Текст
П. ЗОРИН
ПРОИЗВОДСТВО
КИРПИЧА
НА КОЛХОЗНЫХ
предприятиях
МОСКОВСКИЙ РАБОЧИЙ
1959
В книге рассказывается о технологии производства кирпича на колхозных предприятиях: изыскании и добыче глины, ее обработке, формовке сырца, сушке и обжиге кирпича, приводятся технологические схемы кирпичных заводов различной мощности, а также расчетные данные по каждой категории этих предприятий.
Книга рассчитана иа мастеров и рабочих колхозных кирпичных заводов, керамических предприятий промысловой кооперации, работников колхозов, совхозов и РТС.
Просим читателей направлять отзывы о книге и свои пожелания по адресу: Москва, проезд Владимирова, 6, издательство «Московский рабочий».
Контрольными цифрами развития народного хозяйства СССР на 1959—1965 гг. предусмотрено значительное увеличение производства строительных материалов как государственной промышленностью, так и на средства колхозов и совхозов. Если в 1958 г. кирпича было выпущено 28 миллиардов штук, то в 1965 г. его предстоит выработать 47,4 миллиарда штук, т. е. в 1,7 раза больше.
Сейчас кирпич занимает 82,5% в балансе стеновых материалов; к концу семилетки он займет только 60%. Такое уменьшение объясняется быстро растущим применением в городском и сельском строительстве бетона, железобетона и строительных деталей из них. Однако расширение объема строительных работ в колхозах и совхозах вызывает необходимость сооружения новых кирпичных заводов в сельской местности и увеличения производительности действующих предприятий.
Колхозниками и сельской интеллигенцией за последние 12 лет построено 6,4 миллиона жилых домов, а в предстоящее семилетие им предстоит возвести еще около 7 миллионов домов, рассчитанных на заселение одной семьей.
Выполнение плана производственного и жилишного строительства на селе зависит от мощности предприятий по выпуску местных строительных материалов и в первую очередь кирпича и извести. В ряде районов страны эта задача решается успешно. Создаются производственные базы для изготовления местных строительных материалов в Московской области. В Каширском, Ступин
3
ском, Егорьевском, Загорском, Щелковском и других} районах области построены колхозные кирпичные заво-1 ды. В 1958 г. колхозные и межколхозные строительные; организации Украинской ССР выработали более 300 мил-1 лионов штук кирпича, около 70 миллионов штук гончарной и цементно-песчаной черепицы и 43 тысячи тонн извести.
Однако многие колхозы и совхозы все еще не выполняют планов строительства из-за недостатка стеновых и кровельных материалов. Между тем значительная часть артелей без больших затрат могла бы организовать у себя производство таких материалов.
Особенно выгодно создавать межколхозные кирпичные заводы. Объединение средств ряда артелей создает возможность сооружать крупные кирпичные предприятия, оснащенные высокопроизводительным оборудованием. В этом случае пуск кирпичных заводов намного ускоряется, а стоимость продукции обходится дешевле.
Настоящая книга является практическим руководством для работников колхозных кирпичных заводов. В ней рассказывается о методах производства кирпича на предприятиях небольшой и средней мощности, приводятся технологические схемы кирпичных заводов и даются расчетные данные по всем процессам работ.
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА КИРПИЧА
Для решения вопроса о возможности и экономической целесообразности собственного производства кирпича надо выяснить, есть ли поблизости от строительной площадки глина или суглинок и какова мощность месторождения.
После этого определяют тип предприятия, его мощность, степень механизации и какое топливо можно использовать. Затем решается вопрос о подготовке кадров производственных рабочих, мастеров, начальников цехов и т. д.
Глина —• это нерудное ископаемое, образовавшееся в доисторические времена путем распада основных изверженных пород. Они разрушались под действием воды, солнца, ветра, резкой смены температуры, распадались на составные части. Мельчайшие части породы, размером в доли миллиметра, уносились водой и ветром, заполняли впадины и овраги или отлагались на дне рек и ручьев. Они смешивались с другими частицами, составляющими земную поверхность, и превращались в минеральное вещество, называемое глиной. Ее легко отличить от других пород.
Основной частью глины является минерал каолинит, содержание которого определяет ее сорт и качество. К числу распространенных у нас разновидностей глины относятся так называемые кирпичные глины (суглинки с содержанием глинозема, т. е. окиси алюминия, не более 15%) и гончарные глины (более жирные и пластичные,
5
чем кирпичные суглинки). В каждой разновидности глины всегда имеются глинозем и кремнезем (окись кремния) .
Месторождение глины надо тщательно обследовать, определить пути подъезда и наиболее легкий способ вывозки сырья (автомобильный или гужевой транспорт,, узкоколейная железная дорога). |
Если условия окажутся благоприятными, необходи-j' мо определить качество и количество запасов глин. Надо учитывать, что чем лучше качество сырья, тем шире ассортимент изделий, вырабатываемых из него. Объем полезного ископаемого должен соответствовать потребностям строительства не менее чем на 20 лет. Это требование объясняется тем, что на стоимость продукции сильно влияют амортизационные отчисления, т. е. сумма денег, затраченная на организацию производства (обследование, проектирование, строительство завода и подъездных путей). Если на строительство кирпичного механизированного завода колхоз израсходовал 1,5 миллиона рублей, то при ежегодной производительности завода в 1 миллион штук кирпича на каждую тысячу будет затрачено амортизационных отчислений
. 1ЙООО» - - 75 рублей
1 000x20
(1 500 000—стоимость завода; 1 000—годовая производительность завода в тысячах штук кирпича; 20—амортизационный срок).
Из данного примера видно, что стоимость кирпича, т. е. сумма расходов на рабочую силу, топливо, транспорт, подсобные материалы и содержание управленческого персонала, увеличивается на 75 рублей амортизационных отчислений. Отсюда ясно, что чем ниже расходы на строительство завода и чем выше его производительность, тем меньше делается амортизационных отчислений и тем дешевле обходится продукция. Поэтому для удешевления стоимости кирпича следует увеличивать мощность завода за счет рационализации технологического процесса и повышения производительности труда. Если этот же завод будет выпускать в год не миллион штук кирпича, а полтора миллиона, то амортизационные отчисления на тысячу штук кирпича снизятся с 75 до 50 рублей, что даст ощутительную разницу.
На себестоимость продукции колхозных предприятий сильно влияет также продолжительность рабочего сезона. В большинстве случаев колхозные кирпичные заводы, чтобы не строить сравнительно дорогие сушильные цехи, формуют кирпич только в теплое время года. Путем рационализации процесса сушки можно продлить сезонность работы, включая и зимнее время, что намного увеличит производительность завода и удешевит его продукцию.
Поэтому при выборе карьера надо стремиться найти такое месторождение глины, которое могло бы обеспечить производство сырьем на срок не менее 20 лет, с программой выпуска кирпича на 25—30% больше намечаемого планом.
Другим существенным признаком рентабельности карьера является толщина «вскрыши», т. е. верхнего слоя земли, негодного для производства и подлежащего снятию и вывозке за пределы карьера. Практика показывает, что карьеры с толщиной полезного ископаемого менее 2 метров и с вскрышей толщиной более 50 сантиметров невыгодны. С точки зрения экономичности эксплуатации лучшим будет тот карьер, который имеет значительную толщину полезного пласта глины и тонкий поверхностный слой. Толщу вскрыши и глины желательно иметь не более как 1 : 6.
Немаловажным является и характер залегания глины. Бывают карьеры, в которых качество глины однородно по всей толщине, но есть и такие, где она залегает пластами различного состава.
Нередко бывают и такие карьеры, в которых встречаются сравнительно крупные отложения (линзы) песка, или же глина засорена камнями, галькой и известковыми включениями. Эксплуатацию таких карьеров можно производить лишь в исключительных случаях, когда вблизи нет лучших месторождений глины. Засоренность глин включениями вызывает дополнительную работу по очистке сырья, что требует дорогого и часто дефицитного оборудования и повышает расход электрической или # механической энергии и рабочей силы. Особенно вред- <• ной примесью является так называемый «дутик», т. е. кусочки углекислой извести с зернами размером более 2 миллиметров в поперечнике.
6
7
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ГЛИНЫ
Для производства кирпича применяются преимущественно кирпичные глины, являющиеся по своему химическому и зерновому составу суглинками, т. е. смесью глины, кварцевого песка и слюды, с преобладанием зерен величиной от 0,01 до 0,002 миллиметра.
Химический состав суглинков, применяемых для выработки кирпича, примерно таков (в процентах):
Окись алюминия (глинозем) Окись кремния (кремнезем) Окись железа .... Окись кальция . . . .
Окись магния ....
Окись натрия и окись калия Серный ангидрид .
Химически связанная веда" вещества ....
..................От 7 до 20
, 50 „ 85
...................„ 2 „ 8
• • . . . 0,5 „ 8
...............До 5
....................2.5
. . . . . 1,5
и органические ...............От 2 до 10
Зерновой состав также колеблется в значительных пределах и бывает следующим (в процентах):
Зерно крупное 0,25 миллиметра 0,2 — 2
„ от 0,25 до 0,05 2 — 26
. 0,05 , 0,01 12 — 46
, 0,01 „ 0,005 10 — 55
„ 0,005 , 0,002 6 — 25
,, 0,002 , 0,0002 „ 9 — 38
Основной частью глины («глинистым веществом») является зерно размером от 0,005 миллиметра и меньше. Частицы с величиной зерна от 0,005 до 0,05 миллиметра представляют собой пыль, а более 0,05 миллиметра — песок.
Качество глины зависит в основном от содержания глинистого вещества: чем его больше, тем лучше глина.
Анализ глины обычно производится специальными лабораториями промышленности строительных материалов. Для небольших заводов, которые строятся в сельской местности (годовая производительность — до 3 миллионов штук кирпича), можно обойтись и без услуг лабораторий, заменив лабораторный анализ рядом простых
8
и несложных испытаний, проводимых на месте при наличии самого простейшего инвентаря.
Для проверки качества глины из намечаемого к эксплуатации карьера надо проделать следующие операции.
Площадку, отведенную для разработки, разбивают на квадраты с длиной стороны в 25—50 метров, в зависимости от величины карьера. В точках, где сходятся четыре квадрата, производят шурфование для определения мощности пласта и характера залегания сырья и отбора проб для испытаний. Шурфование производят при помощи специальных буровых вышек (рис. 1), принятых в практике геологоразведочных партий, или «щупа» — ручного бура (рис. 2), который может быть легко изготовлен в колхозной механической мастерской или кузнице. По внешнему виду грунта, вынутого из земли, определяют его породу и однородность.
Одновременно эти пробы создают представление и о толще пласта, так как, зная, на какую глубину ввинчен в землю бур, можно почти точно узнать, на какой глубине от поверхности земли оканчивается полезный пласт глины или суглинка.
Сделав несколько таких проб и установив среднюю толщу пласта, роют шурфы в центре площадки и по ее углам. Шурфы делают в виде прямоугольных колодцев размером 1X1,5 метра, со ступенями шириной 0,5 метра, через каждые 0,75—1 метр по высоте. При рытье шурфа прежде всего снимают поверхностный слой земли (очисть) и определяют его толщину. Этот слой для исследования не идет, и поэтому его отбрасывают за пределы шурфа.
Когда шурф будет вырыт, приступают к отбору сырья, для чего через весь пласт ископаемого, по всей высоте вырытого шурфа, острой лопатой вырезают вертикальную борозду сечением 0,5X0,25 метра. Глина, вынутая из этой борозды, сбрасывается в заранее заготовленные ящики или бочки, из которых потом ее рассыпают ровным слоем, толщиной 20—25 сантиметров, по дощатой площадке или какой-нибудь плотной и ровной подстилке, положенной на землю. Рассыпанному слою придают форму квадрата и тщательно перелопачивают.
9
6,0м
Рис. 1. Вышка для производства буровых скважин:
1 — блок; 2 — балансир; 3 — лебедка.
Рис. 3. Примерный план карьера. Точки показывают места шурфов; цифры под номерами показывают толщину полезного ископаемого в метрах.
Рис. 2. Бур-щуп для взятия образцов грунта.
После перелопачивания половину глины сбрасывают с площадки, а остальное снова разбрасывают ровным слоем по поверхности, опять придают ей вид квадрата и еще раз перелопачивают. Потом снова сбрасывают половину глины, а с оставшейся повторяют те же операции, пока не получат пробу в нужном для испытаний объеме. Объем определяется программой испытаний.
Обычно для упрощенного определения качества (без полузаводских испытаний) достаточно 3—5 ведер, т. е. 35—60 литров глины, из которой можно сделать 10—15 штук кирпичей. Этот способ отбора средней пробы называется квартованием и производится с грунтом, вынутым из каждого вырытого шурфа. Совершенно ясно, что чем больше сделано проб, тем точнее можно выявить каче
10 '
ство глины, а отсюда и выбрать наиболее подходящий технологический режим производства.
Точки карьера, в которых производились бурение и шурфование, следует нанести на план (рис. 3). Результаты наблюдений за толщей вскрыши (очисти) полезного пласта сырья и характером залегания (однородность, слоистость, наличие включений и т. д.) надо записать в журнал, так как все эти данные понадобятся для определения запасов полезного ископаемого, объема вскрышных работ, выбора наилучших эксплуатационных Участков и подбора соответствующей технологической схемы производства. Это весьма важно, так как схема обработки и выпуска продукции всецело зависит от характеристики основного сырья.
Примерная форма журнала такова: : .
И
1 КО1ГЭ 1 Описание пород Глубина залегания (м) Мощность слоя (м) Примечание
ОТ до
1 2 3 Растительный слой . . Глина светло-желтая с остатками корней . . Глина желтая с небольшим количеством ка- 0 0,35 0,35 0,25 0,35 0,6 При действии соляной кис-
4 менистых включений Глина коричневая, с тль- 0,6 4,2 4,2 лоты проба не вскипает. На глубине 5,4
ио запесоченная 4,8 5,4 0,6 метра появилась вода.
Такое краткое описание дается по всем шурфам, в порядке их нумерации.
С отобранной средней пробой производят простейшие испытания для определения пластичности глины, засоренности включениями, усадки, водопоглощения и морозостойкости.
Для того чтобы из глины могла получиться доброкачественная продукция и процесс изготовления шел без особых трудностей, в частности при формовке и сушке, глина должна обладать достаточной пластичностью.
Пластичность глин определяется их способностью образовывать при затворении водой тесто, которому под влиянием внешних нагрузок может быть придана та или другая форма, сохраняющаяся и после того, как давление прекратится. Пластичность зависит от количества примесей, свойств, формы и размеров зерен. Все вещества, смоченные водой, до известной степени пластичны, при этом чем меньше диаметр зерен, тем больше пластичность. Однако после удаления воды такие вещества рассыпаются в порошок. Глины же сохраняют приданные им формы при высыхании, а еще лучше при прокаливании.
При нагревании глины до 700° и выше в ней образуется безводное химическое соединение, состоящее из одной частицы глинозема и двух частиц кремнезема. Такая глина, вновь превращенная в порошок, уже не об
ладает пластичностью. Глина, нагретая до 400°, теряет способность давать пластическое тесто и делается негигроскопичной и непластичной. На техническом языке она называется шамотом. В практике шамотом называют также недожженные глины и суглинки (недожог).
По степени пластичности глины делятся на высокопластичные, обычно называемые жирными, среднепластичные и малопластичные или тощие.
Для производства кирпича наиболее подходящими являются среднепластичные, так как жирные глины при сушке легко дают трещины и искривления поверхностей, из-за чего приходится вводить в них иногда до ЗО°/о отощителей (песка или шамота). Тощие глины дают небольшую механическую прочность и неизбежно требуют ожирнения.
Чтобы определить пластичность, из глины, замоченной и хорошо промытой водой до состояния, при котором она не прилипала бы к рукам, изготовляют шарики диаметром около 2 сантиметров и жгутики длиной порядка 15 сантиметров. Шарики кладут на стол или кусок стекла и медленно сжимают дощечкой примерно до половины диаметра. Шарики из пластичной глины при сжатии не дают трещин; на шариках из тощей глины появляются трещины, или же они распадаются на куски.
По размерам и виду трещин опытный формовщик может определить степень пластичности и решить вопрос о пригодности данной массы к выработке из нее кирпича. Таких проб следует сделать не менее пяти.
Жгутики осторожно огибают вокруг двух пальцев левой руки (указательного и среднего) или вокруг деревянной круглой скалки диаметром 3—4 сантиметра. Жгутики из пластичной глины не дают при этом сгибе трещин, а из тощих глин трескаются или разваливаются на куски.
Полезно также сделать пробу на растягивание: жгутики из пластичной глины растягиваются, а из тощей сразу трескаются или разрываются. Таких проб надо сделать также не менее пяти.
В суглинках, имеющихся в большинстве районов Европейской части Союза ССР и в Сибири, часто попадаются включения камня, гравия и дутика. Определение их количественного содержания в сырье производится так.
Берут 2—3 килограмма глины, высушенной при тем-
13
12
пературе в 100°, и, положив ее в ведро с водой, тщательно размешивают, после чего через сито с ячейками в 2 миллиметра сливают мутную смесь. Затем снов-а доливают ведро воды, хорошо перемешивают и опять сливают жидкость.
Так повторяют до тех пор, пока сливаемая вода не станет совершенно чистой, т. е. в ней не будет никаких взвешенных частиц, а на дне ведра останутся только каменистые включения. Эти включения (камни) высушивают при той же температуре, что и пробу глины, и взвешивают. Определив вес камня, вычисляют процент содержания каменистых включений по формуле:
где О — вес высушенного остатка в граммах;
П — вес высушенной пробы глины;
К — процентное содержание каменистых включений.
Остатки каменистых включений следует испытать на наличие в них углекислых солей кальция и магния. Соли кальция, если размер их зерен превышает 2 миллиметра в диаметре, являются весьма вредными при выработке кирпича.
Для того чтобы определить наличие углекислых солей, на каменистые включения надо капнуть 10-процентным раствором соляной кислоты или уксусной эссенции. Если в них есть углекислые соли, то появятся пузырьки углекислого газа и начнется шипение.
Углекислая известь с диаметром зерна менее 2 миллиметров не вредит производству, и поэтому глина не бракуется.
Определение содержания песка производится отмучиванием. В мензурку емкостью 100 кубических сантиметров насыпают 10 кубических сантиметров грунта (глина или суглинок), предварительно просеянного через сито с отверстиями в 1 миллиметр и высушенного в течение одного часа при температуре 110°, затем наливают воду до метки 100 кубических сантиметров. Грунту дают отстояться в воде в течение полутора • минут, а потом осторожно сливают 90 кубических сантиметров мутной жидкости до метки 10 кубических сантиметров. После этого в мензурку доливают воды до отметки 100 кубиче-
М
оких сантиметров, размешивают, дают отстояться в течение полутора минут и вновь сливают 90 кубических сантиметров мутной жидкости. Эту операцию повторяют до тех пор, пока вода не станет совершенно прозрачной. Затем воду сливают, а оставшийся песок высушивают и взвешивают. Содержание его в процентах определяют по разности в весе грунта до и после отмучивания.
Пример.
Вес грунта—15 граммов.
Вес после отмучивания — 4,8 грамма.
г 4,8x100 пОп/
Содержание песка1: ----- =» о2°/о.
15
Для уточнения характеристики суглинков полезно знать влажность сырья и содержание в нем глинистых частиц.
Определение содержания воды производится следующим образом. В фарфоровую чашку кладут 50 граммов глины. Глину высушивают при температуре 110° до постоянного веса, затем охлаждают и взвешивают. По разнице в весе глины до и после высушивания устанавливают в процентах влажность глины.
Пример.
Вес фарфоровой чашки— 100 граммов.
Вес глины естественной влажности — 50 граммов.
Общий вес—150 граммов.
Вес фарфоровой чашки с высушенной глиной—140 граммов.
Вес потерянной глиной воды— 150—140=10 граммов.
п 10x100
В процентном отношении это составит ----—---- — рр’'
аО “ "
Содержание глинистых частиц можно установить, имея мензурку объемом 100 кубических сантиметров и диаметром 2,5 сантиметра:
1) высушенный грунт просеивают через сито с отверстиями диаметром 1 миллиметр и затем насыпают 3—4 кубических сантиметра его в мензурку;
2) к пробе добавляют 50—70 кубических сантиметров воды и хорошо размешивают грунт для отделения глинистых частиц от песка и пыли; размешивание производится стеклянной палочкой с каучуковым наконечником и продолжается до тех пор, пока на стенках мензурки не перестанут появляться полосы глины;
3) прибавляют 3 кубических сантиметра раствора хлористого кальция (5,5 грамма на 100 кубических сантиметров воды) и снова размешивают;
15
4) доливают воды до 100 кубических сантиметров и оставляют отстаиваться на день-два, пока вода не станет прозрачной;
5) из объема осевшей глины вычитают объем первоначально взятой в мензурку глины (в кубических сантиметрах) и разность делят на объем сухой глины; получается приращение объема пробы на 1 кубический сантиметр сухого вещества.
Содержание глинистой фракции вычисляется по таблице 1.
Таблица 1
Определение содержания глины по приращению объема
‘Приращение объема на 1 куб. см (%) Содержание глины (%) Приращение объема на 1 куб. см (%) Содержание глины (°/<)
3,0 68,01 1,25 28,34
2,75 62,35 1,0 22,67
2,5 56,68 0,75 17,0
2,25 51,01 0,25 5,66
2,0 43,35 0,12 2,72
1,75 39,68
Пример.
Объем сухой глины в мензурке .
Объем осевшего вещества в мензурке ' Приращение объема (6,48—4) . . . ,
Приращение на 1 кубический сантиметр
(2,48 : 4)......................;
4 кубических сантиметра.
6,48 кубического сантиметра.
2,48 кубического сантиметра.
0,62 кубического сантиметра.
Определение процента содержания глины по таблице: приращение в 0,5 кубического сантиметра соответствует 11,33% глины (22,67:2), приращение в 0,12 кубического сантиметра соответствует 2,72°/о глины, а всего: 11,33 + 2,72=14,05% глины.
Содержание пылевидных частиц определяется как разность между полным объемом взятой пробы и объемами глины и песка. Для данного случая получим:
16
Полный объем взятой пробы . 100%
Содержание глины.................... 14,05%
Содержание песка...................32%
Содержание пыли: 100—(14,05 + 32)= 53,95%
Определением усадки выясняется, насколько сокращаются линейные и объемные размеры кирпича-сырца при сушке и при обжиге. Дело в том, что формовка кирпича-сырца идет при влажности порядка 20—24%, садка же сырца в печь для обжига допускается при влажности не свыше 11%, а сырец, как правило, должен иметь перед садкой в печь влажность в 5—6°/о. Потеря влаги при сушке с 20—24 до 5—6°/о вызывает сжатие сырца, а отсюда неизбежно уменьшение его размеров. Это явление называется «воздушной усушкой». При обжиге сырец теряет всю гигроскопическую влагу, а часть компонентов глины, соединяясь, образует стеклоподобные вещества. В результате этого обожженный кирпич делается меньше по своему объему, чем посаженный в печь высушенный сырец. Это изменение объема и размеров называется «огневой усадкой».
Воздушная усушка и огневая усадка, вместе взятые, называются «усадкой».
Чтобы определить воздушную усушку и сушильные свойства сырья, из глиняного теста, доведенного до рабочей формовочной густоты, изготовляют кирпичики размером 12X12X4 сантиметра. Уложив кирпичики на доску, посыпанную песком, на них проводят диагональные линии (через углы). На каждой линии откладывают 10 сантиметров (по 5 от центра). После того как одни образцы через два-три дня высохнут в нормальных комнатных условиях, а другие—на открытом месте, защищенном от ветра и солнца, снова измеряют длину рисок и по сокращению длины линий, нанесенных на кирпичиках, определяют процент усушки. Если, например, линия сократится до 94 миллиметров, то процент усушки составит 100—94, т. е. 6%. Тощие глины дают усушку до 5°/о, средние — до 6%, высокопластичные — до 8—1О°/о.
В процессе сушки этих образцов выявляется, насколько глина усыхает. Наличие большого количества трещин говорит о том, что либо сушка проведена очень быстро (в этих случаях ее надо повторить), либо она очень жирна и в нее надо вводить отощающие добавки,
2 П. Зорин ,----------------— '
Процент которых определяется опытным путем. В большинстве случаев добавляют песок — от 10 до 20%, опилки — от 5 до 15%, а торф — даже до 30%.
Добавив те или иные отощители, кирпичики, изготовленные из глиняной шихты, снова испытывают на усушку и одновременно проверяют свойства глины при сушке.
Огневая усадка определяется пробным обжигом партии высушенного сырца на каком-нибудь близлежащем кирпичном заводе.
От величины усадки зависит величина сырца и размеры форм или мундштука.
Определение водопоглощения и морозостойкости связано одно с другим, так как первое выявляет степень пористости, т. е. объем пустот в теле кирпича, от которой в свою очередь зависит его морозостойкость. Эта связь морозостойкости с пористостью вызывается тем, что в сырое время года влага заполняет пустоты изделия, попадая в них в виде воды или водяных паров, которые, сгущаясь при понижении температуры воздуха, превращаются в капельки воды. При снижении температуры воздуха ниже нуля вода замерзает, расширяется в своем объеме и разрушает изделие.
Испытание морозостойкости обычно производится специальными лабораториями, в которых имеются установки для получения низких температур (—15°).
При невозможности пользоваться услугами лаборатории морозостойкость определяют по методу сравнения водопоглощения при комнатной температуре и при кипячении. Вначале определяют водопоглощение при комнатной температуре, для чего кирпичи, сделанные из глины (пять штук), сушат при +110° до постоянного веса и взвешивают на весах с точностью до 1 грамма. Высушенные и взвешенные образцы погружают в воду комнатной температуры (+15—20°) и выдерживают в ней до постоянного веса, определяемого с точностью до 1 грамма.
Водопоглощение образцов при комнатной температуре («на холоду») вычисляют для каждого отдельного образца по следующей формуле:
д.г = х 100,
где Вх—водопоглощение в процентах;
18
Рв — вес образца после выдержки в Иоде;
Р — вес образца до погружения его в воду.
Затем образцы помещают в сосуд с водой комнатной температуры и кипятят в течение 4 часов, после чего дают остыть до комнатной температуры, вынимают образцы, дают воде стечь, обтирают влажным полотенцем и взвешивают с точностью до 1 грамма.
Водопоглощение при кипячении в процентах вычисляют по следующей формуле:
В к = xlOO,
где Вк— водопоглощение при кипячении в процентах;
Рк—вес после кипячения; ''
Р—вес перед испытанием.
Из полученных испытанием результатов водопоглощения «на холоду» и «при кипячении» вычисляется коэффициент «К» морозостойкости по следующей формуле: д- _ /Цех 100 _ процент водопоглощения на холоду хЮО
Вк процент водопоглощения при кипячении
Произведенные испытания дают возможность судить о качестве сырья, причем данные о влажности, количестве каменистых включений, глинистого вещества и песка важны для выбора технологической схемы производства.
Чем полнее будет произведен сбор этих данных, тем правильнее можно будет подобрать технологическую схему, а отсюда и получать кирпич высокого качества.
Если обследование месторождения глины и испытания сырья дали положительный результат, то надо выявить запасы сырья. Это определение запасов производится так.
Предположим, что карьер представляет собой прямоугольник размером 220 на 200 метров, т. е. площадь в 44 тысячи квадратных метров, или 44 гектара. На этой площади толща запасов ископаемого определялась в девяти точках. Из изысканий видно, что по горизонтали И—А средняя мощность пласта равна
2,8-Г2,75+2,72 о '
•-----3-----= 2,70 метра,
2
19
процент которых определяется опытным путем. В большинстве случаев добавляют песок — от 10 до 20%, опилки — от 5 до 15%, а торф — даже до 30%.
Добавив те или иные отощители, кирпичики, изготовленные из глиняной шихты, снова испытывают на усушку и одновременно проверяют свойства глины при сушке.
Огневая усадка определяется пробным обжигом партии высушенного сырца на каком-нибудь близлежащем кирпичном заводе.
От величины усадки зависит величина сырца и размеры форм или мундштука.
Определение водопоглощения и морозостойкости связано одно с другим, так как первое выявляет степень пористости, т. е. объем пустот в теле кирпича, от которой в свою очередь зависит его морозостойкость. Эта связь морозостойкости с пористостью вызывается тем, что в сырое время года влага заполняет пустоты изделия, попадая в них в виде воды или водяных паров, которые, сгущаясь при понижении температуры воздуха, превращаются в капельки воды. При снижении температуры воздуха ниже нуля вода замерзает, расширяется в своем объеме и разрушает изделие.
Испытание морозостойкости обычно производится специальными лабораториями, в которых имеются установки для получения низких температур (—15°).
При невозможности пользоваться услугами лаборатории морозостойкость определяют по методу сравнения водопоглощения при комнатной температуре и при кипячении. Вначале определяют водопоглощение при комнатной температуре, для чего кирпичи, сделанные из глины (пять штук), сушат при +110° до постоянного веса и взвешивают на весах с точностью до 1 грамма. Высушенные и взвешенные образцы погружают в воду комнатной температуры ( + 15—20°) и выдерживают в ней до постоянного веса, определяемого с точностью до 1 грамма.
Водопоглощение образцов при комнатной температуре («на холоду») вычисляют для каждого отдельного образца по следующей формуле:
Вх = Р-~Р X 100,
где Вх — водопоглощение в процентах;
18
Рв — вес образца после выдержки в йоде;
Р — вес образца до погружения его в воду.
Затем образцы помещают в сосуд с водой комнатной температуры и кипятят в течение 4 часов, после чего дают остыть до комнатной температуры, вынимают образцы, дают воде стечь, обтирают влажным полотенцем и взвешивают с точностью до 1 грамма.
Водопоглощение при кипячении в процентах вычисляют по следующей формуле:
В к = х 100,
где Вк — водопоглощение при кипячении в процентах;
Рк — вес после кипячения; 1
Р — вес перед испытанием.
Из полученных испытанием результатов водопоглощения «на холоду» и «при кипячении» вычисляется коэффициент «К» морозостойкости по следующей формуле: д-_ Вхх 100 _ процент водопоглощения на холоду х 100
Вк процент водопоглощения при кипячении
Произведенные испытания дают возможность судить о качестве сырья, причем данные о влажности, количестве каменистых включений, глинистого вещества и песка важны для выбора технологической схемы производства.
Чем полнее будет произведен сбор этих данных, тем правильнее можно будет подобрать технологическую схему, а отсюда и получать кирпич высокого качества.
Если обследование месторождения глины и испытания сырья дали положительный результат, то надо выявить запасы сырья. Это определение запасов производится так.
