Формование кирпича.

Для формования кирпича пластическим способом приме­няются вакуумные ленточные прессы. Назначением ленточ­ного пресса является уплотнение рыхлой массы глинистого сырья с одновременным приданием ей правильной формы. Прочность кирпича прежде всего зависит от качества пере­мешивания массы и степени уплотнения шихты. Степень уп­лотнения, производимая прессом, прежде всего зависит от влажности глиномассы: чем больше влажность глиномассы, тем она подвижнее и легче выходит из пресса, оказывает меньшее сопротивление и, следовательно, создает меньшее давление в головке пресса. И наоборот, более сухая масса менее подвижна и требуется большее усилие для того, чтобы протолкнуть ее сквозь головку и сквозь мундштук. Массы малоподвижные, т.е. плотные еще более уплотняются, а мас­сы значительной влажности, наоборот, слабо уплотняются.

Изделия, изготовленные на вакуум-прессе, обладают бо­лее высокими качествами. Воздух, находящийся в массе, рас­пределяется в ней в виде мельчайших пузырьков, поэтому в разрезе массы отсутствуют видимые поры.

По данным Терещенко, содержание воздуха в массе может доходить до 7 - 10% объема. В процессе сушки воздушные пу­зырьки, заполняя капиллярные каналы, по которым проис­ходит перемещение влаги, ухудшают условия сушки. Исследования показали значительное повышение пластичности в результате вакууммирования и установили зависимость ве­личины пластичности от степени вакуумирования и от объем­ного содержания воздуха в глине.

Процесс вакуумирования заключается в следующем: пузырек воздуха перед поступлением в вакуум-камеру имеет диаметр d₀ и объем V₀, а после попадания в вакуум-камеру с понижением давления произойдет расширение пузырька воз­духа, диаметр его увеличится до d₁, а расстояние от поверх­ности массы уменьшится до δ₁ Происходит деформация плен­ки массы, отделяющей воздушный пузырек от окружающей среды. Разрыв пленки произойдет, когда разность давлений внутри пузырька и в вакуумной камере окажется достаточ­ной для преодоления прочности пленки массы, толщиной δ₁. Чем меньше пленка, тем быстрее произойдет вакуумирование. Таким образом, уменьшение толщины цилиндрических кусков массы, поступающих в вакуумную камеру, будет спо­собствовать удалению воздуха из массы. Большую роль играет фактор времени. Разрыв пленки δ₂ произойдет только после разрыва массы пленки δ₁. С определенной последовательнос­тью будут разрываться пленки пузырьков, и масса, приобретая губчатое строение, будет постепенно освобождаться от воздуха. Этот процесс зависит от длительности пребывания массы в вакуум-камере. Более пластичные массы с большой способностью пластической деформации будут разрываться труднее, чем тощие массы, и для удаления воздуха потребу­ется более глубокое вакуумирование, которое зависит от трех основных факторов:

1. Толщина кусков массы, поступающих в вакуум-камеру.

2. Степень вакуумирования.

3. Длительность пребывания массы в вакуум-камере.

Фактором, влияющим на степень уплотнения, служит дли­на головки и мундштука. Чем больше длина головки и мундштука, тем больше будет поверхность трения и тем сильнее уплотнится масса.

Большая роль отведена также конусности. Чем больше ко­нусность, тем лучше заполнение мундштука глиной. Для по­лучения высококачественного кирпича требуется строгое со­блюдение многих условий при формовании:

1. Для каждой массы должна быть установлена оптималь­ная формовочная влажность. Отклонение от оптимальной влажности выше 3-4% значительно снижает качество изде­лий. Если оптимальная влажность составляет 18-19%, то фор­мование массы с влажностью менее 16% и более 20% являет­ся уже нежелательным. Слишком низкая влажность требует увеличенного расхода энергии, очень перегружает пресс и часто является причиной его поломки. Кроме того, недоста­точно влажная масса не обеспечивает достаточного внутрен­него сцепления, а также способствует образованию внутрен­них местных напряжений, которые в дальнейшем не исчеза­ют, а в сушке и обжиге приводят к образованию трещин. С другой стороны, слишком влажная масса ведет к повышен­ной усадке, к снижению плотности бруса. Переувлажненная масса имеет тенденцию к деформации, однако увеличивает производительность пресса.

