Метод сухого прессования кирпича

Технология производства керамического кирпича полусухого прессования

Производство керамического кирпича методом полусухого прессования – это сложный, многостадийный технологический процесс, направленный на получение современного высококачественного строительного материала, имеющего более низкую стоимость, нежели традиционный кирпич пластического прессования.

Сырьевыми материалами для производства такого кирпича служат красножгущиеся суглинки, кварцевый песок, возможно карбонатные опоковидные породы, может использоваться ряд выгорающих добавок, таких как угольные шламы или древесные опилки, а также дроблёный бой бракованного кирпича.

Разработка карьеров сырьевых материалов ведется предприятиями хозяйственным способом с использованием горно-транспортного оборудования: экскаваторов (одно- или многоковшовых), бульдозеров, а иногда и грейдеров. Транспортировка глины на завод осуществляется автомобильным транспортом, как правило, это самосвал с полуцилиндрическим кузовом с подогревом (для облегчения разгрузки в холодное время года).

Для хранения глины, ее усреднения и вылеживания используется закрытое глинохранилище. Длительное вылеживание сырья в глинохранилище значительно улучшает его технологические свойства.

Далее осуществляется предварительное измельчение, необходимое для разрушения крупных агрегатированных кусков глины. Для этой технологической операции используется двухвальный рыхлитель. Глинорыхлитель работает следующим образом: крупные комья глины, попадая внутрь данной установки, разрезаются билами (рабочий орган данной установки, представляющий собой выступ на вращающейся оси), а при сухой глине дробятся. Измельченные комья через металлическую решетку с размером ячеек 150-200 мм направляются в ящичный питатель. Для очистки валов от налипания на двух боковых стенках корпуса предусмотрено два ряда ножей. Дозирование компонентов керамической массы, а также стабилизация её подачи на дальнейшую обработку, обеспечиваются ящичными питателями.

Ящичный питатель – установка прямоугольной формы с открытым верхом, в качестве дна которой выступает ленточный транспортер. Положение его передней стенки является регулируемым, от положения которой зависит объём материала, попадающего на ленточный транспортёр.

Пройдя магнитный сепаратор, глинистое сырье поступает на вальцы грубого помола (или дробления), где подвергается помолу и истиранию.

Тонкое измельчение (или помол) пластичных сырьевых материалов (глин и суглинков) сводится к их перетиранию с целью разрушения первичных связей, связывающих отдельные зёрна в крупные агрегатные включения. Для этого применяют такие устройства, как дифференциальные вальцы. Основными рабочими органами данной установки являются два гладких вала, вращающихся с разной скоростью. При работе вальцев грубого помола материал поступает на тихоходный вал, который затягивает массу в зазор между вращающимися с разной скоростью валами и раздавливает. Зазор между валами составляет 3-4 мм, при этом достигается максимальная эффективность обработки.

Далее, из полученной сыпучей субстанции необходимо получить сплошную плотную массу (пресс-порошок) с заданными ей температурой и влажностью, соответствующих формовочным.

Пресс-порошком называют сыпучую несвязную субстанцию, с заданным гранулометрическим составом и влажностью.
Для этого глину подсушивают в специальной установке — сушильном барабане, представляющем собой сварной металлический цилиндр с огнеупорной износостойкой футеровкой диаметром 1,5 – 3,0 и длиной 15 м, опирающийся на ряд роликов. Барабан имеет наклон 3 – 5 градусов и приводится в действие от привода через зубчатую передачу. Материал, загружаемый через торцевое отверстие, расположенное в верхней части барабана, перемещается в результате его наклона и вращения к разгрузочному отверстию. Сушка осуществляется горячим воздухом с температурой до 800°С.

Дополнительные сырьевые материалы (карбонатные плавни, выгорающие добавки) поступают в бункеры склада добавок и ленточным транспортером подаются в ящичный питатель. Далее подается на первичное дробление в дезинтеграторные вальцы.

Дезинтеграторы состоят из двух корзин, вращающихся в противоположном направлении, представляющих собой диски, имеющие специальные металлические выступы. Степень помола зависит от частоты вращения корзины дезинтегратора, расстояния между выступами и влажности массы. Степень измельчения возрастает с увеличением скорости вращения и уменьшением расстояния между корзинами.