Предположим, что карьер представляет собой прямоугольник размером 220 на 200 метров, т. е. площадь в 44 тысячи квадратных метров, или 44 гектара. На этой площади толща запасов ископаемого определялась в девяти точках. Из изысканий видно, что по горизонтали
—Л средняя мощность пласта равна
2,8 И2.7.5 + 2,72 о '
—-—3-------=2,76 метра,
2* 19
по горизонтали Б — Б — соответственно 2,8, по горизонтали В—В—2,98, по вертикали Г—Г—2,92, по вертикали Д—Д—2,85 и по вертикали Е—Е—2,77 метра.
Отсюда средняя мощность пласта будет равна:
2,764-2,80+2,984-2,924-2,85+2,77 п ,
. --------------g---------1-----= 2,85 метра1.
Определив среднюю толщу глины и зная площадь карьера, путем умножения толщи (в метрах) на площадь (в квадратных метрах) можно узнать объем запасов сырья (в кубических метрах): 2,85X44 000 = 125 400 кубических метров. Это количество сырья обеспечивает выпуск примерно 50 миллионов штук кирпича, поскольку на выработку тысячи штук кирпича расходуется 2,5 кубического метра суглинка в плотном теле (125 400 : 2,5).
Таким образом, карьер может обеспечить выпуск кирпича в течение 20 лет в количестве 50 миллионов, т. е. по 2,5 миллиона штук в год.
Следует учитывать, что качество сырья определяет технологию, но не тип завода, так как это зависит от желаемой производительности. Поэтому решение об организации выпуска кирпича должно быть принято только после того, когда уточнятся производственные планы по годам строительного периода, необходимого для удовлетворения потребности колхоза или группы артелей в кирпиче как для строительства жилья, так и для других сооружений.
При разработке перспективного плана строительства следует руководствоваться:
а) Расходом местных строительных материалов, указанным в таблицах 2, 3 и 4.
1 Следует отметить, что точный подсчет запасов производится геологоразведочными органами по другой, более точной, но значительно усложненной схеме, чем приведенная здесь. Однако для нужд строительства небольшого предприятия и особенно для определения запасов собственными силами достаточна и данная схема, так как ошибка в подсчете не может оказать влияния на выбор типа завода.
20
Таблица 2
РАСХОД МЕСТНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА 100 КУБИЧЕСКИХ МЕТРОВ ЗДАНИЯ
Жилые дома и бытовые здания
Наименование материала Единица измерения 1 Стены кирпичные тол-; щиной в два | кирпича
Кирпич Известь гашеная Песок Глина Камень бутовый Черепица1 тыс. штук кг куб. м » тыс. штук 12,8 3470 19,4 8,0 2,07 0,83
Таблица 3
Культурно-бытовые здания (стены кирпичные)
Наименование материала Единица измерения Клубы Правления колхозов Бани объемом до 500 куб. м
Кирпич Камень бутовый . . . Известь Песок Цемент Черепица тыс. штук куб. м т куб. м кг тыс. штук 7,93 4,03 1,62 11,2 378 12,32 7,7 3,25 17,5 790 0,6 12,25 18,9 2,2 15,8 938 0,71
21
Таблица 4
Животноводческие помещения
Наименование материала Единица измерения Конюшня на 10 лошадей Коровник на Телятники па 30 -50 голов Свинарники па 15—20 свиноматок
30—50 коров 80—100 коров
Кирпич .... тыс. штук 8,4 5,41 5,25 6,68 7,67
Камень бутовый . куб. М 8,3 11,2 8,53 12,7 12,1
Булыжник . . . » 0,34 — — — —
Песок .... » 9,5 10,4 8,75 10,9 10,95
Глина » 6,68 5,88 5,03 8,3 9,02
Известь .... кг 1580 1320 1210 1520 1530
Цемент марки «200» .... » 152 132,8 135,8 193
Черепица . . . тыс. штук 0,61 0,73 0,78 0,85 0,88
Примечание. Строительный объем определяется:
а) произведением горизонтального сечения здания (кв. м) на его высоту (м), измеренную от уровня спланированной земли до верха засыпки чердачного перекрытия;
б) нормативами на душу населения и на голову скота;
в) величиной естественного прироста населения, по данным статистического управления области;
г) стремлением обеспечить каждую семью индивидуальным жилым домом;
д) необходимостью строительства в ближайшие годы зданий культурно-бытового и подсобно-хозяйственного назначения (магазины, пекарни, мастерские по обслуживанию населения и т. п.).
б) Естественным ростом повышенных требований населения к благоустройству населенного пункта и к улучшению архитектурных форм зданий.
Рентабельность производства может быть высокой только тогда, когда оборудование загружено на 100%. Одновременно имеет большое значение и производительность труда, зависящая как от степени механизации и автоматизации производства, так и от рационализаторской деятельности коллектива рабочих.
Поэтому, прежде чем определить тип будущего предприятия, надо выявить, на какое оборудование можно рассчитывать при строительстве завода, а отсюда, с учетом мощности завода, уточнить и продолжительность се* 22
зона работы как завода в целом, так и отдельных его цехов. Следует помнить, что зачастую выбор оборудования зависит также и от целого ряда иных факторов: от качества сырья, энергии, которая будет приводить в движение механизмы завода, от топлива для сушки и обжига, удаленности карьера от завода или завода от строительной площадки и т. д.
На основании решения всех перечисленных вопросов определяется как технологическая схема, так и тип завода. Практика строительства сельских кирпичных заводов показывает, что организация производства кирпича должна быть осуществлена по наиболее подходящей из действующих ныне схем, указанных в таблице 5.
Кирпичные заводы, работающие по схемам таблицы 5, имеют сезонный характер производства (при производительности от 100 тысяч до 1 миллиона штук) и круглогодовой (при производительности свыше 1 миллиона штук).
Следует отметить, что такое разделение является условным, так как часто сырец формуют и сушат в теплое время года, обжигают же осенью, а иногда даже зимой. Таким образом, формовочный и сушильный цехи являются сезонными, а цех обжига — круглогодовым.
При выборе схемы производства следует знать, что все ручные работы могут быть значительно облегчены путем применения средств малой механизации. К ним относятся такие несложные и легко выполнимые механизмы и машины, как, например, кран-укосина для поднятия тяжестей, ленточный транспортер для передачи сырца или обожженного кирпича на сравнительно небольшие расстояние (до 50 метров), тачки и вагонетки на шариковых или роликовых подшипниках, шаблоны для проверки размеров изделий, педальные выжимные устройства для выемки сырца из форм.
Топливные устройства печей зависят от вида и сорта топлива, которое в них будет сжигаться. Поэтому выбор типа печи надо обязательно согласовать с характеристикой топлива, которым будет пользоваться производство.
Какова бы ни была мощность планируемого завода, для его строительства требуется кирпич (для устройства любого типа обжигательной печи), который следует не завозить откуда-то со стороны, а сделать самим на месте. Поэтому строительство в сельской местности
23
♦О 'Г Л г Таблицаэ Типичные технологические схемы производства кирпича силами колхозов
Этапы технологического процесса. Номер схемы Приемы работы и оборудование при годовой (сезонной) производительности предприятия
50—100 тыс. штук кирпича 300—500 тыс. штук кирпича от 500 тыс. до 1 млн. штук кирпича от 1 до 3 млн. штук кирпича
1. Добыча сырья: а) вскрыша (снятие очистки) Ручная копка, грабарка или тачка. Вспашка плугом, ручная погрузка в транспортные емкости. То же. Скреперы, бульдозеры, автомашины.
б) копка глины. То же. Ручная копка с погрузкой в грабарку или автомашину. То же, с погрузкой в автомашину или опрокидную вагонетку узкой колеи с конной тягой. Экскаватор, погрузка и откатка в вагонетках узкоколейки с конной или механической тягой. Бесконечная канатная откатка'—в случае, если карьер сильно углублен.
2. Подготовка 1. Длительная вь ядержка сырья вместе с наполнителями (если I. Завалка1 сырья и
•формовочной массы (глиномятки). требуется введение их в шихту) пол открытым небом. наполнителей в ящичный подаватель (бе-шикер).
Продолжение
Приемы работы и оборудование при годовой (сезонной) производительности предприятия
Этапы технологического процесса. Номер схемы 50—100 тыс. штук кирпича 300—500 тыс. штук кирпича’ от 500 тыс. до 1 млн. штук кирпича от 1 до 3 млн. штук кирпича
2. Замочка в ям 3. Проминка массы. На конном глиномяльном кругу. ах в течение 2—1 суто То же. Глиномяльной кадкой (двухкратно с конным приводом). <. То же. С механическим приводом. 2. Ленточный транспортер.
3. Формовка кирпича-сырца. Станок «хлопуша» ручного действия. После 1—2-днсвной иодвялки на воздухе допрессовка ручным станком нажимного действия (в случае выпуска «лицевого» кирпича). Вертикальная гли Без мундштука, если привод конный, с последующей формовкой сырца при помощи станка «хлопуша». чомялка-кадка: С мундштуком, если привод механический, и ручным резательным столиком. 1. Кирпичеделатель-ный агрегат ССМ--296А (пресс «Колхозный») . 2. Резательный столик (ручной или полуавтомат) .
4. Сушка сырца. ♦о <л На току или в напольном сушильном сарае. Подача сырца от места формовки на поддонах. Сушильные сараи (< лажные). Подача сырца от м ми или вагонетками. :телла'жиые и бесстел-еста формовки тачка- 1. При сезонном режиме формовки сушка естественная в сушильных сараях.
кирпичного завода любой мощности должно обязательно начаться с производства кирпича по схеме № 1 или № 2, в зависимости от потребности строящегося завода в кирпиче.
Производство кирпича по схеме № 1 не требует никакого оборудования со стороны, так как оно может быть сделано силами любого колхоза.
Выбор типа завода зависит в' значительной мере от того, каким видом энергии располагает колхоз. Если он не подключен к государственной электросети или не имеет своей электростанции, то для завода мощностью более 1 миллиона штук кирпича в год надо строить свою собственную электростанцию, работающую от локомобиля (паровая машина), от двигателя внутреннего сгорания (дизель). Строительство таких электростанций обходится дорого, и сооружать их следует только в тех районах страны, которые будут обеспечены электроэнергией от государственной сети лишь в будущем. Поэтому в таких случаях выгоднее иметь несколько небольших предприятий, работающих за счет энергии тракторов, чем один электрифицированный механизированный завод.
На основании этих соображений ниже будет дано описание двух типов кирпичного производства: неэлек-трифицированного и электрифицированного (механизированный кирпичный завод).
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА КИРПИЧА
Производство красного глиняного кирпича осуществляется по двум методам:
1. Формовка кирпича-сырца из глины влажностью 18—24%, а иногда из глины с отощителями или наполнителями. Первые вносятся в шихту (смесь глины с добавками) тогда, когда природное сырье чересчур жирно, а поэтому требует отощення, а вторые — в том случае, если хотят получить пористый легковесный кирпич. Для этих целей в шихту вносят выгорающие при обжиге наполнители в виде опилок, торфа, лузги и т. п.
При формовке из влажной массы (пластический метод) сырец требует сушки, без чего его нельзя садить в печь для обжига.
2. Изготовление сырца прессованием из полусухой измельченной массы влажностью до 8%. Этот метод требует сложных, громоздких и дорогих машин и установок и поэтому применяется только на больших механизированных заводах, выпускающих кирпич, не требующий наружной штукатурки или покрытия керамическими плитами. По этому методу сушить сырец не требуется, что отчасти компенсирует расходы по строительству цеха сушки сырья.
В сельской практике и на заводах местной кооперативной промышленности полусухой метод формовки обычно не применяется, а поэтому описания технологии производства кирпича по этому методу здесь не приводится.
Производство кирпича по пластическому методу, независимо от мощности, сезонности и типа завода, складывается из пяти пределов (этапов производства):
а) заготовка сырья;
б) подготовка формовочной массы;
в) формовка сырца;
г) сушка сырца;
д) обжиг сырца.
Операции каждого передела осуществляются, как это видно из таблицы 5, самыми различными способами, начиная от применения оборудования, требующего затраты физических усилий человека (например, формовка на станках «хлопуша»), и кончая использованием сложных механизмов-агрегатов, выполняющих автоматически несколько операций в определенном, установленном для данного механизма порядке (очередности).
Учитывая имеющееся и применяемое в данное время оборудование, сельские кирпичные предприятия можно разделить на два типа: неэлектрифицированное предприятие и электрифицированное.
Предприятия первого типа обычно имеют производительность в пределах от 50 тысяч до 500 тысяч штук кирпича за сезон (реже от 500 тысяч до 1 миллиона штук); предприятия второго типа являются если не полностью механизированными, то, во всяком случае, по-лумеханизированными, с годовой производительностью свыше 1 миллиона штук кирпича.
Таким образом, основное различие между этими двумя типами заводов заключается в степени механизации производства, в свою очередь зависящей от наличия электроэнергии. Технологический процесс производства кирпича, т. е. количество и последовательность переделов, одинаков для обоих типов; операции же, входящие в комплекс каждого передела, различны.
Ниже приводится описание операций, соответствующих принятым способам производства.
ЗАГОТОВКА СЫРЬЯ
Заготовка сырья разделяется на две самостоятельные операции: а) вскрытие карьера, т. е. снятие поверхностного слоя земли, растительного слоя, подзола, вырубка леса или кустарника, корчевание пней и б) добыча
28
29
глины, лежащей обычно непосредственно под растительным слоем толщиной 30—50 сантиметров. Иногда меж. ду растительным слоем и глиной попадаются прослойки песка или подзола, удаление которых относится к первой операции, т. е. вскрыше.
Вскрышные работы обычно производятся в теплое время года, с весны. Однако правильнее производить их осенью, перед наступлением заморозков, когда вегетативная деятельность растений замирает, благодаря чему отпадает необходимость вторичного удаления поверхностного слоя в следующем сезоне. Кроме того, обнаженный перед заморозками пласт глины лучше пропитывается дождевой и снеговой талой водой и легче разрушается от действия ветров и мороза.
Прежде чем приступить к вскрышным работам, следует определить размер площади карьера, подлежащей разработке в текущем (если вскрыша делается весной) или будущем году (если вскрыша осенняя). Для этого определяют нужный для производства объем глины, умножая 2,5 кубического метра на число тысяч штук кирпича годовой или сезонной программы и деля полученное произведение на толщу полезного ископаемого. Предположим, что надо выпустить 400 тысяч штук кирпича. Для этого требуется 1 000 кубических метров глины в плотном теле. При толще полезного ископаемого, положим, в 2,86 метра требуется произвести вскрышу на площади в 1 000 кубических метров: 2,86 метра = 350 квадратным метрам.
Производство вскрышных работ осуществляется либо вручную (лопатой), когда очисть снимается и погружается в грабарки, автомашины, вагонетки одним и тем же землекопом, либо ее предварительно вспахивают конным или тракторным плугом и затем лопатами нагружают в транспортные емкости, либо вся работа выполняется механизированным путем, т. е. с применением любого типа скреперов или землеройных машин. Выбор способа проведения вскрышных работ зависит от наличия механизмов и от объема производства, а иногда и от характера залегания глины.
Так, например, при наличии мощных пластов толщиной более 4 метров и разработке карьера многоковшовым экскаватором вскрышу производят иногда этой же машиной, к которой добавляются механизмы, позволяю-30
щие снимать очисть и отбрасывать ее в выработанные места по ходу копки глины.
Для производства вскрышных работ полезно учитывать возможность превращения в дальнейшем карьера в водохранилище. Глинистый грунт дна и стенок карьера не пропускает воду, и поэтому в котловане накапливается дождевая и вешняя вода. При создании такого водохранилища с целью использования его для разведения водоплавающей птицы очисть следует вывозить и сваливать по границам карьера, придавая ей вид насыпи и укрепляя посадкой кустарников и деревьев с развитой корневой системой. Если производство рассчитано на небольшое количество сезонов (1—3 года), то карьеру лучше придать форму окружности или эллипса, а когда карьер многолетний (15—20 лет), то форму квадрата или прямоугольника, в зависимости от результатов геологоразведочных изысканий и принятой к разработке конфигурации самого месторождения.
Из простейших машин для производства вскрышных работ применяются чаще всего прицепные скреперы:
а) скреперы-волокуши, представляющие собой совок емкостью 0,1—0,25 кубического метра и применяющиеся при дальности транспортировки очисти не более 50 метров; производительность в смену — до 5 кубических метров;
б) скреперы на полозьях, с ковшом емкостью до 0,5 кубического метра, и
в) скреперы на колесах, с ковшом емкостью до 0,5 кубического метра.
Скреперы работают с конной тягой. Предельная дальность вывоза очисти — 200 метров; производительность в смену—до 15 кубических метров.
Скреперы могут применяться также и для выемки глины в тех случаях, когда качество сырья однородно по всей толще карьера или если карьер представляет собой месторождение, сложенное из ряда толстых, напластованных друг на друга, разнородных по качеству слоев глин.
Добыча глины или суглинка, в зависимости от масштаба производства и возможностей механизировать тя-'Келые и трудоемкие работы, также осуществляется или Ручным способом, или специальными машинами.
Выемка сырья из карьера производится вертикально или горизонтально по отношению к поверхности земли.
31
Первый способ применяется тогда, когда месторождение «пестрое», т. е. состоит из сырья различного состава, залегающего тонкими (менее 1 метра) пластами. Поэтому, чтобы получить природную (естественную) смесь из тех разновидностей глины, которые имеются в данном карьере, ее копают сверху до подошвы месторождения. Второй способ (в практике встречаемый гораздо реже) применяется тогда, когда глина лежит мощными пластами разного состава или когда вся толща ископаемого однородна по своему качеству.
Разработка карьера, в зависимости от его величины, а главное — сроков эксплуатации, может начинаться с какого-нибудь края участка, с постепенным продвижением, по мере выборки глины, к противоположному краю (границе) карьера, или же с середины участка с одновременным продвижением к двум противоположным границам карьера.
Первый метод применяется редко, так как он удобен только в тех случаях, когда один край карьера открыт на высоту всей толщи глины (лощина, обрыв и т. п.).
Второй метод наиболее употребителен, так как создает большие удобства для развернутого фронта работ (копка с двух сторон) и для вывозки глины. Ввиду этого рекомендуется именно второй метод, при котором в начале разработки карьера выкапывают по его середине выездную траншею, т. е. делают выемку длиной, равной длине участка, отведенного для разработки, глубиной, равной толще полезного ископаемого, и шириной, обеспечивающей двустороннее движение транспорта, которым будет вывозиться глина.
При такой ширине выездной траншеи движению груженых транспортных емкостей не будет мешать подача опорожненных емкостей, идущих под погрузку.
Рытье траншеи начинается с выездного конца, и по мере выемки сырья в объеме, обеспечивающем нужную ширину траншеи, копка ее продолжается в направлении к конечной точке, т. е. к противолежащей границе карьера. Дно траншеи должно иметь легкий уклон для облегчения откатки груженых емкостей, особенно если она Производится тачками, грабарками или вагонетками. Если откатка ведется тачками, по дну траншеи должны быть проложены катальные доски. При конной откатке грунт следует уплотнить трамбованием с подсыпкой гра
32
Вием или песком. Если откатка производится опрокидными вагонетками узкой колеи (600 или 750 миллиметров), в траншее нужно проложить две колеи или сделать разъездные ответвления со стрелками.
Узкоколейные пути не делаются постоянными, так как по мере удаления фронта работ от середины первоначально вырытой выездной траншеи они подвергаются частой передвижке.
Копка глины производится или вручную (заступами, лопатами, ломами и кирками), или при помощи механизмов.
При ручной добыче разработка сначала ведется сверху вниз до тех пор, пока не образуется ряд уступов. Когда уступы сделаны, копку ведут одновременно на всех уступах, а глину сбрасывают в транспортную емкость, благодаря чему в ней получается «средняя проба», т. е. смесь всех разновидностей сырья в количествах, пропорциональных их залеганию.
Количество рабочих на уступах должно быть не менее числа разновидностей глины. Высота уступа должна равняться толщине слоя разновидностей. Число рабочих, занятых на каждом уступе, определяется требуемой производительностью карьера.
При погрузке сырья на транспорт надо наблюдать за тем, чтобы в глину не попадали камни и другие включения. Если при разработке карьера попадаются крупные включения песка или гравия (линзы), то эти включения должны быть выбраны и вывезены в отвал (если они не годны для какого-нибудь другого применения).
При ручной разработке карьера запрещается:
а) добыча глины «подбоем», т. е. подкопкой основания залегания с последующим обрушиванием массы под влиянием силы ее тяжести;
б) расстановка землекопов на расстоянии менее 3 метров друг от друга, во избежание ранения инструментами или породой;
в) ширина уступа менее 75 сантиметров и высота его более 2 метров, во избежание падения землекопов при неосторожном движении в сырую погоду.
При ручной добыче глины вывоз ее из карьера производится тачками (по катальным доскам) или грабарками, если толща ископаемого велика и поэтому средняя
3 П. Зорин 33
Рис. 4. Одноковшовый экскаватор:
1 - опорная тележка; 2 — поворотная платформа; 3 — стрела и 4 — стойки удерживающие стрелу; 5 — ковш; 6--рукоятка ковша.
проба (смесь всех пластов) весит более 150 килограммов (емкость тачки).
На выбор вида транспорта влияет, конечно, и дальность перевозки глины до места ее переработки.
Ручная добыча глины тяжела и трудоемка, поэтому может допускаться только при небольших размерах производства и по мере возможности должна быть заменена механизированной добычей.
Из механизированных способов добычи глины применяются:
а) реже — добыча канатно-скреперными установками, требующими электрического или иного двигателя, и
б) чаще — добыча одно- и многоковшовыми экскаваторами (рис. 4 и 5, «а» и «б»).
Экскаваторы применяются только на механизированных предприятиях, с большой годовой программой и поэтому на заводах местного значения встречаются редко, большей частью тогда, когда в РТС есть такое оборудование.
Добыча глины экскаваторами неизбежно требует механизированной откатки глины из карьера. Для этого чаще всего применяется вывозка глины в опрокидных вагонетках (рис. 6, «а» и «б»), передвигаемых по узкоколейным путям конной или мотовозной тягой. Емкость вагонеток с опрокидывающимся кузовом составляет обыч-
34
3’
Ио 0,5—0,75 кубического Метра, емкость же вагонеток с откидными бортами — 2,5—5 кубических метров. По. следний тип вагонеток применяется реже и обычно в тех случаях, когда карьер удален от завода, а мощность мотовоза позволяет передвигать не одну вагонетку, а целый состав (4—6 штук). Реже применяются автосамосвалы,
а
Рис. 6. Виды вагонеток:
а) вагонетка с опрокидывающимся кузовом емкостью 0,75—1,0 кубинских метров; б) вагонетка с откидными бортами.
так как глинистый грунт очень затрудняет их движение, особенно в сырую погоду.
Если формовка сырца идет круглый год, то вопрос об обеспечении производства сырьем значительно осложняется. В этих случаях глину заготавливают летом в объеме, обеспечивающем производство в течение всего осей
не-зимнего периода, или добывают также зимой одновременно с расходованием ее для формовки сырца. Выбор способа обеспечения производства сырьем зависит от мощности предприятия и от климатических условий местности.
При заготовке сырья летом выкопанную глину складывают чаще всего в котлованах и реже — на поверхности земли и покрывают слоем утеплителя, обеспечивающего сохранение в конусе положительной температуры (выше нуля). Для утепления конусов применяются фрезерный торф, опилки, соломенные и камышитовые маты, реже — хвоя и листва. Те же материалы используются и для покрытия поверхности карьера, если зимой глину выбирают не из заготовленных летом конусов, а непосредственно из самого карьера.
Следует помнить, что промерзание грунта прогрессирует по времени. Так, если в условиях центральных областей европейской части Союза ССР в декабре грунт промерзает до 70 сантиметров, то к марту глубина промерзания достигает местами уже 170 сантиметров.
При выборе утеплителя следует учитывать нужную для предохранения от промерзания толщину слоя, зависящую как от местных климатических условий, так и от качества утеплителя.
Для расчета толщины утеплительного слоя следует пользоваться данными таблицы 6.
Таблица 6
Вид утепления 1 декабря 1 янва- ря 1 февра- ля 1 марта 1 апре- ля
Камышит . . . 9,5 35 63 80 89 -
Соломит . . . 8,5 31 57 72 80 .
Торф фрезерный . 7,5 27 50 63 70
Опилки .... 7,5 27 50 63 70 1
Хвоя . . 7,0 25 46 58 65 -
Листва .... 6,5 24 43 54 60
Покрытие конуса по толщине утепляющего слоя не одинаково: часть конуса, из которой будут выбирать глину в первую половину зимы, должна иметь более топ
36
37
кий слой утеплителя, чем часть, предназначенная для разработки во вторую половину зимы.
Откос, с которого предполагают начать осенью вы-борку глины, должен быть утеплен двумя слоями: первый слой — соломенные или камышитовые маты, положенные внахлестку друг на друга, и второй — рогожные кули или мешки с опилками, уложенные как можно плотнее по матам.
Разработку такого карьера следует начинать с его южной стороны, а фронт забоя должен быть предельно узким.
Иногда на больших механизированных заводах, особенно в местностях с суровой зимой, глину для зимнего периода работ заготовляют летом и хранят в крытых хранилищах или добывают в закрытых утепленных карьерах. Положительная температура в таком «тепляке» поддерживается печами-времянками. Этот способ трудоемок и дорог и поэтому для колхозных предприятий не рекомендуется.
Лучшим способом зимней разработки карьера, особенно в холодных районах страны, является электрообогрев грунта при помощи электродов, забитых в глину. В качестве электродов применяются стальные прутья толщиной около 20 миллиметров и длиной на 30—40 сантиметров больше глубины промерзания разрабатываемого слоя месторождения. Электроды забиваются в шахматном порядке с промежутками в 60 сантиметров. Верхние концы электродов присоединяются к электросети (напряжением 220—380 вольт). В первые часы электрообогрева расход электроэнергии доходит до 5 киловатт на каждый кубометр оттаиваемой поверхности грунта, а через 5—6 часов расход значительно падает.
Выключение тока производится после того, как вокруг нескольких электродов появятся снежные проталины диаметром около 10 сантиметров. После отключения тока оттаивание промерзлой верхней коры месторождения продолжается за счет тепла, аккумулированного (запасенного) грунтом, и примерно через 20 часов кора оттаивает полностью.
При данном способе обогрева грунта необходимо учитывать следующие рекомендации:
1) при забивке стальных электродов смачивать землю горячим раствором поваренной соли;
38
Рис. 7. Электрообогрев карьера. Схема соединения электродов при электрооттаивании глины.
2) времянки из голого провода проводить на изоляторах на высоте не ниже 4 метров;
3) провода прокладывать по козелкам высотой 0,8—1 метр;
4) расстояние между проводами должно составлять 50—60 сантиметров;
5) провода от столба времянки к рубильнику и от последнего к софитам должны быть изолированными;
6) подключение и смену предохранителей производить при выключенном токе;
7) нулевая точка трансформатора, к которому подключена сеть электрообогрева, должна быть заземлена;
8) обслуживание сети производится квалифицированным электромонтером, знающим правила техники безопасности; электромонтер должен быть обеспечен резиновой обувью и такими же перчатками.
Этот способ зимнего обогрева карьера с успехом применяется на некоторых передовых кирпичных заводах промысловой кооперации Сибири и Подмосковья.
Мощность электроустановки, питающей током сеть обогрева, зависит от обогреваемой площади. Для заводов сельского масштаба эта мощность не превышает 60 киловатт.
Примерная схема электрообогрева показана на рисунке 7.
39
ПОДГОТОВКА ФОРМОВОЧНОЙ МАССЫ
Подготовка формовочной массы, так называемой гли-номятки, имеет важное значение для качества продукции главным образом на тех кирпичных предприятиях, где формовка сырца осуществляется при помощи простейшего оборудования. Нужная влажность массы достигается обычно путем измельчения природного сырья, выделения из него включений и добавки отощителей или наполнителей, введение которых обеспечивает оптимальные условия для сушки сырца.
На небольших кирпичных заводах, формующих сырец при помощи станков «хлопуша», вертикальных глиномялок-кадок и даже кирпичеделательных прессов «Колхозный», подготовка глиномятки включает:
а) длительную выдержку добытой глины под открытым небом вместе с добавками, если таковые требуются;
б) замочку глины или шихты (смесь глины с добавками) ;
в) проминку замоченной массы;
г) доставку готовой массы (глиномятки) к месту фррмовки сырца.
На заводах, имеющих ленточные кирпичеделательные агрегаты, подготовка формовочной массы производится этими же агрегатами, так как в число механизмов, составляющих агрегат, входят камневыделительные вальцы, вальцы тонкого помола и одно- или двухвальные глиномешалки, оборудованные паровым обогревом, ускоряющим и упрощающим сушку сырца.
Ниже дается описание способов подготовки формовочной массы для заводов с простейшими формовочными механизмами.
Основной мерой подготовки глиномялки является длительная выдержка добытой из карьера глины или глины с добавками под открытым небом в целях воздействия на нее кислорода воздуха, ветра, дождей и талой воды, перемены температуры (тепло — холод). Эти факторы разрушают природную структуру карьерного сырья, измельчают его и придают ему однородность.
Такой способ осуществляется чаше всего вымораживанием. Для этого глину осенней выработки укладывают в гряды высотой 0,75—1 метр, шириной понизу 2—2,5. поверху— 1,5—2 метра и длиной не более 50 метров.
Верхнюю поверхность гряды обваловывают, т. е. делают из той же глины бортик (рамку) шириной 10—• 12 сантиметров и высотой около 8—10 сантиметров так, чтобы получилось нечто похожее на обычный противень. Это делается для лучшего задержания на поверхности гряды снега и дождевой воды.
Насыпав первый слой, в него втыкают колья диаметром 8—15 сантиметров в шахматном порядке, приблизительно по сетке в 0,5 метра, затем досыпают глину до намеченной высоты, заливая водой каждый слой.
После заполнения гряды колья осторожно выдергивают стараясь сохранить вертикальные пустоты. В них осенью проникает дождевая вода, а зимой — снег, благодаря чему глина в гряде имеет бесперебойное питание водой, необходимой для разрушения комьев. Природная структура глины разрушается, органические включения перегнивают, масса делается однородной по влажности. Все это облегчает последующую проминку глины.
Если карьерная глина жирна и требует отощения, то при укладке ее в гряды полезно одновременно закладывать и отощитель (песок, мелкий шлак с зерном менее 2 миллиметров). Отощитель берется в объеме, определенном предварительными расчетами на пластичность и усадку, и насыпается ровным слоем на глину. При внесении отощителя полезно тут же перелопачивать его совместно с глиной.
Если карьер разрабатывается весной или в начале лета, то гряды делают не выше 0,5 метра. Глину, заложенную в гряду, следует замачивать водой периодически, т. е. тогда, когда она высохнет после предыдущей поливки. В данном случае природная структура глины разрушается за счет сжатий и расширений ее комьев при высыхании и увлажнении.
