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

Глава IX

МЕТОД ПОЛУСУХОГО ПРЕССОВАНИЯ КИРПИЧА

§ 43. ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ

Сырьем для производства кирпича полусухим прессованием слу­ жат глины низкой и средней пластичности. Лучшие результаты по­ лучаются при использовании глин средней пластичности.

Карьерная влажность используемых глин колеблется в широких пределах (от 15 до 30%), а полусухое прессование кирпича произ­ водят при влажности порошка 9—12%. Подготовка сырья включает

Рис. 96. Сушильный барабан СМ-147:

/ — загрузочная воронка, 2 — барабан, 3 — бандажи, 4 — венцовая шестерня, 5 — разгрузочная камера, 6 — привод, 7 — камера смеши­ вания газов

следующие операции: грубое измельчение карьерной глины с одно­

Для последующего измельчения глины в порошок ее необходи­ мо подсушить.

С у ш к у г л и н ы производят для того, чтобы снизить влажность карьерной глины с 15—30 до 9—12%.

Глину сушат, как правило, в сушильных барабанах длиной от 8 до 14 м. и диаметром от 1,6 до 2,2 м.

Сушильный барабан СМ-147 (рис. 96) состоит из собственно ба­ рабана 2 цилиндрической формы, бандажей 3, венцовой шестерни 4, разгрузочной камеры 5, камеры смешивания 7 и привода 6.

Глина через загрузочную воронку 1 поступает внутрь вращаю­ щегося барабана 2, наклоненного под углом 3—5° к горизонту, и пе­ ремещается по ячейкам к его разгрузочной камере 5.

170

В процессе работы сушильного барабана проверяют температу­ ру газов в смесительной камере перед барабаном, отходящих газов в выгрузочной камере и разрежение в них и перед пылеосадитель­ ным устройством и дымососом.

Температура во входной части барабана обычно бывает в преде­ лах 650—800° С, а в выходной ПО—120° С. Температура глины, вы­ ходящей из сушильного барабана, составляет 60—80° С. В зависи­ мости от влажности глины режим сушки регулируют, изменяя коли­ чество сжигаемого топлива и подсасываемого воздуха в камере сме­ шивания.

Рис. 97. Корзинчатый дезинтегратор:

1 — загрузочное отверстие, 2 — кожух, 3, 4 — корзины, 5 — вал

При сдвигах барабана его устанавливают на место следующим образом. Для смещения барабана вправо (при направлении ниж­ них точек бандажа к наблюдателю) правый подшипник ближнего ролика и левый подшипник дальнего ролика поджимают к оси ба­ рабана, а два других подшипника «отпускают» от оси барабана, т. е. оба ролика повертывают по часовой стрелке. Для перемещения ба­ рабана влево повертывают ролики против часовой стрелки.

Чтобы остановить барабан, сначала выключают конвейер, по­ дающий сырье в барабан, и прекращают подачу топлива.

После выхода всей массы из барабана выключают устройство для отбора высушенной глины. При понижении температуры в сме­ сительной камере до 150—200° С выключают вентилятор.

В южных районах при низкой карьерной влажйости глины в лет­ ний период можно применять естественную сушку. Чтобы предот­ вратить перебои, связанные с доставкой глины во время дождей, создают запас высушенной глины в закрытых глинохранилищах.

Наиболее приспособлены для этой цели корзинчатые дезинтег­

172

раторы (рис. 97), состоящие из двух вращающихся в противополож­ ном направлении корзин 3 и 4, насаженных на вал 5. Корзины пред­ ставляют собой диски, на внешней окружности которых имеются стальные пальцы-била. Корзины заключены в кожух из листовой стали, в боковой части которого установлено загрузочное отвер­

стие 1.

Крупность кусков, поступающих на дробление, не должна превы­

шать 25—40 мм.

Чтобы устранить налипание глины, кожухи дезинтеграторов об­ тягивают прорезиненной лентой. Иногда предусматривают ревер­ сивный ход корзин, т. е. обратное направление вращения, в резуль­ тате которого в некоторой степени устраняется налипание глины. Корзинчатые дезинтеграторы работают устойчиво при влажности глины не выше 10%. При более высокой влажности глина налипает на кожух и пальцы дезинтеграторов.

При наличии в глине каменистых включений пальцы корзины быстро изнашиваются и их необходимо менять через 200—300 ч

работы.

Тонкость измельчения зависит от числа оборотов корзины дезин­ тегратора, расстояния между пальцами и влажности глины.

Техническая характеристика дезинтегратора с диаметром корзины 1000 мМ

тах, описанных выше. Размеры отверстий в вибрационных грохотах следует делать 2 —3 мм.

Для предотвращения забивания отверстий грохотов глиной и улучшения качества просеивания рекомендуется производить элек­ трообогрев просеивающих полотен, что увеличивает их производи­ тельность. При проходе через обогреваемый грохот за счет некото­ рого повышения температуры порошкообразной массы и воды в ней вязкость последней уменьшается, поверхностное натяжение воды, соединяющей слипшиеся (агрегатированные) частицы, ослабляет­ ся и под действием вибрации они распадаются на первичные более мелкие фракции.