Измельченная сырьевая добавка ленточным транспортером подается на виброгрохот, где осуществляется её просеивание. После просеивания добавка поступает в сушильный барабан, после чего совместно с глиной проходит все дальнейшие стадии технологической переработки.

Полученный керамический пресс-порошок, конвейером подается в бункер-накопитель пресса. Из бункера-накопителя пресс-порошок раздаточным конвейером подается в глиномешалку-питатель, в которой происходит тщательное перемешивание и равномерное распределение влаги по всему объему.

Далее пресс-порошок подается в гидравлический или коленорычажный пресс, где происходит двухступенчатое формование: первая ступень прессования при давлении 4-10 МПа, вторая — 25-30 МПа, Длительность прессования должна обеспечить максимальное удаление воздуха из формируемого сырца и обычно составляет 0,5-3,5 с.
Спрессованный кирпич-сырец по рольгангу конвейера отбора сырца поступает на пост съемки-укладки, где формируется в технологические пакеты вручную либо с помощью автомата-садчика. Садка-выставка пакетов выполняется с помощью корзинчатого захвата мостовым краном.

Следующим этапом производственного процесса является сушка, однако благодаря невысокой влажности кирпича-сырца (8-12%), а также высокому давлению прессования, данную стадию технологического процесса, в большинстве случаев, объединяют с обжигом.

Сырец-кирпич сушат в камерных и туннельных сушилках, в течение 12-35 часов и температуре 90 – 120 °С.
Обжиг кирпича осуществляется в кольцевой или туннельной печи, работающей на газовом топливе при температуре 950-1050 ºС. Продолжительность обжига составляет: в кольцевых печах 1,5-3 суток, в туннельных 18-24 ч. После обжига кирпич подвергается сортировке, раскладке на поддоны и отгрузке потребителю.

Полусухое прессование кирпича

Достойное место среди множества стройматериалов занимает кирпич полусухого прессования. Понимая все достоинства и недостатки того или иного материала, можно оптимизировать процесс строительства, снизив общую стоимость без потери качества. За счет доступности сырья и простоты технологии производства сделать керамический кирпич можно своими руками.

Положительные стороны и недостатки кирпича полусухого прессования

Преимуществом изготовления изделий методом полусухого прессования является:

• Более низкая себестоимость. На этот показатель влияет экономия средств:
  • На электроэнергию и газ при сушке. Как правило, кирпич-сырец имеет небольшую влажность из-за использования малопластичных глиняных пресс-порошков, поэтому время предварительной сушки значительно сокращается. Чаще этот технологический этап пропускают, тогда это «кирпич сухого прессования».
  • На трудозатраты. Ввиду исключения этапа перекладывания с сушильных на обжиговые вагонетки. Сырец укладывается сразу в печи.
  • На закупку сырья. Для производства рекомендовано использование более тощих, а соответственно и более дешевых глин.
• Изделия качественные, прямые углы и идеально ровные ребра и грани.
• Высокая скорость производства.
• Хорошая теплопроводность, прочность.
• Разнообразие цветовой палитры.

К недостаткам метода полусухого прессования относятся:

Полнотелый материал получается достаточно тяжелым.

• Повышенная газо- и водопроницаемость из-за низкой плотности изделия по сравнению с изделиями пластического формования.
• Более низкая морозостойкость.
• Относительно большой вес полнотелого изделия. Создание пустотелого кирпича возможно, но затруднено сыпучестью исходного материала.

Вернуться к оглавлению

Из чего делать?

Кирпич полусухого прессования изготавливают из специальных высококонцентрированных дисперсных глинистых систем, обладающих следующими свойствами:

• Отсутствие связности, сыпучесть.
• Однородно мелкий состав гранул.
• Влажность 9—12%.
• Податливость порошка к прессованию.

Вернуться к оглавлению

Способы изготовления глиняных субстанций

Сушильно-помольное производство керамического кирпича состоит из таких этапов:

Сырье измельчается с помощью специального дезинтегратора.

1. Дробление на вальцах. Применяется корзинчатый дезинтегратор типа СМК 211.
2. Сушка в барабанах при температуре от 600 до 800 °C. В аэромобильных мельницах можно совместить процессы дробления и сушки.
3. Просев через струнные, качающиеся или вибрационные сита, грохоты барабанные.
4. Увлажнение лучше проводить паром, но можно и мелкодисперсно распыленной водой при постоянном перемешивании. Далее глина отправляется в бункер, где отлеживается 24—30 часов.

