3.5.3 Формовочно-перегрузочное отделение
Для получения кирпича-сырца применяется существующий цикл:
Ленточный пресс СМК-28А, предназначенный для пластического формования глиняного бруса. Он уплотняет массу и выдавливает её непрерывно через шнековую насадку, которая формирует пустоты. Резательный автомат СМ-678А осуществляет фрагментацию с высокой точностью, в соответствии с программой, для получения изделий требуемых размеров (в проекте предусмотрено 3 типа). Следующей операцией кирпич-сырец укладывается автоматом СМК-127 на сушильные вагонетки с технологическими интервалами.
3.5.4 Сушильно-перегрузочное отделение
Для процесса сушки и создания пакетов заложен индивидуальный подход:
Сформованный и уложенный кирпич-сырец содержит влагу, которая должна быть удалена по мягкому режиму, продолжительностью 36 часов. Это делается для того, чтобы на изделиях не возникали трещины и иные усадочные деформации. На Энемском кирпичном заводе сушка осуществляется в туннельных сушилках, которые объединены в 3 совместных блока. Транспортировка на шестиполочных консольных вагонетках производиться по системе рельсовых путей с шириной колеи 750 миллиметров по круговому принципу с возвратом к исходному пункту. Перемещение и сопутствующие операции выполняются при помощи передаточных тележек и толкателей. Разгрузка сушильных вагонеток производится вручную, один рабочий перекладывает кирпич-сырец на ленту вспомогательного транспортера, а другой формирует пакеты на обжиговых вагонетках. Садка – ёлочная с зазорами между кирпичами, которые должны укладываться особым образом в 12 вертикальных рядов.
3.5.5 Обжиговое отделение
Для обжига подготовленного кирпича-сырца используется туннельная печь:
Печные вагонетки с пакетами двигаются по рельсовым путям, а промежуточное транспортирование осуществляется передаточными тележками СМ-522. Подача в форт-камеру выполняется толкателем, имеющего мощность 100 тонн, с электрическим двигателем в 12 кВт. Он смещает весь поезд, состоящий из 33 вагонеток, на одну позицию, тем самым, выталкивая замыкающую с готовым кирпичом к складу готовой продукции.
Печь ТПСУ-13М оснащена вентиляторами ВВД для подачи воздуха на горелки, а также вентиляторами Ц-70 для охлаждения и отбора горячего теплоносителя, который поставляется в сушильные каналы.
Грузоподъёмность электрических лафет-платформ составляет 16 тонн, скорость движения – 0,8 км/час ширина колеи – 2,4 метра, мощность двигателя каждой 2,7 кВт. Рельсы колеи со стороны загрузки и выгрузки должны быть очищены от мусора.
3.5.6 Отделение выгрузки и складирования готовой продукции
Для заключительных операций применяется усовершенствованная методика:
Печные вагонетки с пакетами разгружаются вручную. Готовые изделия укладываются на поддоны типа ПБ и упаковываются термоусадочной плёнкой. Продукция хранится на складе открытого типа – плац, а все транспортные операции выполняются подвижным башенным краном КБ-100-1А с грузоподъёмностью 5 тонн. ОТК следит за качеством и снабжает каждый пакет сопроводительной документацией с необходимыми данными в соответствии с требованиями государственных стандартов. Брак отправляется в расположенный на этой же бетонированной площадке отвал, а затем автотранспортом доставляется в дробильно-сортировочное отделение, где измельчается до требуемого размера и в последующем храниться в расходном бункере шамота.
3.6 Физико-механические и физико-химические процессы при производстве кирпича
Для получения эффективного керамического кирпича высоких марок со щелевидными пустотами и улучшенными теплоизоляционными свойствами очень важно провести усиленную механическую обработку глины перед формованием. Глину подвергают такому воздействию для выделения из неё каменистых включений либо их измельчения, разрушения текстуры глины, гомогенизации массы и улучшения ее формовочных свойств. Выделение каменистых включений из глины осуществляют винтовыми камневыделительными вальцами. Первой стадией грубого дробления является рыхление кусков глины, которое осуществляют глинорыхлителем, установленным над ящичным подавателем.
Второй стадией грубого дробления является измельчение глины до кусков величиной 10-15 мм. Вязкие пластичные глины дробят на гладких дифференциальных вальцах грубого помола, в которых дробление происходит за счет раздавливания и разрыва глиняной лепешки. После грубого дробления глину подвергают тонкому измельчению. Целью тонкого измельчения является разрушение водопрочных оболочек, цементирующих отдельные зерна глинообразующих минералов, частичное разрушение самих зерен и освобождение, в конечном счете, молекулярных связей.
