Основным направлением развития производства керамического кирпича является увеличение выпуска лицевых изделий и снижение издержек его производства.
Проведение пусконаладочных работ на построенных и введенных в эксплуатацию в последнее время заводах импортной поставки (Новомосковский ЗСМ, Та-русский КЗ, Ноябрьский КЗ и др.), оснащенных высокоэффективным технологическим оборудованием показало, что на выпуск лицевой продукции наибольшее влияние оказывает состав и свойства исходного сырья.
Наилучший результат достигается, когда свойства основного сырья, характеризующегося монтмориллонитовым составом глинистого вещества и, как следствие, высокой чувствительностью к сушке (а это большинство месторождений глин в России), корректируются путем ввода светло-жгущихся глин каолинит-гидрослюдистого состава, а не добавкой отощающих материалов. В этом случае экструдируемый материал имеет однородную структуру (пластичность), при этом значительно улучшаются не только его формовочные свойства, но и сушильные, увеличивается прочность обожженных изделий.
Добавка светло-жгущихся глин позволяет получать изделия от красного до розово-кремового и светло-кремового цветов, выпускать качественные высокопустотные изделия, а каждые 10% пустотности кирпича снижают расход топлива в среднем на 7%.
Нами разработана техническая документация формующей оснастки (пустотообразователей) пустотноcтью до 42%, которая корректируется в зависимости от свойств сырья в заводских условиях при отработке технологических параметров формования.
Отработка режимных параметров сушки и обжига в тепловых агрегатах современных заводов с автоматизированными системами не только сжигания топлива, но и технологического процесса термообработки осуществляется исходя из свойств сырья путем определения температурных, аэродинамических параметров сушки и обжига кирпича, фактических характеристик работы вентиляционного и отопительного оборудования в условиях действующего производства.
На основании полученных данных с учетом свойств сырья рассчитываются оптимальные режимы применительно к условиям работы завода, например работа сушилки в полунепрерывном режиме по загрузке и выгрузке при двухсменной работе формовочного отделения, выпуск полнотелого кирпича, намечаются интервалы регулирования производительности вентиляционного оборудования, если необходимо, выдаются рекомендации по совершенствованию конструкции и ото-пительно-вентиляционных схем агрегатов. По окончании работ гарантируется создание режимных параметров сушки и обжига, обеспечивающих получение качественного кирпича.
Для создания производства керамического кирпича на отечественном оборудовании разработана технология и комплектная технологическая линия для производства лицевого керамического кирпича способом полусухого прессования, включающего подготовку и гранулирование сырья, сушку гранул в сушильном барабане, измельчение их в стержневом смесителе, прессование, сушку и обжиг.
Для получения равноплотных изделий, обеспечивающих высокую морозостойкость кирпича (более 50 циклов), разработана техническая документация конических пресс-форм со сквозными пустотами для прессования обыкновенного и утолщенного кирпича (пресс СМ-1085), в том числе и со снятием фасок. На технологической линии можно получать керамические стеновые изделия как из глинистого сырья, так и из отходов промышленности (отходов углеобогащения, зол ТЭС и др.).
В зависимости от компоновки завода, способов переработки сырья и формования кирпича эффективной, с точки зрения экономии топлива и улучшения качества, является реконструкция тоннельных печей, предусматривающая изменение зоны подготовки для обеспечения возможности загрузки кирпича с повышенной влажностью сырца, а также изменение зоны охлаждения для полного использования тепла остывания кирпича.
Все изменения в отопительно-вентиляционных схемах печей достигаются при условии создания прямо-точно-противоточных зон, уменьшения абсолютных значений аэродинамических давлений и возможности работы без форкамер и дверей. При этом обеспечивается полное использование тепла отходящих газов и устранение подсосов атмосферного воздуха, качественное перемешивание и рециркуляция газов в рабочем пространстве печи без использования высокотемпературных вентиляторов; в зонах подготовки и охлаждения печей достигаются режимы, близкие к оптимальным.
