Производство керамического кирпича

                                                                      Шихтозапасник

                                                                           Экструдер 

                                                       Установка для резки и укладки  сырца

                                                                  на печные вагонетки 

                                               (передаточной тележкой)

                                                   Туннельная сушилка

                                           Туннельная печь (вагонетками) 

                                                Разгрузка и пакетировка

                               Вывоз пакетов готового кирпича  (электрокаром) 

                                                 Склад готовой продукции 

Рисунок 1 - Технологическая схема производства глиняного кирпича

     Глиняный кирпич производят пластическим прессованием путем экструзии (выдавливания) массы в виде сплошного бруса с последующим разрезанием его на отдельные изделия. Кирпич имеет следующую характеристику: По типу и размеру: одинарный полнотелый 250×120 ×65 (мм)

     По  морозостойкости: соответствует марке F «25»

     По  прочности: Предел прочности на изгиб 2,34 Мпа – М 125

     Предел  прочности на сжатие 16,97 Мпа – М 175 

     К основным технологическим процессам  производства глиняного кирпича относятся: добыча сырья и его усреднение, подготовка добавок, корректирующих свойства исходного сырья, составление массы (шихты) путем дозирования компонентов в требуемом соотношении, обработка и подготовка массы для получения полуфабриката сырца, прессование полуфабриката, сушка и обжиг [4,5].

     Ниже  приведены технологические схемы  подготовки и обработки сырья  в зависимости от его свойств.

     Глины с повышенной карьерной влажностью, превышающей формовочную влажность на 5 ... 8% и более, рекомендуется подготавливать по следующей схеме глинорыхлитель→ящичный питатель→ленточный конвейер с магнитным сепаратором→камневыделительные вальцы (ребристые)→ленточный конвейер→сушильный барабан (обезвоживание до формовочной влажности) → ящичный питатель с бункером → смеситель лопастной с пароводяным орошением → дальнейшая переработка зависит то свойств сырья.

     В результате такой подготовки получают глину с усредненной требуемой  формовочной относительной влажностью 19 ... 20% при температуре 40... 45°С и температуре отходящих газов 90 ... 100°С.

     Рыхлую, запесоченную мало пластичную, быстро размокаемую глину, а также лёссовые суглинки при карьерной влажности, равной или меньшей формовочной, перерабатывают по следующей технологической схеме: ящичный питатель →камневыделительные вальцы( ребристые) → лопастный смеситель с пароводяным орошением→вальцы тонкого помола с зазором 3 ... 4 мм→ шихтозапасник → вальцы тонкого помола с зазором не более 2 ... 2,5 мм→ вальцы тонкого помола с зазором не более 1 мм (рекомендуются при наличии карбонатных примесей в сырье) →вакуумный пресс.

     Глину средней плотности и пластичности и покрывные суглинки перерабатывают по такой схеме: глинорыхлитель →ящичный питатель→камневыделительные вальцы (ребристые) → лопастный смеситель с паропрогревом и увлажнением водой →бегуны мокрого помола → вальцы тонкого помола с зазором 3 ... 4 мм→ шихтозапасник с многоковшовым экскаватором на 7 ... 10-суточное вылеживание →ящичный питатель с бункером → вальцы тонкого помола с зазором не более 2 ... 2,5 мм → вальцы тонкого помола с зазором не более 1 мм (рекомендуются при наличии карбонатных примесей в сырье) →смеситель с фильтрующей решеткой→вакуумный пресс[4].

     Высокопластичные плотные, или алевролитовые, трудноразмокаемые в воде глины перерабатывают по такой схеме: глинорыхлитель → ящичный питатель → зубчатая дробилка → лопастный смеситель с паропрогревом и увлажнением водой-→ бегуны мокрого помола → вальцы тонкого помола с зазором 3 ... 4 мм→ шихтозапасник с многоковшовым экскаватором на 7 ... 10-суточное вылеживание→ ящичный питатель с бункером → вальцы тонкого помола с зазором не более 2 ... 2,5 мм → вальцы тонкого помола с зазором не более 1 мм (рекомендуются при наличии карбонатных примесей в сырье) → смеситель с фильтрующей решеткой→вакуумный пресс.

