книги из ГПНТБ / Кашкаев, И. С. Производство глиняного кирпича учеб. пособие

Рис. 74. Снижатель с гидравлическим приводом:

1 — полки, 2 — подвижная рама, 3 — неподвижная рама, 4 — при­ вод подвижной рамы, 5 — гидроцилиндр, 6 — рычаг

Рис. 75. Карусельная пятиполочная ваго­ нетка:

/ — поворотная рама, 2 — вертикальная стойка, 3 — консольные полки, 4 — рама-основание

аккумуляторного электропогрузчика СМ-4004, оборудованного виль­ чатыми захватами (см. ниже).

К а р у с е л ь н а я п я т и п о л о ч н а я в а г о н е т к а (рис. 75) состоит из рамы-основания 4, установленной на колеса, поворотной рамы 1, вертикальной стойки 2, консольных полок 3. Для передви­ жения вагонеток по бетонному полу на них устанавливают три ко­ леса, одно из них поворотное; для передвижения вагонетки по рель­ сам— четыре стальных колеса. Пятиполочная карусельная вагонет­ ка приближается к снижателю и снимает пять рамок с кирпичом. Рама снижателя под действием массы контргруза поднимается из приямка. Та же вагонетка поворачивается пустой частью полок, за-

Вид А

Рис. 76. Консольная вагонетка ВСШ-5:

I — рама-основание, 2 — колеса, 3 — консольные полки, 4 — подшипники

бирает остальные пять рамок с кирпичом и транспортирует их в печь.

При отборе и укладке кирпича на рамки автоматами-укладчи­

укладчик состоят из рамы-основания 1, установленной на подшип­ никах 4, двух пар колес 2 и консольных полок 3, приваренных в од­ ной точке по середине полки. Опорой для каждой полки является только одна из стоек.

Для перевода вагонеток с одного рельсового пути на другой при­ меняют э л е к т р о п е р е д а т о ч н ы е т е л е ж к и - п л а т ф о р м ы (рис. 77). Они состоят из рамы 6 с уложенными на ней рельсами 4, электродвигателя 5, токосъемника 1 и реечного толкателя 2, при­ водимого в движение электродвигателем 3.

Платформа перемещается по широкому углубленному рельсово­ му путр, уложенному перпендикулярно рельсовым вагонеточным

141

Рис. 77. Электропередаточная тележка-платформа с толкателем:

/ — токосъемник, 2 — реечный толкатель, 3, 5 — электродвигатели, 4 — рельсы, 6 — рама

142

Г л а в а VIII

СУШКА КИРПИЧА И КЕРАМИЧЕСКИХ КАМНЕЙ

Кирпич и керамические камни, изготовленные пластическим прессованием, содержат влагу, которая должна быть удалена, что­ бы придать им механическую прочность и подготовить к обжигу.

Сушкой называется процесс удаления влаги из материалов пу­ тем ее испарения.

§ 36. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ СУШКИ

Сушку кирпича производят только конвективным методом, т. е. методом, при котором влага испаряется вследствие теплового обме­ на между изделием и теплоносителем. В качестве теплоносителя ис­ пользуют нагретый воздух или дымовые газы, получаемые от сжи­ гания топлива. Эти теплоносители являются одновременно и влаго­ поглотителями, так как передают сырцу тепло и поглощают его влагу.

Процесс сушки характеризуется следующими основными факто­ рами: скоростью перемещения влаги внутри материала, скоростью влагоотдачи с поверхности материала в окружающую среду и уса­ дочными напряжениями, обусловленными неравномерным распре­ делением влажности внутри материала. Процесс испарения и уда­ ления влаги с поверхности изделия называют внешней диффузией.

Скорость внешней диффузии зависит от параметров теплоноси­ теля— температуры и влажности, а также от скорости его движе­ ния относительно высушиваемого изделия.

Способность теплоносителя поглощать то или иное количество влаги зависит от его относительной влажности, т. е. количества со­ держащейся в нем влаги. Чем меньше относительная влажность теплоносителя, тем большее количество влаги в виде водяного пара может он поглотить.

В результате испарения влаги с поверхности изделия влага из глубинных слоев перемещается на его поверхность. Этот процесс называют внутренней диффузией.