Этот способ подготовки глины к проминке, называемый «летованием», может быть рекомендован для районов с жарким, сухим летом.
Гряды для вымораживания или летования выкладываются или на самом карьере, или вблизи места формовки. Выбор зависит от того, где формуется сырец (на карьере, когда производство незначительно, или вне карьера). Надо учитывать, есть ли рядом вода, куда ближе подвозить добавки к глине, что проще в каждом отдельном случае — доставлять ли глину к месту устрой-
40
41
сгва гряд около формовочной площадки (цеха) или же подвозить к ней уже готовую формовочную массу, и т. д. Вообще же рекомендуется устраивать гряды вблизи места формовки сырца, так как после вылеживания масса подвергается еще нескольким видам обработки, а затем поступает к формовочным механизмам (станкам или прессам).
Второй операцией подготовки формовочной массы
Рис. 8. Приспособление для проминки глины при помощи конного глиномяльного круга:
а — колесная тележка, предназначенная для мятья глины и снабженная приспособлением для перемещения ее по водилу; б — лебедка приспособления с зубчатым ограничителем.
является замочка водой, необходимая как для набухания зерен глины, так и для придания ей нужной для формовки влажности. Влажность карьерной глины обычно не превышает 18°/о, практическая же формовочная влажность массы обычно бывает не менее 2О°/о.
Увлажнение достигается замочкой глиномятки в ямах, где ее выдерживают в течение суток, или заливкой водой шихты при внесении ее в формовочный механизм. Первый способ относится к случаям, когда шихту проминают на конном кругу (рис. 8) или в вертикальной глиномялке-кадке; второй — лишь к тем случаям, когда формовка сырца идет без предварительной проминки шихты вне формовочной машины. Это имеет место при использовании пресса «Колхозный», входящего в состав агрегата ССМ-296-А, который имеет двухвальную глиномялку с водяным орошением.
Третьей операцией является проминка. Способов проминки много, и выбор их зависит от масштабов производства и от того оборудования, которое имеется в колхозе.
Глину проминают тракторами, колесами с конным или механическим приводом, в глиномялках-кадках (деревянных или металлических) с конным или механическим приводом. Простейшим способом является проминка глины на кругу колесами с конной тягой. Для этого на ровной площадке вычерчивают два круга: наружный — диаметром не менее 6 метров и внутренний — диаметром 2 метра. С площади между этими двумя концентрическими кругами выбирают землю на глубину 50—60 сантиметров ниже совмещенных слоев дерна и грунта. Таким образом, получается кольцеобразная яма. Дно и боковины этой ямы хорошо утрамбовывают, после чего дно мостят камнем или кирпичом (лучше железняком) на ребро, а стенки обшивают горбылем или не-обрезанным тесом, забранным за вкопанные в землю колья диаметром 6—8 сантиметров.
По внешней окружности ямы, отступя 1 —1,5 метра, устраивают кольцевую дорожку для хода по ней лошади (если водило сделано только с противовесом) и для хода поддерживающего водило колеса, значительно облегчающего работу ло'шади.
Эту дорожку полезно утрамбовать песком, гравием, кирпичной щебенкой, камнем, а еше лучше цемянкой, т. е. мелко раздробленным недожженным браком кирпича, сцементированным известковым раствором. Такая дорожка прочна и достаточно мягка для лошадей или волов и поэтому облегчает их утомительную и однообразную работу — хождение по кругу.
Во внутренний, оставленный в центре ямы целик грунта вкапывают деревянный столб, а еще лучше пень с корнями. Такой столб не расшатывается, и поэтому Движение водила будет плавным и однообразным.
В центре столба забивают железный штырь толщиной 2,5—3 сантиметра и высотой (над обрезом столба) приблизительно в полторы толщины бревна, из которого сделано водило.
На этот штырь насаживается водило, т. е. бревно или Деревянный брус сечением не менее 15 сантиметров в Квадрате (15X15) и длиной, рассчитанной так, чтобы
42
43
водило перекрывало ширину целика и ширину кольцеобразной ямы, взятые вместе, на 1,5—2 метра. Отверстие, нужное для насадки водила на штырь столба, делается на расстоянии приблизительно полутора метров от края, валек же для припряжки лошади прикрепляется к водилу примерно в 0,5 метра от другого его конца. Таким образом, минимальная длина водила будет 6 метров. На конце водила, где оно насажено на штырь, делается противовес (контргруз) в виде ящика, нагруженного песком или камнем из расчета, чтобы вес контргруза уравновешивал длинное плечо водила и чтобы оно в спокойном состоянии было горизонтальным, т. е. параллельным поверхности земли.
Иногда на длинном плече водила к его торцовой части приспосабливают колесо от телеги. Это несколько облегчает работу лошади, так как ей не надо затрачивать лишней силы на поддержание водила в горизонтальном положении.
На водиле, в той части, которая приходится на кольцевую внутреннюю часть ямы, вбивают железные или дубовые костыли для прицепки к ним передка телеги или специально изготовленной двухколесной тележки, Груженной камнем или песком, помещенным в ящик размером 0,25 кубического метра.
На эти штыри нацепляется кольцо, имеющееся на водиле передка или тележки, причем в начале работы колесный ход (передок или тележка) прицепляется к тому штырю, который ближе всего к внутреннему краю кольцевой ямы. Затем, по мере проминки глины, колесный ход переключается прицепкой на следующий штырь, и это повторяется до тех пор, пока колесный ход не будет проминать массу, находящуюся у наружной стенки кольцевой ямы. Чем больше штырей, тем больше перепелок, тем лучше проминка массы. Колеса хода должны иметь железные шины. Для облегчения работы пролеты между спицами колеса, во избежание налипания глины, полезно зашивать досками.
Иногда обходятся и без штырей. В этом случае на водиле делают зарубки, удерживающие от скольжения (т. е. перемещения по длине водила) цепь, при помощи которой колесный ход прицепляется к водилу. Эта система лучше в смысле больших возможностей изменять
Рис. 9. Проминка формовочной массы при помощи вертикальной глиномялки-кадки с конным приводом:
1 — стойка забирки стен ямы; 2 — столешница; 3 — лестница; 4 — ящик с леском; 5 — переборки отсека; 6 — крестовина; 7 — основание под глиномялку;
8 — контргруз; 9 — водило для припряжки лошади; 10мундштук; И — ручной резательный столик; 12 — вертикальная деревянная глиномялка-кадка.
относительное положение колесного хода, но хуже в смысле усилий, затрачиваемых на его перецепку.
Проминка массы начинается только тогда, когда глина и добавки к ней, взятые из гряды и заложенные в круг, набухли и размякли. Если куски полностью не намокли, они затрудняют процесс проминки, так как за-
44
45
Рис. 10. Деревянная глиномялка-кадка:
1 — чугунный фланец с пропущенным через него стальным валом шнека; 2—стальной обруч; 3 — дубовая клепка; 4 — выпорной нож; 5 — крепление выпорного ножа; 6 — отверстие в боковине кладки для выпуска из нее промятой массы; 7 — днище: 8 — обруч; 9 — стальная крестовина для крепления верхнего чугунного фланца; 10—обруч (вид сверху); 11 —брус; 12 — вага; 13 н 14 — болты крепления фланцев и крестовины; 15 — гвозди крепления обручей.
называются с поверхности жидкой глиной, что препятствует проникновению воды внутрь этих кусков.
Готовность замоченной глины к проминке определяется тем, что небольшая по объему проба, взятая на всю толщину замоченной массы, при проминке ее руками показывает отсутствие в ней жестких, еще не набухших кусков.
Глиномяльных кругов надо иметь три. Один из них будет под загрузкой глиной и отощителем (если это требуется) и одновременно под разгрузкой, г. е. из него будут брать массу для формовки; во втором круге будет набухать залитая водой глина, а в третьем — производиться проминка.
Кроме проминки массы колесным ходом, можно делать это гусеницей трактора или колесным трактором со снятыми с колес шпорами. Применение этого способа требует наличия ровной, хорошо утрамбованной площадки достаточного размера, покрытой твердым мощением.
Рис. 11. Металлическая вертикальная глиномялка-кадка с нижним приводом:
1— кожух из листовой стали; 2 — вал шнека; 3 — шнековые перья; 4—отверстие для мундштука; 5 — нижний привод (вал с шестеренчатой передачей).
В последнее время проминка глины колесами на многих производствах заменяется проминкой при помощи глиномялки-кадки простейшей конструкции, установленной в центре круга, в котором замачивается глина.
В этом варианте круг как таковой не предназначен Целиком для проминки в нем глины, а является как бы сооружением, части которого выполняют отдельные переделы общей операции — приготовления формовочной массы. Круг представляет кольцевую яму (рис. _9Д несколько большего размера, чем это указывалось" выше. В центре его нет грунта с вкопанным в него столбом Для опоры водила, а вместо него установлена глиномялка-кадка. Проминка массы при этом способе ведется в
47
46
глиномялке, а не в кольцевой яме круга. Глиномялку кадки бывают деревянные и металлические (рис. 10 и II), Кольцевая яма разделена деревянными перегородками на несколько отсеков (секций), предназначенных для бесперебойного заполнения одной секции глиной и добавками к ней, выдержки увлажненной массы до полного набухания глиняных частиц и проминки формовочной массы при помощи глиномялки-кадки.
Устройство глиномялки-кадки позволяет выпускать из нее промятую глину в виде валюшки или бруса. В первом случае глина выходит непосредственно через отверстие внизу вертикальной стенки кадки, во втором — к ее нижнему отверстию устанавливается мундштук, назначением которого является уплотнение массы и придание ей при ее выходе вида прямоугольного бруса.
Завершающей, четвертой операцией подготовки формовочной массы является подача ее к формовочному устройству.
Если формовка ведется на ручном станке «хлопуша», промятая глиномятка сваливается справа от стола формовщика на дощатый настил на земле и покрывается мокрой рогожей или мешковиной.
При формовке на вертикальной глиномялке-кадке глиномятка загружается в кадку небольшим ленточным транспортером, соединяющим кадку с разрабатываемым отсеком круга, либо просто вручную лопатами. Выбор способа зависит от масштаба производства и наличия транспортеров.
Если формовка сырца производится кирпичеделатель-ным агрегатом ССМ-296-А, то глиномятку подвозят к загрузочному бункеру или к ящичному подавателю. В первом случае глиномятку сваливают на землю (справа по ходу транспортерной ленты), во втором — непосредственно в ящичный подаватель.
ФОРМОВКА КИРПИЧА СЫРЦА
Формовка сырца производится, в зависимости от масштаба производства, следующими способами:
а) При помощи станков «хлопуша» на предприятиях, не имеющих в своем распоряжении механической или электричеекой энергии. Выработка сырца на этих станках ведется вручную формовщиками.
48
б) При помощи вертикальной глиномялки-кадки с прикрепленным к ее нижней части мундштуком, благодаря которому формовочная масса выходит из глиномялки в виде бруса прямоугольного сечения. Выходящий брус передвигается по рольгангу (роликовый транспортер) и режется на куски, соответствующие размерам кирпича-сырца с учетом усадки (воздушной усушки и огневой усадки).
Этот способ формовки требует наличия механической или электрической энергии (привод вала глиномялки через трансмиссию от соответствующего двигателя).
в) На кирпичеделательном агрегате, в состав которого входит ленточный пресс, выдавливающий брус через мундштук под давлением, производимым вращающимся шнеком (валом с лопастями).
Резка бруса на кирпичи производится полуавтоматическими или автоматическими резательными станками.
На заводах сельской промышленности стройматериалов за последние годы нашел широкое применение кир-пичеделательный агрегат ССМ-296-А.
Качество сырца зависит не только от формовочной массы, но и от способа формовки. Так, например, все ленточные прессы и глиномялки-кадки, в которых брус получается под действием вращения шнека, дают сырец с неизбежным для их конструкции пороком — «свилью», значительно уменьшающей механическую прочность обожженного кирпича. Ручная формовка «хлопушами» дает бессвилевый сырец, но зато менее уплотненный, так как сила удара бойка «хлопуши» во много раз слабее давления шнека. Исключение представляет ленточный бес-шнековый пресс конструкции слесаря Артемкина, в котором брус уплотняется и подается трением четырех движущихся ремней. К сожалению, этот пресс, работающий около 50 лет без перерыва на московском Верхне-Ко-тельском заводе и имеющий большую производительность (3—4 тысячи штук сырца в час), не выпускается серийно нашей промышленностью. Сейчас прессы Артемкина приняты на нескольких заводах. Пресс не сложен, не требует литых частей и может быть изготовлен в механических мастерских РТС по чертежам, которые следует запросить через областные управления по строительству 8 колхозах или проектные организации промышленности строительных материалов.
4 П. Зорин 49
Станок «хлопуша» (рис. 12) представляет собой деревянный стол, в середине которого вставлена металлическая форма размером в сырец. Дном этой формы служит лист стали, укладываемый на заплечики, имеющиеся на нижних краях формы. Дно это вместе с отформованным сырцом выжимается поверх формы ножным педальным устройством. Уплотнение валюшки, заложенной в форму, достигается несколькими сильными, отрывистыми ударами бойка, производимыми рукой формовщика.
Работа на этом станке протекает так:
1) станок устанавливают под сушильным навесом или в сушильном сарае;
2) к станку подвозят глиномятку, сваливают ее на дощатую подстилку, разравнивают слоем одинаковой толщины и резаком нарезают валюшки, т. е. комья объемом несколько больше формы; эта работа выполняется подкладчиком;
3) нарезанные валюшки подкладчик укладывает по мере их расходования на правую половину «хлопуши»;
4) валюшку обкатывают в песке, бросают с силой в форму «хлопуши» и ударяют несколько раз бойком;
5) после нескольких ударов избыток глины срезают железкой и выталкивают из формы сырец вместе с поддоном;
6) подкладчик относит сырец с поддоном к месту установки его на сушку;
7) формовщик в это время смачивает форму водой, вставляет поддон и повторяет 4-ю и 5-ю операции.
Для бесперебойной работы станка надо иметь не менее трех поддонов, причем железные поддоны можно заменять деревянными из твердых пород леса.
Формовка сырца вертикальной глиномялкой-кадкой возможна при наличии механической энергии (например, трактора) или электрической. Этот способ значительно облегчает труд рабочего и повышает производительность. Поэтому он может быть рекомендован для производств;) с годовой мощностью до миллиона штук кирпича. Такое ограничение применения вертикальной глиномялки-кадки вызывается необходимостью предварительной подготовки формовочной массы, требующей значительной затраты труда при больших масштабах предприятия. Выгоднее применять кирпичеделательные агрегаты любой под-
50
План
Рис. 12. Ручной станок «хлопуша» для формовки кирпича: 1 — ножки станка; 2 — столешница; 3 — чугунная форма; 4 — выжимная штанга; 5—6 — педальное выжимное устройство; 7 — боек (чекмарь); 8 —державки бойка для его движения вверх и вниз.
4*
Рис. 13. Деревянный мундштук для полнотелого кирпича.
изготовлены
ходящей по производительности марки, поскольку они имеют более или менее полный набор механизмов, нужных для переработки сырья.
Вертикальные глиномялки-кадки по конструкции бывают двух сортов: металлические и деревянные, с верхним или нижним приводом.
Металлические глиномялки-кадки (круглого сечения) выпускаются нашей промышленностью; деревянные же, часто известные под названием «Ижорка», имеют квадратное сечение силами колхоза.
Глиномялки-кадки могут применяться как для проминки формовочной массы (приготовление валюшек), так и для формовки сырца. В последнем случае к нижней части кадки приделывают так называемый мундштук, назначением которого является уплотнение глиняной массы и придание выходящему брусу формы прямоугольного сечения.
Мундштук и его детали показаны на рисунке 13. Они обычно делаются из твердых пород дерева (дуб или мелкослойные хвойные породы, пропитанные маслом). Размеры мундштука подбираются опытным расчетом, в зависимости от характеристики глиномятки, поэтому конусность мундштука, его длина, размеры выходного и входного отверстий должны каждый раз определяться на месте.
Длина мундштука, а отсюда и конусность его значительно меняются в зависимости от качества глины. Длина бывает обычно в пределах от 150 до’ 250 миллиметров, конусность — до 15%.
При большей длине возрастает трение массы о стен-Kii мундштука и уменьшается производительность пресса. При очень коротком мундштуке и большой его конусности может происходить неравномерное уплотнение бру
са, образование в нем «драконового зуба» и других пороков.
Коробка деревянного мундштука изготовляется из досок, связанных болтами с чугунной плитой, укрепленной внизу глиномялки. В верхней части мундштука делается отверстие, к которому подводится вода по трубе (2). Приток воды регулируется краном. С внутренней стороны в досках сделаны поперечные и продольные канавки (1) шириной и глубиной по 10 миллиметров для распределения воды. В углах коробки канавки соседних стенок должны совпадать. Для чистки канавок против каждой из них в стенках мундштука просверливаются отверстия, снабженные деревянными пробками, которые вынимаются в момент чистки. Собранные стенки мундштука дополнительно скрепляют болтами, под головки которых подложены стальные планки.
Над канавками устанавливают чешую (3) из латунных, стальных или биметаллических пластинок. Ширина пластинок — около 5 сантиметров, толшина — около 1,5—2 миллиметров. Крайние пластинки у входного отверстия мундштука рекомендуется делать более узкими (около 25 миллиметров).
Для прохода воды между кромками пластинок оставляются зазоры в 1—2 миллиметра, для чего на каждой нижней пластинке делаются выступы (4), на которые и опираются верхние пластинки. Крайние пластинки у выходного отверстия мундштука делаются из более толстого металла — толщиной 2—2,5 миллиметра.
Во время формовки внутрь мундштука подается вода, благодаря чему глиняный брус, проходя через мундштук, приобретает гладкую поверхность. Для получения бруса правильной формы особенно важно хорошо соединить пластинки в углах мундштука, для чего стыки их припаивают и заглаживают напильником.
Размеры мундштука определяются на основании следующих данных:
а) Длина мундштука': для пластических масс....................................
для кирпичных глин ..................
6) Конусность (уклон): боковых стенок . верхней и нижней стенок ....
в) Упругость глины при выходе .
Г) Размер выходного отверстия определяется
100—150 миллиметров 150-250
12-15%
10—12%
1%
по формулам:
52
53
250 а (100-ус) Х1Т1 миллиметров, где в — ширина отверстия в миллиметрах;
250 — длина стандартного кирпича (обожженного) в миллиметрах;
ус — процент усадки (общей);
1,01—коэффициент, учитывающий упругость.
120
,1= (100-ус)х'Ml миллиметров, где h — высота выходного отверстия.
д) Размер входного отверстия подбирается по данным следующих формул:
e1='e4-2xO,12xZ;
й1 = й+2х0,1х/, где в — ширина отверстия;
h— высота отверстия; ,
в и h — то же, что и в пункте «г»;
I — длина мундштука в миллиметрах;
0,12—0,1 —коэффициенты конусности. '
Практически, не допуская значительной ошибки в размерах обожженного кирпича, выходное отверстие мундштука (отсюда и сечение бруса) можно принимать по таблице 7.
Таблица 7
Общая усадка глины (%) Размеры выходного отверстия мундштука (мм)
ширина высота
5 263 126,0
6 266 127,5
7 269 129,0
8 272 130,5
9 275 132,0
10 278 133,5
Уклон мундштука практически колеблется в пределах от 0,7 до 1 миллиметра на каждый сантиметр его длины.
Толщина кирпича-сырца, в зависимости от усадки, равняется в среднем 69—72 миллиметрам.
Формовка сырца на вертикальных глиномялках-кадках производится следующим образом:
1. Глиномялку, лопасти вертикального шнекового вала, горизонтальный шнек, имеющийся у некоторых типов этих глиномялок-кадок, а также мундштук тщательно
54
очищают от остатков формовочной массы. После очистки все детали промывают водой.
2. Проверяют надежность приводного механизма (шестерен, вала, подшипников), крепления лопастей шнека, положения мундштука, целость его чешуи.
3. Наполняют водой бак, из которого производится орошение мундштука (если питание водой не производится непосредственно от водопроводной сети), проверяют подводящую воду трубку и кран, которым регулируется подача воды.
4. Очищают от налипшей глины рольганг и проверяют его положение, с тем чтобы средняя ось была продолжением средней линии мундштука.
5. Проверяют резательный столик, обращая внимание на расстояние между режущими брус проволоками, их целость и степень натянутости.
6. Когда все сказанное выше будет сделано и вся установка признана в порядке, запускают двигатель, приводящий в движение механизм глиномялки-кадки и резательного столика (если он не ручного действия).
7. Пустив в ход глиномешалку, начинают забрасывать в нее формовочную массу лопатами либо при помощи ленточного транспортера. В первом случае формовочная масса должна быть свалена около глиномялки на площадке, устроенной на такой высоте от земли, чтобы рабочему — навальщику глины было легко брать ее из кучи и забрасывать в кадку. Заполнение кадки формовочной массой идет вначале быстро' следующими один за другим забросами глины. Когда из мундштука станет выходить глиняный брус, подачу глины сокращают.
8. Если формовочная масса имела влажность ниже необходимой для образования бруса, то содержимое глиномялки-кадки увлажняется водой, подаваемой через дырчатое сито (наконечник садовой лейки).
9. Надо следить за скоростью выхода бруса из мундштука, четкостью его граней и углов, за блеском поверхности и немедленно устранять все ненормальности в работе механизма (регулировка - подаваемой массы, количество воды, число оборотов вала и т. д.).
10. Брус, скользящий по рольгангу, режется на отдельные кирпичи-сырцы, обычно парами, на резательных устройствах, показанных на рисунке 14, «а» и «б».
11. Отрезанные кирпичи принимаются съемщиками и
55
укладываются на ребро на тачки или на полочки сырцовых вагонеток. Тачки и полочки должны быть посыпаны мелким сухим песком или опилками.
12. Подача тачек или вагонеток к месту формовки часто задерживается. Поэтому рекомендуется устраивать около глиномялки-кадки стол с круглой вращающейся столешницей. При наличии такого стола съемщицы, если транспорт не подан, укладывают отрезанные кирпичи на стол, передвигая столешницу каждый раз на несколько сантиметров, чтобы рядом можно было уложить следующую пару кирпичей. Столешницы делаются обычно диаметром около 2 метров и позволяют устанавливать сырец в несколько рядов. Съемка сырца с этих столов> и укладка на транспорт производятся с противоположной стороны.
При формовке сырца этим полумеханизированным способом надо помнить следующее:
1. Правильное орошение мундштука снижает его сопротивление движению бруса и поэтому уменьшает рас
ход энергии и обеспечивает равномерность движения бруса по всему сечению мундштука.
2. Орошение не должно быть излишне обильным, во избежание размыва бруса.
3. Для бесперебойности работы следует иметь не менее трех мундштуков (один в работе, один на проверке целости набора чешуи и один запасной). Запасные мундштуки должны храниться в сырых по
Рис. 146. Полуавтомат для резки кирпича-сырца.
мещениях.
При формовке сырца глиномялкой-кадкой случается, что выходящий брус имеет дефекты, из-за которых нельзя выпустить доброкачественный кирпич-сырец.
Для устранения наиболее часто наблюдаемых дефектов надо пользоваться рекомендациями, приведенными в таблице 8.
Таблица 8
№ п/п Описание дефекта Причина образования Способ предупреждения
1 Сырей ломается при малейшем изломе. Глина1 сильно за-песочена или засорена. Снять очисть до ярко выраженного слоя глины. Перейти на другой сырьевой участок.
2 В сырье имеются включения камней. Часто рвется резательная проволока. Участок карьера засорен каменистыми включениями. Перейти на другой участок карьера.
56
57
Продолжение
№ п/п Описание дефекта Причина образования Способ предупреждения
3 Обрез сырца шероховатый. Заметны включения корней. Проволока трудно очищается и часто обрывается. Глина засорена. Применяются непросеянные опилки. Карьер неправильно подготовлен, не удалены корни растений. Очистить карьер от корней и дру. гих посторонних предметов. Улучшить просев опилок.
4 Сырец излишне увлажнен и легко деформируется в руках, вминается в полки и дает в сушке замковые трещины. Ма*сса переувлажнена в мешалке. Велика влаж- ность глины в карьере. Отрегулировать подачу воды. Обеспечить уменьшение влажности добываемой глины.
5 В сырце заметна структура. Брус как бы состоит из отдельных, плохо соединенных между собой пластов. В сушке большое количество структурных трещин. Велика пластичность формовочной массы. Ненормально работает пресс: а) велико число оборотов шнекового вала; б) недостаточно питание пресса; в) неправильно изготовлен или установлен мундштук. Увеличить количество отощающих материалов в массе: а1) отрегулировать питание пресса, уменьшить число его оборотов; б) отрегулировать подачу массы в пресс; в) сменить мундштук.
6 Брус выходит из пресса с «драконовым зубом». Мундштук засорен илн плохо орошается водой. Прочистить или сменить мундштук. Увеличить напор воды.
7 При выходе из мундштука брус перекошен в разных направлениях. Недостаточное орошение или порча мундштука. Подача в пресс излишне отощен-ной массы. Увеличить подачу воды для орошения и, если это не поможет, сменить мундштук Отрегулировать состав массы.
8
9
10
11
12
13
14
№ п/п
58
Продолжение
Описание Причина Способ
дефекта образования предупреждения
Появление размывов на поверхности бруса. Излишняя подача воды в мундштук или большое давление воды. Отрегулировать подачу воды.
Сырец по длине и высоте меньше установленных размеров. Неправильные размеры мундштука. Поставить новый мундштук с нужными размерами.
Сырец по длине больше установленных размеров. Большая сработка чешуи мундштука. Сменить мундштук.
Ширина сырца больше или меньше установленной. Неправильная установка резательных проволок. Отрегулировать расстояние между проволоками.
Резка косого кирпича. Рез ательные проволоки непараллельны друг другу. Отрегулировать расстояние между проволоками и их параллельность.
Резательный столик установлен негоризонтально. Правильно установить столик.
Замедлена рез_-ка. Скорость подвижной каретки столика не соответствует скорости бруса. Проинструктировать резчика.
Шероховатая поверхность сырца в отрезе. Резательная проволока загрязнилась корнями растений, глиной и др- Чистку проволоки производить после каждого отреза.
Обрез сырца криволинейный. Ослабла резательная проволока. Подтянуть проволоку.
59
Замечания этой таблицы касаются также и причин брака сырца, вырабатываемого на ленточных прессах.
Формовка сырца кирпичеделательными агрегатами отличается от формовки «хлопушей» или глиномялкой-кадкой с мундштуком в основном только тем, что дл? нее не требуется предварительной подготовки формовочной массы, так как последняя производится механизмами, входящими в комплект агрегата. Исключение представляет только агрегат ССМ-296-А, который требует предварительной подготовки глиномятки.
Имеющиеся на кирпичных заводах кирпичеделатель-ные агрегаты делятся на два основных типа: машины, выпускающие сырец из невакуумированной массы, и машины, в которых из формовочной массы, перед входом ее в мундштук, отсасывается воздух при помощи вакуум-насоса. Машины второго типа дают более плотный кирпич, но зато они много' дороже, сложнее и более энергоемки, чем прессы первого типа. В настоящее врем? большинство новых кирпичных заводов работает на вакуум-прессах, а выпуск прессов без вакуума с каждым годом сокращается. Самым ходовым образцом этого типа является кирпичеделательный агрегат ССМ-296-А. предназначенный для предприятий небольшой мощности
В связи с этим при намерении построить механизированный сельский кирпичный завод производительностью более миллиона штук кирпича в сезон или в год приходится приобретать или какой-нибудь снятый с производства старый ленточный пресс любой марки («Крок? разных номеров, «Энгрич», «Сведалло» и т. д.), иля ССМ-296-А. В первом случае отпадает предварительная подготовка формовочной массы, но зато появляются трудности при ремонте и замене изношенных или поломавшихся деталей. Во втором случае требуется подготовка формовочной массы и иногда установка одной дополнительной машины — ящичного подавателя, выполняющего двойную роль — дозатора и смесителя. Целесообразность этой дополнительной установки станет ясной после ознакомления с устройством ССМ-296-А и работой этого агрегата.
В колхозной практике в данное время чаще веете применяется именно этот агрегат, так как на него ориентируют выпускаемые типовые и индивидуальные проекты-
Рис. 15. Кирпичеделательный агрегат СМ-296-А с прессом «Колхозный» и резательным станком.
достать же демонтированные, но годные для работы ленточные прессы старых марок трудно.
Поэтому ниже дается описание формовки кирпича-сырца лишь при помощи агрегата ССМ-296-А (рис. 15).
Этот агрегат включает следующие устройства:
а) бункер, в который вручную заваливают формовочную массу;
б) наклонный ленточный транспортер, которым содержимое бункера переносится кверху и сваливается в глиномялку агрегата;
в) двухвальную глиномялку, в которой масса перемешивается с одновременным ее увлажнением, а иногда и переувлажнением, если предприятие располагает паром;
г) ленточный пресс «Колхозный» (рис. 16), в который масса попадает из глиномялки с подающих валь-Р°в, продвигается через мундштук и выходит из него в виде бруса требуемого сечения.
61
60
Рис. 16. Пресс СМ-33 агрегата1 «Колхозный»:
1 — гладкие вальцы; 2 —плита; 3 — корпус пресса; 4 — вал с винтовыми лопастями; 5, 6, 7 — подшипники; 8 — электродвигатель; 9 — редуктор; 10-зубчатая передача на вальцы; К —головка пресса; 12 — мундштук.
Рис. 17. Ящичный подаватель (бешикер). Число отсеков подавателя может быть и более двух.
К этому агрегату прибавляется резательный станок, на котором брус режется на отдельные кирпичи.
Если при подготовке формовочной массы работа ограничивалась только замочкой и проминкой, а шихтовка сырья не производилась, то полезно заменить бункер агрегата ящичным подавателем, который, с одной стороны, обеспечивает правильность шихтовки (т. е. состав шихты) и, с другой, значительно облегчает труд навальщиков формовочной массы.
Этот агрегат выполняет следующие операции:
1. Завалка бункера (если ящичный подаватель Ж установлен) производится вручную, с расчетом, чтобы валы глиномялки были закрыты массой.
2. Если установлен ящичный подаватель (рис. 17), то глину, подвезенную к формовочному отделению (цеху), сваливают из транспортных емкостей в передний отсек ящичного подавателя (бешикера). Если глину надо шихтовать, нужные добавки подаются в задний отсек бешикера.
Ящичный подаватель — это открытый сверху прямоугольный ящик (1), дном которого служит транспортер. Лента транспортера состоит из железных пластин (2). По длине ящик разделен на части (по количеству составных частей сырьевой смеси) подъемными щитами (3 и 4). Каждый щит поднимают и закрепляют на определенной высоте, с расчетом, чтобы в производство поступала шихта постоянного состава.