За счет их глина будет гидратироваться, присоединяя к себе большое количество связанной воды. Последнее обстоятельство обусловит повышенное сцепление глиняной массы при одновременном сохранении ее подвижности. Разрушение этих оболочек оказывает существенное влияние на улучшение сушильных свойств шихты. При полном отделении от глинистого минерала водопрочной оболочки, освободившиеся молекулярные силы его поверхности обусловят создание гидратной пленки. Последняя, уменьшая свою толщину во время сушки и снижая тем самым экранирование молекулярных сил, способствует возникновению при сушке прочных связей между отдельными глинистыми зернами, повышая трещиностойкость изделий в сушке. Наличие не разрушенных водопрочных оболочек мешает развитию этих связей и, следовательно, понижает трещиностойкость изделий в сушке. У глин с водонеустойчивыми и малоустойчивыми агрегатами их связи разрушаются в результате расклинивающего действия воды, а агрегаты глин с водопрочными оболочками необходимо разрушать интенсивным механическим растиранием [2].
Бегуны мокрого помола являются в технологическом отношении наиболее эффективной машиной для тонкого измельчения глин с высокой влажностью. В процессе бегунной обработки одни и те же кусочки глины подвергаются многократному раздавливающему и истирающему воздействию тяжелых катков, что и обеспечивает тонкое измельчение глины. Прочность сырца, изготовленного из глины, обработанной бегунами, возрастает более чем в два раза [5].
После механической обработки глину подвергают вылеживанию. При этом помимо ее набухания происходит также релаксация напряжений в глине, возникших при механической обработке, благодаря чему улучшаются ее формовочные и сушильные свойства.
Вылеживание замоченной глины с одновременным прогревом заметно интенсифицирует процесс набухания. Глину подвергают вылеживанию в механизированных хранилищах, оборудованных специальными устройствами и транспортирующими агрегатами. Это даёт возможность глиноподготовительному отделению работать в одну смену при круглосуточной работе основных отделений.
Кроме того, они дают возможность не нарушать непрерывную ритмичную работу формовочного отделения при каких-либо перебоях в работе глиноподготовительного оборудования. Для суточного запаса обработанной глины строят хранилища башенного типа с механизированным разгрузочным устройством. Вылеживание глины увеличивает прочность изделий на 20-30%.
Шихтозапасник, помимо своих основных функций, обеспечивает независимую и ритмичную работы глиноподготовительного и последующих отделений, создавая небольшой буферный запас глины.
После тонкого измельчения глиняная масса выходит из помольных машин в виде отдельных, не связанных между собой кусочков: лепешек, жгутов и т. п. До подачи в формовочный пресс из них нужно образовать сплошной массив глиняного теста с влажностью, при которой формуется изделие. Двухступенчатое увлажнение, при котором глина увлажняется паром, удлиняет период взаимодействия глины с водой. Кроме того, переработка предварительно увлажненной глины непрерывно обнажает новые поверхности глинистых частиц для взаимодействия с водой и тем самым интенсифицирует этот процесс. Исследования показали, что при двухступенчатом увлажнении повышается влажностная однородность глиняной массы и улучшаются ее пластические и прочностные свойства. Окончательная переработка шихты производится на двухвальном смесителе с фильтрующими решётками. Паровое увлажнение глины существенно улучшает ее технологические свойства по сравнению с водяным увлажнением. Водяной пар не только конденсируется на поверхности куска глины, но, проникая в его мельчайшие поры, конденсируется в них. Тем самым вовлекаются большие поверхности глины в процесс взаимодействия с водой. Экспериментально установлено, что капиллярная конденсация пара частично вытесняет из глины воздух. Повышение температуры глиняной массы при её паровом увлажнении интенсифицирует процессы взаимодействия глины с влагой. В результате перечисленных факторов при паровом увлажнении глины возрастают пластичность, липкость и прочность глиняной массы. Практическими данными установлено, что паровое увлажнение глины увеличивает производительность ленточных прессов и снижает потребляемую ими мощность на 15-20%.
Для увлажнения глины используют пар низкого давления 0,05—0,07 МПа. Теоретически наиболее выгодно подавать для увлажнения сухой, насыщенный пар, но его транспортирование от котельной неминуемо сопровождается частичной конденсацией в паропроводах. Это снижает его греющую способность при увлажнении глины, так как 1 кг пара выделяет при конденсации 2500 кДж тепла, а 1 кг горячей воды при охлаждении выделяет всего лишь 210-250 кДж. Поэтому практически для увлажнения глины необходимо использовать пар, перегретый на 20-30.°С, который и предлагается использовать [2].
Формование изделий стеновой керамики в настоящее время производят на ленточных вакуумных шнековых прессах. Данное решение рационально и модернизация этого этапа не требуется.