книги из ГПНТБ / Лиокумович Л.М. Обжиг кирпича новым способом

чи штук кирпича расходуется 150—175 кг условного топ­ лива.

Запрессовка топлива в глиняную массу позволила

быстро освоить новый метод обжига кирпича б тоннель­ ных печах.

СКОРОСТНЫЕ МЕТОДЫ ОБЖИГА

Применяя скоростные методы обжига кирпича, знат­ ные мастера П. А. Дуванов, И. Я. Мазов и И. Г. Мукасов достигают высоких съемов кирпича в кольцевых печах.

Как известно, Дуванов добился высоких съемов с единицы объема канала печи путем изменения способа и плотности садки, перераспределения камер по зонам: и уменьшения длины зон. Топливо при таком обжиге засыпают часто, мелкими порциями.

Мазов достиг высоких съемов при обжиге пористо-

дырчатого и полнотелого кирпича, вводя в сырец топ­ ливо или его отходы (котельные шлаки, паровозная из­ гарь и т. д.).

Сущность метода заключается в том, что в полноте­ лый кирпич-сырец запрессовывают до 60% топлива, не­ обходимого для обжига. Остаток же засыпают в печь через топливные трубки. Чтобы кирпич не вспучивался, делают это при температуре примерно 900э только после того, как сгорит запрессованное топливо. Сырец, сажае­ мый в печь, имеет влажность не более 8°%, садка разре­ женная — до 220 штук на 1 л®. На 10-м (в высоту) ряду от пода устанавливают 5—6 дополнительных ножек, что улучшает распределение потоков воздуха и газов по се­ чению печи.

Позонный режим при методе Мазова несколько ме­ няется.

Рассмотрим режим восемнадцатикамерной печи:

9

При таком режиме запрессованное в сырец топливо

развивает высокую температуру и в зоне подогрева, пре­ вращая его частично в зону обжига. Дымовые конуса

управляются следующим образом: из четырех конусов зоны подогрева «на дыму» первый закрыт, второй от­

в сырец дает большой эффект, так как сокращает сроки сушки, обжига и уменьшает расход топлива. Качество продукции получается более высоким. Ввод выгораю­ щих добавок значительно облегчает труд рабочих — им нужно загрузить лишь 40—50% топлива, необходимого для обжига, и выпрузить из печи в два раза меньше золы.

ОБЖИГ КИРПИЧА В ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ ВОДЯНЫХ ПАРОВ

Запрессовка 50—60% топлива в кирпич — только часть решения большой задачи по увеличению производ­ ственных мощностей кирпичных заводов.

IT а Ростовском кирпичном заводе № 3 новый метод обжига кирпича с запрессовкой топлива получил даль­ нейшее развитие. В глину стали вводить все 100%о топли­

ва, необходимого для обжига. В процессе обжига в зоне взвара развивается высокая температура. Конечную

температуру обжига регулируют орошением водой нахо­ дящегося в печи раскаленного кирпича (рис. 1). В ре­

зультате ряда физико-химических процессов образуется некоторое количество стекловидной фазы, (расплава), придающей новые свойства обжигаемому сырцу и пре­ вращающей его в камень.

В основе процессов образования керамического череп­ ка при высокой температуре лежит взаимодействие окис-

лов железа, натрия, калия, кремния и других веществ,

составляющих глину, которое сопровождается выделени­ ем силикатов и спеканием черепка. Поры последнего заливаются расплавом, а сам он уплотняется. Расплав благодаря энергии поверхностного натяжения сближает и уплотняет твердые частицы глины и связывает их в единый комплекс. Прочность расплава весьма велика и

10

достигает 5000—6000 кг/см2. Таким образом, степень спе­

кания черепка для данной глины и его механическая

прочность зависят от количества стекловидной фазы и,

как следствие, от конечной температуры обжига.

Рис. 1. Орошение раскаленного кирпича водой в зоне высоких температур.