От высоты подъема переднего щита (3) зависит общее количество сырья, поступающего из подавателя в производство.
Высоту подъема переднего щита устанавливают исходя из скорости движения транспортера подавателя и из нужной производительности кирпичеделательного агрегата.
Для расчета высоты подъема переднего щита пользуются следующей формулой:
С77хЗ
480х//вХ0,9 = метРам’
где СП — сменная производительность пресса в тысячах штук кирпича;
3 — расход сырья в разрыхленном виде в кубических метрах; 480 — число минут в рабочей смене;
Дв— скорость движения транспортера (пластинчатой ленты бешикера) в метрах;
0,9 — ширина ящика бешикера в метрах.
Практически щит надо поднимать на несколько большую высоту, учитывая, что влажная и крупнокусковая глина, застревая в углах, не проходит по всему сечению Щели, образованной щитком и лентой транспортера.
Подъем щитка (4) для подачи добавок рассчитывается по формуле:
Р/хбоб.
/7 — ---jqq----= миллиметрам,
где П — высота подъема щитка (4) в миллиметрах;
Н—высота подъема щитка (3) в миллиметрах;
доб. —- количество добавок в процентах по объему.
62
63
В передней части подавателя, рядом с выгрузочным отверстием, установлен валик с укрепленными на нем металлическими пальцами — билами (5). При вращении вала пальцы-била сбрасывают глину с ленты в вытру, зочное отверстие и разбивают крупные комья.
Над ящичным подавателем укладывают металлическую решетку, предохраняющую от попадания в машину крупных камней и других включений.
К боковому борту ящичного подавателя во всю его длину прикрепляется деревянный брус, предохраняющий подаватель от ударов кузова опрокидывающихся вагонеток.
Привод подавателя обычно осуществляется от электромотора через ременную передачу или редуктор. Следует учесть, что к ящичному подавателю необходимо ставить последовательно два редуктора, так как при одном редукторе невозможно довести число оборотов ведущего вала до требуемых 1 —1,5 об/мин.
Если формовочная масса вполне подготовлена, т. е. все добавки к глине были в свое время внесены и хорошо с ней перемешаны, то ее сваливают в бешикер, в котором оставлен только один щиток, служащий для дозировки подачи массы в глиномешалку агрегата.
3. Если ящичный подаватель не установлен, а добавки надо прибавлять к глине, выходящей из бункера, то их набрасывают на ленту транспортера также вручную, лопатами. Эта работа очень утомительна, так как требует, с одной стороны, строгой периодичности в сроках накидки добавок на слой глины, а с другой — соблюдения одинаковых объемов добавок при каждом их забросе на ленту.
Поэтому рекомендуется обязательно устанавливать бешикер — машину недефицитную, недорогую и потребляющую мало энергии (не более 3 киловатт).
4. Формовочная масса (или глина с набросанными на нее добавками) сваливается транспортером в глиномешалку. Здесь она под действием двух шнеков, вращающихся в обратном направлении, перемешивается, отчасти размельчается, замачивается водой, подаваемой через перфорированные водопроводные трубы (диаметром 3/т—1 дюйм), и продвигается к вальцам, продавливающим ее в полость пресса. За этой работой следит специальный рабочий — заливщик.
5. В прессе формовочная масса подвергается одновременно перемешиванию, уплотнению и передвигается вперед, в направлении к входному отверстию мундштука. В последнем она окончательно уплотняется и под действием лопастей вращающегося шнекового вала выдавливается из выходного отверстия мундштука в виде длинного прямоугольного бруса. Брус должен иметь гладкую и блестящую поверхность, без шероховатостей и надрывов граней и углов.
Неполадки в работе этого пресса и способы их устранения приводятся в таблице 9.
Таблица 9
№ п/п Характер неполадок Возможные причины неполадок Способы их устранения
1 Скопление массы в приемной коробке пресса. Работа на жирной глине. Износ лопастей шнека, рубашки цилиндра. Работать на глинах нормальной пластичности, жирные глины отощить. Заменить изношенные лопасти шнека и рубашку цилиндра. Влажность глины должна быть нормальной.
2 Хрупкий брус. Перегрев массы внутри пресса. По мере износа лопастей и рубашки цилиндра увеличивается зазор меж- Своевременная смена негодных сработанных лопастей. Зазор между лопастью и рубашкой ие должен
ду ними, что дает возможность массе совершать обратное движение от выпарной лопасти к приемному окну. При этом происходит взаим- превышать 2—3 миллиметров. Применение мундштуков нужной конструкции и правильное орошение их водой. Правильная дозировка
ное трение частиц ма*ссы и повышается ее температура. компонентов глины и отощителя. Достаточное увлажнение глины.
64
5
П. Зорин
65
Продолжение
№ п/п Характер неполадок Возможные причины неполадок Способы их устранения
3 S-образные трещины. S-образные трещины появляются вследствие образования круглого отверстия в глиняной массе концом шнекового вала. В конической части головки пресса и мундштуке эта пустота смыкается, а при сушке и обжиге в указанном месте по-пуча'ется S-образ-ная трещина. Наличие S-образных трещин при транспортировке или при укладке приводит к бою кирпича. 1. При жирных глинах отощить массу песком или шамотом. 2. Применение шнеков без колпачков на конце шнекового вала, т. е. конусный колпачок на конце шнекового вала снять и работать без него. 3. Удлинение головной части пресса путем установки кольца между цилиндром и головкой (ширина 150—200 миллиметров).
6. Брус, выйдя из мундштука, попадает на рольганг (столик с рядом лежащих параллельно друг другу роликов) и по ходу своего движения передвигается к его краю, над которым установлен резательный столик — механизм, отрезающий один или несколько кирпичей. Обычно отрезается две штуки.
Равномерность выхода бруса проверяется прибором. । состоящим из рамки с натянутыми проволоками. При установке этой рамки перед мундштуком лента разрезается на полосы, движущиеся независимо одна от другой, что позволяет видеть, какие части ленты выдвигаются вперед и какие отстают. Крепление тормоза в тыловой части мундштука производится металлическими планками, прижимаемыми винтами (рис. 18).
Рис. 18. Виды лопастных внитов:
а — выпорная однозаходная лопасть; б — вырез лопастей в выпоркой головке шнека пресса; в — выпорная двухзаходная лопасть.
С отрезанными кирпичами далее поступают так же, как это было сказано при описании формовки на вертикальной глиномялке-кадке.
Производительность пресса «Колхозный» колеблется в пределах от 800 до 1 500 штук кирпича-сырца в час. Установочная мощность агрегата — 22 лошадиные силы. Нормальное число оборотов вала глиномешалки в минуту —• 28,8, а шнекового вала пресса — 37,5.
Кирпичеделательные агрегаты этой системы выпускаются рядом предприятий разных ведомств и имеют некоторые отклонения от типовой конструкции.
Практика применения этих прессов на заводах промысловой кооперации выявила ряд дефектов в конструкции. Эти дефекты, после их обнаружения в работе агрегата, частично могут быть устранены силами механических мастерских колхозов, совхозов и РТС. Ниже приводятся наиболее часто встречающиеся дефекты и указываются способы их устранения.
1. Привод глиномешалки рекомендуется осуществлять
66
5*
67
непосредственно от трансмиссии, так как при цепной передаче от привода ленточного пресса регулирование нормальной подачи глины в пресс затрудняется.
2. Входное отверстие головки пресса иногда бывает меньше диаметра цилиндра пресса, что создает излишнее сопротивление, служит причиной недостаточного уплотнения массы и выхода бруса со свилью и недопрес-сованными углами.
Для устранения дефекта надо аккуратно срубить выступающую часть по окружности головки пресса. Благодаря этому переход глины из цилиндра в головку пресса и из головки в мундштук делается более плавным, брус лучше спрессовывается, грани и ребра бруса получаются четкими, а расход энергии сильно снижается.
3. Выпорная головка шнека пресса иногда имеет сплошную, а не двухзаходную лопасть, отчего часть глины проворачивается в цилиндре пресса и не поступает в мундштук.
Для ликвидации этого дефекта делают два выреза в радиальном направлении, т. е. от окружности к центру. Длина каждого выреза (по окружности) делается до 40 миллиметров, с таким расчетом, чтобы при взгляде спереди на выпорную лопасть был виден просвет в виде угла, с зазором в наружном конце в 30—40 миллиметров между одной половиной лопасти и другой.
Таким образом, головка шнека пресса превращается в двухлопастную, что устраняет проворачивание массы и значительно увеличивает производительность пресса, и глина беспрерывно поступает в мундштук.
4. Чугунные шевронные шестерни рекомендуется заменять цилиндрическими с модулем 13, с числом зубьев 13 и 14. Шестерни вальцов с модулем 10 лучше изменить на модуль 14.
5. Чтобы улучшить орошение бруса, вдоль краев пластин чешуи (кроме выходной) следует сделать насечки для создания небольших отверстий между пластинами в целях облегчения прохода воды.
6. Для повышения производительности агрегата требуется увеличение числа оборотов шнекового вала пресса в пределах от 42 до 45 в минуту.
68
СУШКА КИРПИЧА
При сушке сырца гигроскопическая влага, внесенная в формовочную массу для придания ей оптимальной пластичности, удаляется. Однако полностью вода испаряется только при температуре несколько выше точки кипения воды. Для этого в порах изделия необходимо создать давление выше атмосферного. Окончательное удаление влаги достигается в обжиге.
Величина остаточной влажности сырца после его сушки зависит в некоторой степени и от типа печи, в которой будет производиться обжиг. Так, например, если обжиг кирпича производится в печах напольных, траншейных или болгарским методом, то влажность сырца не должна быть выше 8%, а лучше всего порядка 5—6%. При обжиге в кольцевых печах, оборудованных так называемым «пересыпным строем», или в тоннельных влажность сырца при его садке в печь не должна превышать 11%. Это должны знать сушильщики предприятия, так как от степени снижения первоначальной влажности сырца зависят пропускная способность сушильных устройств и расход топлива, если сушка производится искусственным путем, т. е. не за счет сухости и тепла атмосферного воздуха.
Сушка кирпича-сырца на кирпичных заводах производится одним из двух способов: естественная сушка и искусственная. За последние пять лет стал внедряться в практику и новый, третий, способ, так называемая «комплексная сушка», при которой сырец сначала подсушивается на воздухе, а затем досушивается в искусственных сушилках.
ЕСТЕСТВЕННАЯ СУШКА
Сушка кирпича-сырца по этому способу осуществляется на утрамбованной и ровной площадке земли 1 или в сараях следующих типов:
1) стеллажных, с ручной загрузкой и разгрузкой сырца;
2) простых навесах, с укладкой сырца на досках в
1 Сушка на площадке применяется очень редко, только при незначительных объемах производства и в засушливых районах.
69
форме так называемых станиц, или же непосредственно на под сарая.
Стеллажные сараи представляют собой навесы на столбах. Боковыми стенами сарая обычно являются откидные щиты. Они же служат приспособлением для регулирования вентиляции.
Внутреннее устройство сараев состоит из ряда постоянных стеллажей для полок, где сырец укладывается
Рис. 19. Одноэтажный стеллажный сарай.
па ребро, или из продольных брусьев, на которые кладутся доски или рамки. Сырец на них также ставится на ребро. Количество полок по высоте сарая колеблется от 8 до 12.
Посередине, а иногда по бокам сарая, по всей его длине, оставляется проход шириной до 2 метров, служащий для транспортировки сырца.
Для регулирования воздухообмена в крыше сарая устраиваются вентиляционные приспособления: люки и фонари различной конструкции. Сараи бывают чаще всего одноэтажные (рис. 19).
Благодаря лучшему использованию полезной плоша-ди и хорошему обмену воздуха стеллажные сараи получили наиболее широкое распространение.
Сушка сырца в простых навесах ведется на «станицах» либо непосредственно на поду сарая. Станицы преД
70
ставляют собой полки из теса, устанавливаемые одна над другой. Установка станиц ведется следующим образом. На выровненный под сарая по его ширине укладываются три тесины длиной 2 метра и шириной 20 сантиметров. На каждой из этих тесин, на расстоянии 30 сантиметров от краев, устанавливаются деревянные шашки диаметром 8—10 и высотой 14—15 сантиметров. На шашки укладываются доски длиной 65 и шириной 8—10 сантиметров. Переплеты обычно нарезаются из брака пиломатериалов или расколотого теса. На переплеты, параллельно первым нижним доскам, укладывается второй ряд тесин, на которые таким же образом попарно загружается сырец и ставятся шашки с переплетом. Так же устраивается третий ряд и т. д. (рис. 20).
Обычно станицы устанавливаются в шесть рядов по высоте; на каждую тесину укладывается по 12 кирпичей. Таким образом, на каждые 2 метра станицы помещается 216 кирпичей. На другой стороне сарая устанавливается вторая такая же станица, длиной 2 метра, на 216 кирпичей. Таким образом, на 1 погонный метр сарая укладывается 432 кирпича.
Для правильной эксплуатации сушильных сараев следует руководствоваться следующими советами:
1. Работа сушильного хозяйства ведется по графику. Примерный график для хозяйства, состоящего из восьми сушильных сараев, приводится на рисунке 21.
2. Подача сырца от места формовки до очередного места установки его на сушку должна производиться с соблюдением следующих правил:
а) укладку свежесформованного сырца на полки, вагонетки или на рамку надо производить осторожно, без ударов, во избежание появления на сырце вмятин, засечек и пр.; категорически запрещается укладывать сырец броском;
б) при передвижении вагонеток по пути следует избегать толчков на поворотах, на стрелках и особенно при переходе на поворотные круги;
в) разгрузку вагонетки нужно начинать с верхних полок, не допуская при этом скольжения сырца по полке; к съему сырца со второго ряда полок приступать только после снятия первого ряда рам;
г) съем сырца в один прием производить в таком ко-
71
Рис. 20. Сушка сырца на станицах (устройство станицы и пример размещения кирпича-сырца).
личестве, какое принято при укладке сырца на вагонетки у пресса, обычно по 2—3 штуки.
При загрузке стеллажных сараев рекомендуется выполнять следующие правила:
а) полки (рамки) или доски, на которых укладывает-
Рис. 21. График загрузки и выгрузки сушильного отделения (цеха) завода, состоящего из восьми сушильных сараев.
ся сырец, посыпать равномерным слоем опилок или песка;
б) загрузку начинать с верхних рядов стеллажей, продолжая ее постепенно вниз; такая последовательность загрузки необходима во избежание порчи сырца при загрузке верхних рядов, причем верхние ряды при высоте их более 1,7 метра запружаются с переносных лестниц;
в) пересыпать верхнее ребро сырца опилками или сухим песком, слоем не менее 3 миллиметров;
г) оставлять зазоры как между отдельными сырцами, так и между рядами полок, а именно: между сырцами — 25—30 миллиметров и между отдельными рядами полок — 60—70 миллиметров;
д) укладку сырца производить осторожно, не бросая его с силой и не проталкивая по полке.
При сушке сырца в простых сараях, с укладкой его непосредственно на под сарая, необходимо обращать особое внимание на следующее:
а) клетки или брус из сырца должны укладываться на деревянный тес, посыпанный сухим песком или опилками;
б) высоту клеток или бруса принимать в 4—6 рядов;
в) каждый ряд сырца обязательно пересыпать сплошным слоем опилок или пеока, толщиной около 4 миллиметров;
г) в клетках или брусах через каждый ряд устраивать небольшие продухи, для чего сырец нижнего ряда клетки укладывается на ребро попарно, с расположением его длинной стороны поперек сарая, с таким расчетом, чтобы между парными сырцами оставался свободный промежуток в 11—12 сантиметров. Следующий (по высоте), второй ряд сырца устанавливается также на ре^ро, перпендикулярно к первому ряду, с зазором между сырцами в 40 миллиметров. Третий ряд укладывается так же, как первый, четвертый — как второй и т. д. Расстояние между клетками в направлении поперек сарая должно быть 10—15 сантиметров, а по длине сарая, попеременно, 25—50 сантиметров.
Те же условия должны быть соблюдены при сушке сырца на станицах.
Малая производительность сушильных сараев, в которых сушка сырца производится не на стеллажах и станицах, а прямо на поду, побудила новатора Краснодарского кирпичного завода И. Г. Картавцева изменить способ установки сырца на сушку. По его способу съем с квадратного метра сушильной площади был доведен в 1951 г. до 3 286 штук за сезон, что превысило средние Показатели по кирпичным заводам РСФСР в 3—4 раза.
Метод сушки, предложенный Картавцевым, заключается в следующем. Вместо того чтобы ожидать, как это
72
73
Рис. 22. Сушка свежесфор-мованного сырца, уложенного на брус-подушку (по системе Картавцева).
обычно принято, досушки всех рядов клетки и затем направлять их на обжиг, при новом способе отбирают вполне высохший сырец верхних рядов для отправки на обжиг, а на недосушен-ные сырцы накладывают свежие.
После того как хорошо подсохший сырец отправят в печь, на кирпич, оставшийся подсыхать в клетках, наращивается еще 5—6 рядов свежесформованного сырца, в зависимости от влажности кирпича, находящегося в нижних рядах клетки.
Через несколько дней, по мере высыхания, с наращенных клеток снимают еще 2—3 ряда высохшего сырца и отправляют их в печь, а на оставшийся подсыхать полуфабрикат устанавливают еще 5—6 рядов.
Так продолжается до тех пор, пока не высохнут в клетке нижние ряды сырца, находящиеся в самых невыгодных условиях сушки. Тогда клетку разбирают и на ее месте ставят новую.
По мере накопления сухого сырца, идущего в запас для обжига, сушильные сараи по предложению Картав-цева используются одновременно и для сушки сырца и для его складирования вместо укладки в так называемые «сбойные сараи», являющиеся как бы хранилищами сухого сырца для осенне-зимнего периода обжига.
Просушенный сырец брусуют на всей площади земляного пода сарая. Такая укладка называется «брус-по-душкой». На ней, как на обычном поду, легко наращивать клетки высотой до 10—12 рядов и отбирать сыреИ по мере его высыхания.
Брус-подушку выкладывают еще в начале сезона. Высушенный сырец кладут на под сарая высотой в 2—4 ря-ца. Затем в ходе сезона подушку постепенно наращивают. К концу сезона она уже состоит из 10—11 рядов. При этом клетки на подушке выкладываются таким же способом, как и без подушки, на поду.
Вначале выкладываются 5—6 рядов по высоте; по мере высушивания снимаются 2—3 верхних ряда и крайние столбики с наветренного конца клетки; затем клетка опять наращивается, верхние ряды и крайние столбики вновь отбираются и т. д.
В конце концов высота уложенного сырца, считая вместе брус-подушку и свежесформованный наращенный на нее сырец, достигает 19 рядов, как это показано на рисунке 22.
Сырец, уложенный на подушку, высушивается гораздо быстрее и равномернее, чем на земляном поду. Нижние ряды клеток меньше отстают по длительности сушки от верхних рядов, так как они уже не испытывают влияния влагоотдачи земли. Чтобы еще больше затруднить доступ влаги к сырцу, на подушку укладывается слой опилок толщиной до 1 сантиметра.
Сушка сырца на брус-подушке обладает рядом преимуществ: сокращаются затраты на транспортировку и рабочую силу и создается возможность значительно продлить сезон формовки и обжига кирпича, сохраняя сырец от мороза.
Кроме метода Картавцева, улучшенным способом сушки сырца в сараях является метод инженера Винаве-ра. По этому методу сушка производится следующим образом.
По обеим сторонам среднего прохода сарая, во всю его длину, устраивают продольные стенки высотой 80 и толщиной 37—40 сантиметров из кирпича, шлакобетона или других материалов. Вплотную к этим продольным стенкам, примерно через каждый метр, выкладывают поперечные стенки такой же толщины, но высотой на Ю—12 сантиметров ниже продольных. Расстояние между поперечными стенками выбирается таким образом, чтобы между двумя столбами сарая помещалось целое Число отсеков (один, два или три).
На поперечные стенки кладут деревянные лаги из до
74
75
сок шириной 8—10 сантиметров, а на них устраивают решетчатый настил из- брусков сечением 7X7 сантиметров, с промежутками между брусками, равными также 7 сантиметрам.
Сверху наружные продольные стены сарая плотно обшивают досками так, чтобы этой обшивкой были защищены и два верхних ряда сырца в штабеле, поставленном для сушки на решетчатый настил. К обшивке прикрепляют подвесные щиты такого размера, чтобы нижняя часть стены (от земли до поверхности решетки) оставалась открытой. Щиты должны подниматься до 120°. Торцы сарая, на всю их ширину, также оборудуются подъемными щитами.
Свежесформованный сырец укладывается в отсеки сарая на решетчатый настил, в елку, с плотностью укладки 220—240 штук на один кубический метр штабеля, причем отсек должен загружаться полностью, без оставления в нем каких бы то ни было проходов. Сырец ставится на ребро.
Со стороны центрального продольного прохода в сарае, оставляемого для транспорта, боковая поверхность штабеля закрывается толстыми щитами или сплошной стенкой, выкладываемой из того же сырца с небольшим уклоном внутрь штабеля, чтобы предотвратить обрушение.
Сырец сушится воздухом, поступающим в штабель через открытую часть стены с наветренной стороны. Воздушный поток проходит через штабель снизу вверх, распределяясь сравнительно равномерно по всей площади штабеля.
Воздух, поднятый вверх и уже частично увлажненный, спускается вниз через штабеля с противоположной стороны сарая и удаляется наружу с подветренной стороны.
В штабелях с наветренной стороны сырец быстрее высушивается в нижних рядах, а с подветренной стороны в верхних.
В первые 12 часов боковые щиты рекомендуется держать опущенными (в это время воздух поступает только через решетки). Затем щиты поднимают на 30°, постепенно увеличивая подъем к концу сушки до 120°. Щиты служат плоскостями, направляющими воздух в нижнюю (открытую) часть сарая.
ММ
ЯМ
мм
мм
Mui
MUI!
Мы§|
Is^ss^sl
lbwWsxl
Ьм
Рис. 23. Методы укладки сырца:
а — укладка сырца на сушку «в елку»; б — то же в «перевязь»; в—то же с наращиванием клеток.
Очень важно следить за тем, чтобы поверхность земли у стен сарая была ровной и свободной от растительности. - I
Сушка сырца в сушильных сараях практикуется только на тех предприятиях, на которых формовка производится летом. Исключением является так называемая «комплексная сушка», практикуемая на некоторых заводах при переходе от сезонного режима к круглогодовому.
Для хорошей сушки немаловажное значение имеет также схема выкладки сырца.
На рисунках 23 «а», «б», «в» и 24 «а», «б», «в», «г» Показаны наилучшие из применяемых схем сушильных сараев. Выбор схемы должен производиться с учетом конструкции сараев, направления господствующих ветров и других местных условий.
77
76
Продолжительность сушки колеблется в среднем в пределах от 10 до 15 суток, в зависимости от начальной влажности сырца, схемы его установки и состояния погоды.
Многолетние наблюдения за скоростью влагоотдачи показали, что половину влаги сырец теряет в течение 4—5 суток сушки, а остальная (до 6—8% остаточной влажности) удаляется более медленно (в продолжение последующих 10—12 суток). Это наблюдение привело к изобретению метода «комплексной сушки».
ИСКУССТВЕННАЯ СУШКА
Искусственная сушка производится в сушилках разных типов, отличающихся одна от другой как конструктивно, так и режимом работы.
Все ныне действующие искусственные сушилки мож-
но разделить на два типа:
1. Сушилки периодического действия, не работающие во время их загрузки сырцом и выгрузки высушенного кирпича.
2. Сушилки непрерывного действия, в которых сушка сырца идет без перерыва, начиная с первых минут загрузки и кончая моментом выгрузки.
К сушилкам первого типа относятся камерные, к сушилкам второго — тоннельные. Среднее положение между ними занимают надпечные сушилки.
Искусственная сушка сырца применяется только на тех заводах, где формовка продолжается и в холодное время года, что принято на предприятиях годовой производительностью не менее 1 миллиона штук кирпича.
Ввиду этого искусственные сушилки в сельской промышленности в данное время встречаются очень редко, но нет сомнения, что в ближайшие годы при реконструкции колхозных и совхозных населенных пунктов очи получат самое широкое применение.
По этим соображениям ниже дается описание наиболее распространенных искусственных сушилок и приемов
Рис. 24. Методы сушки сырца: а — Схема укладки сырца в бесстеллажном сарае, б — Схема укладки сырца в два яруса в простых сараях, в—Схема укладки сырца в стеллажных сараях в два яруса, г—Схема укладки сырца с использованием межстеллажных про-
их эксплуатации.
78
СУШИЛКИ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
Надпечная сушилка представляет собой ряд стеллажей, установленных на верху кольцевой печи, и, таким образом, является как бы обычным стеллажным сараем, с той только разницей, что кровля сарая в данном случае заменена шатром печи, а сушка происходит не за счет теплого атмосферного воздуха, а за счет тепла, излучаемого печью и ее продукцией.
Такие сушилки строятся теперь очень редко, так как они весьма трудоемки (подача сырца на верх печи и спуск его). Устройство их вызывает необходимость увеличивать высоту печного шатра, что, естественно, значительно удорожает строительство печи.
Устройство надпечных сушилок можно допускать в тех случаях, если на кирпичном сезонном заводе имеется кольцевая печь с высоким шатром и есть возможность удлинить срок формовки сырца без необходимости строить новое помещение для установки кирпичеде-лательного пресса.
Камерные сушилки — это прямоугольные камеры длиной 10 или 12 метров, в которых сырец сушится на деревянных рамках, опирающихся на параллельные выступы боковых стен, устроенные по всей глубине камеры.
Ширина сушилки обычно равняется длине сушильной рамки, на которой устанавливается на ребро 12 штук кирпича-сырца. Высота камеры делается с таким расчетом, чтобы в ней можно было поместить 10 рядов рамок. Таким образом, на каждый погонный метр длины камерной сушилки входит 360 штук сырца, и поэтому обычная емкость камеры составляет или 3 600, или 4 800 штук сырца. Срок сушки сырца — от 3 до 6 суток Т в зависимости от начальной влажности сырца и его чувствительности к сушке.
Сушка сырца, т. е. испарение его гигроскопической воды, осуществляется за счет тепла и сухости сушильных газов, подаваемых в камеру. Такими газами бывают: дымовые газы специального подтопка, разбавленные до необходимой температуры воздухом в пристроен-
1 В этот срок входит и время, необходимое на загрузку И выгрузку камеры.
80
Рис. 25. Виды камерных сушилок.
а) Камерная сушилка конструкции Росстромпроекта: 1 — газоподающие каналы; 2 — газоотводящий канал.
б) Камерная сушилка конструкции Соколова (2 камеры): 1 газопроводящие каналы; 2 — газоотводящие каналы (при переключении 1 — будут подводящими, а 2 — отводящими газ каналами); 3 — вертикальные газовые каналы в стенах со щелями; 4 — выступы над щелями для укладки рамочек.
ной к подтопку смесительной камере; или смесь этих газов с дымовыми газами и теплым воздухом от остывающей печи, в которой производится обжиг сырца.
Теплоноситель (т. е. газы) подается в камеры обычно по подземным боровам, идущим вдоль фронта камер сушильного отделения. Подача газов в камеру бывает различной. В наиболее распространенной камерной сушилке (конструкции Росстромпроекта, рис. 25а) газы подаются через две продольные щели, устроенные в поду камеры, по всей ее длине. Равномерность подачи газов осуществляется шириной зазоров, оставленных между кирпичами, уложенными на плашок поперек этих щелей. Поступающие в камеру газы поднимаются кверху, омывают сырец, отдают ему часть своего тепла и одновременно поглощают часть выделяющихся из сырца паров воды. Охладившись от отдачи тепла, газы делаются более тяжелыми и, опускаясь поэтому вниз, выходят через шель (канал), устроенную посередине пода камеры. Это дви-
6 П. Зорин 81
2932
Рис. 26. Подъемник для укладки сырца от пресса:
1 — цепь; 2 — пальцы (штыри), на которых укладываются сушильные рамочки.
жение газов осуществляется за счет разрежения, создаваемого в камерах тягой — обычно дымососом и реже дымовой трубой.
Иногда строят камеры, работающие под давлением, так как в этом случае посаженные в камеру первые ряды сырца не охлаждаются воздухом, засасываемым через неплотности дверей камеры, как это имеет место при работе сушилки под разрежением.
Однако, по гигиеническим соображениям (задымление рабочего места), строить сушилки, работающие под давлением, не рекомендуется.
Реже строятся сушилки конструкции инженера Соколова (рис. 256), в которых подача и отсос газов происходят не вертикально, как это имеет место в камерах Росстромпроек-та, а горизонтально, через щели, устроенные в стенах, отделяющих каждую камеру от двух соседних. Эта система по-
зволяет сделать движение газа «реверсивным», т. е. меняющим свое направление: например,
сначала газы поступают справа налево, а затем, через определенный промежуток времени, в обратном направлении. Эти сушилки особенно хороши для сушки плоских изделий (черепицы, керамических плиток и т. п.), но сложны в эксплуатации (необходимость наблюдения за своевременным переключением направления газов, трудность очистки внутристенных дымоходов и т. д.). Поэтому сушилки этой системы не нашли себе широкого применения.
Для сушки сырца в камерных сушилках надо иметь ни-
Рис. 27. Келлеровская саморазгру-жа'ющаяся вагонетка, стоящая на передаточной тележке.
Жеследующий комплект транспортного оборудования:
1. Полочный подъемник, который служит для укладки сырца, снимаемого на сушильные рамки с резательного столика (рис. 26).
2. Саморазгружающиеся вагонетки (рис. 27), на которых рамочки с сырцом, установленные на подъемнике, снимаются все сразу, перевозятся до камеры, подлежащей загрузке, а там устанавливаются на продольные выступы на стенах камеры.
При помощи этих же вагонеток, обычно называемых
82
6*
83
Рис. 28. Снижатель сырца с подведенной к нему карусельной вагонетки.
Рис. 29. Карусельная ваго нетка1.
келлеровскими, производится и разгрузка камер, т. е. снятие рамочек с высохшим сырцом и их откатка.
3. Снижатель, на выступы которого келлеровская вагонетка устанавливает рамочки с уже высохшим и вывезенным из камеры сырцом (рис. 28).
4. Карусельные вагонетки, при помощи которых производится разгрузка снижателя и доставка сырца к камере печи, подлежащей садке сырцом (рис. 29).
5. Специальная тележка для передвижения келлеров-ских вагонеток вдоль фронта сушильных камер, на которую устанавливается вагонетка и с которой она въезжает в камеру по рельсовым путям (рис. 30).
На скорость сушки влияет температура сырца, поступающего в камеры. Для повышения температуры сырца, выходящего из пресса, за последнее время стали прибегать к пароувлажнению глиняного бруса.