При шликерном методе производства сырье получается более равномерным и одинаково увлажненным, практически не содержит пыли, все гранулы однородные и мелкие, в процессе прессования воздух удаляется легко, изделие пропрессовуется более плотно и качественно без увеличения силы давления. Шликерный способ предполагает прохождение таких этапов:

1. Роспуск глины горячей водой в глиноболтушке. Следует довести влажность до 40—45%.
2. Перекачка и очистка под давлением через дуговые сита.
3. Сливание смеси в открытые шлам-бассейны для перемешивания.
4. Перекачка в распылительную сушилку, где окончательно и доводят глину до влажности 10%.

Вернуться к оглавлению

Производство и необходимое оборудование

Порошок, путем компрессии в 15—40 мегапаскалей, формуется в сухопрессованный кирпич. Прессы типа СМК 491, 503 часто используют в производстве. Технология сжатия делится на 3 стадии:

С помощью пресса СМК-503 глина формуется в готовое изделие.

1. Частичное извлечение воздуха из глиняной смеси.
2. Уплотнение, во время которого вся влага из глубоких слоев крупинок глины выжимается на их внешнюю поверхность, что обеспечивает лучшую сцепку.
3. Финишная, при которой прессуемое изделие получает максимальное сжатие и внутреннее сцепление благодаря сильному развитию контактных поверхностей.

Для любого порошка существует граничное давление, превышение которое больше не дает никакого дополнительного уплотнения. Режимы прессования могут быть:

• ударные и плавные;
• односторонние и двусторонние направления усилий.

Сушку, если она необходима, производят в туннельных сушилках, разместив кирпичи на печных вагонетках. Время сушения — 20—25 часов при температуре 120—150° до влажности 4—6%. Обжиг похож на точечную сварку. Это объясняет снижение прочности таких изделий на сжатие-изгиб. Хорошей альтернативой туннельной станет кольцевая печь со съемными сводами для удешевления производства.кирпича. Перед обжигом необходимо загрузить изделия сразу по 400 штук через своды без использования вагонеток. Такие печи меньше потребляют электроэнергии и газа. Строительство кольцевой печи в 2—3 раза дешевле, чем возведение туннельной.

Избежать излишней ломкости поможет повышение температуры до 1200 °C и времени обжига.

Применение и особенности

Кирпич прессованный имеет ряд характеристик, которые не допускают его применение для возведения наружных стен, цоколей и фундамента. В первую очередь это большое влагопоглощение, которое напрямую влияет на морозостойкость и долговечность постройки. Но если такую кладку покрыть изнутри пароизоляционным материалом, то в условиях умеренного климата вполне возможно его использовать. Однако следует помнить, что в целях безопасности, класть такой кирпич следует выше гидроизоляции. Это материал идеален для внутренних кладок и перекрытий. Облицовочный кирпич используют для каминов и печей. Из него также можно строить хозяйственные постройки.

Технология изготовления кирпича методом полусухого прессования

В отличие от метода пластического формования, при изготовлении кирпича способом полусухого прессования, количество влаги в сформованной массе не превышает 8%, что дает возможность пропустить фазу сушки и сразу перейти к обжигу кирпича.

Рассмотрим основные этапы изготовления кирпичей методом полусухого прессования.

Первый этап — приготовление пресс-порошка. Пресс-порошок — это дисперсная, глинистая система с низким содержанием влаги. Такой массе не свойственна связанность, что обуславливает ее сыпучесть — скорость стечения через определенное отверстие под действием собственной массы. Для того, чтобы получить максимально уплотненный порошок при минимальном давлении(прессуемость порошка) , он должен иметь определенный зерновой состав (гранулометрический) и влажность. В результате приготовления порошка масса должна иметь однородную пофракционную влажность и минимальное содержание пылевидной фракции.

При приготовлении керамических порошков используют два способа: шликерный и сушильно-помольный.

Сушильно-помольный способ предусматривает дробление, сушку, помол, просев и увлажнение глиняной массы. Для дробления используют валковые дробилки. Затем глину перемалывают стержневыми мельницами. После этого она поступает в сушильный барабан.

