этап производства – обжиг. Необходимо отметить, что в сырце при полусухом прессовании коллоидная фракция действует внутри частиц вещества. Поэтому она не цементирует частицы, а агрегирует зерна минералов в глинистую частицу. Как следствие этого, жидкая фаза при обжиге развивается внутри глиняных агрегатов, а на их поверхности образуется малое количество жидкой фазы. Сцепление частиц при этом носит характер контактного спекания.

Изделия, изготовленные методом полусухого прессования, имеют низкое сопротивление на изгиб, обладают повышенной водопроницаемостью, низкой морозоустойчивостью. При таком производстве кирпича требуется более высокая температура обжига. Надо учитывать большие потери на брак (10-20%) , хотя качество внешнего вида кирпича очень высокое.

Читайте также:

Влажность шихты для формования полусухим способом керамического кирпича составляет

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА Российский патент 2017 года по МПК C04B35/14 C04B40/00

Похожие патенты RU2611127C2

Реферат патента 2017 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА

Формула изобретения RU 2 611 127 C2

Производство керамического кирпича полусухим способом

Технология производства керамического кирпича полусухого прессования

Различия кирпича, полученного методами полусухого прессования и пластического формования.

Технология изготовления кирпича методом полусухого прессования

Технология изготовления кирпича методом полусухого прессования