84
Рис. 30. Передаточная тележка с откидным мостиком для въезда келлеровской вагонетки в камеру.
В этих случаях рекомендуется соблюдать следующие режимы сушки кирпича-сырца в сушилках камерного типа:
Температура1 пароподогрева сырца .... 40—50°
Начальная температура в сушильной камере 40—50°
Температура в камере к концу сушки . . 50—60°
Продолжительность сушки.................... 55—56 часов
Температура сушильных газов в газопроводя-
щем борове ... . . ... 130—160°
Процесс сушки сырца складывается из следующих операций:
1. Укладка кирпичей, отрезанных от глиняного бруса, на рамки подъемника.
2. Когда все десять рамок будут заполнены кирпичами, к подъемнику подкатывают (по рельсам) келле-ровскую вагонетку так, чтобы ее горизонтально расположенные штыри подошли под нижние поверхности рамочек. Нажав на подъемный рычаг вагонетки, рамки с
85
кирпичом перекладывают со штырей подъемника на штыри вагонетки.
3. Затем вагонетку со 120 штуками кирпича-сырца продвигают при помощи передаточной тележки в очередную камеру и обратным нажатием рычага осторожно опускают рамочки с сырцом на выступы стен. После этого пустая вагонетка выкатывается из камеры, и цикл повторяется.
После заполнения камеры двери ее тщательно закрывают и впускают сушильные газы, открывая для этого шибера и заслонки, имеющиеся в газоподводящих каналах.
Разгрузка высушенного сырца производится аналогичным способом: сырец снимается келлеровской вагонеткой с выступов камеры, перевозится до снижателя, и там рамки с сухим сырцом механически перекладываются на штыри снижателя.
СУШИЛКИ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
Тоннельная сушилка (рис. 34а) —длинная камера,заполненная вагонетками, на полках которых установлен на ребро кирпич-сырец. Сушильные вагонетки передвигаются по рельсовому пути, уложенному в тоннеле, при помощи специального механизма-толкателя.
Сушилка обычно имеет несколько параллельных тоннелей, обслуживание которых, если их не больше 12, производится одним толкателем. Для подачи вагонеток в загружаемый очередной тоннель служит платформа, передвигаемая в выемке в полу сушильного отделения поперек входных концов тоннелей. Тоннели с обоих концов имеют двери.
Сушка сырца производится сушильными газами, такими же, как и при камерной сушке, но не с перерывами, а непрерывно. Сушильные газы подаются вблизи выходного конца тоннеля, отсос же охлажденных газов происходит около входного конца. Таким образом, сушка осуществляется по принципу «противотока», т. е. движение газов идет навстречу движению вагонеток. Газы подаются по диагонали сечения тоннеля, т. е. если ввод газов осуществлен в верхней части тоннеля, то отсос их производится через отверстие в поду тоннеля, или обратно. Движение газов происходит за счет тяги, создаваемой
86
Рис. 31. Схема тоннельной сушилки.
Рис. 32. Вагонетка для тоннельной сушилки.
Рис. 33. Толкатель для тоннельной сушилки’.
1 — секция вала толкателя; 2 — правая и 3 — левая половины барабана; 4 — стальной канат; 5 — кусок цепи; 6 — накладное кольцо: 7 — штырь; 8 — вагонетка; 9 — поворотный ролик; 10 — поддерживающие ролики.
дымососом, устанавливаемым сбоку в конце каждого блока тоннелей (6—12 штук).
Благодаря противотоку горячие сухие газы омывают сначала уже горячий, значительно подсохший сырец, затем менее нагретый и более влажный. Такая система создает мягкие условия для сушки сырца благодаря тому, что при каждом вводе новой сушильной вагонетки весь поезд передвигается на длину одной вагонетки, а транспортируемый сырец постепенно переходит из более сырой и менее теплой атмосферы в более сухой и теплый поток сушильных газов.
На рисунках 31, 32 и 33 показаны схема тоннельной сушилки, сушильная вагонетка и толкатель.
Для работы искусственных сушилок, помимо тепла, требуется также и воздух в количестве примерно 40—50 килограммов на каждый килограмм удаляемой влаги.
Расход топлива, если не используется тепло отходящих газов печи, составляет ПО килограммов условного топлива на каждую тысячу штук кирпича.
Подача в сушилки теплоносителя и отсос из них отработанных газов производятся центробежными вентиляторами среднего давления. Вентилятор, подающий газы в сушилку, обычно называется дутьевым, а вентилятор, отсасывающий газы из сушилки, — дымососом.
Сушка сырца в тоннельных сушилках менее трудоемка, чем в камерных; арок сушки здесь тоже значительно короче —• в среднем не превышает двух с половиной суток. За последнее время большинство заводов переходит на сушку в тоннельных сушилках.
Кроме тоннельных сушилок, работающих по принципу противотока, имеется и другая конструкция, где омывание сырца сушильными газами производится попеременно то сверху вниз, то снизу вверх. Такая схема называется реверсивной. Тоннельные сушилки с реверсивным движением газов отличаются тем, что на поду и на потолке тоннеля имеются дуги, установленные в шахматном порядке, на расстоянии одна от другой, равном длине вагонетки. Эти дуги отклоняют элероны (подкрылки), имеющиеся на нижней и верхней частях торцового щита сушильной вагонетки, переводя их в горизонтальное положение. Благодаря этому при каждом вводе новой вагонетки в тоннель происходит переключение элеронов. Если верхний элерон, например, стоял вертикаль-
Рис. 34. а) Тоннельная сушилка с реверсивным движением газов конструкции Артемкина: выступы на потолке, препятствующие течению сушильных газов; 2—подподовые каналы; 3—4—газоподводящне борова; 5 — газоотводящие каналы, б) Тоннельная сушилка с реверсивным движением газов конструкции Артемкина — Зорина.
88
но, а нижний был в это время в горизонтальном полол жении, то цри передвижении вагонетки на одну позицию! верхний элерон примет горизонтальное положение, а ни».' ний опустится, т. е. окажется в вертикальном положении, благодаря чему движение газов изменится.
В данном примере газы омывали сырец, проходя снизу вверх, а после передвижения вагонетки стали поступать сверху вниз. Реверсивность движения газов обеспечивает повышение равенства влажности всех рядов сыр ца по высоте их укладки на полках сушильной вагонетки.
Общий вид такой сушилки конструкции Артемкина — Зорина дается на рисунке 346.
КОМПЛЕКСНАЯ СУШКА СЫРЦА
Эта система сушки основана на том, что при естественной сушке на воздухе половина влаги испаряется в течение первых 4—5 суток, а остальная значительно медленнее, в продолжение 12, а иногда 15 суток. Замечено, что досушка сырца, т. е. удаление остальной влаги, в искусственной сушилке происходит очень быстро — з-1 10—12 часов.
Эти наблюдения за влагоотдачей сырца позволили группе московских кирпичников (Соболев, Рохваргер г другие) организовать сушку за два приема: сначала в сушильных сараях в течение 4—5 суток, затем в искусственных сушилках. Предложенный метод дает возможность, с одной стороны, в 2—3 раза увеличить пропускную способность сушильных сараев, а с другой — значительно сократить интервал времени между формовкой сырца и его обжигом. Этот метод, с успехом применяемый на ряде крупных заводов, имеет очень важное значение для постепенного перехода от сезонного режима работы к круглогодовому по следующим соображениям.
Если колхозу надо значительно увеличить производство кирпича при условиях, что печь сможет за год обжечь требуемое количество, а сушильных сараев для этого недостаточно, то проще и экономичнее пристроить около печи сушилку на 4—6 небольших тоннелей и вести сушку комплексным методом. Затем, по мере выхода сушильных сараев из строя, можно ежегодно понемногу
пристраивать тоннельные сушила до тех пор, пока их пропускная способность не будет соответствовать мощности формовочного и обжигового хозяйства завода. Таким образом, осуществится переход от сезонного режима работы завода на круглогодовой со всеми вытекающими из этого преимуществами.
В силу изложенного комплексная сушка сырца может быть рекомендована для колхозного производства.
ОБЖИГ КИРПИЧА-СЫРЦА
Для приобретения механической прочности, морозостойкости и водонепроницаемости кирпич должен быть обожжен при температуре, обеспечивающей образование в нем сложных силикатов и стекла. «Жидкая фаза» для глин наступает при температуре от 850 до 1050°.
В кирпиче, как и во всяком другом керамическом изделии, содержится вода, связанная как физически, так и химически. Физически связанная вода называется гигроскопической, а химически—конституционной, т. е. входящей в состав молекул частиц глины. Гигроскопическая вода удаляется при нагреве тел, в которых она имеется, до температуры ПО—120°. Удаление конституционной воды из глин происходит при более высокой температуре, порядка 480—700°, и сопровождается изменением первоначальных свойств тела. В процессе обжига при нагревании до 120° и выдержке при этой температуре в течение некоторого времени сначала удаляется гигроскопическая вода. При повышении температуры обжига до 700° Удаляется химически связанная вода и одновременно выгорают остатки органических веществ, обычно имеющихся в глинах.
При дальнейшем повышении температуры обжига примерно до 850° происходит разложение углекислых солей (карбонатов), которые, теряя углекислоту, превращаются в соответствующие окиси.
Дальнейшее повышение температуры до 1050° ведет к образованию «жидкой фазы», при которой внутренние пустоты заполняются стеклоподобным веществом. От степени заполнения этих пустот и зависит водонепроницаемость. В результате обжига тело изделия испытывает уплотнение, называемое в практике «огневой усадкой», и переходит в камнеподобное состояние.
90
91
Зависимость свойств черепка от температуры обжига приводится в таблице 10.
Таблица 10
Примечание
800 900 16,2 13,8 0.2 0,4 0,83 0,80 144 168 Для разных глин величины показателей могут
1000 9,1 1,1 0,74 190 отклоняться от
1050 6,3 1,4 0,70 203 данных таблицы иа ± 10%
Из этой таблицы видно, что для повышения морозостойкости требуется усиленный обжиг, в результате которого уменьшается общая пористость.
Следует оговориться, что повышать температуру обжига можно только ограниченно, с учетом так называемого интервала обжига который, не являясь постоянной величиной для каждого сорта глины, зависит прежде всего от двух факторов, а именно: от способа обработки глины и приготовления сырца и от требуемых качеств изделия. Необходимо также помнить, что в промышленных печах всегда имеются температурные перепады по вертикальным и горизонтальным сечениям печи. От величины интервала обжига зависит и выбор типа печи.
В случае небольшого интервала обжига необходимо применять печи с высокой точностью температурного режима и с минимальными температурными перепадами по сечениям.
Интервал обжига иногда совпадает по величине с интервалом спекания".
1 Интервалом обжига называется интервал температур, при котором происходит «созревание» черепка, т. е. приобретение изделием необходимых физико-механических свойств.
2 Интервалом спекания называется разность температур между началом образования «жидкой фазы» (начало спекания) и началом деформации под нагрузкой.
Физико-химические реакции распределяются по следующим этапам (стадиям) процесса обжига:
1-й этап — досушка сырца при температуре до 120°;
2-й этап — прогрев сырца при температуре до 450—600“';
3-й этап—обжиг сырца при температуре до 900—1050°;
4-й этап — выдержка сырца при максимальной температуре;
5-й этап — охлаждение кирпича до 30—40°.
Эти этапы процесса обжига имеют на заводах свои специфические наименования. В продолжение первого этапа сырец держат «на парах», потом (2-й этап) — «на дыму», затем (3-й этап) — «на взваре», после чего выдерживают «на закале» (4-й этап) и, наконец, на остывании (5-й этап) Г
Для того чтобы получить доброкачественный кирпич, т. е, механически прочный, водонепроницаемый, правильной формы, морозостойкий и ровно окрашенный, необходимо провести обжиг сырца по указанным этапам с соблюдением следующих указаний.
Досушка или подсушка сырца (1-й этап процесса обжига) имеет целью удалить гигроскопическую влагу полностью до того момента, когда сырец попадает в пламя высокой температуры.
Это вызывается тем, что в садку в печь идет сырец с влажностью, как правило, около 8%, а иногда и выше. Гигроскопическая влажность есть не что иное, как капельки влаги, задержавшиеся при сушке в порах, причем эта вода является только механической примесью.
Поэтому удаление гигроскопической влаги не вызывает каких-либо изменений в составе вещества глины, а является только превращением из жидкокапельного состояния в газообразное, т. е. в пар. Превращение воды в пар в условиях нормального атмосферного давления происходит при 100°, и поэтому было бы достаточно пропреть кирпич до 100°, т. е. до точки кипения воды. Фактически же приходится нагревать несколько больше — До ПО—120°, чтобы поднять давление образующегося пара для облегчения его выхода из пор кирпича-сырца.
Подогрев нужно вести очень осторожно, медленно поднимая температуру и подавая и печь большие объемы воздуха. Это необходимо для того, чтобы избежать внезапного превращения значительного количества воды в
1 Первые два этапа часто называются одним словом «окур».
93
пар, следствием чего может быть разрыв кирпича и появление трещин. Большие объемы воздуха, вернее — смеси воздуха с топочными газами, нужны для того, чтобы воздух мог полностью поглотить и вынести с собой в атмосферу пары воды, выделяющиеся из обжигаемого кирпича.
Необходимо следить за тем, чтобы не произошло «запарки», т. е. конденсации выделившихся паров воды на вышележащих, более холодных рядах кирпича. Конденсация (сгущение паров в капельки воды, наподобие росы) происходит потому, что воздух, насыщенный водяными парами, попадая на холодный сырец, сам от него охлаждается, а охладившись, уже не может удержать в себе то количество водяных паров, которое им было поглощено при более высокой температуре в нижележащих слоях садки. Поэтому ускорять подсушку на малых объемах воздуха нельзя, — лучше дать больше воздуха при меньшей температуре.
Продолжительность подсушки зависит, в основном, от первоначальной влажности сырца и от свойств сырья и колеблется в пределах от 12 до 36 часов. Конец этого этапа определяется при помощи железного прута, опускаемого в садку. Если он окажется после 1—2 минут пребывания в дыму сухим, то процесс подсушки закончен, если же он покрыт потом (росой), значит не вся еще влага удалена.
Подсушка должна вестись медленно, так, чтобы парообразование не опережало удаления образовавшегося пара.
Кроме этого, необходимо, чтобы смесь воздуха и дымовых газов имела достаточно высокую температуру, так как влагоемкость газов повышается с их температурой. Поэтому подсушку кирпича рекомендуется вести медленно, при температуре от 80 до 150°, при большом объеме воздуха.
Второй стадией обжига («на дыму») является подогрев сырца до предельной температуры в 600°. В течение этой стадии из глины выделяется значительное количество химически связанной воды, начинают выгорать содержащиеся в глине природные органические примеся и искусственно вводимые выгорающие добавки. К концу этой стадии кирпич начинает приобретать темно-красный накал, топливо воспламеняется, и дальнейший нагрев
уже можно вести за счет сжигания топлива среди обжигаемых изделий.
В процессе третьей стадии («взвара») происходит обжиг изделий — вначале полное выгорание всех органических примесей и добавок, затем выделение углекислоты. Кирпич становится наиболее пористым. Наконец, в процессе «взвара» происходит усадка. На этой стадии (при температуре около 950—1050°) кцрпич приобретает необходимую прочность.
После «взвара» следует четвертая стадия обжига — «закал». Она заключается в выдержке обожженного кирпича при высокой температуре без дополнительной заброски топлива.
Последняя, пятая стадия обжига — постепенное охлаждение кирпича и самой печи до температуры, позволяющей производить выгрузку готового кирпича, а затем садку следующей партии сырца.
Обжиг кирпича-сырца, в зависимости от масштаба производства, рекомендуется производить следующим образом: при сезонной выработке до 50 тысяч штук — болгарским способом до 500 тысяч — в напольных печах, от 500 до 1 миллиона — в печах траншейного типа, при сезонной или годовой выработке более 1 миллиона штук— в кольцевых печах (бессводовых или со сводом) или в тоннельных типа «Малютка» (конструкции инженера Зинова).
Подробное описание устройства кирпичеобжигательных печей и методов обжига сырца в них дается при проектах, а также в специальных руководствах.
Кирпичеобжигательные печи по режиму работы делятся на два типа:
1) печи периодического действия — болгарский способ обжига и напольные печи;
2) печи непрерывного действия — кольцевые и тоннельные.
Ко второму типу можно отнести недавно вошедшие в практику сельской промышленности так называемые траншейные печи, представляющие собой как бы перевод от печей периодического действия к непрерывно действующим.
Периодичность действия (работы) печи заключается п том, что она растапливается и остужается при обжиге КаЖдой посаженной в нее партии сырца.
94
95
В печи непрерывного действия огонь не гасится в про. должении времени обжига всего высушенного сырца. Сад. ка его производится непрерывно (по графику), причем количество кирпича-сырца соответствует количеству выставляемого из печи обожженного кирпича.
В печах первого типа огонь (т. е. горячие дымовые газы) двигается вертикально — снизу вверх, причем топливо сжигается или в специальных подтопках (очелках). устроенных ниже первого ряда садки сырца, или в промежутках между его рядами.
В печах второго типа топливо сжигается по ходу огня (в кольцевых печах), причем топочные газы движутся горизонтально по направлению хода огня или в одном определенном отрезке обжигового канала (тоннельные печи).
Ниже дается краткое описание таких печей и способов обжига в них сырца.
БОЛГАРСКИЙ СПОСОБ ОБЖИГА КИРПИЧА
При этом способе обжиг производится в так называемых «полевых» печах, представляющих собой кучи сырца, выкладываемые каждый раз заново при необходимости обжечь отдельную партию.
После обжига партии кирпича печь разбирается, тогда как напольные печи являются сооружениями, рассчитанными на несколько лет эксплуатации.
Обжиг сырца в полевых печах ведется или на длиннопламенном топливе (дрова, солома и т. д.), или на угле (мелочь бурого угля или антрацита).
Эти печи имеют следующее устройство.
На высоком, не заливаемом дождями и хорошо утрамбованном месте роют ряд параллельных друг другу канавок, над которыми выкладывается топка. Число топок, а следовательно, и канавок, определяется из расчета возможности обжечь 4—5 тысяч штук сырца на одну топку. Длина топки 6,5—8 метров. Топка выкладывается из сырца, поставленного по краям канавок на ребро, «в елку», с переменным направлением рядов. Каждый ряд делается с напуском, чтобы получить свод, причем сечение наружного отверстия топки меньше внутреннего.
Размеры топок зависят от вида сжигаемого топлива. На рисунке 35 показана полевая печь для дров, хвороста, соломы и т. п., а на рисунке 36 — для обжига каменным углем. Массив печи выкладывается из сырца, посаженного «в елку», с промежутками в 1,5—2 сантиметра.
Для предохранения печи от дождей она покрывается защитным слоем из обожженного кирпича (половняк в два ряда, неплотно уложенный друг к другу) с последующей засыпкой землей.
Боковые стены печи обмазываются снаружи тощей глиной. Для лучшего обжига сырца, посаженного вблизи наружных стен, на расстоянии 15 сантиметров от них рекомендуется устраивать дополнительные боковые стенки из половинок обожженного кирпича.
Высота печи при обжиге дровами принимается в 230 сантиметров, при обжиге углем — в 300 сантиметров.
Ширина печи, в зависимости от числа топок, колеблется в пределах от 3,3 до 8,6 метра.
Обжиг начинают с одной стороны топок, противоположные концы которых закладывают кирпичом и замазывают глиной. Через 14—18 часов действующие топки закладывают, замазывают и начинают топить печь с другого конца. Продолжительность обжига — 36—40 часов.
Обжиг сырца дровами ведется так же, как и в напольных печах; при обжиге углем применяется пересыпка посаженных рядов сырца угольной мелочью слоем до 4 сантиметров. В средних рядах уголь насыпают более тонким слоем, верхние же и крайние наружные ряды — более толстым.
Обжиг углем начинается сразу с двух концов топок и продолжается до тех пор, пока не загорится уголь, засыпанный между рядами садки.
Применение болгарского способа имеет много общего с прогрессивным методом обжига сырца углем в напольных печах, предложенным А. П. Пугачевым.
Следует отметить, что верхние ряды кирпича обычно выходят недостаточно обожженными, поэтому их надо обжигать второй раз, или же использовать для кладки внутренних стен жилых домов и для кухонных печей (русских и плит).
96
7
П. Зорин
97
5
7
Рис. 35. Поперечный разрез полевой печи для длиннопламенного топлива1:
1 — канал топки; 2 — наружное отверстие топки; 3 — зольная канава; 4 — обмазка нз глины с песком; 5 — защитный слой из обожженного кирпича; 6 — водоотводная канава; 7 — насыпной слой земли.
ОБЖИГ КИРПИЧА В НАПОЛЬНЫХ ПЕЧАХ
Напольная печь — прямоугольная камера, выложенная из кирпича. Верх камеры открыт. Камера посажена па топливное устройство, состоящее из ряда очелков — обычно трех для однокамерной печи и шести — для двухкамерной.
Устройство однокамерной печи таково. Камера ограничена кирпичными стенками ступенчатой формы, толщиной внизу 760 и вверху 520 миллиметров. Стенки эти обычно выкладывают из кирпича-сырца на глиняном растворе. Под камеры находится на уровне земли. В одной из стен, обращенной к сушильным сараям, по всей высоте устраивается проем, называемый «ходком» и служащий для загрузки и выгрузки печи. Топки напольной печи расположены ниже уровня земли и имеют следующее устройство. В каждой из боковых (больших) стен делают очелки, перекрытые сводами толщиной в один кирпич. Под подом очелка находятся два зольных канала, перекрытые кирпичами на ребро, образующими ко-1
98
Пиг/рречный разрез
гп Un iuW
иия Ж' !i jii'j! iilj ВИЖ ji Ш • iMii Ш В
ИИЯ"
Зп
7
If
6-8м
YZZZIa
7ZZ
Рис. 36. План и разрез полевой печи для обжига кирпича каменным углем:
1 — наружная кладка из обожженного кирпича; 2 — кирпич-сырец; 3 — воздушные каналы; 4 — топочные каналы; 5 — глиняная обмазка; 6 — насыпной слой земли.
л
лосниковую решетку. Непосредственно за топкой, уже в пределах печной камеры, находится подовый канал.
Подовые каналы перекрыты арками из кирпича, поставленного на ребро. Длина арки равна длине одного кирпича, т. е. 250 миллиметрам. Между арками оставляют щели шириной 90 миллиметров (прогары). Всего над каждым каналом обычно имеется по 11 прогаров. Под камеры, после выкладки топок и подовых каналов,
7*
99
выравнивают по уровню замка сводов. Для удобства обслуживания топок перед ними устраивают приямок. Когда в печь посажен сырец, начинается сжигание топлива (дров, пней, торфа и др.) в топках на колосниковой решетке. Продукты сгорания поступают в подовые каналы и через прогары проходят в печную камеру.
Верх печи при садке перекрывают плотным, обмазанным глиной настилом из сырца, в котором оставлены отверстия для выхода газов. Проходя через садку, горячие продукты сгорания топлива отдают свое тепло кирпичу и постепенно нагревают его до температуры окончания обжига.
Садка сырца в печь производится в косую елку на ребро, начиная с пода печи и до верха. Направление елки в соседних по высоте рядах должно меняться, с тем чтобы получилась перевязка рядов. Сырец устанавливается с зазорами в 10—12 миллиметров. Зазоры по всей садке должны быть одинаковыми. Они служат для прохода газов и пламени наверх, через всю садку.
Когда садка доведена до уровня верха стен, устраивают перекрытие печи.
1. По верху садки укладывают два ряда кирпича из плашек, чтобы швы первого ряда были перекрыты вторым рядом.
2. Против каждого очелка, служащего для сжигания топлива, в перекрытии устраивают отверстия размером 20X20 сантиметров для выхода газов. Всего над каждым очелком по длине печи должно иметься по пяти отверстий. Крайние отверстия располагают у самых стен, остальные — на равных расстояниях одно от другого. Под отверстиями делают вертикальные каналы, идущие до самого пода печи.
3. Отверстия в перекрытиях закрывают кусками листовой стали или двумя обожженными кирпичами, укладываемыми плашмя.
4. Когда отверстия готовы, перекрытие промазывают глиняным раствором и засыпают песком, слоем не менее 15 сантиметров.
После окончания садки закладывают ходок печи, для чего первую стенку выкладывают насухо, толщиной в полкирпича, и промазывают сверху глиняным раствором, а вторую выкладывают на глиняном растворе, заподлицо с наружной поверхностью стен печи. Оставшееся между 100
обеими стенками пространство засыпают золой, мелкой сухой землей или песком. После закладки ходка приступают к растопке печи.
Плотность садки кирпича в напольной печи составляет около 300 штук в каждом кубическом метре. Количество рядов садки обычно равняется 26.
Процесс обжига кирпича-сырца состоит из следующих операций.
Розжиг печи начинают лишь после проверки исправности инвентаря и наличия требуемого количества топлива.
Первую стадию обжига («окур») ведут на слабом огне и при полностью открытых топках и поддувалах, что способствует полному удалению влаги из сырца, так как через печь пропускается большое количество подогретого воздуха.
При обжиге дровами нужно следить, чтобы они сильно не разгорались, так как это может вызвать растрескивание сырца. В топке держат по два-три полена, раздвигая их, когда они сильно разгораются, и снова сдвигая, когда они начнут гаснуть. При обжиге углем или кусковым торфом горение в топках надо поддерживать сначала только на передней части колосниковых решеток и лишь в конце «окура» распространить огонь на всю площадь колосниковой решетки.
Подъем температуры на первой стадии должен проходить постепенно, но непрерывно, так как перерыв и тем более снижение температуры влекут напрасную трату времени и топлива. Продолжительность «окура» в зависимости от влажности сырца, размеров печи и правильности его проведения составляет от 1 до 3 суток.
После окончания «окура» топки прикрывают и начинают увеличивать огонь. Температуру следует повышать, хотя и постепенно, но быстрее, чем при «окуре». Когда температура в камере достигнет 300—400°, искры, попадая на кирпичную кладку в задней части топок, гаснут не сразу,—они видны некоторое время и затем пролетают вверх камеры.
Вставленная в это время через отверстие в ходке сухая щепка постепенно начинает тлеть и загораться. Еще через некоторое время задняя часть топок и подовые ар-Ки начинают накаливаться вначале до слабо заметного темно-красного цвета, а затем постепенно до ярко-крас
101
ного цвета. Накал этот постепенно распространяется на всю толщу арок и переходит на нижние ряды садки, ку-да в первую очередь проникают из топок пламя и горячие газы. Позднее темно-красный накал (соответствующий температуре 600—700°) с нижних рядов садки переходит на следующие по высоте ряды и постепенно распространяется вверх. Зацравку топок топливом надо производить сейчас же после прогорания, чтобы горение развивалось как можно сильнее.
Когда накал обжигаемого кирпича-сырца становится ярко-красным, т. е. при температуре около 800°, а топочные арки начинают накаливаться почти добела, обжиг надо вести осторожно, чтобы не произошло оплавления и обвала арок и нижних рядов садки. Как только топочные арки слишком сильно раскалятся, подачу топлива прекращают минут на 15—20. На это время закрывают топки и поддувала.
Накал у арок уменьшается, и температура по всей высоте камеры печи постепенно выравнивается. После такого перерыва топки снова загружают топливом и продолжают обжиг ДО' тех пор, пока температура в середине камеры не достигает требуемого предела, примерно 950°.
Самые верхние ряды садки в это время также уже накаливаются докрасна, а из верхних отверстий в настиле садки вылетают мелкие синеватые искры.
Температуру у напольной печи следует выравнивать также по ширине и длине печи, пользуясь для этого отверстиями в верхнем настиле садки.
Обычно температура всегда ниже возле стен, поэтому крайние отверстия приходится закрывать в последнюю очередь.
После окончания обжига топки и поддувала плотно закрывают. Лучше заложить их кирпичом и промазать тощей глиной. Закрывают также и все отверстия в настиле садки.
В таком плотно закупоренном состоянии печь несколько часов сохраняет высокую температуру, которая выравнивается по всей камере. Этот период, называемый «томлением» или «закалом», имеет большое значение для качества кирпича, так как способствует лучшему спеканию глиняной массы и обеспечивает равномерный и хороший обжиг по всей камере печи.
Через сутки или больше, в зависимости от свойств
102
глины, печь понемногу начинают открывать, постепенно ускоряя процесс охлаждения кирпича. Вначале открывают часть отверстий в верхнем настиле садки, а затем все отверстия. Через сутки, когда кирпич потеряет накал, пробивают отверстия в ходке, постепенно разбирая его. В последнюю очередь, незадолго до разгрузки печи, открывают поддувала, топки и свод.
Примерный режим обжига по времени для напольных печей выражается следующими цифрами:
На парах........................36 часов
На дыму.........................36 ,
На «взваре» и на «зака'ле» . . 24 »
На остывании («остудке») ... 42
Итого . . . . 138 часов
Дефицитность растительного топлива, с одной стороны, и стремление интенсифицировать процесс обжига, с другой, привели к внедрению в практику ряда новых методов. Из них за последнее время стал часто применяться метод Пугачева (обжиг с пересыпкой рядов сырца углем) и обжиг в траншейных печах, принятый в ряде колхозов Полтавской области по предложению мастера Агафонова.
Метод Пугачева заключается в следующем. На поду, поперек печи (перпендикулярно прогарам), в шахматном порядке ставится на ребро первый ряд сырца с промежутками между кирпичами в 12—15 сантиметров. Поверх первого ряда, в продольном направлении, «в елку» сажают второй ряд с промежутками между кирпичами в 4—5 сантиметров. Третий ряд кирпича-сырца также сажается в «елку» с промежутками между кирпичами в 3 сантиметра. «Елки» четвертого ряда располагаются с промежутками между кирпичами в 2 сантиметра. Следующие шесть рядов кирпича (с пятого по девятый включительно) сажают также «в елку», но вплотную друг к Другу. Каждый из этих рядов, кроме девятого, пересыпается мелким каменным углем—штыбом. Необходимо следить за тем, чтобы не засыпать углем четырехугольные и вертикальные прогары, образующиеся в садке, в Местах стыков кирпичей, так как по ним проходят газы.
Чтобы изменить направление движения горячих газов
103
и равномерно распределить их по горизонтальному сечению, десятый ряд сажают, как второй, т. е. с промежутками в 4—5 сантиметров, меняя направление «елок» с продольного на поперечное, и далее, по двадцать первый ряд включительно, ведут такую кладку сырца, как в пятом—девятом рядах. Ряды с одиннадцатого по двадцатый включительно пересыпаются углем.
Обычно высота напольных печей рассчитана на 18— 26 рядов сырца. По методу Пугачева возможна садка в 33 ряда, для чего стенки печи необходимо нарастить. В этом случае последующие десять рядов сажают плотными «елками», как пятый, десятый или двенадцатый — двадцать первый ряды, с пересыпкой углем в каждом ряду, исключая 3—4 верхних ряда.
