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.

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.

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.

Можно ли сделать дома?

В домашних условиях возможно не только обжечь кирпич, но и изготовить самодельный стройматериал. Однако при таком процессе количество кирпичных блоков с дефектами будет больше. Излишне закаленные материалы будут непригодны для повторного использования. Существует 3 вида материалов:

• саман — без обжига с добавлением соломы;
• кирпич-сырец;
• обожженный.

Для получения самодельного кирпича нужно наличие брусчатой формы. Ее тоже можно сделать своими руками. Для этого понадобятся фанера и доски толщиной 25 мм. Из этих материалов вырезают элементы формы и соединяют их гвоздями длиной 5—6 мм так, чтобы размер будущего кирпичного блока соответствовал стандартному, а именно 250×120×65. Самодельные необожженные кирпичи изготавливают из смеси тощей и жирной глины с добавлением соломы в пропорции 1:1:5, разведенной водой до однородной консистенции. Готовый раствор плотно укладывают в предварительно смоченные и присыпанные цементом формы и закрывают съемной крышкой. После высыхания в течение 7—14 суток готовое изделие вынимают. Чтобы получить кирпич-сырец, проделывают такую же процедуру, добавляя вместо соломы песок.

В промышленном производстве используют специальные печи для обжига глины. В домашних условиях подойдет самодельная печь в виде бочки из металла объемом около 200 л с вырезанным днищем. В нее укладывают блоки для обжига, накрывают металлической крышкой и устанавливают на печь с открытым верхом. При отсутствии таковой, она крепится на ножках высотой 20 см над ямой, в которой на глубине 0,5 м разводят костер. Для обеспечения необходимой температуры для обжига, огонь должен постоянно поддерживаться в течение 20 часов. На завершающем этапе процесса, его делают более слабым. По истечении 6 часов крышку снимают и дают кирпичу остыть.

Критерии подбора качественной глины

Начинать нужно с определения места «добычи» или покупки основного материала для производства кирпича — глины. Самое главное — найти именно «правильный» материал! Отлично, если вы обладатель землевладения или карьера, и на них есть залежи ценного материала, а если нет? Отправляемся на строительную базу и тщательно изучаем характеристики глины, ее показатели жирности, ведь от этого зависит качество полученного кирпича.

Проверить самому, правильной ли жирности найденная вами глина, довольно просто. Лучше всего взять пробы материала с нескольких участков или мест продажи, достаточно будет приблизительно по полкилограмма.

Для чего нам нужно небольшое количество? Доливаем в каждый образец немного воды и тщательно размешиваем. Глина должна вобрать в себя воду и начать приставать к рукам — на этом можно процесс завершить. Из подготовленной массы сделайте шарики диаметром около 50 мм и лепешки диаметром 100 мм. Оставляем их в хорошо проветриваемом помещении или на улице под навесом и высушиваем в течение 2–3 дней. Понятно, что такие действия необходимо произвести с каждым образцом глины.

Теперь можно приступать к оценке наших образцов:

• если на шариках и лепешках появились трещины, то придется в процессе производства кирпича добавлять песок, у вашей глины — повышенная жирность,
• при отсутствии трещин необходимо шарик бросить без усилий с высоты 1 м. Если он не разрушится, значит, глина оптимальной жирности,
• при рассыпании шарика можно сделать вывод, что для образца была использована тощая глина, в этом случае придется добавлять жирную.

Дополнительные компоненты (песок или жирную глину), в зависимости от характеристик вашего материала, следует добавлять порциями, постоянно проверяя качество готовой массы. Вообще, чем больше пластичность глины, тем легче изготовить кирпич.

Совет: пробы и испытания необходимо продолжать до нахождения оптимального состава массы.

Для достижения хорошей пластичности сухой материал засыпают в емкости водой и оставляют в таком состоянии на некоторое время, периодически добавляя новые порции материала и перемешивая состав. Также способствует повышению пластичности вымораживание глины в зимние холодные месяцы.

