Современная технология и оборудование для производства керамического кирпича полусухого прессования

Кондратенко В. Пешков В. Следнев Д. Современная технология и оборудование для производства керамического кирпича полусухого прессования // Строительные материалы. 2003 . №2. C. 18-19

Производство керамических стеновых материалов может быть осуществлено различными способами формования. При пластическом методе формования влажность шихты соответствует нормальной формовочной и в зависимости от свойств глиняного сырья находится в пределах 18-22%. При жестком методе формования формовочная влажность на 3-4% ниже, чем при пластическом. Полусухой способ производства изделий предусматривает формование изделий из сыпучих масс влажностью 7-10%. При первых двух способах формование производится экструзией, в третьем случае ? уплотнением пресс-порошка в коленорычажных или гидравлических прессах.

На выбор способа производства оказывают влияние различные факторы, в частности карьерная влажность и плотность сырья, его чувствительность к сушке. Немаловажным аргументом является предполагаемый ассортимент продукции и возможность приобретения того или иного комплекта оборудования.

Полусухой способ производства кирпича был распространен на заводах страны в 50-е годы XX века, однако длительное время считался неперспективным. В конце 70-х ? начале 80-х годов технология переработки глины была усовершенствована, после чего этот способ вновь стал рекомендоваться для строительства заводов [1].

Преимуществом традиционного полусухого способа производства является отсутствие перекладки кирпича-сырца с сушильной на печную вагонетку, возможность использовать как обычные глинистые породы, в том числе с карбонатными включениями, так и плотные трудно-размокаемые (глинистые сланцы, отходы угледобычи и углеобогащения), а недостатком ? невозможность производства эффективных и высокопустотных изделий, запыленность производственных помещений, низкая производительность прессов полусухого прессования.

Проведя мгногочисленные исследования и проанализировав работу действующих заводов по производству керамического кирпича методом полусухого прессования, авторы пришли к следующим выводам.

1. Для получения керамического черепка с высокими физико-техническими свойствами необходимо производить тщательное усреднение глинистого сырья по минералогическому и химическому составам. Существующие схемы подготовки пресс-порошка не обеспечивают этого требования.

2. Для получения лицевого кирпича сырец на обжиговые вагонетки должен укладываться на постель, а влажность сырца при поступлении его в туннельную печь не должна превышать 3,5%, в кольцевую - 5%. Вместе с тем установлено, что прочность свежесформованного сырца в зависимости от свойств глинистого сырья находится в пределах 2?5 МПа. При его подсушке до остаточной влажности 3?5% прочность повышается на 80?300%. Если укладывать на постель свежесформованный сырец, то нижние ряды, как правило, деформируются. Подсушка же сырца позволяет укладывать его на обжиговые вагонетки на постель.

Проведены исследования эффективности воздействия разных глиноперерабатывающих машин на качество получаемой при этом глиномассы двух месторождений. Эффективность воздействия машин оценивалась по изменению напряжения сдвига. Влажность глиномассы составляла 20?0,5%. Результаты исследований приведены на рис. 1. Анализ проведенных исследований показывает, что наиболее эффективен при переработке глинистого сырья шнековый пресс с фильтрующей решеткой.





Для обеспечения стабильности работы пресса была сконструирована специальная решетка, диаметр отверстий которой составляет 18?22 мм. Для исключения деформации решетки и равномерного распределения глиномассы по сечению в переходной головке пресса установлено уплотнительно-распределительное устройство [2].