Верх печи заделывается обычным способом. Регулировочные отверстия располагают через один кирпич по ширине печи и через два кирпича по ее длине, на расстоянии 120—130 сантиметров от стенок.
На каждую тысячу штук кирпича расходуют до 100 килограммов угля, причем на нижние ряды его насыпают на 10—15% больше, чем на верхние.
Как и при обычном способе обжига кирпича, топливо вначале подается в топку небольшими порциями. Огонь держат слабый, для чего очелки прикрывают заслонками. Воздух поступает через щели. Отверстия над прогарами в своде необходимо держать частично открытыми и, закрывая или открывая их, регулировать распределение и прохождение дымовых газов по всей печи.
Для начала обжига кирпича-сырца рекомендуется применять сухие дрова или другие виды твердого длиннопламенного топлива.
В течение первых 2—3 суток температура в печи постепенно повышается до 120—130°, благодаря чему оставшаяся в сырце влага испаряется.
Продолжая на протяжении 4—6 суток постепенно повышать температуру печи, ее доводят сначала до температуры вспышки применяемого топлива, а затем до максимально допускаемой для данной глины (или шихты), в пределах между 900 и 1000°. Процесс обжига на среднем и большом огне следует вести осторожно, так как преждевременное и резкое воспламенение угля при засыпном методе может привести к растрескиванию обжигаемого кирпича-сырца.
104
В период «взвара» расходуется большое количество угля, которое следует заблаговременно заготовить. Чтобы избежать резкого скачка температуры и добиться наилучшего использования угля, последнему нужно дать загореться только в 3—4 рядах садки. Затем очелки топок следует заложить кирпичом и замазать глиняным раствором.
Отверстия над прогарами на верху печи также необходимо заложить и замазать. В таком положении печь надо держать 24 часа; за это время происходит выравнивание температуры по всей камере печи.
По истечении суток в каждом очелке пробивают по одному отверстию диаметром 3—4 сантиметра. Поступающий через них воздух способствует горению угля при очень высоких температурах.
В это время через отверстия над прогарами наверху печи необходимо периодически проверять равномерность температуры и регулировать распределение огня, открывая или закрывая соответствующие отверстия.
Через 18—20 часов отверстия в очелках увеличивают до размера 12X12 сантиметров, обеспечивая этим догорание угля в садке, создание в верхней части камеры температуры, необходимой для полного обжига кирпича.
На третьи сутки после воспламенения угля, когда огонь выходит в верхние ряды садки, очелки топки и отверстия над прогарами необходимо снова заложить кирпичом, замазать глиняным раствором и на 2—3 суток оставить на закал и остывание.
По пересыпному методу, разработанному А. П. Пугачевым, обжиг кирпича-сырца в напольных печах углем позволяет получать дешевый кирпич высокого качества. На тысячу штук кирпича расходуется 100 килограммов штыба и 140 килограммов соломы или 0,2 кубического метра дров, а при обжиге одними дровами расход их составляет 2,3 кубометра.
При устройстве чугунных колосников обжиг ведется углем, а дрова и солома расходуются только для розжига печи.
ОБЖИГ КИРПИЧА В КОЛЬЦЕВЫХ ПЕЧАХ
Кольцевые кирпичеобжигательные печи являются непрерывно действующими и рассчитаны на долголетний срок эксплуатации. У нас есть печи, работающие более
105
100 лет, как, например, кольцевая печь со сводом Бескудниковского кирпичного завода № 1.
Печи бывают двух типов: со сводом и без свода. Первые часто называются «гофманскими», вторые — «печами Бока», по фамилиям их конструкторов.
Кольцевые печи без свода бывают надземными и углубленными в землю (полностью или частично). В первом случае печь строится с кирпичными стенами, во втором — стенами печи являются откосы траншеи, вырытой в глиняном грунте.
Печи обоих типов (со сводом и без него)—это овальный замкнутый канал площадью поперечного сечения от 6 до 13 квадратных метров, длиной от 60 дО 200 метров и внутренним объемом от 300 до 2 500 кубических метров. Этот канал называется «обжигательным», так как именно в нем производится обжиг сырца.
В кольцевых печах со сводом и в надземных кольцевых бессводовых печах в наружных стенках устраиваются проемы, называемые «ходками». Эти ходки служат для загрузки печи сырцом и выставки из нее обожженного кирпича.
В бессводовых печах, углубленных в землю, ходков нет, и поэтому загрузка сырцом и выставка кирпича производятся сверху вручную или при помощи приспособлений так называемой «малой механизации».
Часть обжигательного канала между двумя соседними ходками называют «камерой». В кольцевых бессводовых печах, углубленных в землю, «камерой» считается участок обжигательного канала между двумя соседними очелками, соединяющими этот участок канала с дымовым боровом печи. Внутри канала между камерами нет никаких перегородок, и, таким образом, под «камерой» следует понимать условно некоторый отрезок обжигательного канала по его длине.
Свод в кольцевых печах имеет полуциркульный профиль и делается из кирпича, плотно притертого друг к другу. Вдоль всего канала в своде вмонтированы «топливные трубочки» (рис. 37), через которые забрасывается топливо. Трубочки располагаются параллельными рядами, с расстоянием между их центрами от 90 до 105 сантиметров по длине обжигательного канала и в 80—90 сантиметров по его ширине.
Число трубочек в каждом ряду бывает от трех до ше-
106
сти, в зависимости от ширины печи. Крайние от стен трубочки устанавливаются от них на расстоянии в 40—45 сантиметров.
Часть обжигательного канала, заключенная между двумя соседними рядами по длине печи, называется «подсадкой». Число
Рис. 37. Топливная трубочка.
«подсадок» в камере
колеблется в пределах от трех до шести.
В кольцевых печах без свода последний заменяется перекрытием садки кирпича настилом из двух рядов обожженного кирпича, поверх которых насыпается слой песка или мелкого шлака толщиной 15 сантиметров. Этот настил разбирается каждый раз, когда приходится выгружать обожженный кирпич, находящийся под ним. Поэтому настил делается заново по мере окончания садки сырца в печь, т. е. после заполнения сырцом некоторой части обжигательного канала.
В настиле оставляют отверстия, в которые вставляют топливные трубочки, обычно тремя параллельными рядами.
Тяга, обеспечивающая отсос дымовых газов, осуществляется дымовой трубой или дымососом (вентилятором среднего давления), устанавливаемым вблизи печи и соединенным с главным боровом посредством канала. В бессводовых печах малого объема дымовая труба часто устанавливается в центре печи (на целике между параллельными длинными отрезками обжигательного канала) .
Дымовые газы, образующиеся от сжигания топлива. Удаляются из камеры через отверстия внизу внутренних стенок канала (очелки или фуксы), соединенные с центральным дымовым боровом газоотводящими каналами. Регулирование отсоса газов осуществляется поднятием Или опусканием дымовых «конусов» (рис. 38).
Кольцевые печи со сводом имеют перед бессводовы-Ми печами ряд преимуществ, из которых наиболее существенным является возможность использования тепла воз-
107
духа, нагреваемого остывающей продукцией, для целей подсушки посаженного сырца. Это очень важно в тех случаях, когда влажность сырца превышает 6%. Кроме того, использование этого тепла повышает коэффи- I циент полезного действия топлива, что
снижает себестоимость кирпича.
Для использова-газов применяются два способа: передача газов «перекидными ко-
Рис. 38. Дымовой
ния тепла отходящих «рассыпной строй» и робами».
«Рассыпной строй» заключается в том, что в печи, кроме дымового борова, устраивается еще и жаровой канал, т. е. боров, выложенный или посередине печи, или вдоль ее наружных стен. Этот жаровой канал соединен с камерами боровками небольшого сечения, расположен
ными поперек печи, между двумя рядами топливных трубочек, и соединенными с ними. Через эти канальцы и топливные трубочки горячий воздух поступает в камеры или забирается из них.
При способе, предусматривающем применение «перекидных коробов», передача горячего воздуха из жарового канала в камеру осуществляется накрыванием коробом рядка открытых топливных трубочек и открытой вьюшки
жарового канала.
Перекидные короба делаются из листовой стали, размерами, обеспечивающими полное единовременное закрытие ими вьюшки жарового канала и всех топливных трубочек, имеющихся по ширине печи.
При любом из этих двух способов теплый воздух жарового канала поступает в камеры, отдает в них свое тепло сырцу и потом уходит в центральный дымовой боров через открытый дымовой конус за счет разрежения, создаваемого тягой трубы или дымососа.
108
Рис. 39. Кольцевая печь «Малютка». Поперечный разрез.
План
13510
13650
320П
Рис. 40. Обжигательная печь. Кольцевая бессводовая печь, углубленная в землю.
Вид сверху
•—2
Лаз 6 канал \
Е ЖЖЙкЙ! _±z4 _4 ~-Др-17®—- 2 _4 -4 »
'3
Ч№О^ЗОЯО^П50[
Л2Ю
-ЗОМ—Vh-
Рис. 41. Кольцевая бессводовая печь подземная.
а
Кольцевые печи следует строить только по имеющимся типовым проектам, внесенным в ГОСТы. Типовые проекты состоят из комплекта рабочих чертежей, поэтому описание всех узлов этих печей не приводится.
Для сельской промышленности при годовой программе более 1 миллиона штук кирпича рекомендуется кольцевая бессводовая печь конструкции «Гипросельстроя» или кольцевая печь «Малютка» объемом 166 кубических метров. Емкость обжигательного канала этой печи при плотности садки в 200 штук сырца на 1 кубический метр равняется 33,2 тысячи штук.
На рисунках 39—41 дается изображение кольцевых печей и некоторых их деталей (узлов).
Обжиг сырца в кольцевой печи идет непрерывно, потому что огонь, т. е. зона «взвара», находится в ней не . на одном месте, а постоянно продвигается вперед по коль- I цу обжигательного канала, проходя через запруженные I камеры и оставляя позади себя обожженный кирпич. Продвигаясь непрерывно по каналу, огонь в течение месяца делает несколько оборотов.
Движение огня в кольцевой печи обусловлено тягой, регулируемой дымовыми конусами, которые открываются впереди (по ходу огня), на определенном расстоянии
110
от зоны «взвара». По мере приближения огня к первому открытому конусу его закрывают, а впереди открывают следующий, и т. д.
Садка в печь сырца и выгрузка готового кирпича производятся ежедневно в таких количествах, чтобы впереди огня было постоянно несколько камер, загруженных сырцом, а позади — несколько камер с обожженными, остывающими кирпичами. Находящиеся впереди зоны «взвара» и зоны досушки и подогрева сырца перемещаются одновременно с продвижением «взвара».
Степень подъема конусов по мере их удаления от зоны «взвара» увеличивается, как это видно из таблицы 11.
Таблица 11
Число открытых конусов Номера конусов
1-й 2-й 3-й 4-й 5-й 6-й
3 1/3 2/3 Полностью .—
4 1/4 1/2 3/4 Полностью — —
5 1/5 2/5 3/5 4/5 Полностью —
6 1/6 1/3 1/2 2/3 5/6 Полностью
Процесс обжига сырца в кольцевых печах проходит по таким же стадиям, как и в печах периодического действия, за исключением того, что садка сырца и выставка кирпича производятся не периодически, а непрерывно в течение всей работы печи, с начала ее розжига и до прекращения в ней огня.
Вследствие непрерывности процесса обжига во всех Камерах последовательно производят следующие работы:
1) садку,
2) сушку на парах,
3) подопрев дымовыми газами,
4) «взвар»,
5) остывание без отбора тепла (закал),
6) выгрузку обожженных изделий.
Часть камер печи (при нормальной работе — не более 1—2 камер) остается пустой для организации работы По садке сырца и выгрузке готовых изделий. В соответ-
111
ствии с этим обжигательный канал делится на зоны, в каждой из которых происходит один из указанных процессов.
Время, необходимое для полного завершения процесса, называется циклом обжига. Практически циклом обжига является длительность одного оборота печи.
Продолжительность каждой стадии устанавливается опытом и неодинакова для печей разного сечения и для глин различных сортов.
После установления продолжительности каждой стадии обжига выявляется протяженность отрезков обжигательного канала, при определении которой рекомендуется помнить следующее:
1) число камер в зоне остывания (с отбором тепла) должно быть не меньше числа камер в сушке;
2) зона подогрева дымовыми газами не должна быть короче двух с половиной камер (при двух открытых дымовых конусах), но не свыше четырех камер (при трех открытых дымовых конусах);
3) зона остывания без отбора тепла должна быть не менее полутора камер.
Ориентировочное распределение камер печи по зонам при обжиге кирпича пластического прессования приводится в таблице 12.
Таблица 12
Число камер по зонам
Общее число камер печи сушка на парах подогрев дымовыми газами „взвар” остывание без отбора тепла остывание с отбором тепла число камер резерва
14 3 2,5 2 1.5 3 2
16 3 2,5 2,5 2 4 2
18 4 3,5 2,5 2 4 2
Примерная схема обжига в кольцевой печи со сводом приводится на рисунке 43, а управление конусами указано в таблице 13.
112
4
8 П. Зорин 113
1 Управление конусами дается только для 14—18-камерных печей, так как печи с большим числом камер кслхсансй практике применяются как исключение.
114
Производительность кольцевых печей и продолжительность цикла обжига во многом зависят от рисунка садки сырца и от ее плотности, т. е. количества сырца, приходящегося на один кубический метр обжигательного канала.
Общепринятая плотность садки (в среднем 250 штук) за последние годы подверглась пересмотру со стороны ряда выдающихся мастеров обжига. Так, например, т. Дуванов (Воронеж) применяет разреженную садку плотностью до 190—200 штук на 1 кубический метр и достиг съема кирпича до 2 250 штук на 1 кубический метр в месяц при среднем съеме в 900 штук.
Кроме изменения рисунка садки и ее плотности, производительность кольцевых печей зависит также от совмещения зон досушки на парах и подогрева на дыму, увеличения числа открытых конусов. В сырец вводятся выгорающие добавки. Загрузка топлива через трубочки заменена пересыпкой отдельных рядов садки заранее рассчитанным и отмеренным количеством топлива. Применена бесколосниковая садка, увеличена зона досушки и подогрева до 40% от длины обжигательного канала и т. д.
Учитывая все сказанное, при опробовании новой кольцевой печи рекомендуется провести ряд опытных обжигов для выяснения способа, наиболее подходящего для свойств глины, особенностей построенной печи, вида топлива и ряда других условий.
Особое внимание должно быть обращено на качество сырца и способ его садки.
Садка кирпича-сырца состоит из следующих элементов:
1) ножек, образующих продольные и поперечные подовые каналы;
2) перекрытия ножек, перевязывающего их и служащего основанием для всей остальной насадки;
3) решетки под топливными трубочками, на которых происходит сгорание топлива;
4) прямых или косых рядов («елок»), которыми после установки топливной елки заполнен объем печи между двумя топливными трубочками.
Разбивка ножек должна производиться с расчетом,
8* 115
чтобы подовые каналы точно располагались под топливными трубочками по длине обжигательного канала печи. Ножки выкладываются в виде отдельных столбиков по всей ширине обжигательного канала, с разрывами под топливными трубочками в 180—200 миллиметров, образующими подовые каналы.
Высота перекрытия ножек зависит от содержания золы в топливе и условий тяги печи.
Перекрытие ножек образует решетчатый настил из стоящего на ребро сырца, на который укладывается вся остальная садка.
Подовые каналы, идущие вдоль обжигательного канала, служат для прохода воздуха и дымовых газов. В этих каналах собираются также зола и шлаки, образующиеся при сжигании топлива.
Против дымовых очелков каждой печной камеры устраивают поперечные каналы для передачи газов из продольных каналов в дымовой боров печи. Поперечный канал устроен так же, как и продольные. Ширина его — 250 миллиметров, а высота равна высоте дымового очел-ка. Поперечный канал перекрывают двумя кирпичами встык.
Между двумя рядами топливных трубочек по длине печи укладывают четыре ряда сырца, образующие так называемую подсадку. Из четырех рядов подсадки три ряда образуют садочную «елку». На практике применяют косую и прямую «елку». Последняя имеет то преимущество, что позволяет на 10—20% увеличить плотность садки, не вызывая увеличения сопротивления движению воздуха в печи.
Наиболее распространенными типами садки являются следующие:
1) шанцевая или колодезная — при работе печи на длиннопламенном топливе (дрова, торф кусковой); плотность садки — 200—220 штук на 1 кубический метр обжигательного канала;
2) стыковая — при работе печи на крупном угле с поперечником куска до 50 миллиметров; плотность садки— 205—215 штук на 1 кубический метр;
3) штыбовая — при обжиге угольной мелочью (штыбом), фрезерным торфом, опилками и т. п.; плотность садки — 240—250 штук на 1 кубический метр;
116
Рис. 42. Ра'ссыпной строй в кольцевых печах со сводом: а — передача теплого воздуха при помощи коробов; б — то же, при помощи канальцев в теле свода печи.
Рис. 43. Примерная схема обжига1 в 18-камерной кольцевой печи со сводом.
4) украинская — при обжиге мелким топливом, как и штыбовая; плотность садки — 230—250 штук на 1 кубический метр;
5) прямая садка — наиболее распространенная в настоящее время.
Описание рабочих приемов садки сырца в этой книге не дается, так как имеется в типовых проектах кирпичных заводов (технологическая часть проекта).
Заполненные сырцом камеры разделяют бумажными щитами — «ширмами» для преграждения доступа холодного воздуха в> зону подсушки и подогрева со стороны садки. Ширма должна быть плотно прижата к срезу садки и в ней не должно быть дыр или надрывов, через которые мог бы происходить подсос воздуха. Для этого ширму внизу камеры отгибают на 40—50 сантиметров и засыпают золой, а по всему сечению обжигательного канала примазывают глиняным раствором к стенкам печи.
Ширмы сжигают через топливные трубочки, когда
Рис. 44. Прямая и косая «елки».
118
камеры надо включать в зону подогрева дымовыми газами.
После окончания садки камеры ее ходок закладывают двумя кирпичными стенками, толщиной каждая в полкирпича. Первая стенка выкладывается заподлицо с внутренней стенкой печи, а вторая — на расстоянии от первой примерно в 25—30 сантиметров. Пространство между этими стенками засыпают золой. Первая стенка кладется насухо и отштукатуривается с наружной стороны тощим глиняным раствором. Вторая стенка выкладывается на глине.
Садка сырца в бессводовых кольцевых печах ведется так же. Если печь углублена в землю, то операция закладки ходков отпадает, но прибавляется выполнение перекрытия верха садки настилом, о котором говорилось выше.
Переходным типом от кирпичеобжигательных печей периодического действия к непрерывно действующим печам является так называемая траншейная печь.
ОБЖИГ КИРПИЧА В ТРАНШЕЙНЫХ ПЕЧАХ
Этот способ обжига был предложен мастером Агафоновым в 1953 г., а в 1954 г. он получил широкое распространение в колхозах, совхозах и промкооперации Украины и Средней Азии. Он дает ряд экономических преимуществ перед обжигом в напольных печах (большая емкость, простота и дешевизна строительства, лучшее использование топлива и т. д.) и позволяет применять передовые методы обжига.
Траншейная печь (рис. 45) представляет собой вырытую в земле ттраншею. Наиболее удобными в эксплуатации являются траншейные печи со следующими размерами: глубина — 2—2,5 метра, ширина вверху — 3—3,5 и внизу — 2,5—3 метра, длина — около 50 метров. Полезный объем такой печи — 250—375 кубических метров, а вместимость (при плотности садки кирпича в 200 штук в кубометре) — 50—75 тысяч штук.
Площадка для устройства траншейной печи не должна заливаться водой во время дождей, а подпочвенные воды должны находиться не ближе 3 метров от поверхности земли. Для предохранения печи и обжигаемого в
119
ней кирпича от атмосферных осадков над траншеей сле^ дует построить навес.
Для розжига печи в ней выкладывают из кирпича поперечную стенку с топками, снабженными колосниковыми решетками. К поддувалам топок желательно сделать небольшой канал, присоединенный к дутьевому вентилятору с диаметром ротора в 250—300 миллиметров.
Тяга в траншейной печи осуществляется центробежным вентилятором типа «Сирокко» № 2—3, отсос дымовых газов—вентилятором «Сирокко» № 6—7. Для привода в> движение этих вентиляторов требуется два электромотора — в 2 и 8 киловатт.
Для устройства колосниковой решетки требуются чугунные колосники общей площадью порядка 2,5—3 квадратных метра. Для засыпки топлива сверху можно иметь 100 штук переносных конфорок (файерки), изготовленных из листового железа толщиной 3 миллиметра (если нельзя достать чугунные, применяемые в кольцевых печах).
Садка и обжиг кирпича в траншейной печи имеют много общего с садкой и обжигом в бессводовой кольцевой печи, поскольку траншейная печь представляет собой как бы половину (вернее, один прямой участок) бессводовой кольцевой печи. Однако в отличие от кольцевой печи траншейная не может работать непрерывно: после того как зона обжига пройдет от одного кольца траншеи к другому, обжиг приходится заканчивать и всякий раз начинать сначала. Таким образом, траншейная печь, занимая промежуточное место между напольной и кольцевой, является печью полупериодического действия.
В траншейной печи обычно применяют прямую садку сырца, как наиболее устойчивую, простую и легко осваиваемую рабочими.
Обжиг кирпича можно начинать еще до окончания полной загрузки печи сырцом. После загрузки первых 15—20 тысяч штук сырца устанавливается бумажная ширма, подобно тому как это делается в кольцевой печи. Ширма примазывается глиной к садке сырца и к стенкам траншеи. По перекрытию верха садки над запруженной частью печи устанавливаются топливные кон-120
форки. После этого перекрытие промазывается тощим глиняным раствором и засыпается слоем глины толщиной 10—15 сантиметров. В таком положении траншейная печь готова к очередному розжигу. Каждый раз розжиг печи производится дровами с углем, причем расход дров составляет около 0,3—0,5 кубического метра.
Рис. 46. Схема тоннельной печи Росстромпроекта.
Чтобы начать розжиг, следует открыть первые 10 рядков топливных конфорок для создания естественной тяги, а в топках, при открытых дверцах, развести небольшой огонь, осторожно досушивая сырец, чтобы он не растрескивался. Розжиг начинается с «окура», который в течение первых восьми часов ведется при открытых топках, с поддержанием температуры в печи около 60—80°. Следующие восемь часов «окур» ведется при закрытых топках и при температуре 150—300°. Замеры температуры производятся термометром на 360° в металлической оправе, причем термометр опускают на 6—8-м рядке от подтопка. Процесс «окура» считается законченным, когда у пода печи температура достигает 150°.
После того как кирпич прогрелся до температуры 300°, приступают к подъему температуры и форсированию горения в топках, для чего подключают дутьевой вентилятор.
При розжиге печи надо следить за тем, чтобы в топку не поступало много холодного воздуха и температура в ней резко не менялась, иначе кирпич в первых рядах садки растрескается. Поэтому заброску угля в топки надо производить быстро и не держать их открытыми. После того как в первых рядах от топки кирпич накалится до темно-красного свечения, немедленно приступают
122
к засыпке топлива через топливные отверстия. Все последующие операции обжига в траншейной печи аналогичны обжигу в кольцевых печах.
ОБЖИГ КИРПИЧА В ТОННЕЛЬНЫХ ПЕЧАХ
В последние годы все большее распространение стали получать наиболее совершенные кирпичеобжигательные печи — тоннельные. В отличие от кольцевых, в которых обжигаемый кирпич неподвижен, в тоннельных печах кирпич передвигается на специальных вагонетках. Благодаря этому не требуется заново пропревать стены и своды печи и затрачивать на это дополнительное топливо. Тоннельные печи значительно облегчают труд садчиков и выставщиков кирпича, так как процессы садки и выгрузки производятся вне печи, в условиях нормальной температуры.
Тоннельная печь (рис. 46) представляет собой прямой канал длиной от 40 до 100 метров, в зависимости от производительности печи. Высота канала от пода вагонетки обычно составляет 1,7 метра, а ширина может быть в пределах от 1,4 до 3,2 метра.
На полу канала проложены рельсы, на которые вплотную одна к другой поставлены вагонетки с нагруженным на них кирпичом. Весь этот состав вагонеток через определенные промежутки времени (от 30 минут До 1 часа) передвигается вдоль тоннеля, каждый раз на длину одной вагонетки. При этом в печь заталкивается одна вагонетка с нагруженным сырцом, а из противоположного конца тоннеля выкатывается вагонетка с уже обожженным кирпичом.
Примерно посередине печи расположена зона обжига, где необходимая температура поддерживается либо за счет заброски топлива через топливные трубки (как в кольцевой печи), либо от устроенных здесь боковых топок. В тех случаях, когда обжиг ведется жидким или газообразным топливом, в зоне обжига устанавливаются соответственно форсунки или газовые горелки.
Проталкивание вагонеток осуществляется специальным механизмом — толкателем или при помощи привод-Ной лебедки и троса.
Для защиты ходовой части вагонеток от действия
123
высокой температуры их платформы футеруются огне, упорным припасом и снабжены боковыми фартуками.
В начале печи, со стороны вкатывания вагонеток, установлен отсасывающий вентилятор, создающий в печи необходимую тягу, а в противоположном конце — вентилятор, нагнетающий в печь воздух, необходимый для горения топлива и охлаждения кирпича. Участок тоннеля от входа и до начала зоны обжига представляет собой зону подогрева, а участок от конца зоны обжига и до выхода из тоннеля — зону охлаждения.
Применение тоннельных печей рекомендуется лишь для относительно крупных и механизированных кирпичных заводов, но, несомненно, вскоре это окажется рациональным и для межколхозных заводов. В этих случаях наиболее подходящей явится тоннельная печь «Малютка» (рис. 47) конструкции инженера Зинова, построенная в 1956 г. на Инзенском кирпичном заводе (Ульяновская область).
Длина обжигательного канала тоннельной печи «Малютка» — 44,5 метра, ширина — 2,1 метра, высота от пода вагонетки до замка свода — 1,7 метра. Длина отдельных зон: приемной камеры — 4,5 метра, зоны подготовки и подогрева сырца — 17 метров, обжига — 10 метров, охлаждения— 13 метров. Внутренняя футеровка печи сделана из обыкновенного кирпича, за исключением зоны обжига, которая футерована огнеупором. Для обеспечения прочности и устойчивости печи, сооруженной без каркаса из металлоконструкций, наружные ее стены сложены с уклоном в 75°.
Сжигание топлива в этой печи может осуществляться различными способами. По обе стороны печи, в зоне обжига, имеется по два подтопка, рассчитанных на сжигание крупнокускового длиннопламенного топлива (дрова, торф, уголь, отходы соломы, лузга и др,). Кроме того, для подачи топлива сверху, так же как в кольцевых печах, в зоне обжига имеется 14 топливных трубочек, расположенных в два ряда.
Ввод в> эксплуатацию описанной тоннельной печи на Инзенском кирпичном заводе позволил резко сократить расход топлива на обжиг и вдвое повысить производительность труда по сравнению с напольной печью. Себестоимость тысячи штук кирпича снизилась почти на 80 рублей, а брак при обжиге уменьшился до 1—2°/о-124
Рребкамера Л’на подогрева и Зьтарки Зона обжига Зона остыВания
--«500------Т~----10500----Ф-------:---№500----' ----f--------13000---
ХРАНЕНИЕ ВЫСУШЕННОГО СЫРЦА И ВЫСТАВКА ОБОЖЖЕННОГО КИРПИЧА
В зависимости от принятого режима работы завода, когда формовка идет только в летнее время, а обжиг производится и в последующие осенне-зимние месяцы, хранение высушенного сырца требует изоляции его от' действия дождей и снега.
Для этого применяются следующие меры:
1. Хранение сырца в так называемых «сбойных сараях», в которых он защищен от влаги крышей и стенами. Сырец укладывается здесь вплотную один к другому на высоту до 30 рядов.
2. Хранение сырца в самих сушильных сараях (напольного типа), где он укладывается в штабеля. Ввиду отсутствия стен у сараев этого типа боковые поверхности уложенных штабелей следует закрыть каким-нибудь материалом или обмазать саманной массой (смесь глины с мелкой соломенной сечкой).
3. Хранение под открытым небом применяется лишь в сухих районах Союза ССР. В этом случае сложенные штабелем кирпичи тщательно укрываются камышитовы-
Рис. 48. Контейнеры системы Мальцева:
Iподдон, 2 — решетки, 3 — пакет кирпича на поддоне.
126
ми или соломенными матами, поверх которых наносится слой штукатурки из саманной массы.
Выставка обожженного кирпича производится обычно вручную, с вывозкой его на выставочную площадку тачками по катальным доскам или вагонетками, передвигаемыми по легким переносным поворотным кругам и переносным звеньям рельсов узкоколейки. Вагонетки, для облегчения их передвижения, обычно снабжены шарикоподшипниками.
На заводах, обеспеченных так называемой «малой механизацией», подача сырца в печь и выставка кирпича осуществляются передвижны
Рис. 49. Установка «пакета» кирпичей на тележку системы Мальцева.
ми ленточными транспортерами, работающими от электромоторов небольшой мощности.
Очень полезным, но, к сожалению, не нашедшим широкого применения является рольганговый транспортер конструкции Шульца и Алексеева (Ростов-на-Дону), при помощи которого кирпич передается прямо из садки на выставочную площадку путем огибания угла, образуемого между разбираемой садкой камеры и стеной ходка.
Выставка кирпича из тоннельных печей производится непосредственно с обжиговой вагонетки, стоящей на рельсовом пути поблизости от выходного края тоннеля.
Освобожденная от кирпича вагонетка осматривается, подправляется, если обнаружены дефекты в ее футеровке, и откатывается по рельсовому пути к месту укладки на нее сырца.
Выставленный из печи кирпич укладывается в «клет
127
ки» — штабеля, по 150, 200 или 250 штук в каждое. Кирпичи ставятся на ребро, с перевязкой каждого ряда, высотой в 12 рядов.
Если кирпичный завод расположен далеко от строительной площадки, а вывозка продукции производится автомашинами, то, во избежание порчи кирпича цри перевозке и выгрузке из машин, рекомендуется применение контейнеров. Наиболее часто применяется контейнер системы Ф. И. Мальцева, показанный на рисунке 48. Для перевозки «пакетов» кирпича из печи применяется специальная тележка конструкции того же автора, показанная на рисунке 49.
При укладке кирпича в клетки на выставочной площадке производится разбраковка по сортам согласно указаниям ГОСТа. Поэтому выставщики должны быть ознакомлены с этим ГОСТом.
Выставкой обожженного кирпича заканчивается технологический процесс его производства.