Если в результате быстрого испарения влаги с поверхности сырца разница в количестве ее на поверхности и внутри будет пре­ вышать допускаемый предел, то сырец будет растрескиваться. Этот предел называют критическим перепадом влагосодержания, или критическим градиентом влажности.

Условия сушки кирпича должны быть такими, при которых обра­ зующийся в ней перепад влажности не превышал бы критического значения. Скорость внутренней диффузии зависит от влагопроводности сырца и возникающего перепада влагосодержания или гради­ ента влажности. Внутренняя диффузия протекает медленнее внеш­ ней.

144

Наилучшие условия сушки создаются при одинаковой скорости внешней и внутренней диффузий.

Сушка может происходить только при условии подвода тепла, необходимого для испарения влаги, и при наличии разницы давле­ ний паров воды на поверхности испарения и паров воды теплоноси­ теля. Чем больше эта разница, тем быстрее скорость испарения.

Теплоноситель поглощает влагу из кирпича до тех пор, пока парциальные 1 давления его паров и паров на поверхности испаре­ ния не сравняются.

Насыщенность теплоносителя не должна превышать определен­ ного предела. Добавление к насыщенному теплоносителю некоторо­ го количества пара вызывает конденсацию его на поверхности изделия в виде капель воды. Чем выше температура воздуха, тем

относительной влажностью, т. е. отношением количества водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха, к количеству пара, которое насыщает воздух при данной температуре. Чем выше температура и ниже относительная влажность воздуха, тем быстрее протекает процесс сушки изделия и тем меньшее количество воздуха необходи­ мо для удаления влаги из изделия.

Скоростью сушки называется количество воды, которое удаляется с единицы поверхности изделия в единицу времени. Скорость сушки можно регулировать температурой, относительной влажностью и скоростью движения теплоносителя.

Процесс сушки делится на три периода: нагрева изделий, посто­ янной скорости сушки и замедленной скорости сушки. В период нагрева тепло, подводимое к материалу теплоносителем, расходует­ ся на подогрев изделия от начальной температуры до температуры теплоносителя. Влажность изделий за этот период уменьшается незначительно.

В первый период сушки удаление влаги происходит с постоянной интенсивностью

W

m = --— кг/мг ч, F ■%

где W — количество испарений влаги, кг; F — поверхность испаре­ ния, ж12; т — время испарения, ч.

Вэтот период температура изделия постоянна и равна темпера­ туре мокрого термометра2.

Впериод постоянной скорости сушки влага, поступающая из внутренних слоев изделий, испаряется с их поверхности. Скорость сушки в этот период остается постоянной до тех пор, пока влажность

2 Мокрым термометром называется термометр, показывающий температуру среды с полным влажным насыщением, в отличие от термометра, показывающего температуру окружающей среды.

145

характеризуется примерно постоянным уменьшением массы изде­ лия в единицу времени, т. е. количества влаги, испаряемой с едини­ цы поверхности высушиваемого изделия.

В период замедленной скорости сушки постепенно уменьшается влажность изделия до минимального остаточного количества. После этого сушка изделий прекращается. Этот период характеризуется непрерывным снижением скорости сушки и сопровождается сниже­ нием величины усадки изделий, которая чаще всего прекращается до окончания этого периода.

Влажность, которую имеет масса изделия в момент прекращения усадки, называется критической влажностью.

Конец третьего периода характеризуется равновесной влаж­ ностью, т. е. влажностью, при которой изделие прекращает умень­ шаться в массе и скорость сушки равна нулю.

Равновесная влажность высушиваемого материала зависит от относительной влажности и температуры теплоносителя. Чем мень­ ше относительная влажность теплоносителя и выше его температура, тем меньше равновесная влажность высушиваемого изделия.

Для уменьшения возможности образования трещин в заводской практике обычно стремятся увеличить скорость продвижения влаги от внутренних слоев изделия к наружным настолько, чтобы эта скорость соответствовала скорости испарения с поверхности изде­ лия. При этих условиях влажность сырца по всей толщине вырав­ нивается и воздействие напряжений уменьшается или устраняется.

Увеличение скорости капиллярного движения воды в основном зависит от ее вязкости, которая понижается с увеличением темпера­ туры воды. Вода при температуре 60° характеризуется вязкостью на 25% меньше, чем при температуре 0°С.

Практически нагрев глиняной массы до указанной температуры или несколько ниже достигают пароувлажнением.