Количество крупных частиц, возвращаемых после просеивания

вводят выгорающие и иногда отощающие добавки. Выгорающие до­ бавки в виде измельченного твердого топлива вводят во всех случа­

173

ях для улучшения спекания черепка. Отощающие добавки вводят при использовании тонкодисперсных пластичных глин, чувствитель­ ных к сушке, и в случае, когда в порошкообразном виде глина при прессовании кирпича расслаивается.

В качестве отощающих добавок вводят шамот, песок или шлак того же зернового состава, что и глиняный порошок.

Состав пресс-порошка с применением отощителей и угля в каж­ дом отдельном случае подбирают экспериментальным путем. Для подготовки отощителей и угля применяют дробильно-помольные ус­ тановки, состоящие из щековой дробилки для первичного дробле­ ния, молотковой или другой дробилки для окончательного дроб­ ления и сит для просеивания (см. выше).

Просеянные материалы направляют в бункера, откуда их доза­ торами-питателями подают для увлажнения и перемешивания.

П а р о у в л а ж н е н и е п р е с с - п о р о ш к а выполняют обычно в двухвальных глиносмесителях.

Для равномерного распределения зерен мелких и крупных фрак­ ций и лучшего выравнивания влажности перемешивают увлажнен­ ный порошок в двух двухвальных смесителях.

Тщательное перемешивание обеспечивается уменьшением угла наклона лопастей без снижения числа оборотов. Чтобы предотвра­ тить охлаждение прогретого паром порошка, двухвальный смеси­ тель должен быть закрыт крышкой, а корыто его теплоизолировано.

Увлажненный до 9—12%, прогретый и хорошо смешанный поро­ шок поступает на прессование.

§ 44. ПРЕССОВАНИЕ КИРПИЧА

Понятие о технологии полусухого прессования

Глиняная масса для полусухого прессования представляет со­ бой сыпучий порошок, количество воды которого недостаточно для создания вокруг зерен сплошной пленки. Поэтому глиняная масса не обладает пластичностью и связностью. Для придания надлежа­ щей формы, целостности и определенной прочности сырец из" такой массы прессуется под высоким давлением, в результате чего зерна глиняного порошка сближаются, деформируются, их суммарная контактная поверхность увеличивается и частицы глины соединяют­ ся за счет поверхностных молекулярных сил.

Глиняный порошок представляет собой систему из трех компо­ нентов: твердого вещества, воды и воздуха.

В процессе прессования количество двух первых компонентов остается неизменным; уменьшение объема прессуемой массы проис­ ходит за счет удаления и некоторого сжатия воздуха.

Воздух, адсорбированный поверхностью глиняных частиц, пре­ пятствует их слипанию, а воздух, сжатый в порах прессуемой мас­ сы, увеличивает долю упругих деформаций в общей деформации массы.

174

Сжатый в порах сырца воздух оказывает некоторое давление на стенки пор, которые часто являются причиной разрыва сырца — расслаивания в плоскостях, перпендикулярных прилагавшемуся при

прессовании усилию.

Без удаления воздуха из пресс-формы в процессе сжатия не мо­ жет быть получен доброкачественный сырец. Подбором грануло­ метрического состава увеличивают плотность порошкообразного ма­ териала и уменьшают объем воздуха.

В начале прессования в основном происходит смещение частиц одна относительно другой (главным образом в направлении прило­ жения усилия). При дальнейшем прессовании деформируются са­ ми частицы. Упругие деформации в спрессованном сырце приводят к его расширению в направлении прессования на 1 —2 %, увеличи­ ваясь с понижением влажности глины.

Отощение масс шамотом, песком резко уменьшает упругое воз­ действие сжатого воздуха после прессования, улучшает структуру сырца и предохраняет его от расслаивания.

Величина упругих деформаций снижается также с увеличением влажности сырца. Однако удаление воздуха из пресс-порошка с вы­ сокой влажностью при прессовании затруднено в связи с частичным (или полным) закрытием пор влагой.

В массах с невысокой влажностью условия для выхода воздуха во время прессования благоприятны, но величина упругих дефор­ маций значительна.

Получить прочный сырец без трещин расслаивания трудно как из слишком влажных, так и из очень сухих масс.

Длительность прессования — весьма важный фактор для полу­ чения качественного сырца. Оптимальный режим прессования ха­ рактеризуется тем, что нарастание давления с 30 до 130— 150 кгс/см2 продолжается в 5— 6 раз дольше, чем рост нагрузки в диапазоне 0—30 кгс/см2.

В современных прессах для полусухого прессования применяют, как правило, двухступенчатое сжатие. Между первой и второй сту­ пенями прессования должен быть перерыв, в течение которого часть воздуха удаляется из пресс-формы; для этого обычно несколько приподнимают верхний штемпель.