Рабочие всех специальностей, требуемых для успешного выполнения этой технологии, должны пройти курсы техминимума и стажировку на действующем кирпичном заводе, работающем по той же технологической схеме, по которой будет работать строящийся завод.
КОМПОНОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ КОЛХОЗНЫХ КИРПИЧНЫХ ЗАВОДОВ
Под словом «компоновка» в данном случае подразумеваются:
1) Выбор схемы технологического процесса в зависимости от проектируемой мощности предприятия и качества сырья.
2) Разработка генерального плана предприятия в зависимости от расстояния между карьером, заводской площадкой и строительной площадкой, а также от числа и характера сооружений, отделений или цехов, необходимых для проведения выбранной технологической схемы.
3) Планировка отделений или цехов в зависимости от оборудования, на которое может рассчитывать колхоз (совхоз или РТС) для оснастки будущего завода.
Поскольку строительство кирпичных заводов на селе ведется, как правило, по типовым проектам ряда проектных организаций, ниже будут даны компоновочные решения с учетом практических поправок, внесенных уже Действующими сельскими кирпичными заводами.
Кирпичные заводы производительностью 50 тысяч штук кирпича за сезон
Согласно технологической схеме, приведенной в таблице 5, основными приемами производства таких заводов являются:
1) ручная обработка сырца;
9 п, Зорин 129
2) проминка формовочной массы На глиномяльном круге;
3) ручная формовка на станках «хлопуша»;
4) сушка в напольных сараях или на току;
5) обжиг сырца болгарским способом.
Графически такая схема может быть изображена следующим образом:
1 Вскрыша и добыча глины вручную землекопами.
2 Доставка глины тачками по катальным доскам до места укладки ее в гряды для длительной выдержки под открытым небом.
3 Укладка глины или глины и добавок в грядах с тщательным перелопачиванием с соблюдением приемов, описанных в этой книге.
4 Выдержка в грядах с осени до весны, если принят способ промораживания, или с начала весны до начала формовки, если принят способ летования.
. ' 5 Перевозка выдержанной в грядах глины в конный глиномяльный круг и заливка ее водой.
6 После двухсуточной замочки проминка массы на коп-ном глиномяльном кругу.
- 7 Подвозка промятой глиномятки тачками к месту формовки в напольный сарай, в котором установлен станок «хлопуша».
8 Формовка иа станке «хлопуша» с допрессовкой на станке нажимного действия, если хотят получить часть лицевого кирпича.
9 Установка сформованного сырца на поду напольного сарая или прямо на току (в сухих районах страны)
130
10 Выдержка сырца в клетках до высыхания его до влажности не более 8%.
11 Перевозка сухого сырца на площадку, отведенную для выкладки полевой печи.
12 Обжиг сырца в полевой печи по болгарскому методу.
13 Разборка полевой печи после окончания обжига, сортировка кирпича и укладка его в клетки.
Генеральный план таких кирпичных предприятий дан на рисунке 50.
Для производства 50 тысяч штук кирпича требуется:
1. Добыть в карьере 125 кубических метров глины в плотном теле или 160 кубических метров в разрыхленном виде.
2. Иметь две гряды для промораживания размером: длина — 8 метров, ширина по низу — 8 метров, ширина по верху — 5,6 метра, высота — 1,2 метра.
г? < (8 + 5,6)
Емкость каждой такой гряды будет равна:----%--- X
X 1,2X8X1,25=81,6 кубического метра в разрыхленном виде. Отсюда число гряд будет: 156,25:81,6=2 штуки.
3. «Хлопуш» требуется одна при сменной производительности в 750 штук и работе в течение 66 смен.
Количество смен может изменяться в зависимости от производительности труда формовщиков, которая колеблется в пределах от 400 до 1 000 штук сырца в смену.
4. Площадь сушильного напольного сарая должна быть равна 180 квадратным метрам по следующему расчету:
а) при ширине сарая в 6 метров можно установить 2 станицы длиной по 2 метра, с проходом между ними также в 2 метра;
С*
1с!
Рис. 50. Генплан производства кирпича до 50 тыс. шт. в сезон:
1 — карьер; 2 — гряды выморажива-ния; 3 — кониые мяльные круги; 4 — станок «хлопуша»; 5 — напольный сарай; 6 — полевая печь (болгарский способ).
б) при высоте укладки сырца в 6 ярусов, по 6 пар сырца на каждой доске и при 3 рядах досок емкость 1 погонного метра сарая будет равна: 2X6X3X6X2=432 штукам;
в) при 6 оборотах сушки за сезон (как минимум) требуется следующая одновременная емкость сарая: 50 000X1,1 : : 6=9 170 штукам сырца, где 1,1—коэффициент учета брака;
г) требуется иметь сушильный сарай длиной: 9 170 : 432 = 21,2 метра
или, с учетом запасной площади для брусовки, 21,2X1,4 = 30 погонным
метрам, или 6X30=180 квадратным метрам.
5. Расход воды: 0,6Х Х50Х1,1=33 кубическим метрам, или 80X33 = 2 640
ведрам.
6. Расход топлива в зависимости от теплотворной способности, а именно:
при обжиге дровами— 2X50=100 кубическим
метрам,
при обжиге углем АРШ — 0,16X50 = 8 тоннам + + 0,5 кубического метра дров на розжиг.
При обжиге камышом или соломой — 0,3X50 = =15 тоннам.
7. Количество партий обжигаемого сырца определяется следующим расчетом.
При средней длине полевой печи в 7 метров, средней ширине в 6 метров и высоте в 2,7 метра, при плот
132
ности садки в 200 штук на 1 кубический метр требуется за сезон 2 обжига:
50 000 200X7X6X2,7 =2'
При продолжительности цикла обжига (садка, обжиг и выставка) в 7 суток, при работе во время обжига (40 часов) в три смены надо зат-ратить на обжиг: 40:8X2=10 человеко-смен, на садку и выставку: (7—2) Х2Х2 = 20 человеко-смен.
Учитывая, что садка и выставка производятся по одной смене в сутки, а обжиг — в течение трех смен в сутки, для обслуживания полевой печи требуется два человека.
8. Расход рабочей силы:
Наименование специальности
1. Землекопы ....
2. Заготовщики глиномятки
3. Коногоны ....
4. Формовщики
5. Подручные формовщика
6. Сушильщики
7. Обжигальщики .
8. Заготовщики топлива .
Количество человеко-смен
40
66
66
66
66
80
30
14
Итого
428 человеко-смен
т. е. на выработку тысячи штук кирпича требуется около 8,5 чело-веко-смены.
Кирпичные заводы производительностью 300 и 500 тысяч
штук кирпича за сезон
Технологический процесс сезонных кирпичных заводов этих мощностей имеет следующие отличия.
1. Проминка формовочной массы производится не на конных глиномяльных кругах, а в вертикальной глиномялке-кадке, причем когда мощность завода не превышает 300—350 тысяч штук, эти глиномялки-кадки имеют конный привод, а при производительности предприятия в 350—500 тысяч штук — от трактора или от электромотора,
133
2. Формовка сырца производится различно, а именно: а) при мощности завода до 350 тысяч штук сырец формуется на станках «хлопуша» из валюшек, полученных двойным пропуском формовочной массы через вертикальную глиномялку-кадку без приставленного к ней мундштука;
б) при большей мощности предприятия, т. е. до 500 тысяч штук в сезон, сырец формуется на глиномялке-кадке с механическим приводом и с приставленным к ней мундштуком; резка бруса, выходящего из этой глиномялки-кадки, осуществляется ручным резательным станком;
в) обжиг сырца производится как в> напольных печах, так и в траншейных, в зависимости от предполагаемой длительности существования и действия предприятия; из напольных печей рекомендуется двухкамерная, так как пользование ею ускоряет выпуск кирпича за счет сокращения цикла обжига благодаря возможности делать садку в одной камере, не дожидаясь, пока другая камера освободится и остынет.
Необходимо отметить, что на некоторых кирпичных заводах строят и четырехкамерные печи, состоящие из двух двухкамерных печей, пристроенных одна к другой тыльными сторонами.
Четырехкамерные печи берут меньше топлива, так как путем устройства несложных каналов в их стенках можно использовать тепло дымовых газов и тепло остывающей продукции для подсушки сырца, что очень важно, если его влажность превышает 6%.
Выбор типа печей должен производиться при решении вопроса о длительности срока эксплуатации завода. Если производство не обеспечено постоянным источником энергии (собственная электростанция или присоединение к государственной электросети), то лучше строить напольные печи; если же есть электроэнергия или можно обеспечить обслуживание печи бесперебойной работой вентиляторов от тракторов, то выгоднее строить траншейные печи.
Ниже даются технологические расчеты для заводов мощностью в 300 тысяч и 500 тысяч штук кирпича в сезон.
1. Расход глины:
а) для 300 тысяч — 2,5X300=750 кубических метров
134
в плотном теле или 750X1,25=937,5 кубического метра в разрыхленном виде;
б) для 500 тысяч — аналогично таким же расчетам 1 250 кубических метров в плотном теле или 1 560 кубических метров в> разрыхленном виде.
2. Расход рабочей силы по добыче глины и производству вскрыши:
а) для 300 тысяч — 750:4X1,2=225 человеко-смен;
б) для 500 тысяч— 1 250:4X1,2 = 374 человеко-смен.
3. Число гряд для вылеживания глины, согласно приведенным расчетам, составит: для 300 тысяч— 12 и для 500 тысяч — 20, при выкладке гряд указанных выше габаритов. По условиям местности число гряд может быть изменено по линии сокращения. Для этого надо увеличить длину и ширину каждой гряды. Увеличивать объем гряды за счет увеличения ее высоты не рекомендуется.
4. Для формовки требуется следующее оборудование:
а) Если проминка массы (получение глиномятки) производится на глиномялке-кадке, а формовка кирпича-сырца—-на станках «хлопуша» (завод мощностью 300 тысяч штук кирпича), то для того, чтобы промять два раза по 950 кубических метров массы, т. е. пропустить 1 900 кубических метров массы через глиномялку-кадку, надо затратить 208 смен согласно следующему расчету:
1 900
1.2X8 2081
где 1,2— часовая производительность глиномялки в кубических метрах.
8 — число рабочих ча'сов в смене.
Отсюда при средней длительности сезона формовки в ПО дней нужно установить при работе в день в две смены:
210:110
----------2---— 1 вертикальную глиномялку-кадку без мундштука, с конным приводом;
станков «хлопуша» — 4 штуки, если формовка предположена в одну смену, или 2 штуки, если формовка будет вестись в две смены по следующему расчету: в 330 000 штук
день надо сформовать-------И()----= 3 000 штук сырца;
при производительности станка «хлопуша» в 750 штук в смену надо затратить 3 000:750 = 4 станко-смены.
135
Если проминка и формовка объединены пропуском через вертикальную глиномялку-кадку с мундштуком и резательным станком, то станков «хлопуша» не требуется, но нужна установка двух вертикальных глиномялок-кадок по следующему расчету:
330 000 .
По'Х75О~ прессо-смены,
т. е. при двухсменной работе 4:2 = 2 вертикальные глиномялки-кадки.
На заводе производительностью 500 тысяч штук кирпича в сезон формовка ведется в глиномялке-кадке с мундштуком без предварительной проминки. В этом х 550 000 г с случае треоуется = 6,6 прессо-смены, а с учетом
возможности часовой выработки глиномялкой-кадкой до 1 000 штук. Необходимо установить 6,6: 2 = 3 глиномялки-кадки при работе их в две смены в день.
5. Сушку сырца на заводах этих мощностей рекомендуется производить в напольных сараях на станицах по следующим соображениям:
а) сушка на току обусловливает низкую производительность сараев — не более 1 500 штук в сезон с погонного метра сарая шириной 6 метров;
б) сушка в стеллажных сараях требует .значительного количества пиломатериалов на устройство полок стеллажей, поэтому э ряде мест, особенно в безлесных районах страны, строительство стеллажных сараев не рекомендуется из-за высокой их стоимости;
в) сушка в напольных сараях на станицах, при среднем 15-суточном сроке сушки, 6—8 оборотах за сезон и при емкости в 432 штуки сырца на погонный метр са-432Х(6+8)
рая, дает сезонную производительность --------'==3 024
штук сырца с погонного метра, т. е. равную производительности, получаемой при методе Картавцева.
Согласно этим данным, для заводов мощностью 300 тысяч и 500 тысяч штук кирпича потребуется сараев (шириной 6 метров):
для завода мощностью 300 тысяч — 300:3=100 погонных метров,
для заводов мощностью 500 тысяч — 500:3=170 погонных метров, а с учетом площади для брусовки — 140 и 235 погонных метров соответственно,
136
6. Обжиг сырца согласно схеме таблицы 5 может быть произведен в напольных или траншейных печах.
При средней емкости траншейной печи в 75 тысяч штук кирпича потребуется следующее число обжигов: для завода мощностью 300 тысяч — 300:75 = 4 обжига за сезон,
для завода мощностью 500 тысяч — 500:75 = 6,6 обжига за сезон.
Таким образом, обжиг сырца в обоих случаях может быть закончен приблизительно через месяц после последнего дня формовки.
7. Потребность в рабочей силе:
Наименование специальности Количество челове-ко-смеи
300 тысяч штук 500 тысяч штук
1. Землекопы 225 375
2. Заготовщики глиномятки .... 337* 112
3. Коногоны 210 —
4. Формовщики 440 660
5. Подручные формовщиков .... 440 660
6. Сушильщики 220 220
7. Обжигальщики 180** 315
8. Садчики и выставщики 150 250
9. Заготовщики топлива и подвозчики воды 110 110
Итого 2312 2702
т. е. на тысячу штук кирпича расход рабочей силы составит:
2 312:300 = 7,7 человеко-смены и 2 702:500 = 5,4 че-ловеко-смены.
8. Расход воды:
для завода мощностью 300 тысяч штук — 0.6Х300Х
X 80 = 14 400 ведер;
для завода мощностью 500 тысяч штук — 0,6X500X Х80 = 24 000 ведер.
* 112 человеко-смен иа1 устройство гряд и 210 на обслуживание глиномялки.
** Из расчета 15 суток, 3 смены, 1 человек.
137
9. Расход топлива:
для завода мощностью 300 тысяч штук—0,16X300=48 тонн АРШ + 0,5 X 4 = 2 кубических метра дров.
для завода мощностью 500 тысяч штук—'0,16X500 = = 80 тонн АРШ + 0,5X7 = 3,5 кубического метра дров.
Кирпичные заводы производительностью от 500 тысяч до 1 миллиона штук кирпича за сезон
Технологическая схема заводов указанных мощностей осуществляется на оборудовании, предусмотренном для сезонного завода производительностью 500 тысяч штук.
Незначительным отличием является способ вывозки глины, предусматривающий, кроме автотранспорта, также и перевозку в опрокидных вагонетках по узкоколейной железной дороге с конной или механической (мотовоз, электровоз) тягой. Можно рекомендовать электровозную тягу, работающую от переменного тока. Такой электровоз легко изготовить на месте.
Перевозка глины по узкоколейке рекомендуется в случаях отдаленности карьера от завода и в особенности для заводов значительной производительности. Эта электрическая узкоколейная дорога заканчивается в карьере поворотным кругом, при помощи которого вагонетки с глиной переходят на основной путь.
Расчеты (расход материалов и рабочей силы, наименование и число единиц оборудования) производятся аналогично предыдущему примеру, а поэтому здесь нс даются.
Генеральный план таких заводов зависит от местных условий, но поточность производства, т. е. последовательное расположение рабочих узлов, должна быть аналогична генеральному плану типового проекта.
Кирпичные заводы производительностью от 1 до 3 миллионов штук кирпича за сезон
Заводы мощностью свыше 1 миллиона штук кирпича работают по одному из двух режимов: сезонному или круглогодовому.
При мощности до 1,5 миллиона штук обычно принимают сезонный режим работы, а строительство завода 138
Карьер
Рис. 51. Генплан завода мощностью 1,5 млн. шт.:
1 — карьер, 2гряды для промораживания глины, 3 — формовочное отделение, 4 — сушильные сараи, 5 — двухкамерная напольная печь, 6 — склад готовой продукции, 7 — склад угля, 8 — склад дров, 9 — контора, 10—материальный склад, 11—кузница, 12 — водоем, 13 — шахтный колодец и насосная, 14 — мачтовый трансформаторный киоск, |5 — уборная, 16 — электросиловая установка, 17 — водонапорная бащ-НЯ, 18 — расходный склад топлива.
Карьер
IM -
Рис. 52. Генплан за'вода мощностью 1,5 млн. шт.:
1 — карьер, 2 — гряды для промораживания глины, 3 — формовочное отделение, 4 — сушильные саран системы инж. Винавера, 5 — бессводовая кольцевая печь Гипросельстроя, 6 — склад готовой продукции, 7— склад топлива, 8 — контора, 9 — материальный склад, 10 — кузница, И —• мачтовый трансформаторный киоск, 12 — шахтный колодец и насосная, 13 — водоем, 14 — уборная, 15 — водонапорная башня, 16 — электросиловая установка, 17 — расходный склад топлива.
ведут по типовому рабочему проекту 1954 г., разработанному Росстромпроектом.
Этот проект выпущен в следующих вариантах:
1. Подготовка формовочной массы в грядах для промораживания; формовка агрегатом СМ-296-А; сушка в
140
напольных сараях шириной 6 метров; обжиг в двухкамерной напольной печи.
2. Подготовка формовочной массы и формовка сырца такие же, как и в первом варианте; сушка сырца по методу Винавера; обжиг в кольцевой бессводовой печи конструкции Гилросельстроя.
3. Та же схема, что и в первом варианте, но обжиг в бессводовой кольцевой печи конструкции Смирнова.
Ввиду полноты материалов, данных в типовом проекте, и подробного описания приемов технологического процесса, помещенного во II главе книги, изложение работ кирпичного завода сезонной производительностью в 1—1,5 миллиона штук сырца здесь не дается.
По технологической схеме, принятой типовым проектом, часть рабочих занята только в теплое время, а другая (меньшая по количеству) — лишь в осенне-зимний период. Это обстоятельство препятствует созданию постоянных высококвалифицированных кадров кирпичной промышленности.
Кроме того, для проведения обжига в осенне-зимнее время приходится делать запасы высохшего сырца, что связано с устройством сбойных сараев или увеличением площади сушильных сараев. И то и другое в ряде мест обходится дорого, так как требует значительного количества древесины.
Поэтому для заводов мощностью не менее 1,5 мил- Лиона штук рекомендуется иная схема, имеющая два варианта:
Вариант первый
1. Режим работы завода в целом круглогодовой.
2. Формовка— 1 Р/г месяцев в году.
3. Сушка сырца по комплексному методу.
4. Обжиг в кольцевой бессводовой печи или со сводом в зависимости от стоимости топлива.
Вариант второй
1. Режим работы завода в целом круглогодовой.
2. Формовка — 1 Р/г месяцев в году.
3. Сушка искусственным путем в сушилках любого типа, но лучше всего тоннельного.
4. Обжиг в кольцевых печах со сводом или в тоннельных типа «Малютка».
Технологические схемы этих вариантов будут таковы:
141
Схема Первого варианта
1. Карьер. Вскрыша или ручная с предварительной пропашкой плугом и вывозкой очисти автотранспортом или экскаватором.
2. Копка глины — одно- или многоковшовым экскаватором в зависимости от характеристики глины (однородность, разнородность, толщина).
3. Вывозка глины из карьера в опрокидных вагонетках с любым видом тяги, предпочтительнее — механизированным (мотовоз, электровоз). В случае, если карьер расположен значительно ниже заводской площадки, вывозка глины должна быть организована по методу «бесконечной откатки».
4. Складирование добытого сырья в отепленных конусах или круглогодовая добыча глины из обогреваемого карьера (в зависимости от климатических условий и мощности источника электроэнергии).
5. Доставка сырья и добавок к формовочному отделению завода и завалка их в отсеки бешикера (ящичного подавателя). Подвозка вагонетками по узкой колее.
6. Формовка сырца на агрегате СМ-296-А.
7. Резка глиняного бруса, выходящего из мундштука пресса, на кирпичи (с учетом усадки) ручным резательным станком или полуавтоматом и укладка на обычные сырцовые вагонетки или на сушильные вагонетки.
При зимней формовке сырец укладывается непосредственно на полки тоннельных сушильных вагонеток.
8. Сырец, завезенный в сушильные сараи, подсыхает там до потери половины своей влажности — в течение 4—5 суток, после чего перегружается на тоннельные сушильные вагонетки и откатывается по рельсовому пути от сарая до тоннеля сушилки.
9. В летнее время тоннельные сушильные вагонетки с подсохшим сырцом выдерживаются в тоннельной сушилке 10—14 часов, пока сырец не высохнет до нужной степени влажности. Сушильный тоннель должен быть всегда заполнен, т. е. когда из него выкатывается одна вагонетка с высохшим сырцом, то одновременно вкатывается вагонетка с свежесформованным сырцом.
В зимнее время вагонетки с сырцом, в зависимости от его влажности и от чувствительности глины к сушке, стоят в тоннелях 21/z—4 суток, передвигаясь при вводе 142
Карьер
Рис. 53. Генплан завода мощностью 1,5 млн. шт.:
1 —карьер; 2 — Гряды для промораживания глины; 3 — формовочное отделение; 4 — сушильные сараи; 5 — кольцевая бессво-довая печь системы инженера Смирнова; 6 — склад готовой продукции; 7 — склад угля; 8 — склад дров; 9 —контора; 10 — материальный склад; 11 — кузница; 12 — водоем; 13 — шахтный колодец и насосная; 14 — мачтовый трансформаторный киоск; 15 —уборная; 16 — электросиловая установка; 17 — водонапорная башня; 18 — расходный склад топлива.
каждой новой вагонетки, сопровождаемом выходом из тоннеля также одной вагонетки.
10. Перевозка сырца в кольцевую печь, садка и обжиг его, с последующей выставкой, разбраковкой и укладкой в клетки.
Схема второго варианта
1—6 . Эти пункты схемы второго варианта аналогичны пуктам 1—6 схемы первого варианта.
7. Отрезанный от бруса сырец грузится на тоннельные сушильные вагонетки и завозится в искусственную сушилку, где и высушивается (см. пункт 9 схемы первого варианта).
8. То же, что и пункт 10 схемы первого варианта.
При сравнении схем кажется, что выгоднее работать по схеме второго варианта, так как отпадают операции по подсушке сырца в сараях, с которой связаны нагрузка сырца на вагонетки у пресса, разгрузка его в сараях, установка в клетки, погрузка на тоннельные вагонетки, в то время как по схеме второго варианта сырец от пресса укладывается на сушильные тоннельные вагонетки и тут же отправляется на сушку. Однако это преимущество схемы второго варианта имеет место лишь в том случае, если завод построен на базе искусственной сушки, т. е. на нем нет построенных и годных для эксплуатации сушильных сараев, позволяющих использовать бесплатное топливо — тепло атмосферного воздуха. Сушка сырца в искусственных сушилках требует расхода НО килограммов условного топлива на тысячу штук кирпича.
Поэтому, если производится реконструкция действующего сезонного завода с целью увеличения его производительности и перехода на круглогодовой режим работы, следует начать со строительства нескольких тоннелей упрощенного типа и сушить сырец по комплексному методу до тех пор, пока не выйдут из строя все имеющиеся сушильные сараи. Надо иметь в виду, что по мере выхода из строя естественной сушильной площади следует увеличивать количество тоннелей искусственной сушки, доведя его до числа, определенного расчетом пропускной способности сушилки, обеспечивающей загрузку печи и производительность пресса.
144
Если решено строить новый завод, то следует выбрать второй вариант, т. е. с искусственной сушкой сырца.
Рекомендуется сушка в сушилках тоннельного типа, особенно с реверсивным движением сушильных газов, по причинам, о которых упоминалось выше.
Строительство камерных сушилок (при условии их работы под разрежением) допускается в тех случаях, когда необходимое для их обслуживания транспортное оборудование (подъемник, снижатели, келлеровские вагонетки и т. д.) можно достать без фондов из неликвидного имущества, демонтированного на каком-нибудь кирпичном заводе промышленности строительных материалов.
При строительстве завода по второму варианту лучше всего построить кольцевую печь со сводом, поскольку в этом случае можно использовать отходящие дымовые газы (с температурой порядка 90—130°) для сушки сырца, а при наличии «рассыпного строя» также и тепло остывающей продукции для досушки сырца, посаженного в печь.
Строительство тоннельных печей типа «Малютка» может быть рекомендовано лишь в тех случаях, когда топливом может служить природный газ, получающий сейчас широкое распространение.
При планировании строительства завода большой мощности на базе формовки сырца на агрегате СМ-296-А, дополненном бешикером, следует знать, что максимальная производительность такого завода выразится в 5 миллионов штук кирпича в год при двусменной работе прессового отделения (цеха формовки).
Кроме того, не следует упускать из виду, что чем больше мощность завода и выше производительность труда, тем дешевле обходится кирпич, так как амортизационные отчисления и расходы на содержание административно-технического персонала заметно снижаются.
Эти рекомендации по типу заводов и их оснастке являются временными, потому что наша отечественная машиностроительная промышленность в течение ближайшей семилетки (1959—1965 гг.) сумеет создать новые, более производительные механизмы и выработать автоматизированные технологические схемы производства кирпича, основанные не только на «пластическом» способе формовки, но и на «полусухом».
Ю П. Зорин
145
В данное время, например, вместо полнотелого и пористого кирпича имеется возможность выпускать пустотелые блоки.
Рационализировать производство красного кирпича и улучшить его механические качества и его внешний вид можно путем внедрения в практику формовочных агрегатов Артемкина, тоннельных сушилок с реверсивным движением сушильных газов и тоннельных малогабаритных кирпичеобжигательных печей.
Передовые колхозы, объединенные на кооперативных началах, могут при строительстве новых кирпичных заводов заказать проектным организациям разработку индивидуальных проектов, предусматривающих не шаблонную, принятую ныне, схему производства, а новую, наиболее прогрессивную.
СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ
В практике работы часто возникает много' вопросов но технологии производства кирпича, правилам ухода за установленным оборудованием, по увеличению его производительности и снижению стоимости продукции.
Ответы на эти вопросы можно найти в технической литературе. Однако в общедоступных руководствах по производству кирпича справочный материал дается далеко не полностью. Поэтому в книге приводятся наиболее важные и часто требуемые справочные материалы, чтобы работники колхозных предприятий смогли получить ответ на интересующие их вопросы без обращения за помощью к районным или областным организациям.
Заготовка сырья
1. Расчет площади карьера
Требуемая площадь карьера зависит от следующих условий:
а) годовой производительности завода;
б) желательного срока эксплуатации;
в) мощности слоя полезного ископаемого.
Предположим, что ежегодно в течение 12 лет надо выпускать по 800 тысяч штук кирпича.
Характеристика карьера:
а) толщина вскрыши — 35 сантиметров;
б) толщина слоя глины — 3,25 метра.
10*
147
Тогда для обеспечения завода глиной в течение 12 лет потребуется карьер площадью
2,5X800X12 „00.
—=7 384 квадратных метра,
О > ZD
где 2,5 — расход глины в кубических метрах в плотном теле на тысячу штук кирпича;
800 — ежегодный выпуск кирпича в тысячах штук;
12 — число лет эксплуатации;
3,25— толщина полезного слоя ископаемого в погонных метрах.
Объем очисти, т. е. верхнего слоя земли, удаляемого при вскрыше карьера, составит:
2,5X800X0,35 О1С л
за год-------- ч- ----= 215 кубических метров;
за 12 лет — 215X12 = 2 580 кубических метров.
2. Расчет суточного количества сырья при ручной добыче
Суточное количество добываемой глины зависит от требуемого годового расхода сырья, продолжительности периода земляных работ и от числа землекопов, которые могут быть для этого выделены.
Для приведенного выше примера на год надо заготовить глины 2,5X800 = 2 000 кубических метров в плотном теле или 2 000X1,25=2 500 в разрыхленном состоянии.
При работе по заготовке глины в течение двух месяцев (50 рабочих дней) в день надо вынуть из карьера 2 000:50 = 40 кубических метров в плотном теле, для чего потребуется 40:4=10 землекопов, при средней норме каждого в 4 кубометра в смену.
Для вывозки этого количества глины и укладки ее в гряды вымораживания при дальности перевозки тачками не более 50 метров потребуется каталей — укладчиков гряд:
40X1,25 с 8X0,25X5" 5 ЧеЛ0ВеК’
где 0,25 — емкость тачки в кубометрах разрыхленной глины;
5—количество оборотов каталя-укладчика в час (отвозка груженой тачки, свалка глины в гряду, перелопачивание ее и обратная подача тачки землекопам).
148
Тачек требуется двойное количество, т. е. 10, так как пять тачек стоят под попрузкой и пять находятся в пути.
Этот расчет дан для легких суглинков и поэтому может изменяться в зависимости от категорий грунтов, указанных в таблице 14.
Таблица 14
Категория Наименование грунта1 1 Объемный вес 1 куб. м в плотном | теле (кг)
1 Песок 1500
Супесь 1600
Растительный грунт 1200
11 Легкий суглинок 1600
Лёссовидный суглинок 1600
Гравий размером до 15 миллиметров 1700
Плотный растительный грунт с корнями трав 1400
III Глина жирная . . 1800
Суглинок тяжелый 1750 .
Гравий размером 15—40 миллиметров . Земля растительная с корнями диаметром более 1750
30 миллиметров 1400
IV Глина тяжелая Глина моренная с валунами весом до 50 килограммов в количестве менее 10% от общего 1950
объема 2000
V Глина сланцевая 2000
Глина жирная с галькой 1950
Галька крупная диаметром 40—90 миллиметров 1950
Плотный отвердевший лёсс 1800
Указанный вес грунтов должен приниматься при утверждении норм выработки на производство вскрыши и копки сырья.
149
3. Расчет производительности экскаваторов при механизированной добыче глины
Одноковшовые экскаваторы
Часовая эксплуатационная производительность одноковшового экскаватора ( Е3 ) зависит от его. конструктивной производительности (Ек ) и от коэффициента использования рабочего времени в течение смены (Еи ) согласно формуле Еэ = ЕкхЕи, причем
Ек = 60 • П • е • Кр • Кн, где 60 — число минут в часе;
П — число рабочих циклов в минуту;
е —емкость ковша в кубических метрах; ;
Кр — коэффициент разрыхления грунта в ковше;
Кн — коэффициент наполнения ковша.
При грунтах IV категории между емкостью ковша и числом рабочих циклов имеется следующая зависимость:
При емкости ковша в 0,25 кубометра число циклов=3,6.
При емкости ковша в 0,5 кубометра число циклов=3,3.
При емкости ковша1 в 1 кубометр число циклов = 3.
При емкости ковша в 1,5 кубометра число циклов=2,6.
Примечание. При работе экскаватора с погрузкой в транспортную емкость к числу циклов вводится понизительный коэффи циеит К = 0,8.
