Печь для обжига кирпича: виды и технология

Как происходит обжиг кирпича?

Существует два распространенных метода изготовления кирпича. Первый — полусухое и сухое прессование. Способ пластического формования является вторым методом изготовления кирпича. Разница состоит в разнящемся количестве влаги, которое содержит в себе сырьевая масса в обеих методах производства. Следует отметить, что наиболее широкое применение получил второй способ изготовления.

Кирпич, изготовленный с помощью пластического формования, может быть пустотелый или полнотелый. Принцип производства обоих видов кирпичей одинаков, различие заключается в том, что для пустотелых кирпичей глина проходит более тщательную подготовку.

Можно выделить следующие этапы изготовления кирпича:

• Подготовка сырья
• Формовка бруса
• Сушка кирпича-сырца
• Обжиг

Следует отметить, что для каждого этапа характерно тщательное соблюдение параметров. Например, для того, чтобы осуществить обжиг, который является завершающей стадией изготовления, нужно соблюсти все технические предписания. Технология обжига кирпича подразумевает соблюдение как температурного, так и временного режима. Иначе неизбежен бракованный продукт.

Работа печи

При работе печи канал почти всегда заполнен обжигаемым материалом. Свободными остаются лишь две – три камеры, через которые загружают сырец и выгружают готовый кирпич. В этих камерах ходки открыты. В остальных – закрыты. Топливо подают в печь сверху через топливные трубки (люфты) диаметром 150…200мм. Если печь работает на газообразном топливе, то его подача также осуществляется через свод при помощи газопровода, соединённого с топливосжигающими устройствами. Твёрдое топливо, попадая на предварительно раскалённую садку и получив от неё начальный импульс подогрева (энергию активации) быстро загорается и, сгорая, нагревает садку. Ту часть обжигательного канала, в которую загружают топливо, называют зоной взвара (обжига). В этой зоне при работе печи закрыты жаровые и дымовые конусы. Образующиеся в этой зоне газы движутся вперёд (стрелка дымовые газы) и подогревают сырец до температуры, превышающую температуру воспламенения топлива. Зона, в которой сырец подогревается дымовыми газами, называется зоной подогрева или зоной дыма. Остывшие дымовые газы при температуре 150 – 200 о С удаляются из обжигательного канала 1 через дымовые очелки 5 при открытых дымовых конусах 9 в дымовой канал 3. Однако те дымовые конусы, которые расположены ближе к зоне обжига, остаются закрытыми, чтобы горячие газы не удалялись из печи, не отдав тело.

Недостатки печи – тяжёлые условия обслуживания печи, трудности в полной механизации загрузки и разгрузки. В настоящее время этот недостаток частично устранён, т.к. освоена пакетная садка кирпича, когда пакет формируется в цехе, а его подача в печь осуществляется погрузчиком. Есть печи со съёмным плоским сводом. В этом случае при садке сырца в печь снимают свод, затем при помощи подъёмного устройства загружают пакеты и устанавливают свод на место.

Кольцевым печам свойственна неравномерность обжига по высоте обжигательного канала, что связано с температурным расслоением газовых потоков при их горизонтальном направлении движения. Для обеспечения равномерного обжига по сечению печи производится запрессовка топлива в сырец, который превращается в горючий брикет и в зоне обжига горит вся садка. Рекомендуется запрессовывать в сырец до 80 % общего расхода топлива на обжиг, но не расхода глины.

Виды печей

Для обжига керамики и производства обожженного, в том числе керамического кирпича используют специальные печи. Они бывают 2 типов:

• туннельные;
• кольцевые.

Вернуться к оглавлению

Туннельная печь

Устройство туннельного типа — это длинная, в виде туннеля газовая печь для обжига кирпича. Внутри находятся 3 камеры и проложены рельсы. По ним, с помощью автоматических толкателей, движутся металлические вагонетки. Перед входом в печь них загружают необожженный кирпич. Вход и выход закрывается герметично. После просушки в 1 камере, кирпичные блоки перемещаются во 2 для обжига. Его обеспечивают газовые горелки, постоянно поддерживающие температуру на уровне 920—980 градусов. Затем кирпич попадает в третью зону с более низкой температурой, где происходит его охлаждение. После завершения режима толкатели выкатывают вагонетки из печи и кирпичные блоки полностью остывают уже за ее пределами.

Кольцевая печь

Устройства этого типа состоят из множества расположенных друг возле друга секций в виде кольца. В каждой из них есть окно для загрузки и извлечения материала, а также свой источник подогрева Кольцевая печь обеспечивает непрерывность процесса обжига. Таким образом, партия кирпичных блоков проходит все стадии термической обработки, находясь в одном и том же отсеке. Соседняя камера способствует нагреву, прокаливание блоков происходит за счет своего топлива, а остывание обеспечивает температура следующей секции.

Обжиг кирпича в домашних условиях

Как правило, промышленное производство кирпича характеризуется большой массовостью производства, что не всегда экономически выгодно.