2. Формование должно обеспечить достаточно высокую степень уплотнения глиномассы. Обычно давление в головочной части составляет от 3 до 30 атмосфер.

3. Выходящий из мундштука брус должен иметь в любом направлении по сечению одинаковую прочность.

Ленточный пресс состоит из приемной коробки, снабжен­ной питательным валиком, цилиндром пресса, внутри кото­рого расположен шнековый вал, головки и мундштука. Ци­линдр пресса может иметь цилиндрическую форму, кони­ческую и комбинированную. Для того, чтобы масса в цилиндре не проворачивалась, вдоль цилиндра укрепляют стальные планки или в цилиндре устанавливаются контрножи (шты­ри) перпендикулярно движению массы. Продвижение массы осуществляется при помощи шнекового вала. В новых конст­рукциях прессов на конце шнека закрепляется выпорная ло­пасть. От формы и установки выпорной лопасти зависит об­разование S-образных трещин. Выпорную лопасть делают двухзаходной с глухой втулкой, надеваемой на торец шнекового вала. S-образные трещины выступают в том случае, если втул­ка заканчивается конусом в сторону мундштука за лопастью. Прессовая головка служит для уплотнения массы и измене­ния формы потока из круглой в прямоугольную. Она бывает длиной от 150 до 300 мм. На крупных заводах встречаются.

П рессы с двухмундштучной головкой. Мундштук имеет дли­ну 150 - 250 мм, а конусность составляет 9%.

Пластичная масса состоит из твердой минеральной фазы, воды и воздуха, содержание которого достигает 10%. Находя­щийся в глине воздух снижает формующую способность массы, играя роль отощителя, а также вызывает у сформованного изделия напряжение от упругого состояния сжатого воздуха, вследствие чего образуются микротрещины.

Если из глиняной массы, поступающей в пресс, предва­рительно удалить воздух с помощью вакуума, то она приоб­ретает более высокую связность и плотность.

Большое значение имеет глубина вакуума: чем глубже ва­куум, тем больше воздуха удаляется из глины и тем прочнее получается изделие. Для глин, чувствительных к сушке, глу­бина вакуума должна составлять 680 - 720 мм рт. столба.

Грубодисперсные запесоченные глины дезаэрируют (уда­ляют воздух) при низком вакууме, а мелкодисперсные гли­ны требуют более высокого вакуума (720 мм рт. ст). Исполь­зуя вакуумирование в сочетании с пароувлажнением массы, снижают трещинообразование в процессе сушки. При пароувлажнении снижается вязкость влаги и повышается ее под­вижность, что компенсирует понижение влагопроводимости за счет значительного уплотнения массы при вакуумирова-нии. Температура бруса должна составлять 40 – 50 °С. Комбинированные ленточные вакуум-прессы изготавли­вают в сочетании со смесителем. На рис.10 представлен ленточный вакуум-пресс «крок 14» (15) (рис. 3). Этот вакуум-пресс состоит из одновального смесителя мас­сы, соединенного с вакуум-камерой. На валу смесителя рас­сажены лопасти, переходящие в конусной части в винт. Вакуум-камера снабжена герметически закрывающейся крышкой, на которой крепится манометр. Масса, прошедшая вакуумиро­вание, попадает на винтовой вал цилиндрического корпуса.

Перед поступлением в вакуум-камеру глина уплотняется в конусной части смесителя, заполняя выходную часть смесителя; на входе в вакуум-камеру глина проходит через кольцевое отверстие и разрезается ножами на мелкие куски. В герметически закупоренной вакуум-камере размельченная глина подвергается дезаэрации путем вакуумирования. Вакуум-камера подключена к вакуум-насосу. Величина разряжения в вакуум-камере до 730 мм. рт. ст.

Обезвоздушенные кусочки массы попадают в нужную часть вакуум-камеры, захватываются винтовыми лопастями, продвигаются в корпус пресса и дальше в переходную головку и мундштук пресса.

Рис. 3. Ленточный вакуумный комбинированный пресс «Крок 14»:

1,2 - системы передач; 3 - смеситель; 4 - винт; 5 - вакуум-камера; 6 - головка пресса; 7 - корпус; 8 - винтовой вал; 9 - станина; 10 - приводной вал.