После замачивания раствор обязательно должен вылежаться около трех дней.

Важно: в процессе нельзя использовать глины с примесями камней, гальки, грунта и карбонатов (белые составляющие размером более 1 мм).

Типы печей для обжига кирпича

На дынный момент имеется несколько типов печей для обжига кирпича, которые можно использовать при производстве кирпича, в зависимости от многих факторов и условий.

Очень много зависит от масштабов планируемого производства, а также наличия той или иной энергетической основы. Ведь можно производить обжиг кирпичей газом, электричеством, углем или дровами. От этого будет зависеть конструкция печи.

Кольцевая печь

Печь кольцевая для обжига кирпича относится к конструкциям непрерывного действия и, представляют из себя замкнутый канал для обжига. Этот сложный механизм используется не только для отжига кирпича, но также, для термической обработки различных изделий из металла, в технологии производства труб, колес и бандажей железнодорожного транспорта.

Как правило, такие устройства обладают высокой производительностью и экономичностью.

Фото промышленной кольцевой печи для обжига кирпича

• Конструкция кольцевой печи заключается в том, что кирпич-сырец стоит на месте, а зона огня постоянно передвигается.
• Камера обжига таких печей имеет форму эллипса, по бокам которой расположены окна, предназначенные для загрузки и выгрузки изделия.
• Технология обжига сводится к очередности процессов, следующих один за другим, от одного окна к другому.
• Каждое окно представляет отдельно сконструированную камеру. Как только огонь перейдет через всю камеру, значит процесс обжига кирпича в этой камере закончен и начинается отжиг кирпича, находящегося в следующей камере.
• Процесс обжига в таких печах может занимать от 3-х до 4-х суток, не смотря на экономичность. К сожалению, процесс загрузки и выгрузки камер достаточно трудоемкий.
• В таких печах возможно применение различных видов энергоносителей, в том числе и низкосортных, такие как фрезерный торф, антрацитовый штыб, различные топливные отходы, при этом, можно без проблем переходить от одного вида топлива к другому.

Внимание: Современные производители отдают предпочтение туннельным печам, которые позволяют автоматизировать основные процессы загрузки и выгрузки кирпича.

Принцип работы кольцевой печи

В таких печах огонь попадает непосредственно на кирпич, предназначенный для обжига. Печь оборудована центральным дымовым каналом, который проходит по периметру кольцевой печи и подходит непосредственно в зону обжига.

Внимание: Камера обжига, не имеет постоянной и явно выраженной перегородки, поэтому, печь обжига делится на камеры, весьма условно.

• Конструкция печи позволяет подключить в любой момент необходимый канал обжига к центральному дымовому каналу, путем переориентации перекидного металлического короба.
• Раскаленные дымовые газы из камеры обжига, прежде чем попасть в центральный дымоотвод, проходят через камеры с кирпичом-сырцом и досушивают его. В центральную дымовую трубу газы поступают охлажденными до 120-150ºС. Такая технология позволяет эффективно использовать температуру теплоносителя: кроме обжига кирпича удается досушить кирпич-сырец.
• В таких печах эффективно используется температура остывающего кирпича. Это происходит следующим образом: воздух, который поступает в камеру обжига, проходит через камеры с остывающим кирпичом. Таким образом, воздух поступает уже подогретым, а значит экономиться часть энергии, которая непременно затрачивалась бы на подогрев входящего воздуха.

Внимание: Если печь имеет полную загрузку, то вначале обжига постоянно присутствует продукт, а свободными остаются 2-3 камеры, через которые происходит загрузка и выгрузка кирпича.

Туннельная печь

Печь туннельная для обжига кирпича наиболее часто применяется для постоянного выпуска продукции. Она более проста в своей конструкции и поэтому завоевала себе большую популярность.