Кирпич на участке досушки не только досушивается в печных вагонетках до абсолютно сухого состояния, но и нагревается и поступает в зону подготовки печи с температурой около 100?С, что позволяет улучшить условия и равномерность его нагрева и обжига, снизить расход топлива до 30%. По этому принципу реконструирована тоннельная печь для обжига кирпича жесткого формования (формование кирпича на прессе фирмы "Steele" в ОАО "Ленстрой-керамика"; запроектирована и введена в действие сушилка для штабельной сушки кирпича жесткого формования на Коркинском кирпичном заводе (Челябинск).
Для простых противоточных тоннелей определяющей величиной для расчетов режимов сушки является начальная максимально допустимая интенсивность влагоотдачи изделий, не позволяющая градиенту влажности между поверхностью и серединой изделий достигать значения выше критического, при котором происходит образование трещин.
Тоннели сушилки загружаются вагонетками с изделиями периодически, и изделия с определенной температурой попадают в среду теплоносителя с его температурой и влажностью. При превышении температуры изделий по сравнению" с воздухом происходит интенсивная влагоотдача с поверхности (за счет охлаждения изделий) и возможно их растрескивание. При низкой температуре изделий происходит конденсация влаги воздуха на их поверхности, разогрев изделия при увеличении его средней влажности и создается перепад влажности между поверхностью и серединой, что также приводит к растрескива-нию изделий. Таким образом, для качественной сушки при минимальном расходе тепла необходимо:
- укладывать кирпич на рамки с равномерным зазором не менее 3 см;
- максимально заполнять кирпичом поперечное сечение тоннеля;
- при менять паропрогрев глиняной массы перед прессов анием, расход тепла на прогрев массы компенсируется уменьшением расхода тепла на сушку.
В противоточных сушилках уровень подсосов даже при плотных дверях не бывает менее 20% от производительности отсасывающих вентиляторов, а иногда превышает количество теплоносителя, проходящего через тоннели, и зависит от разрежения у дверей загрузки.
Опыт показывает, что при длине тоннелей более 34-35 м однозонные противоточные сушилки работают неэффективно и необходимо их переоборудование на другие принципы движения теплоносителя в насадке изделий (поперечный ток, прямоток-противоток и пр.)
С целью улучшения качества кирпича при условии работы формовочного отделения в 1-2 смены (полунепрерывный режим загрузки кирпича в тоннели) разработана модернизация тоннельных сушилок, которая заключается:
- в создании двухзонной аэродинамической схемы сушилки с учетом возможности автономного регулирования температурных и влажностных режимов и скорости влагоотдачи кирпича по зонам;
- обеспечении нулевых давлений (равных или близких давлений на концах тоннелей и в цехе), что позволит ликвидировать паразитные подсосы на загрузке в тоннели и выбивание теплоносителя на выгрузке.
Данная схема сушилок позволяет сушить кирпич большими объемами агента сушки при низкой его температуре и высокой влажности. Расход тепла на 1 кг испаренной влаги сокращается и будет тем меньше, чем выше температура кирпича, загружаемого в сушилку. Осуществленная по этой схеме реконструкция сушилок на ОАО "Победа Кнауф" (цех N 2), Гусевском кирпичном заводе (ОАО "Стеклострой"), Шахтинском кирпичном заводе ("Ростов-шахтострой") позволила бездефектно сушить кирпич при работе формовочного отделения в 2 смены. Удельный расход тепла на испарение 1 кг влаги составил 1200-1300 ккал.
Таким образом, выполняемые работы по расширению сырьевой базы, номенклатуры и способов производства изделий строительной керамики, включая черепицу и плитки для полов, направлены на совершенствование технологии и снижение издержек производства.
Авторы:
Г.Я. ДУДЕНКОВА, канд. техн. наук заведующий отделом керамических стеновых изделий,
Ю.А. ЛАПИН, инженер, заведующий лабораторией процессов сушки и обжига кирпича (ВНИИстром им. П. П. Будникова)
Источник: "Строительные материалы", N5/2001