Внимание: Такие производства должны быть загружены на 100%, чтобы был ощутимый экономический эффект. В настоящее время наблюдается тенденция перехода от больших объемов производства до небольших объемов, когда возможен качественный контроль выпускаемой продукции.

• При желании, можно организовать обжиг кирпича в домашних условиях. Этот вариант подходит тогда, когда нужно немного кирпича, а кирпич, который предлагает производитель не имеет соответствующего качества. Для этого можно взять обычную 200 литровую бочку и вырезать в ней дно и верхнюю часть.
• В данном случае можно обойтись самым обыкновенным костром, но для начала нужно вырыть яму, глубиной около 50-ти см. Над этой ямой устанавливается бочка на специальных подпорках, обеспечивающих высоту подкатив бочки около 20 см над уровнем земли. На низу бочки укрепляется металлическая решетка, на которую будет складываться кирпич.
• После того, как бочка будет заполнена кирпичом, ее желательно закрыть крышкой, чтобы было меньше потерь энергии. В процессе заполнения бочки, следует обратить внимание на то, чтобы между каждым кирпичом оставлять промежуток около 5 мм, тогда будет более равномерный прогрев всех кирпичей.
• В зависимости от характеристик глиняного раствора, обжиг может длиться на протяжении 20-ти часов.
• При этом, это время следует разделить на три части, чтобы каждая часть времени соответствовала одному технологическому циклу: одна часть времени отводится для постепенного поднятия температуры, другая часть времени – для обжига и третья часть времени для медленного остывания. Только в таком случае можно получить качественный конечный продукт.

Садка (укладка)

Укладывать в печь можно только хорошо высушенный сырец, иначе при обжиге потребуется много топлива. Кроме того, недостаточно высохший сырец дает до 80% брака.

Главная причина брака заключается в том, что излишняя влага, превращаясь в пар, ищет выход и приводит к растрескиванию кирпича.

Укладку сырца в печь (см. рис. 7) производят так, чтобы в первых 3-4 рядах уложенного кирпича просветы между ними были (для кирпичей, расположенных непосредственно вблизи топки) 10-15 мм, а по мере удаления (от топки дальше) увеличивались до 25 мм.

Ряды можно укладывать любым способом, например, «решеткой» или «елочкой». Способы можно чередовать.

Нужно помнить главное: каждый кирпич должен быть доступен обтеканию его дымовым газам.

Расстояние между кирпичами садка и стенками печи должно быть в пределах 20-25 мм.

Принцип загрузки в туннельных печах

загрузка кирпича в тоннельные печи

Для создания газовых печей для обжига кирпича надо

рассчитать определенное количество изделий за необходимое время. В основном в таких печах находится камера больших размеров, где размещается сырье. Эти камеры похожи на туннель, а в середине расположен элемент для их нагревания. Благодаря этим устройствам начинает работать вся система. Каждая из них поделена на отделы, которые во время изготовления кирпича имеют определенную температуру.

Схема печей для обжига кирпича меняется от самой конструкции, которая имеет в каждой секции специальные толкатели. Они же, в свою очередь, не могут работать без тележек, а для их передвижения надо положить рельсы. Чтобы ускорить процесс работы необходимо все автоматизировать, это позволит значительно сэкономить финансовые вливания, а это заветное желание для каждого предпринимателя, который решил заняться этим производством.

схема тоннельной печи

Чтобы сконструировать туннельную печь для обжига кирпича, надо за чертежом обратиться к специалисту, так как она может иметь разную форму. На тот момент, когда кирпич загружается, он серого цвета, а при выходе становится оранжевым, который можно увидеть в строймаркетах и на рынках. В процессе изготовления изделия печь работает по определенному принципу:

1. На 1-ю тележку, у которой есть поддон, загружают сырой кирпич в пару рядов. При его загрузке надо соблюдать высоту. Она должна быть не больше 1 м., если превысить этот порог, то кирпич станет бракованным:
2. Для того чтобы туннельная печь для обжига кирпича заработала, надо включить автоматические устройства и толкатели. Тележка активизируется загруженная материалом. Как только она заезжает внутрь печки, сырые кирпичи попадают в 1-ю камеру. Несведущий человек может задаться вопросом: «Как же положить кирпичи на вагонетку, чтобы они после процедуры приобрели определенную форму?»:
3. Следующим шагом в обычной технологии считается промежуточная сушка сырого изделия. Схема печи для обжига кирпича в домашних условиях совсем другая, чем производственный объект.

конструкция тоннельной печи

При постепенном нагревании печи, из кирпича выходит вся влага, а если этот стройматериал загрузить в горячую печь, то его просто разорвет или он деформируется. Поэтому надо более внимательно относиться к рабочим объемам.