Чтобы ускорить сушку, особенно в начальный период, применяют паропрогрев глиняной массы перед прессованием до 40—50° С. За счет повышения температуры бруса увеличивается влагопроводность сырца в два и более раза, так как вязкость воды в сырце зна­ чительно уменьшается и усиливается внутренняя диффузия.

Однако возможности прогрева глиняной массы ограничивают­ ся указанными пределами температуры (40—50° С). При более высокой температуре паропрогрева у большинства суглинков, при­ меняемых для производства кирпича, резко снижается связность массы. Это приводит к уменьшению прочности бруса, выходящего из мундштука пресса.

Сырец, нагретый за счет пароувлажнения, можно высушить быс­ трее и с меньшим количеством трещин. Чтобы уменьшить величину усадки, ускорить продвижение влаги из внутренних слоев к поверх­ ности и тем самым уменьшить перепады влажности по сечению изделия, в шихту вводят различные отощители, увеличивающие влагопроводность и уменьшающие усадку изделий.

Чтобы избежать появления трещин в изделиях из чувствитель­ ного к сушке сырья, повышают относительную влажность теплоно­

146

сителя, снижают его температуру при одновременном увеличении объема, а следовательно, и скорости. С этой целью обычно повторно используют часть отработанного теплоносителя, т. е. осуществляют его рециркуляцию путем смешивания с теплоносителем, поступаю­ щим от источников тепла. Это делают либо в общей смесительной камере перед поступлением в сушилку, или же рециркулирующий влажный теплоноситель подают в наиболее опасные зоны сушки, и здесь он смешивается с проходящим более сухим теплоносителем.

При сушке изделий стремятся создать оптимальный режим, т. е. режим, при котором получают качественные изделия без трещин в минимальные сроки и при возможно меньших затратах тепла и электроэнергии.

Оптимальный режим сушки обычно устанавливают эксперимен­ тальным путем и из нескольких режимов выбирают наиболее эффек­ тивный. Этот путь дорогой, трудоемкий и длительный, а главное,, не всегда дает лучшие результаты.

Поэтому применяют расчетно-экспериментальные методы. Одним из них является метод установления критического градиента влаж­ ности. По его величине можно устанавливать оптимальный режим сушки.

Если критический градиент влажности для определенной кера­ мической массы составляет величину более 3, то кирпич следует сушить в начальный период при температуре теплоносителя 60— 70° С и относительной влажности 55—60%; срок сушки— 12 ч.

При величине критического градиента влажности сырца менее 1,8 начальная температура теплоносителя должна быть примерно

Срок естественной сушки сырца в сараях колеблется в зависи­ мости от климатических условий от 5 до 20 суток.

Спрессованный кирпич-сырец укладывают в клетки в 6—7 рядов по высоте (рис. 78, а). Каждая клетка состоит из трех столбиков с расстоянием между рядами столбиков в 4—5 см для лучшей цирку­ ляции воздуха. Иногда клетки выкладывают сдвоенными и по мере подсыхания их наращивают свежесформованным сырцом. Нижний ряд сырца часто ставят на тычок.

Подсохшие кирпичи укладывают в брус-подушку (рис. 78, б), где они досыхают и хранятся до направления на обжиг.

147

Вследствие высокой трудоемкости естественной сушки кирпича и сезонности производства ее заменяют искусственной сушкой в камерных или туннельных сушилках, а заводы переводят на круглогодовое производство.

Рис. 78. Сушка сырца в сараях:

а — клетки сырца, б — брус-подушка

§ 38. СУШКА В КАМЕРНЫХ СУШИЛКАХ

Камерные сушилки относятся к сушилкам периодического дей­ ствия. Цикл сушки в них состоит из загрузки сырца, собственно суш­ ки и разгрузки. В период загрузки и разгрузки сырца камеры не работают.

Конструкция камерных сушилок

На кирпичных заводах наиболее распространены камерные су­ шилки Росстромпроекта (рис. 79). Длина каждой камеры этой су­ шилки— 10—14 м, ширина 1,3—1,5 м, высота 3,0 м.

148

Камера снабжена тремя каналами, расположенными ниже уров­ ня пода. Боковые приточные каналы 2 служат для подвода горяче­

камер. Их делают обычно тарельчатыми в виде чугунного цилиндри­

плотно закрывающимися двустворчатыми дверями с металлическим каркасом.

149