Газовая среда в печи также влияет на количество

образующегося расплава. Как известно, восстановитель­ ная среда имеет избыток углерода. В процессе горения ощущается потребность в дополнительном кислороде, которого в печной среде не хватает. Недостающий кисло­ род отщепляется из окислов железа. Таким образом, вос­ становительная среда по своей эффективности равно­ сильна запрессовке топлива в сырец, который также для горения отбирает кислород (окислы железа).

Попытка получить большее количество расплава в черепке путем повышения конечной температуры обжига нередко приводит к деформации значительной части кир­ пича, к так называемым подварам и сварам. Исходя из этого, можно считать, что процесс обжига кирпича в вос­ становительной среде при температурах 900—950° рав­ носилен обжигу кирпича обыкновенным способом (в окислительной среде) при 1100°.

В 1956 году в нашей литературе сообщалось о том, что в Китае при обжиге сырца в напольных круглых печах в конце процесса на раскаленный кирпич через слой земли подается вода. В результате такого орошения

меняется цвет кирпича (красный на серый) и заметно

11

повышается его прочность. Следует отметить, что лёссо­ видные глины, из которых в Китае производят кирпич, имеют большое количество органических веществ, выго­ рающих в процессе обжига, дают такой же эффект,

как и топливные добавки, запрессованные в сырец.

Опыты, проведенные в Ростовском инженерно-строи­ тельном институте и Центральной 'контрольно-исследо­ вательской лаборатории (ЦКИЛ) Ростовского област­

ного управления промышленности строительных материа­ лов, также подтверждают, что ^керамические образцы, обожженные в атмосфере водяного пара, на 30 — 40% прочнее, чем обожженные в обычных условиях. Анало­

гичные результаты получены в лабораториях предприя­ тий и институтов Иванова и Мурманска.

В кирпичных глинах, как известно, содержится 5—

8% окислов. Исследования, проведенные академиком Будниковым, подтвердили, что температура плавления закиси железа на 150—200° ниже температуры плавле­ ния окислов железа. При этом методе обжига протека­ ет реакция взаимодействия окислов железа с углеродом

запрессованного в сырец топлива, вследствие чего они восстанавливаются до закисного состояния. Новые обра­ зования в процессе формирования -керамического череп­

ка проявляют свою флюсующую способность, армируя глинистые частицы.

Используя опыт кирпичников Китая, группа работ­ ников Ростовского кирпичного завода № 3 разработала принципиально новую технологию, в основе которой ле­ жит запрессовка в глиняную массу большого количества топливных добавок с последующим корректированием водой процесса обжига сырца. Сначала этот метод был освоен в кольцевых печах, а затем перенесен и в тон­

нельные, работающие на твердом топливе. Восстановительный обжиг в кольцевой печи протека­

ет так: запрессованные в сырец топливные добавки (ка­ менный уголь, котельные шлаки и т. д.) воспламеняются и выгорают при -сравнительно высокой температуре и значительном избытке воздуха в печи. Если в определен­ ный момент завершающей стадии обжига быстро пре­ кратить доступ воздуха и лишить кислорода еще не вы­ горевшую часть топливных добавок, то они будут гореть за счет кислорода железистых окислов и восстанавли­ вать последние до закисной формы. Если в этот период

12

взону максимальных температур подавать воду, она, по­ падая на раскаленный кирпич, мгновенно превращается

впар, который заполняет печной канал и временно как бы закупоривает его, прекращая доступ кислорода воз­

духа. Основная масса топлива, запрессованного в кир­ пич, лишенная кислорода, активно способствует восста­ новительным реакциям-перехода окисного железа в за­ кисное.

Как показали исследования, проведенные сотрудни­

ками Центральной лаборатории Ростовского управления промышленности строительных материалов, черепок, обо­ жженный по новому методу, содержит закиси железа в четыре-шесть раз больше, чем обожженный при обычных, условиях.