1. чтобы постепенно перемещать сырое изделие, используют камерные печи для обжига кирпича. Когда кирпич подъезжает к камере, там уже температура достигает около 900 градусов по Цельсию, а может быть, и выше. Каждый материал находится в этом отделе определенное время. По истечении отпущенного периода, поступает другая партия, а эта переходит в следующую стадию обработки. Если внедрить на предприятии вот такую туннельную конструкцию, то за короткий промежуток времени можно получить очень хороший результат.
2. следующий шаг при проектировании печей обжига кирпича подразумевает под собой соединение всех частиц изделия. Когда влага, которая находится между кристалликами, полностью испаряется, то сырье напоминает чем-то керамику. Самое интересное, что изделия из керамики производится именно таким же способом.
3. на этом, в общем-то, обжиг и заканчивается и будущий стройматериал переходит в следующую камеру для остывания. Этот процесс тоже должен быть постепенным, а не резким. Тем временем автоматический конвейер продолжает свою работу и почти готовый строительный материал попадает в последний отдел. Перед продажей изделие отлеживается в мобильной туннельной печи для обжига кирпича в последнем отделе, в котором поддерживается самая маленькая температура.
4. На заключительном этапе, толкатели как бы выпихивают вагонетку, и кирпич без физического или механического вмешательства, а также без резкой разницы температуры окончательно остывает. После того как он остынет, его перевозят на склад.

Мини печь для обжига кирпича — самая мобильная и автоматизированная конструкция для производства этого изделия. Ее нельзя сравнивать с результатами туннельной, потому что вся работа построена на конвейерном методе. Конечно, в такое предприятие нужно вложить значительные денежные средства, но с таким оборудованием, который может производить огромный объем продукции, все затраты быстро окупятся.

Туннельная печь

Печами такого типа оборудовано большинство кирпичных заводов, выпускающих одинарный полнотелый кирпич и керамические камни. Они представляют собой тоннель, по которому передвигаются вагонетки или конвейерная лента с сырцом. Их рабочее пространство может иметь один или два канала, расположенных на прямой линии или имеющих замкнутую, кольцеобразную форму.

Принцип работы

В отличие от кольцевых установок, здесь все происходит наоборот : материал продвигается сквозь остающиеся неподвижными, четко разграниченные зоны подогрева, отжига и охлаждения. Материал последовательно передвигается из зоны в зону. В такой печи лишь один вход и одна зона выгрузки. Они размещаются в противоположных торцах туннеля и оснащены механизмами, герметически закрывающими внутреннее пространство печи во время загрузки и выгрузки материала. Герметизация происходит автоматически, что позволяет избежать перерасхода теплоносителя. Пространство над полом, под конвейером или дном вагонеток, также не прогревается, так как отгорожено песчаным затвором.

В качестве теплоносителя используется природный газ. Иногда их модифицируют для работы на мазуте, солярке, печном топливе, электрической энергии. Возможно совмещение вариантов.

Печь работает круглосуточно. Газовые горелки направляют факелы горящего газа на массив кирпича напрямую (в печах открытой конструкции) или через защитные экраны (в муфельных). Вдоль всего канала установлены вентиляторы и уловители дыма, направляющие необходимое количество разогретого воздуха и дымовые газы в нужные зоны печи по специальным циркуляционным каналам. Эти устройства работают независимо друг от друга и управляются оператором дистанционно. Загрузка печи осуществляется рабочими вручную, а выгрузка механизирована.

Технология обжига максимально автоматизирована. Специальные компьютерные программы с помощью многочисленных датчиков следят за технологическим процессом и дают команды по регулированию:

• температурного режима во всех зонах .
• давления воздуха .
• скорости движения вагонеток.

Выбор режима работы печи осуществляется автоматически и зависит от исходных параметров кирпича — сырца (вид, форма, размер, уровень влажности, вид садки). Контроллер хранит в памяти все возможные режимы и выбирает наиболее оптимальный . Контроль качества готовой продукции также автоматизирован. Длительность технологического цикла для полнотелых изделий от 36 до 40 часов, пустотелые камни готовы уже через сутки.

Достоинства и недостатки

Важнейшее преимущество туннельных установок — возможность минимизировать ручной труд и автоматизировать процесс управления. Все рабочие, загружающие печь и разгружающие продукцию находятся в удалении от максимально раскаленной зоны обжига. Они трудятся в хороших санитарно- гигиеничных условиях (приемлемая температура воздуха, хорошее освещение). Автоматизированная система управления позволяет отрегулировать установку под выпуск продукции максимально высокого качества.

Недостатки туннельных печей:

• работа преимущественно на дорогостоящих теплоносителях .
• большие различия температур в соседних зонах, грозящие появлением дефектов материала .
• загрязнение изделий золой при использовании угля в печах открытого типа .
• большая стоимость некоторого производственного оборудования (защитных муфт, излучающих панелей) и системы автоматизации .
• быстрый выход их строя подвижного состава.

Хороший кирпич можно получить в печи любого из этих типов. В кольцевых установках высокое качество продукции обеспечивается тяжелым трудом и мастерством обжигателей , вручную подающих топливо и регулирующих процесс по своему усмотрению. В более современных туннельных сооружениях часто даже совершенная автоматика не может уберечь товар от деформаций, трещин, несоответствия заданным параметрам. Выбирая кирпич, не стоит уделять много внимания способу его обжига. Просто внимательнее рассмотрите материал.