На основании полученных данных на ряде кирпичных заводов в последние годы были реконструированы технологические схемы массозаготовительных отделений. Так, например, на Балашовском кирпичном заводе Саратовской области (мощность завода ? 16 млн шт. усл. кирпича в год) на стадии подготовки шихты до шихтозапасника после питателя установлены только камневыделительные вальцы и шнековый пресс с фильтрующей решеткой. В 1999 г. на ОАО ?Стройполимеркерамика? в Калужской области (комплекс СМК-350, мощность завода 60 млн шт. условного кирпича в год) через 10 лет эксплуатации серьезной проблемой стал вопрос о замене дырчатых вальцов фирмы ?Униморандо?. Вместо этих вальцов был установлен шнековый пресс с фильтрующей решеткой. Завод работает стабильно без снижения качества готового кирпича. Эта же схема применена при разработке технологической линии производства лицевого керамического кирпича полусухого прессования на ОАО ?Себряковский комбинат асбесто-цементных изделий? в Волгоградской области [3].

Особенности разработанной технологии полусухого прессования заключаются в следующем: на специально сконструированном комплексе на базе пресса СМК-506 предусмотрен метод грануляции. Гранулирование исходного сырья перед сушильным барабаном обеспечивает улучшение условий сушки, снижение потерь с выносами (унос пыли), повышение однородности по химическому и минеральному составам глинистого сырья, размерам и влажности кусков, что в конечном счете способствует существенному повышению качества кирпича.

В технологическую схему приготовления пресс-порошка введена стадия механической активации массы в стержневом смесителе конструкции ВНИИСТРОМ. Смеситель гомогенизирует массу и обеспечивает уплотнение и частичную грануляцию. Это улучшает сыпучесть порошка и заполнение пресс-форм, облегчая прессование и получение качественных изделий.

Для обеспечения подсушки сырца перед укладкой его на обжиговые вагонетки ВНИИСТРОМ совместно с СКВ ?СТРОММАШ? (Москва) была разработана автоматизированная система съема сырца с пресса, укладки его на полки специально сконструированной люлечной роторно-конвейерной сушилки, съема сырца с полок сушилки и укладки его на обжиговые вагонетки с размером пакетов 1x1 м (рис. 2).







В ноябре 2000 г. на ОАО ?СКАИ? введен в эксплуатацию второй аналогичный цех.

Все технологические переделы, начиная от подачи глины в ящичные питатели и до выхода готового кирпича из туннельной печи, полностью механизированы и автоматизированы (рис. 3).



Техническая характеристика технологической линии по производству лицевого керамического кирпича полусухого прессования

Основные сырьевые материалы

глины, суглинки, аргиллиты

до 100%

отходы кирпичного производства, золы, шлаки и т. п.

0-40%

Номенклатура изделий

кирпич керамический ГОСТ 530

250x120x65 мм

250x120x88 мм

кирпич керамический лицевой ГОСТ 7484-78

250x120x65 мм

250x120x88 мм

Качественные показатели

средняя плотность

1600-1750 кг/м3

марка по прочности при сжатии

10-25 МПа

Производительность

кирпич керамический (условный)

до 20 млн шт. в год

Энергоресурсы

электроэнергия, 3-фазный переменный ток

380 Вольт, 50 Гц

установленная мощность электроприемников

1000 кВт

Удельный расход на 1 тыс. шт. условного кирпича

электроэнергия

280 кВт-ч

условное топливо

250 кг

сырьевые материалы

3,03 м3

Необходимая площадь всей линии

5000 м2

Количество работающих

110 чел.

Ориентировочная стоимость комплекта технологической линии, включая печь

54 млн р

Рентабельность производства

20-30%

Срок окупаемости

3-4 года

Поставщики технологического оборудования: предприятия России и Белоруссии по заданию ВНИИСТРОМ им. П.П. Будинкова

Список литературы

1. Кашкаев И.С., Шейнман Е.Ш. Производство глиняного кирпича. М.: Высшая школа. 1978.

2. Патент № 210172. Технологическая линия для производства лицевых керамических стеновых материалов методом полусухого прессования. Приоритет от 15.02.2000. М., 10.07.2001.

3. Кондратенко В.А., Пешков В.Н., Следнев Д.В. Проблемы кирпичного производства и способы их решения // Строит, материалы. 2002. № 3. С. 43.