Оптимальное соотношение между значениями первичного и окон­ чательного давлений должно составлять 1 : 3 — 1:4. Для большин­ ства глин величина первичного давления принимается равной 30— 50 кгс/см2. При этом осадка массы происходит на 75—85% ее ко­ нечной величины. В такой же степени может оказаться сжатым воздух.

Плотность массы после первичного уплотнения еще невелика. Окончательное сжатие массы при вторичной нагрузке, несмотря на давление более высокого порядка (120—250 кгс/см2), не приводит к сжатию воздуха более чем на 15—25% от его первоначального объема, если в перерыве между первичным и окончательным нажа­ тием штемпеля давление воздуха в массе выравнялось с атмосфер­ ным.

175

Пресс СМ-301 относится к механическому кривошипно-шатун­ ному типу прессов с гидравлическим регулированием давления. Он состоит из двух, независимых одна от другой, одинаковых пози­ ций (левой и правой). Каждая позиция пресса состоит из прессую­ щего механизма с блоком цилиндров и регулятором давления, ко­ ленчатого и промежуточного валов, выталкивающего механизма, засыпной каретки с механизмом для передвижения по столу, регу­ лятора засыпки и рольганга.

В прессе осуществляются дозировка и засыпка глиняного порош­ ка в пресс-формы, регулирование глубины засыпки, прессование и выталкивание кирпича из рольганга. На каждой позиции одновре­ менно изготовляются по четыре кирпича путем одновременного дву­ стороннего и двухступенчатого прессования. Глубина засыпки форм массой регулируется автоматически.

Пресс СМ-301 имеет централизованную смазку и электрический обогрев штампов.

Работает пресс следующим образом: глиняный порошок по двух­ рукавной течке 17 поступает в бункер каретки 22. При вращении коленчатого вала 20 кулак механизма передвижения каретки через ролик 23 и рычаги 21 сдвигает каретку на форму 9. В это время нижние штемпели 8 опускаются вниз, формы заполняются массой, после чего каретка возвращается в исходное положение.

Шатун 19, надетый на вал 20, распрямляя трехзвенный криво­ шипно-шатунный механизм 14, 15, 16, опускает верхний штемпель 11 в форму и прессует засыпанную туда ранее массу. Давление верхних штемпелей через массу передается на нижние штемпели, опирающиеся через штоки на плунжеры 6 гидравлических цилинд­ ров 4. По мере прессования массы форма, установленная на пру­ жинах, постепенно опускается, что и обеспечивает двустороннее прессование.

При достижении заданного давления происходит перепуск масла из гидравлических цилиндров в бак и давление прессования перес­ тает повышаться. При прохождении кривошипно-шатунного меха­ низма через вертикальную ось происходит первая ступень прессо­ вания. Давление достигает 40—70 кгс/см2. При дальнейшем движении механизма прессования верхние штемпели несколько поднимаются и воздух частично удаляется из пресс-формы.

Во время обратного движения верхние штемпели опускаются, кривошипно-шатунный механизм занимает вертикальное положе­ ние и происходит вторая ступень прессования. Максимальное дав­ ление прессования достигает 225 кгс/см2.

После окончания прессования верхний штемпель 11 поднимает­ ся, а профильный кулак, закрепленный на зубчатом колесе 18, на­ бегает на ролик двуплечего рычага и через систему рычагов меха­ низма выталкивания поднимает ползун 7 с сидящим на нем ниж­ ним штемпелем 8. Форма вместе с изделием поднимается до упоров стола. При дальнейшем подъеме нижних штемпелей кирпич выталкивается из формы и каретка сдвигает все четыре кирпича на

177

рольганг 10. Затем цикл прессования повторяется. Продолжитель­ ность прессования изделий 2,08 сек.

Прессование пустотелого кирпича

Пустотелый кирпич полусухого прессования даже при незначи­ тельной пустотности (10—15%) по сравнению с полнотелым обла­ дает повышенной морозостойкостью. Поэтому на заводах полусу­ хого прессования изготовляют пустотелый кирпич с различным рас­ положением пустот.

На прессах СМ-301 прессуют пятистенный кирпич-сырец, т. е. кирпич с несквозными отверстиями, ограниченными в случае прямо­ угольных пустот с пяти сторон. Пустоты образуются с помощью сердечников, которые должны иметь конусность не менее 18—20%. Уменьшение конусности ниже указанных пределов приводит к тому, что при извлечении штемпеля с сердечниками из спрессованного кирпича-сырца силы трения между поверхностями сердечников и сырца достигают значительных величин. При этом он извлекается вместе с сердечниками.

Съем и укладка сырца на вагонетки

С подвижного стола пресса кирпич-сырец одновременно по че­ тыре штуки сходит на наклонный роликовый конвейер. С негб вруч­ ную кирпич укладывают на вагонетку и отвозят в кольцевую печь для обжига.

На ряде заводов с роликового конвейера кирпич поступает на систему ленточных конвейеров (стационарных и передвижных) и ими доставляется непосредственно в камеру кольцевой печи к рабо­ чему месту садчика.

178