Применение водяного орошения является исключи­ тельно мощным средством ликвидации сваров. Если по способу Мазова обжигальщикам приходится засыпать в печь 40—60% топлива, потребного для обжига, причем часты случаи подвара, то при новом методе нет необхо­ димости в засыпке угля (за редким исключением); на по!ду и садке кирпича не остается золы; улучшаются санитарные условия работы сдатчиков и выставщиков

кирпича; резко сокращается выход бракованной продук­ ции; расход топлива на тысячу штук кирпича снижается на 20—25%.

Новый метод обжига, освоенный впервые в Советском Союзе на Ростовском кирпичном заводе № 3, в после­

дующем был внедрен на Азовском и Чалтырском заво­ дах, которые выпускают кирпич способом пластического’

формования и используют котельные шлаки как топлив­ ные добавки. Позднее он был освоен на заводах полусу­ хого прессования — Ростовском № 2, Таганрогском, Сальском, Миллеровском, где в качестве топливных добавок применяют антрацитовый штыб АШ (табл. 1 и 2).

Для внедрения восстановительного обжига кирпича на заводах необходимо провести некоторые технические мероприятия. В своде кольцевой печи, под выстилкой в глинобетоне, монтируют подводящую линию, питаю­ щуюся водой от городской сети, под давлением 2—3 атм.,. или от любого резервуара. Линия имеет выводы, к ко­

торым через каждые 8 — 10 л привинчивают переносные шланги с форсунками.

13

Табл. 1

Топливные добавки, применяемые на заводах, внедривших восстановительный обжиг кирпича

Табл. 2

Состав формовочных масс, используемых на заводах, внедривших восстановительный обжиг кирпича

Пластического

14

с запорным краном или вентилем. В основании трубки

и на боковой поверхности в шахматном порядке просвер­ лены отверстия диаметром 0,8 мм. Шаг между отверстия­

ми — 20—150 мм. Нижнюю часть форсунки делают съем­

ной, на резьбе. В зону максимально высоких температур воду подают по ширине печи, через три средние топлив­ ные трубки, а по длине ее — через четыре-пять рядков

Разрез по ДД

01,5 -8 отв. 6 боковой поверхности.

01,5 - 9отв в торцовой части

Рис. 2. Схема металлической форсунки для водяного орошения кирпича в зоне высоких температур.

трубок (рис. 3). Форсунка при этом опускается в садку

кирпича на глубину до 1,5 м. Полив производится тон­ кими струйками во все стороны. Вода, попадая на раска­

ленный кирпич, мгновенно испаряется, и пар заполняет все сечение канала.

Орошение тонкими струйками воды длится 1 —1,5 ми­ нуты, т. е. до тех пор, пока раскаленный кирпич в верх­ ней и средней частях садки несколько потемнеет. При запрессовке в сырец до 100"/» топлива расходуется в сред­

нем на каждую тысячу штук кирпича до 100 л воды. Основное правило орошения заключается в том, что­

бы подавать воду при температуре не ниже 950°. В тех случаях, когда она превышает 1000° и возникает опас­ ность подвара, поливать кирпич водой следует обильнее.

При этом температура понижается на 90—150°.

15

Рис 3. Температурный режим при обжиге кирпича с водяным орошением в кольцевой печи, работающей

на два огня.

Табл. 3

Улучшение качественных показателей кирпича, обожженного в восстановительной среде

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ТОПЛИВНЫХ ДОБАВОК

Как было сказано выше, в качестве топливных доба­ вок в глиняную массу 'вводятся различные виды камен­

ного угля, чаще всего антрациты.

Хорошим топливом, дающим высокий эффект, счи­ таются также уносы паровозных топок, так называемая

изгарь, каменноугольные шлаки. Однако наиболее эф­ фективными добавками, как показала практика кирпич­ ных заводов, являются топочные и паровозные шлаки.

В обычных шлаках содержится 60—70% золы и до 30—40% полезных остатков, способных гореть в опреде­ ленных условиях. В то время как на колосниковой решет­ ке их не удается полностью выжечь, при запрессовке в

18