Входящая температура газов в сушильных барабанах должна быть в пределах 600-800°C. Если температура будет ниже, это приведет к увеличению однородности пофракционной влажности, при этом снизиться производительность барабана. Повышение показателя теплового состояния повлечет за собой дегидратацию мелкой фракции глины и уменьшит срок службы входной секции сушильного барабана. Температура выходящих газов находится в диапазоне 110-120°C. Ее увеличение будет означать пересушку глины. Необходимо отметить, сушат глину прямотоком. При осуществлении данного процесса глина перегреется, произойдет частичная дегидратация и, как следствие, потеря пластических свойств. В результате сушки получается масса с влажностью 9-11% и температурой 60-80°С.

После сушки глина поступает в стержневой смеситель на помол. Перед этим ее просеивают для отделения крупных зерен и каменистых включений, что предотвращает преждевременный износ стержней смесителя. Не всегда после помола достигается необходимая влажность порошка. Поэтому сушат и перемалывают глину при пониженной влажности. Затем содержание влаги увеличивают паром или распылением воды. Для того, чтобы порошок не переувлажнялся, вода распыляется, а масса его тщательно перемешивается. Увлажнение паром позволяет улучшить качество кирпича. После этого порошок подвергают вылеживанию в бункерах для выравнивания влажности.

Шликерный способ предусматривает роспуск глины горячей водой в шликер, влажность которого составляет 40-45%. Для отделения мелких камней шликер закачивают в дуговые сита под давлением 0,25 МПа, а затем сливают в шламбассейны. После шламбассейна шликер попадает в распределительные сушилки, где его влажность понижается до 10%. Далее через контрольное сито шликер отправляется в расходный бункер.

Шликерный способ приготовления пресс-порошка намного выгодней сушильно-помольного. Кроме того, что сокращается количество производимых операций (в распылительной сушилке глина сушится и гранулируется) , появляется возможность полной автоматизации этого процесса. Пресс-порошок получается более высокого качества. Увеличивается влажностная однородность, почти отсутствует пылевая фракция.

Второй этап — это прессование. При прессовании керамический порошок проходит несколько стадий. Сначала происходит уплотнение — сближение частиц вещества друг к другу, при этом часть воздуха удаляется. На второй стадии увеличивается поверхность контакта частиц друг с другом путем пластической деформации. При этом на поверхность такой частицы выдавливается влага. Все это приводит к усилению сцепления между частицами вещества. На третьей стадии в результате уплотнения частицы подвергаются упругой деформации. И последняя стадия прессования происходит при очень высоком давлении и вызывает хрупкое разрушение частиц порошка.

После прекращения воздействия на порошок давления происходит упругое расширение материала (иногда до 8%). Различие между исходной высотой порошка (до пресса) и высотой получившейся массы после прессования называется «осадкой». Для каждого порошка есть определенное давление, по достижению которого материал больше не уплотняется.

Большое значение при осуществлении прессования имеет одинаковая плотность прессовки, что обуславливается режимом процесса. Режимы прессования разделяются по направлению (односторонние и двусторонние) , кратности (однократные и многократные) и по интенсивности приложенных усилий (ударные и плавные).

Третий этап — сушка полученного кирпича-сырца. Кирпичи сушат в туннельных сушилках, в которых теплоносителем является горячий воздух с начальной температурой 120-150°C. Продолжительность сушки составляет примерно 16-24 часа. После нее влажность изделия составляет 4-6%.

И, наконец, заключительный этап производства – обжиг. Необходимо отметить, что в сырце при полусухом прессовании коллоидная фракция действует внутри частиц вещества. Поэтому она не цементирует частицы, а агрегирует зерна минералов в глинистую частицу. Как следствие этого, жидкая фаза при обжиге развивается внутри глиняных агрегатов, а на их поверхности образуется малое количество жидкой фазы. Сцепление частиц при этом носит характер контактного спекания.

Изделия, изготовленные методом полусухого прессования, имеют низкое сопротивление на изгиб, обладают повышенной водопроницаемостью, низкой морозоустойчивостью. При таком производстве кирпича требуется более высокая температура обжига. Надо учитывать большие потери на брак (10-20%) , хотя качество внешнего вида кирпича очень высокое.