Значение коэффициентов и Кн в зависимости от категории грунтов дается в таблице 15.
Таблица1 15
I
Коэффициент Категория грунтов
1—II III—IV
«Р 0,9 0,8
кн 0,95 0,85
Многоковшовые экскаваторы
Часовая производительность многоковшовых экскаваторов Еэ вычисляется по следующей формуле;
где £к=60 I! е Кр Кн, где Еэ— производительность эксплуатационная в кубометрах;
150
Ev — производительность конструктивная в кубометрах;
60 — число минут в часе;
//—число ковшей, опорожняемых в минуту. Это число зависит от скорости продвижения цепи с ковшами С (0,4—0,6 метра в , , , 60 С-
секунду) и от расстояния (в) в метрах между ковшами: п=----’
в
Кр—коэффициент разрыхления грунта (0,9 для I и II категорий, 0,85 для III и IV категорий);
Кс —коэффициент сопротивления грунта (1,0 для I и II категорий и 0,97 для III и IV категорий);
Кп — коэффициент наполнения ковша (0,95 для I и II категорий, 0,85 для III и IV категорий).
4. Расчет емкости гряд и конусов
Для промораживания и летования, как уже говорилось, выше, глину укладывают в гряды, а для хранения запаса глины на зимний период формовки — в конусы. Гряды и конусы имеют различный объем из-за значительно большей высоты укладки глины в конусах по сравнению с высотой гряд.
Гряды и конусы представляют собой усеченные пирамиды. Поэтому их объем определяется по следующей формуле:
_ (ДX Ш+д X ш) х в
О= -----------------кубических метров,
где Д — длина гряды или конуса но низу в метрах,
LLJ- ширина » п
d- длина н по верху
iu — ширина я п
в — высота п »
о — объем т, в кубических метрах в раз-
рыхленном виде.
Поверхность конуса, требующая покрытия ее соломенными или камышитовыми матами, определяется из следующей формулы:
/7 = ——;.х в) Х2-+ (-- х в]х2 + дхш,
или: \ 2 / \ 2 )
(Д+д) X в + (Ш+ш) х в+дхш — квад ратных метров, где/7—поверхность конуса в квадратных метрах;
Д, Ш, д, ш и в — то же, что и в предыдущей формуле.
5. Гидромеханизация карьерных работ
Если колхоз, совхоз, РТС имеют электроэнергию от государственной электросети и вблизи карьера есть источник воды с достаточным дебитом, то добычу сырья
151
можно организовать путем размыва грунта ’ мощной струей воды, вылетающей из насадки специального механизма — гидромонитора.
Удельный расход воды (кубический метр воды на кубический метр размытой породы) при уклоне по забою в 0,02 для стока глиняной пульпы (взвеси глины в воде) таков:
1) лёсс — 5—7;
2) суглинок легкий — 5—6;
3) » тяжелый—9—11; '
4) глина жирная—10—12;
5) » особо жирная—12—15.
Для добычи глины методом гидромеханизации требуется установка, в которую входят:
а) сооружения для забора и подачи воды (водоприемники, насосные установки, трубопроводы);
б) гидромониторы;
в) устройства и механизмы для подачи массы в отвал или в отстойники.
По этому методу струя воды, вылетающая из гидромонитора под значительным напором, размывает породу карьера. Вода с взвешенными в ней частицами грунта стекает из забоя по земляным канавкам или искусственным лоткам э отстойные бассейны (польдеры). Здесь вода частично испаряется и впитывается в землю, от чего пульпа превращается во влажную массу жирной глины, которую и берут для ожирнения формовочной смеси.
Жирность глины объясняется тем, что пульпа при своем продвижении от забоя до польдеров освобождается сначала от крупных каменистых включений, затем от мелкой гальки, дутика и песка. Это происходит потому, что такие включения, как более тяжелые, чем частицы глины, не могут оставаться во взвешенном состоянии и оседают на дно канавы или лотка.
Для глинистых и суглинистых грунтов рекомендуются следующие уклоны:
а) для земляной канавы — 0,02—0,03;
б) для деревянного .лотка — 0,015—0,02.
Средняя часовая производительность гидромониторов в зависимости от консистенции пульпы, при коэффициенте рабочего времени равном 0,7, приводится в таблице 16. ’ •’ • • ‘ ‘ '
152
Таблица 16
Ж S Расход воды (л/сек.)
к 0? У S 25 50 100 125 150 200 300 400 500
к о Производительность в мз/час плотного грунта
1/2 31,5 63 126 157 189 252 378 504 630
1/3 21,0 42 84 105 126 168 252 336 420
1/4 16,0 31,5 63 79 95 126 189 252 315
1/5 12,5 25 50 63 75 101 161 202 252
1/8 8,0 16 31,5 39 47 63 95 126 158
1/10 6,5 13 25 31 38 50 76 101 126
1/12 5,0 10,5 21 26 32 42 63 84 105
1/15 4,0 8,5 17 21 26 34 51 67 84
1/20 3,0 6,0 12,5 16 19 25 33 50 6,3
Для обеспечения гидромониторов водой требуются центробежные насосы. Для перекачки пульпы из забоя на лотки, если нет достаточного уклона, применяются грязевые насосы.
Требуемый напор воды, выбрасываемой насадкой гидромонитора, зависит от категории грунта и определяется по следующей формуле:
где Н — требуемый напор в метрах;
hi — напор, необходимый для полета струи воды, в метрах (обычно равен 2,4 высоты забоя);
fe—напор, необходимый для размыва породы, приводимой в таблице 17.
Таблица 17
Напор рабочей воды в конце иасадкн гидромонитора в зависимости от грунта
Грунты (в м)
Суглинки легкие, лёсс 40—50
Суглинки тяжелые 80—100 ' .
Глина песчанистая 60—70
Глина жирная .г .... 80—90’
Глина Плотная н особо жирная . /• •. 100-150
153
Формовка сырца
На ближайший период формовка кирпича-сырца на сельских кирпичных заводах ориентируется на применение «хлопуши», вертикальных глиномялок-кадок и агрегата ССМ-296-А. В связи с предстоящим увеличением выпуска кирпича многие заводы промышленности строительных материалов и промкооперации будут реконструированы за счет внедрения более мощных вакуум-прессов или перехода на полусухой метод формовки. Поэтому следует ожидать, что некоторая часть оборудования, ныне установленного на действующих заводах, будет демонтирована и использована для оснастки сельских кирпичных заводов.
Для ознакомления с такими кирпичеделательными агрегатами, позволяющими формовать сырец непосредственно из кирпичного сырья без длительной его обработки, в таблице 18 дается характеристика наиболее распространенных моделей и марок ленточных прессов.
___ _____Таблица 18
Модели и марки ленточных прессов
Элементы характеристики эигрич главстромма-шииы
КРОК № 3 КРОК № 8 одномундштучный двухмундштучный СМ-58 СМ-28
Форма корпуса пресса! (цилиндр) . . . Тип винта . . . Конический Лопастной прерывный Сту-пеича-тый Винтовой Кони1 Вии веский говой Цилин/ к Вию 1ричес-ий овой
Отношение выходного сечеиия корпуса к сечению. Мундштука 3,95 4,52 *,-7 . 2,86 3,72 , 4,52
154
Продолжение
Элементы характеристики Модели н марки ленточных прессов
КРОК № з I КРОК № 8 энгрич главстромма-шины
одномундштучный 1 двухмундштучный СМ-58 СМ-28
Число оборотов лопастного вала в минуту . . 24 28 25 25 25-35 21-26,2
Число оборотов приводного вала в минуту . . . 120 120 150 150 94-130 85-105
Потребляемая мощность (л. с.) 20-30 35-40 50—55 55-60 50-60 25-30
Средняя производительность (штук в час) 3200- 3500- 3500- 4000— 5000- 2500—
3700 4000 4000 6000 •— 3500
Габаритные размеры (мм): Длина .... 5283 4420 5400 5400 3550 3500
ширина , . . 2050 1600 2150 2150 1400 1600
высота . . 1505 1775 1655 1655 1500 1600
Вес (кг) .... 5050 4800 5550 5550 4400 3520
Кроме этих прессов серийного выпуска, имеются также и другие, которые могут1 быть рекомендованы для колхозных кирпичных предприятий. Это пресс Игнатовича — Ценке для формовки сырца из глин повышенной влажности (зыбкие глины), применяемый на северо-западе европейской части Союза ССР, и пресс Артемкина, дающий бессвилевой кирпич.
Техническая, характеристика этих прессов приведена в таблицах 19' и 20.' ' .
155
Таблица» 19
Техническая характеристика пресса Игнатовича — Ценке
Элементы характеристики
Число оборотов лопастного вала в минуту 24
Число оборотов приводного шкива в минуту 360
Потребная мощность (л. с.).................. 25
Средняя производительность (штук в час) 2200—2400
Габаритные размеры стационарного пресса (мм):
длина........................................... 5390
ширина ......................................... 2050
высота ......................................... 1600
Таблица 20
Техническая характеристика пресса Артемкина
Диаметр приводного шкива (мм)................... 580
Ширина приводного шкива (мм).................... 90
Число оборотов шкива в минуту ..... ПО
Средняя производительность (штук в час) .... 3200—3500
Потребляемая мощность (л. с.)................... 10
Габаритные размеры (мм): длина...................................... 2500
ширина ............................................. 2100
высота ............................................. 1200
Вес (кг)....................................... 2500
При формовке сырца в формовочную массу необходимо иногда вводить отощители, если глина жирна, или наполнители, если хотят получить пористый, менее теплопроводный кирпич.
Отощители нужно просеять через сито с отверстиями в 2 миллиметра. Поэтому шлак и бой кирпича должны быть предварительно измельчены, для чего применяются молотковые дробилки типа «Клеро» производительностью до 4 кубометров в час.
Наполнители должны иметь влажность не ниже влажности глиномятки. Их также необходимо просеять. Приготовление соломенной сечки производится на соломорезке. Длина сечки — до 5 миллиметров.
При формовке сырца на заводе с круглогодовым режимом работы и сушкой его в искусственных сушилках тепёрь часто применяется подогрей формовочной мас'с'ы
156
1
Рис. 54. Схема применения люлечного конвейера:
-формовочное отделение; 2 — сушильные саран; 3—кольцевая печь; 4 — линия конвейера с подвешенными к нему люльками.
Сечение по I-»
Рис. 55. Глиномешалка с пароувлажнением.
паром. На рисунке 55 показано устройство для паро-увлажнения глиняной массы. Оно состоит из магистрального паропровода (1) с манометром и трубкой (2) для отвода конденсата, двух пароподводяших труб (3), труб (4, 5, 6 н7) на каждой стороне глиномялки, соединен них с парораспределительными гребенками (8), имеющими по 10 штуцеров, предохранительных накладок (9), коробчатого парораспределителя (10) и коллектора (11) для отвода конденсата и грязи из глиномялки.
При включении этого устройства в работу сначала продувается магистральный паропровод для удаления конденсата через трубку. Затем прогревается и продувается вся парораспределительная система данного
158
устройства с отводом из него конденсата через коллектор. После этого корыто глиномялки заполняется глиной, и пар через парораспределительные гребенки и их штуцеры подается под предохранительные накладки, а затем через узкие щели между накладками и кожухом глиномялки поступает непосредственно в мешалку. Регулировка поступления пара по отдельным гребенкам и их продувка производятся посредством установленных на них вентилей. Зазор между лопастями и кожухом глиномялки не должен превышать 5 миллиметров.
Давление пара в магистральном паропроводе следует поддерживать в пределах 0,5—0,6 атмосферы. Расход пара на пароувлажнение тысячи кирпичей в летних условиях составляет 140—150 килограммов, а в зимних— от 180 до 190 килограммов.
Температура подогрева глиняного бруса 45—55°. Во избежание прилипания бруса к поверхности мундштука и резательного стола и растрескивания сырца до загрузки его в сушила, орошение мундштука и резательного стола производится холодной водой.
Производство профильного кирпича
Для того чтобы улучшить внешний вид сельских зданий, кроме обычного кирпича, необходимо выпускать также профильный.
Один из простейших способов ажурной кладки лицевого кирпича показан на рисунке 56.
Схема технологического процесса производства лицевого кирпича отличается от обычной схемы более тщательной обработкой формы для неглазурованного типа и глазурованием поверхности кирпича путем покрытия ее глазурью 1 или ангобом 2.
Глазури, в зависимости от состава, разделяются на свинцовые — легкоплавкие (до 1 000—1100°), щелочно-
1 Глазурью называется стеклообразное покрытие изделий, образующееся при высоких температурах обжига и придающее поверхности изделий свойства водоиепроиицаемости, а также декоративную окраску.
г Ангоб — защитный слой тонкозернистой глины, частично или сплошь закрывающий поверхность керамического изделия и маскирующий цвет и грубую структуру черепка. Обычно ангоб составляется из более ценной массы, чем изделие.
159
Рис. 56. Способы ажурной кладки лицевого кирпича: вверху — поребрик, в середине — бегу-нец, внизу — сухарики.
земельные и соляные, а по методу изготовления— на сырые и фриттованные.
Состав глазури и ангоба должен обеспечивать прочное соединение с черепком изделия и необходимый цвет.
Во избежание появ
ления трещин и отскаки-вания, коэффициент расширения глазури должен соответствовать коэффи-
циенту расширения изделий. Основным компонентом ангоба являются легкоплавкие глины с добавками плавней и окрашивающих окислов (меди, кобальта, марганца и т. д.). Состав глазури и ангоба должен быть установлен для каждого типа изделий отдельно, в зависимости от свойств сырья.
Неглазурованный тип лицевого кирпича вырабатывается путем допрессовки подвяленного кирпича-сырца на станках типа «хлопуша», в которых боек заменен толстой пластиной, а короткая рукоятка бойка удлинена до 75—100 сантиметров в целях усиления давления планки на заложенный в форму подвяленный кирпич-сырец. После сушки такой сырец должен быть оправлен стеклянной шкуркой.
Для выработки глазурованного лицевого кирпича надо при покрытии глазурью провести два обжига (до покрытия и после), для лицевого кирпича, покрытого ангобом,— один обжиг.
Некоторые мастера добиваются необходимой расцветки кирпича путем введения в массу красящих добавок (окиси марганца, хрома, железа и т. д.) или обработкой лицевой поверхности сырца красителями.
Материалы для окраски глазури и ангоб приведены в таблице 21.
160
Таблица 21
Цвет Наименование материалов
Белый Серый Голубой Окиси олова и мышьяка Окись никеля Окись никеля (при определенных условиях)
Синий Окиси кобальта и никеля (при определенных условиях)
Зеленый Желтый Оранжевый Красный Окиси хрома1 и меди Окиси урана и сурьмы Окись урана Окись меди (восстановительный обжиг, комбинации окисей хрома и олова)
Темно-красный Фиолетовый Комбинации окисей железа и олова Комбинации окисей хрома и олова, также окисей алюминия и хрома
Черный Окись урана, комбинации окисей железа, меди, никеля и кобальта
Сушка сырца
Для камерной сушилки завода с круглогодовым режимом работы надо:
1) вычислить суточную производительность сушилки, разделив годовую программу на 365 дней в году;
2) умножить суточную производительность на время сушки (в часах);
3) полученное произведение разделить на емкость камеры и число часов в сутках;
4) к полученному числу «рабочих» камер прибавить две, находящиеся под выгрузкой и загрузкой, и одну запасную на случай ремонта.
Пример.
Годовая программа 3 миллиона штук кирпича.
Срок сушки 60 часов.
Емкость камеры 3 600 штук.
3000000x1.1 x60 „ „
Отсюда: ——---------—------+3=9 камер.
365 x 24 x 3 600
Расчет нужного количества тоннелей ведется аналогичным образом, но к числу «рабочих» тоннелей прибавляется только один, а не три, как это практикуется при расчете камерных сушилок.
1I П. Зорин
161
На 1 погонный метр камерной сушилки входит 360 штук сырца.
На 1 тоннельную сушильную стандартную вагонетку — 420 штук, причем в один тоннель входит 20 вагонеток.
На испарение 1 килограмма влаги в искусственных сушилках требуется затрачивать от 1 000 до 1 300 килокалорий. Отсюда ясно, какое значение имеют максимальное использование тепла топлива и борьба с тепло-потерями.
Из числа разных типов топок, применяемых для обслуживания искусственных сушилок, рекомендуется шахтная топка, состоящая из вертикальной шахты высотой 1 метр и двух колосниковых решеток: наклонной и горизонтальной.
Загрузка топлива в шахту производится через коробку. Топка имеет три дверцы. Топочные газы через вертикальную стену поступают в шахту, где освобождаются от взвешенных в них мелких частиц золы.
Толщина слоя топлива должна быть:
Для дров............. 500—700 миллиметров
Для торфа .... 350—600 »
Для антрацита АК . • 100—125 »
Для подмосковного и кузнецкого угля................ 125—200 »
Сжигание топлива нужно вести с минимальным избытком воздуха, обеспечивающим полноту горения. Температура в топке не должна опускаться ниже 1 000°.
Конечную влажность сырца можно определить путем анализа, т. е. взвесить вышедший из сушилки сырец, затем досушить его при температуре 110° до постоянного веса, охладить и снова взвесить. Разница в весе, перечисленная на проценты, покажет влажность сырца.
При сушке сырца брак иногда достигает 5—7%. На рисунке 57 показаны основные виды брака сырца. Чтобы избежать брака при сушке в сараях, надо не реже 2—3 раз в сутки измерять здесь температуру и относительную влажность воздуха, проверять влажность сырца, поступающего из формовочного отделения, и следить за сухостью выходящего сырца.
При сушке в искусственных сушилках нужно ежедневно, раз в смену, производить замеры:
162
Рис. 57. Основные виды брака сырца: а — сушильные трещины сквозные; б — сушильные трещины местные; в —рамочные трещины; г — структурные трещины; д — трещины от включений.
а) температуры и давления в центральном газоподводящем канале;
б) температуры, давления и относительной влажности в каждой рабочей камере или рабочем тоннеле;
в) температуры и относительной влажности отходящих из сушилки газов.
Для проведения этих замеров рекомендуется пользоваться следующими контрольными приборами:
1) наружным термометром для сараев и угловым термометром для искусственных сушилок;
2) психрометром Августа—для измерения относительной влажности.
При продаже к этим психрометрам прилагаются инструкция и таблица.
Приборы можно приобрести в магазинах лабораторного оборудования.
Обжиг кирпича-сырца
На обжиг тысячи штук кирпича расходуется от 130 до 250 килограммов условного топлива ’.
Такая большая разница в расходе топлива зависит от конструкции печи, влажности сырца, огнеупорности
1 Условным считается топливо, дающее при сгорании 1 килограмма 7 тысяч килокалорий. Килокалорией (ккал) является количе-, ство тепла, необходимое для нагрева килограмма воды на 1° Ц.
11*
163
глины, калорийности топлива и его влажности, от тяги и от квалификации обжигальщиков.
Для обжига применяются нефтяные отходы, природные и искусственные газы, угли разных марок, дрова, торф, отходы сельского хозяйства и некоторые отходы промышленности (главным образом деревообрабатывающей) .
При расчетах для определения количества топлива, подлежащего заготовке, и для учета израсходованного топлива принято пересчитывать натуральное топливо на условное и обратно. Для этого надо:
а) при пересчете натурального топлива на условное умножить его количество на переводной коэффициент (табл. 22);
б) при пересчете условного топлива на натуральное разделить количество условного топлива на этот коэффициент.
Таблица 22
Коэффициенты для перевода натурального топлива в условное
с Виды топлива Единица измерения Перевод ной коэффи-
й циент
1 Уголь донецкий марки АРШ .... т 0,921
2 Уголь донецкий марки АСШ .... 0,885
3 Уголь кузнецкий марок ТР и ТМ 0,93
4 Уголь подмосковный марки БР . . . ff 0,415
5 Уголь подмосковный марки БМ . 0,36
6 Уголь кизеловский рядовой .... .. 0,8
7 Уголь челябинский марки БР .... 0,545
8 Уголь челябинский марки БМ .... ff 0.536
9 Уголь карагандинский Б, рядовой 0,55
10 Уголь райчихинский Б, рядовой . ff 0,485
11 Торф фрезерный (в среднем при влажно- 0,38
сти 40%) ff
То же, при влажности 30% .... 0,46
То же, при влажности 50% 0,30
12 Сланец каширский 0.23
13 Сланец гдовский 0,27
14 Коксовая мелочь 0,7
15 Изгарь (в зависимости от обогащения) . .. 0,2—04
16 Дрова березовые (влажность 33%) куб. M 0,23
17 Дрова смешанные (влажность 30%) . я я 0,186
Дрова смешанные (влажность 50%) . n я 0,176
18 Опилки (при влажности 33%) .... 0,05
164
При сжигании пней, сучьев и хвороста следует учитывать, что 1 кубометр дров соответствует 1,59 кубометра пней или 3,96 кубометра сучьев и хвороста.
Теплотворная способность некоторых видов сельскохозяйственных отходов дается в таблице 23.
Т а б’ л и ц а 23'
Наименование отходов Влажность (д;>) Зольност:, (%) Рабочая теплотворная способность (ккал)
Лузга подсолнечная . 15 2-3 3680
Костра льняная . . . И 3,2 3365
Солома 10 5,0 3750
Кизяк 26 20,0 2580
Камыш 10 5.0 3700
Для перечисления этих отходов на условное топливо надо:
при вычислении израсходованного топлива умножить его вес на теплотворную способность, а полученное произведение разделить на 7 000.
Пример 1.
Израсходовано 270 килограммов соломы. В условном исчислении это будет:
3 750x270 ----------==14.) килограммов.
7 000
Пример 2.
Сколько надо заготовить соломы, чтобы обжечь 10 тысяч штук кирпича при норме расхода условного топлива в 150 килограмме» на тысячу штук?
150x10x7 000 „„
-------------=2 800 килограммов.
3 750
Обжиг кирпича лучше всего производить при работе на мелком каменном угле и дровах.
Обжиг должен контролироваться главным образом путем наблюдения за температурой на всех стадиях и за усадкой кирпича.
Контроль за температурой опытные обжигальщики (взварщики) ведут «на глазок», руководствуясь сте-
lf 5
Рис. 58. Керамические пироскопы.
пенью свечения нагретого кирпича (если нет соответствующих приборов). Из последних наиболее доступны керамические пироскопы (конусы Зегера), сделанные из различных по своей тугоплавкости глиняных масс.
Пироскопы (рис. 58) — это небольшие трехгран
ные пирамидки, плавящиеся при определенных температурах— в пределах от 600 до 2 000л На каждом пироскопе стоит номер, указывающий температуру плавления в десятках градусов. Так, например, пироскоп № 96 плавится при 960°, № 98— при 980° и № 100 — при 1 000°.
Для определения температуры такими пироскопами их во время садки сырца ставят в камеру печи на плитку из мягкой глины, в которую их легко вдавливают с небольшим уклоном.
Когда пирамидка начнет сгибаться, это показывает, что температура в камере поднялась до температуры, обозначенной на пироскопе ее номером.
Пироскопы ставятся рядом в количестве трех штук; из них первый имеет температуру плавления на 20—40э выше нормальной температуры обжига, второй — точно соответствующую температуре обжига, а третий — ниже ее на 20—40°.
Положение пироскопов на рисунке 58 показывает, что температура в камере около 1 000° (более 980 и менее 1 000°).
Обожженный кирпич должен удовлетворять требованиям ГОСТа 530-54. Согласно этому ГОСТу кирпич должен иметь размеры; длина—250, ширина—120, толщина — 65 миллиметров.
Отклонения от этих размеров допускаются: по длине— не более ±6, по ширине ±4 и по толщине ±1,3 миллиметра.
Допускаются:
а) искривления поверхностей и ребер по постели до 4 и по ложку — до 5 миллиметров;
166
б) сквозные трещины на ложковых гранях па всю толщину (не более двух на кирпиче), длиной до 40 миллиметров, в направлении ширины кирпича;
в) наличие половника в количестве не более 5%.
По прочности кирпич разделяется на четыре марки: «150», «100», «75» и «50», что соответствует числу килограммов на квадратный сантиметр кирпича, при котором кирпич не раздавливается.
Водопоглощение кирпича по этому ГОСТу должно быть не менее 8%.
Кирпич должен быть морозостойким, т. е. выдерживать без всяких признаков разрушения 15-кратное замораживание при температуре —15° с последующим оттаиванием.
Объемный вес красного кирпича колеблется в пределах от 1,5 до 1,9 г/см3. Чем меньше объемный вес, тем меньше его теплопроводность.
Кирпич ручной формовки обычно имеет объемный вес около 1,7 г/см3, что соответствует коэффициенту теплопроводности, равному 0,67, как это видно из таблицы 24.
Таблица 24
Объемный вес (г/см3) 1,90 1,85 1,80 1,75 1,70 1,65 1,60 1,55 1,50
Коэффициент теплопроводности 0,75 0,73 0,71 0,69 0,67 0,64 0,62 0,60 0,58
Расчетные данные для начисления трудодней
Оплата труда членов производственной бригады колхоза за работы по изготовлению местных строительных материалов осуществляется путем начисления трудодней по нормам и расценкам, утвержденным общим собранием колхозников, применительно к «Примерным нормам выработки и единым расценкам в трудоднях на работы по строительству в колхозах» (Сельхозгиз, 1954).
Все работы по изготовлению местных стройматериалов разделяются на девять квалификационных групп.
167
В зависимости от сложности работ и их трудоемкости за выполнение одной дневной нормы членам бригады начисляется:
В 1-й квалификационн ой группе 0,5 трудодня
„ 2-й 0,7
. 3-й 1,0
, 4-й 1,25
„ 5-й 1,5
„ 6-й я 1,75
„ 7-й я 2,0
„ 8-й к 2.25
» 9-й И П 2,5 я
Эти квалификационные нормы присваиваются колхозникам, выполняющим работы, указанные в таблице 25.
Таблица 25
| Квалиф.ь 1 кационпая 1 групп-! Перечень работ, которые соответствуют этой группе Примечание
3 Мятье глины в конном глиномяльном КРУГУ (погонщик лошади и отцепщик тележки) Под наблюдением мастера
4 Подвозка глины и песка, составление шихты и подача1 ее в кирпичеделательный агрегат на кирпичном производстве с машинной выработкой сырца То же
4 Отбор глины (при ручной формовке сырца), выходящей из глиномялки, и отвозка ее к формовщикам; подвозка песка тачкой для отощения глины и посыпка форм («хлопуши», пролеток, поддонов) То же
4 Оправка и ребровка сырца при сушке, складывание сырца в козелки, наблюдение за равномерностью сушки сырца То же
4 Подача кирпича для садки в обжигательную печь То же
5 При машинной формовке сырца — резка бруса на резательном столике на кирпичи, отбор сырца-кирпича и отвозка его в сушку иа ток или укладка в станицы и стеллажи для сушки То же
168
Продолжение
55 = Ж -&s я Перечень работ, которые соответствуют Примечание
“ га о. — a U этой группе
э Загрузка и мятье глины в конной верти- Под наблюдением
калькой глиномялке на кирпичных производствах с ручной формовкой сырца мастера
5 Заготовка топлива для обжига — распиловка и колка дров; подготовка соломы, тростника, хвороста, торфа н угля для сжигания То же
5 Разборка ходков и верха напольной печи, очистка очелков и подготовка печн к садке сырца То же
,5 Подвозка и подача сухого кирпича-сыр- То же
ца для садки в обжигательную печь
5 Выгрузка кирпича из печи после обжига, с отвозкой на склад, сортировкой и укладкой в штабеля То же
6 Разработка глины в карьере: снятие очисти с отвозкой ее в отвал; послойная копка глины с отвозкой в гряды на промораживание нли летование; устройство гряд и наблюдение за ними; замочка глины в мочильных ямах у глиномялки Самостоятельно
6 Составление шихты перед переработкой глинь! То же
7 Заготовка глины в карьере; укладка ее в гряды на промораживание или летование; замочка глины и наблюдение за гли-номассой в процессе дозревания То же
7 Составление шихты, переработка глины в конном кругу, глиномялке или кирпиче-делательном агрегате, установка мундштука на глиномялку и регулировка его в кирпичеделательном агрегате То же
7 Формовка кирпича в ручных формах (поддонах, пролетка'х и на станке «хлопуша») То же
7 Обжиг кирпича в напольных печах обычным методом, в траншейных и кольцевых печах То же
7 Садка кирпича для обжига в напольную, траншейную и кольцевую печи То же
7 Обжиг кирпича по методу А. П. Пугачева То же
169
За руководство бригадиру начисляется дополнительно 2,5—4% от количества трудодней, начисленных его бригаде, если он сам не освобожден от непосредственной работы в ней. Если бригадир освобожден от непосредственной работы, то ему начисляется 4—7% от количества трудодней, начисленных его бригаде.
За подготовку ученика по специальности формовщика или садчика начисляется 20 трудодней, а по специальности обжигальщика — 30 трудодней.
Ученикам во время обучения начисляется по 0,75 трудодня за каждый проработанный день.
* ❖ *
Имеющийся опыт работы колхозных кирпичных заводов говорит о том, что сооружение таких предприятий создает условия для широкого развертывания строительства производственных и культурно-бытовых зданий. Выпуск кирпича на собственных заводах обходится значительно дешевле, так как при этом исключаются крупные затраты на его транспортировку.
Сооружение колхозных и межколхозных предприятий по производству кирпича дает возможность планировать строительные работы. В этом случае полностью исключается срыв планов строительства из-за недостатка стеновых материалов.
В колхозах, имеющих свои кирпичные заводы, ведутся сейчас большие строительные работы. Сооружается много производственных построек, возводятся жилые дома и культурно-бытовые здания, успешно выполняются намеченные планы строительства. Всему этому во многом способствует создание собственной базы строительных материалов.
СОДЕРЖАНИЕ
Организация производства кирпича ........................ 5
Определение качества глины .............................. 8
Технологический процесс производства кирпича .... 28
Заготовка сырья......................................... 29
Подготовка формовочной массы....................... 40
Формовка кирпича-сырца................................ 48
Сушка кирпича................................. 69
Естественная сушка.................................... 69
Искусственная сушка........................... 78
Сушилки периодического действия........................ 80*"
Сушилки непрерывного действия . 86
Комплексная сушка сырца................................. 90
Обжиг кнрппча-сырца...................................... 91
Болгарский способ обжига кирпича ..... . 96
Обжиг кирпича в напольных печах...................... 98
Обжиг кирпича в кольцевых печах.......................105
Обжиг кирпича в траншейных печа'х...................... 119
Обжиг кирпича в тоннельных печах....................... 123
Хранение высушенного сырца и выставка обо?кженного кирпича ................................................126
Компоновочные решения колхозных кирпичных заводов . 129
Справочные материалы и примеры расчетов 147