     Глинистые сланцы, аргилиты в природном виде или в виде отходов обогащения углей с наличием повышенного содержания карбонатных включений ( плусухой способ подготовки сырья с пластическим способом формования сырца) перерабатывают по следующей схеме: приемный бункер→ ленточный конвейер с шириной ленты 1 м → зубчатые вальцы →ленточный конвейер с шириной ленты 1 м→ящичный питатель→ сушильный барабан с шаровой мельницей (или шахтная мельница) → лопастный смеситель с пароводяным орошением → лопастный смеситель с пароводяным орошением→ глинозапасник башенного типа→ вальцы тонкого помола с зазором не более 2 ... 2,5 мм→ вакуумный пресс.

    Получаемый  полуфабрикат-сырец высушивают до необходимой  остаточной влажности и обжигают в кольцевых и туннельных печах  непрерывного действия[5].

    Глина добывается на карьере многоковшовым экскаватором. Многоковшовый экскаватор имеет рабочий механизм в виде бесконечной цепи, на которой укреплены ковши. Бесконечная цепь вращается вокруг стрелы, являющейся ее опорой. Стрела располагается параллельно откосу, прижимаясь к ней ковшами. Наполненные ковши опрокидываются над бункером. Доставляют глину на завод самосвалом.

    Прежде  чем начать обработку сырья необходимо ее вылеживание. Глину укладывают в  конуса на открытом пространстве на 12-24 месяца. В результате вылеживания  происходит размельчение плотной структуры  глины, гниение растительных остатков, выветривание, вымораживание, равномерное  распределение влаги, выбывание  растворимых солей.

    Глинорыхлитель разрыхляет крупные комья глины и пропускает ее через решетку в бункер. Из бункера, через ящичный питатель, по ленточному транспортеру, глина поступает на камневыделительные вальцы. Вальцы состоят из гладкого и ребристого валков. Валки вращаются навстречу друг к другу. Вальцы предназначены для грубого помола глины и выделения каменистых включений. Плотная структура падающая на ребристый валок отскакивает и удаляется. Вальцы предназначены для грубого помола глины и выделения каменистых включений.

    Для бесперебойной работы по выпуску  кирпича, на территории завода устанавливается глинозапасник с запасом глины на 30 суток. В состав оборудования входят загрузочный мост и разгрузочный мост с многоковшовым экскаватором, а также комплект специальных ленточных конвейеров. Загрузочный мост перемещается вдоль глинозапасник и загружает его горизонтальными слоями. Разгрузочный мост движется так же, вдоль глинозапасник, а установленный на нем многоковшовый экскаватор — поперек.

    По  ходу движения над ленточным транспортером  стоит магнит, вылавливающий из сырья  металлические детали.

    Из  глинозапасника глина подается на вторую стадию дробления. На вальцах грубого и тонкого помола происходит измельчение сырья, а также измельчение нежелательных включений известняка. Вальцы состоят из двух гладких валков. Расстояние между валками определяет степень помола. Для грубого помола расстояние между валками составляет 2-3 мм, для тонкого – 1-1,5 мм.

    Шамот, как брак керамического кирпича, поступает из отдела контроля этого же завода. Шамот подается в бункер, снабженный ящичным питателем. По ленточному транспортеру шамот поступает в молотковую дробилку. Дробление осуществляется свободными ударами быстро вращающихся молотков, шарнирно подвешенных к ротору. На следующей стадии идет домол шамота на вальцах грубого помола.

    Далее шамот через дозаторы, параллельно  глине, поступают в глиносмеситель. Тщательность перемешивания сырья с добавкой и равномерного увлажнения играют важную роль. Для этого применяют двухвальные смесители (глиномешалки) с фильтрующей решеткой предназначен для перемешивания керамической массы, очистки ее от корней и других инородных включений путем продавливания через отверстия решетки. Качество переработки глины в глиномешалках зависит от количества лопастей, от степени наклона лопастей, от длины глиномешалки. При всех равных условиях качество переработки глины в длинном смесителе будет выше. Валы с лопастями вращаются навстречу друг к другу, передвигая массу к выгрузочному отверстию, с одновременным пароувлажнением.