• Здесь название говорит само за себя: туннельная печь состоит из тоннеля длиной от 5 до 150 метров и высотой до 2,7 метров, с проложенным внутри рельсовым полотном.
• По рельсам двигается состав с вагонетками, загруженный кирпичом. Механизм перемещения может быть различным: гидравлические и винтовые толкатели, перемещенные посредством систем тросов и т.д. Вагонетки сделаны из толстого металла, и имеют специальную огнеупорную футеровку, на которую укладываются кирпичи, предназначенные для обжига.
• Печь для обжига имеет один вход и один выход, размещенный по концам тоннеля. На входе и на выходе установлен специальный механизм, обеспечивающий герметичность печи в моменты закатывания и выкатывания вагонеток. Механизм действует автоматически, что позволяет экономить часть средств, затрачиваемых на энергоносители.
• Кроме этого, по всей длине тоннеля расположен песчаный затвор, предотвращающий проникновение продуктов горения в пространство под вагонетками.

Туннельная печь для обжига кирпича имеет условное разделение на зоны:

• Зону предварительного прогрева.
• Зону обжига.
• Зону постепенного охлаждения.

Внимание: Зона обжига туннельной печи оборудована специальными горелками, которые подают в зону обжига разогретый газ. В качестве топлива используется природный газ, который может обеспечить бесперебойное функционирование таких устройств. Возможно, также, использование твердого топлива, но такие печи имеют несколько другую конструкцию.

• В камере обжига температура газов поднимается до 920-980ºС при времени обжига от 24 до 48 часов и производительности до 70 тысяч кирпичей. В данном случае все зависит от вида кирпича и технологических построек.

Процесс обжига

Кирпич-сырец укладывается на футеровку вагонетки слоем, толщиной около 1 метра, что предотвратит деформацию обжигаемых изделий. При движении, вагонетки с кирпичом медленно проходят через 3 основных зоны туннельной печи: зоны прогрева, зоны обжига, зоны остывания. Скорость движения выбрана таким образом, чтобы обжиг кирпичей происходил согласно технологии.

Технология обжига контролируется с помощью компьютерных технологий, которые позволяют:

1. Отслеживать режим обжига.
2. Контролировать температурный режим во всех трех зонах.
3. Следить за давлением воздуха.
4. Выбирать режим обжига в зависимости от качества кирпича-сырца.
5. Возможность контролировать готовую продукцию в автоматическом режиме.

Загружается кирпич-сырец на вагонетки ручным способом, а выгружается из печи готовый кирпич с помощью специального механизма, который и осуществляет контроль качества.

• Воздух в печь подается с помощью вентиляторов, а отработанные газы выводятся из печи с помощью дымососов. Те и другие системы имеют свои рециркуляционные каналы, способствующие подогреву воздушной массы, поступающей в зону обжига и их охлаждения, после прохождения зоны обжига и попадания в зону предварительного прогрева. Это позволяет оптимально использовать энергетику туннельной печи.
• Все отработанные газы выводятся из зоны работы печи с помощью воздуховодов и дымососов.

Сложности, которые могут возникнуть в процессе

схема домашней мини печки для обжига кирпича

С характеристиками туннельной печи для обжига кирпича можно ознакомиться при сборке или при использовании, но в то же время она таит в себе некоторые сложности. Перед каждым новым запуском работы надо наблюдать за

1. тем, как расходуется топливо. Сейчас, как известно, топливо очень дорогое. И если требуется несколько розжигов при максимальной температуре, то и расход его будет огромным. Большинство производителей пытаются в первый же розжиг вместить всю партию товара. Если делать как положено, то цена на кирпич в многократно возрастет.
2. производительностью печи. Если закладывать в день по 30 шт. товара, то из всего этого процесса нельзя будет получить какую-либо выгоду. Уже не стоит, как сделать печь для обжига кирпича, первым вопросом, потому что в основном на производстве используют цикличный способ.
3. тем, что многие мастера утверждают, что изделия из глины уже невыгодно обжигать, лучший способ, это изготавливать силикат под маркой М150.
4. температурой и всегда сравнивать ее за учетом проборов, хотя этот процесс и усложняется, потому что такая высококачественная и дорогостоящая аппаратура требует к себе повышенного внимания.