13.7.2 Производство строительного кирпича

Сырьем для производства строительного кирпича служат легкоплавкие (строительные) глины состава Аl₂О₃ *nSiО₂ *mН₂О, песок и оксиды железа (3). Добавка кварцевого песка исключает появления трещин, вследствие усадки материала, при сушке и обжиге и позволяет получать более качественную продукцию.

Технологический процесс производства кирпича может осуществляться в двух вариантах:

– пластическим методом, при котором смесь подготовленных компонентов сырья превращается в пластическую массу, содержащую до 25% воды;

– полусухим методом, при котором компоненты сырья увлажняются паром (до10%), что обеспечивает необходимую пластичность массы.

Приготовленная тем или иным методом шихта, содержащая 40-45% глины, до 50% песка и до 5% оксида железа, поступает на прессование в ленточный пресс (при пластическом методе) или в механический пресс, работающий под давлением 10-25 МПа (при полусухом методе). Сформированный кирпич направляется на сушку в туннельную сушилку непрерывного действия и затем на обжиг при Т=900-1100⁰С. Для ускорения сушки в глину добавляют электролит (раствор солей).

Рассмотрим принципиальную схему производства строительного кирпича полусухим способом.

ТОПОЧНЫЕ ГАЗЫ ПЕСОК ПАР

СУШИЛКА

МЕЛЬНИЦА

СМЕСИТЕЛЬ ШИХТЫ

ПРЕСС

Г ЛИНА КИРПИЧ-СЫРЕЦ

СОЛИ

СУШИЛКА

ОБЖИГОВАЯ ПЕЧЬ

КИРПИЧ

13.7.3 Производство огнеупоров

Огнеупорными материалами (огнеупорами) называют неметаллические материалы, характеризующиеся повышенной огнеупорностью, т.е. способностью противостоять, не расплавляясь, воздействию высоких температур. Огнеупоры применяются в промышленном строительстве для кладки металлургических печей, футеровки аппаратуры, работающей при высоких температурах, при изготовлении термостойких изделий и деталей.

К материалам, используемым в качестве огнеупоров, предъявляются следующие общие требования:

– термическая стойкость, т.е. свойство сохранять механические характеристики и структуру при одно- и многократном термическом воздействии;

– малый коэффициент термического расширения;

– высокая механическая прочность при температуре эксплуатации;

– устойчивость к действию расплавленных сред.

Ассортимент огнеупоров весьма широк. В зависимости от состава они делятся на несколько групп.

Алюмосиликатные огнеупоры относятся к числу наиболее распространенных. В их основе лежит система « Аl₂О₃ – SiО₂» с различным соотношением оксидов алюминия и кремния, от чего в значительной степени зависят их свойства.

Динасовые огнеупоры состоят н/м чем на 95% из оксида кремния в модификации тридимита и кристабалита с примесью оксида кальция. Они стойки к кислым шлакам, огнеупорны до 1730⁰С и применяются для кладки коксовых и стекловаренных печей. Получаются из кварцита и оксида кальция обжигом при Т-1500⁰С.

Полукислые огнеупоры содержат до 70-80% оксида кремния и 15-25% оксида алюминия. Они относительно стойки к кислым шлакам и силикатным расплавам и используются в металлургических печах и теплоэнергетических установках.

Высокоглинистые огнеупоры содержат более 45% оксида алюминия. Они обладают повышенной механической прочностью при высоких температурах и огнеупорны до 1950⁰С. Применяются для кладки сводов металлургических печей, в электрических, стекловаренных и туннельных печах обжига.

Магнезитовые огнеупоры содержат в качестве основы оксид магния. Все виды магнезитовых огнеупоров устойчивы к действию основных шлаков, огнеупорны до 2500⁰С, однако термическая стойкость их невелика. Применяются для облицовки сталеплавильных конвертеров, в индукционных электрических и мартеновских печах. Получаются обжигом природных минералов.

Классификация огнеупоров по их составу.

АЛЮМОСИЛИ

КАТНЫЕ

ДИНАСОВЫЕ

ПОЛУКИСЛЫЕ

КОРУНДОВЫЕ

ШАМОТНЫЕ

КАРБОРУНДОВЫЕ

ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫЕ

О

МАГНЕЗИТОВЫЕ

ЦИРКОНИЕВЫЕ И ТОРИЕВЫЕ

УГЛЕРОДИСТЫЕ

МАГНЕЗИТОВЫЕ

ДОЛОМИТОВЫЕ

ХРОМОМАГНЕЗИТОВЫЕ

ГРАФИТОВЫЕ

КОКСОВЫЕ

ГНЕУПОРЫ

Шамотные огнеупоры содержат до 50-70% оксида кремния и до 46% оксида алюминия. Они стойки к действию как кислых, так и основных шлаков, огнеупорны до 1750⁰С и термически устойчивы. Получаются по схеме:

обжиг

г лина шамотный

( каолин) порошок обжиг при 1400⁰С

огнеупор (муллит)

вода

.

Корундовые огнеупоры состоят из оксида алюминия в модификации корунда. Они огнеупорны до 2050⁰С и применяются для нагрева и плавления тугоплавких материалов в радиотехнике и квантовой электронике.

Карборундовые огнеупоры состоят из карбида кремния SiС. Они устойчивы к действию кислых шлаков, обладают высокой механической прочностью и термостойкостью. Применяются для футеровки металлургических печей, изготовления литейных форм.

Циркониевые и ториевые огнеупоры состоят, соответственно, из оксидов циркония и тория, и отличаются высокой огнеупорностью (до 2500⁰С). Применяются для изготовления тиглей в цветной металлургии, футеровки соляных ванн для закалки стальных изделий.

Углеродистые огнеупоры содержат от 30 до 92% углерода и изготавливаются:

– обжигом смеси графита, глины и шамота;

– обжигом смеси кокса, каменноугольного пека, антраценовой фракции каменноугольной смолы и битума.

Углеродистые огнеупоры применяют для выкладки горнов доменных печей, печей цветной металлургии.