Метод сухого прессования кирпича

КАЧЕСТВЕННО

БЫСТРО

SEO оптимизация

адаптивная верстка

Ремонт в регионах

1. Главная
2. Строительные материалы
3. Классификация каменных материалов
4. Метод полусухого прессования

При мокром способе производства кирпича требуется сравнительно высокая влажность глиняной массы. Только при этом условии можно выдавливать из пресса глиняную ленту. Но после того как сырец сформован, его приходится сушить, чтобы удалить значительную часть воды до обжига. Необходимость сушки — главный недостаток мокрого способа

На искусственную сушку расходуется до 100 кг условного топлива на 1000 шт. сырца. При естественной же сушке производство кирпича является сезонным (хотя теперь на многих заводах сезон удлинен значительно) с вытекающим отсюда рядом недостатков.

Подготовка материала

Для сокращения сроков сушки наряду с мокрым способом применяется способ полусухого прессования включающий:

1. дробление глины в вальцевых дробилках,
2. сушку глины в сушильных барабанах,
3. помол ее в мельнице,
4. отсеивание крупных частиц на ситах и увлажнение паром до равномерной влажности 8—9%, необходимой для прессования,
5. прессование,
6. подсушивание сырца (не всегда)
7. обжиг.

Сушка и помол глины могут быть совмещены в одном агрегате, так называемой аэробильной мельнице, где размалываемая глина смешивается с горячими газами и высушивается.

Для производства кирпича этим способом пригодна не всякая глина.

При формовке высокопластичных глин воздух «запрессовывается» в сырец, и кирпич может дать трещины. Легко поддаются прессованию тощие глины. Особенно выгодно применять глины с малой естественной влажностью, вовсе или почти не требующие сушки. Некоторые глины (шиферные, сланцевые) не могут быть превращены в пластичное тесто и применяются только для полусухого прессования. Но для этого способа требуется более сложное оборудование, чем при мокром способе.

Прессование сырца

Прессование сырца производится в стальных формах при давлении до 120—150 кг/см2. Пресс создает двустороннее трехступенчатое давление 10—50—150 кг/см2, благодаря которому большая часть воздуха, содержащегося в глиняной массе, удаляется.

Пресс имеет вращающийся стол с несколькими формами, подающий и убирающий сырец. Чтобы масса не прилипала к формам, их подогревают электрическим током, а после того как сырец вытолкнут, очищают щетками. Производительность обычных прессов 2000—3000 кирпичей в час.

Пресс А. А. Мелия может дать до 10 000 шт. сырца в час. Пресс системы А. А. Мелия ротационный, рычажный, имеет 12 форм, сгруппированных по 3—4; одновременно на нем формуется 3—4 кирпича-сырца; он обеспечивает длительное прессование (до 3 сек.), необходимое для получения кирпича хорошего качества. На этом же прессе формуются пустотелые камни, облицовочные плиты и другие изделия.

Обжиг

Обжиг и при данном способе ведется в кольцевых или, лучше, туннельных печах с газовым отоплением. Температура обжига на 50° должна превышать температуру обждга для кирпича, изготовленного по мокрому способу, т. е. достигать примерно 1000°.
При более низкой температуре обжига кирпич получается малопрочным и недостаточно морозостойким.

При полусухом способе производства кирпича отпадает необходимость в сушилках, или сокращаются сроки сушки, обеспечивается правильность формы и размеров кирпича имеющая большое значение для прочности кладки не образуются спиральные трещины, появляющиеся иногда в сырце, сформованном на ленточном прессе.

Рис. 1. Пресс системы А. Мелия для полусухого прессования кирпича: 1— питающая воронка; 2 — механизм для засыпки форм глиняным порошком; 3 — ротационный стол пресса; 4 — сбрасывающий механизм; 5 — транспортер для приема сформованного сырца; 6 — привод пресса.

Кирпич полусухого прессования имеет повышенный объемный вес (посравяению с весом кирпича, изготовленного мокрым способом) —1800 — 2000 кг/м3; однако это небольшое увеличение веса не вызывает изменения толщины стен, и его можно избежать путем изготовления пустотелого кирпича.

Кроме обычного кирпича по методу полусухого прессования изготовляются различные пустотелые камни и пустотелый кирпич обычных размеров (250 х 120 х 65 мм) с несколькими несквозными пустотами. Этот кирпич, так называемый пятистенный, имеет ряд преимуществ перед обычным: транспортировка его дешевле, вес выложенных из него стен уменьшается на 15—20%, теплопроводность их снижается.