    Для вылеживания шихты на заводе предусмотрен шихтозапасник, с запасом глиняной массы на 10 суток. Шихтозапасник оснащен тем же оборудованием, что и глинозапасник. Благодаря загрузке шихтозапасника горизонтальными слоями и вертикальной разгрузке его многоковшовым экскаватором обеспечивается тщательное перемешивание шихты. При вылеживании массы происходит равномерное распределение влаги, набухание глинистых частиц и обволакивание зерен шамота глиной. Установлено, что прочность изделий, подвергшихся вылеживанию, повышается на 20-30 %. Кроме того, шихтозапасник является буферной емкостью, позволяющей значительно повысить стабильность работы за счет разрыва технологической цепочки последовательно работающего оборудования.

    Следующий этап технологической линии –  формование. Формование происходит в  вакуумном прессе. Назначением пресса является уплотнение рыхлой массы глинистого сырья с одновременным приданием  ей правильной формы. Вакуумирование удаляет пузырьки воздуха. Влажность шихты должна равняться 12-16 %, что дает прочность свежеотформованного образца до 5 МПа.

    Выходящий из пресса брус поступает на установки  для резки и укладки сырца  на печные вагонетки. Выходящий брус режется однострунным резчиком на мерные части, которые разрезаются на изделия  многострунным резательным автоматом. Нарезанный сырец устанавливается  автоматом на печные вагонетки в  четыре прямоугольных пакета. Передаточной тележкой вагонетки подаются в туннельную сушилку. Сушка сырца продолжается 48 часов. Сушилка разделена на две  зоны. Движение теплоносителя двух зонную противоточно-прямоточную. Отработанный теплоноситель поступает из печи в конце сушилки и направлен противотоком к движению изделия. Установка вентиляторов подсоса воздуха из атмосферы и вытяжка отработанного теплоносителя позволяет уменьшить абсолютные значения аэродинамических давлений и возможности работы без форкамер и дверей, избежать подсоса воздуха извне.

    Туннели сушилки загружаются вагонетками  с изделиями периодически, и изделия  с определенной температурой попадают в среду теплоносителя с его  температурой и влажностью. При превышении температуры изделий по сравнению» с воздухом происходит интенсивная  влагоотдача с поверхности (за счет охлаждения изделий) и возможно их растрескивание. При низкой температуре изделий  происходит конденсация влаги воздуха  на их поверхности, разогрев изделия  при увеличении его средней влажности  и создается перепад влажности  между поверхностью и серединой, что также приводит к растрескиванию изделий. Таким образом, для качественной сушки при минимальном расходе  тепла необходимо:

    — укладывать кирпич на рамки с равномерным  зазором не менее 3 см;

    — максимально заполнять кирпичом поперечное сечение тоннеля;

    — при менять паропрогрев глиняной массы перед прессованием, расход тепла на прогрев массы компенсируется уменьшением расхода тепла на сушку.

    Движение  печных вагонеток по туннельной печи осуществляется гидравлическим толкателем.

    Это печь непрерывного действия, в прямолинейном  канале которой, по рельсовому пути перемещаются вагонетки. Печь составляет в длину 148 м, состоит из четырех зон: зоны досушки, подогрева, обжига и охлаждения. Вдоль зоны обжига установлены автоматические горелки ГСС-20, работающие на природном газе. В конце пути установлен нагнетатель воздуха для охлаждения изделий и вагонеток. После нагрева этого воздуха, он затягивается в глубь печи как окислитель для горения топлива. Отработанные дымовые газы по воздуховодам поступают в туннельную сушилку. С целью достижения оптимального режима обжига сырца жесткого формования длина печи увеличивается на 36 м и создания дополнительной зоны досушки. Для сокращения температурного перепада по высоте канала и обеспечения возможности регулирования скорости нагрева сырца зона досушки разделена на три автономно регулируемые секции с интенсивной рециркуляцией теплоносителя. Первая секция - прямоточная. Рециркуляция осуществляется путем отбора отработанного теплоносителя из обжигового канала на стыке первой и второй секций и подачи его на первую позицию печи. Вторая секция - противоточная. Отработанный теплоноситель отбирается из печи на стыке третьей секции и зоны подогрева и подается частично во вторую секцию и частично в третью - прямоточную. Установленный режим обжига обеспечивает получение качественных изделий при продолжительности тепловой обработки 42 ч. Организация канализованного пола вагонеток ликвидирует недожог нижних радов садки.