Обжиг кирпича это химический процесс

Как осуществляется обжиг клинкерного кирпича?

Кирпич — это обожженный при высочайшей температуре глиняный брусок. Каким образом делается обжиг клинкерного кирпича? Это особенная разновидность глиняних строй изделий. Она различается от всех других кирпичей собственной плотностью. Бруски из глины вполне спекаются в процессе обжига.

Температура обжига клинкерного кирпича составляет около 1200 °C, что присваивает материалу высшую крепкость.

Аспекты подбора высококачественной глины

Проверить самому, правильной ли жирности отысканная вами глина, достаточно просто. Идеальнее всего взять пробы материала с нескольких участков либо мест реализации, довольно будет примерно по полкилограмма.

Для что нам необходимо маленькое количество? Доливаем в любой эталон незначительно воды и кропотливо размешиваем. Глина обязана вобрать в себя воду и начать приставать к рукам — на этом можно процесс окончить. Из приготовленной массы сделайте шарики поперечником около 50 мм и лепешки поперечником 100 мм. Оставляем их в отлично проветриваемом помещении либо на улице под навесом и высушиваем в течение 2–3 дней. Понятно, что такие деяния нужно произвести с каждым прототипом глины.

Сейчас можно приступать к оценке наших образцов:

• если на шариках и лепешках возникли трещинкы, то придется в процессе производства кирпича добавлять песок, у вашей глины — завышенная жирность;
• при отсутствии трещинок нужно шарик кинуть без труда с высоты 1 м. Если он не разрушится, означает, глина хорошей жирности;
• при рассыпании шарика можно прийти к выводу, что для эталона была применена тощая глина, в этом случае придется добавлять жирную.

Доп составляющие (песок либо жирную глину), зависимо от черт вашего материала, следует добавлять порциями, повсевременно проверяя свойство готовой массы. Совершенно, чем больше пластичность глины, тем легче сделать кирпич.

Совет: пробы и тесты нужно продолжать до нахождения рационального состава массы.

Для заслуги неплохой пластичности сухой материал засыпают в емкости водой и оставляют в таком состоянии на некое время, временами добавляя новейшие порции материала и перемешивая состав. Также содействует увеличению пластичности вымораживание глины в зимние прохладные месяцы.

Опосля замачивания раствор непременно должен вылежаться около 3-х дней.

Принципиально: в процессе недозволено употреблять глины с примесями камешков, гальки, грунта и карбонатов (белоснежные составляющие размером наиболее 1 мм).

Подготовка

Перед началом процедуры изделие нужно кропотливо высушить. Подготовительную сушку проводят без роли нагревательных устройств и без попадания на поверхность прямых солнечных лучей. Наилучший вариант – тёмное сухое пространство, в каком поддерживается средняя комнатная температура. Принципиально, чтоб просушка прошла умеренно. В неприятном случае, на поверхности покажутся трещинкы и сколы. Процесс занимает до недельки: зависимо от объёма получившегося изделия. Если его не досушить, опосля обжига может быть образование изъянов.

Такового понятия как «пересушка» глины не существует.

Опосля подготовки нужно проверить, не образовались ли на поверхности трещинкы. Их можно убрать при помощи водянистой глины, но это не освободит от риска, что в печи изделие деформируется.

Крайним шагом подготовки является шлифовка, она доводит изделие до безупречного состояния. Главный инструмент – наждачка. С ее помощью устраняются разные выпуклости, бугорки, отпечатки пальцев.

Принципиально:

1. Характеристики глины при обжиге меняются, потому опосля окончания этого процесса поменять форму изделия будет нереально.
2. Опосля сушки изделия деформируются, уменьшаются в размере.
3. Если обжиг глины производится дома, помещение непременно обязано проветриваться. Под действием температуры выделяются разные органические соединения. Некие вещества имеют противный запах и могут быть ядовитыми.

Разработка производства обожженного кирпича

Типовые размеры строй кирпичей.

Хотелось бы сходу предупредить, что изготовка кирпича-сырца — это трудозатратный процесс. Потому не любой сумеет с сиим совладать.

Обжиг содержит в себе три процесса:

• прогревание;
• обжиг;
• остывание.

Несколько слов о любом процессе в отдельности:

Для того чтоб прогреть и обжечь таковой тип кирпича, можно употреблять железную бочку (размер 200-250 л). Для этого у нее вырезается днище. Ее устанавливают на металлическую печку, у которой отсутствует верх. Этот процесс осуществим и на обычном костре. Лишь для этого нужно приготовить яму глубиной в 0,5 м. Сама бочка укрепляется над ней на ножки, высота которых обязана равняться 0,2 м. Таковая установка поможет умеренно прогреть изделие.

Заготовки укладывают слоями, оставляя меж каждым кирпичом маленькое место до наполнения. Опосля этого сверху она накрывается крышкой из сплава. Она будет препятствовать попаданию прохладного воздуха, оставляя снутри постоянную высшую температуру.

Для того чтоб температура обжига была неизменной, огнь под бочкой должен пылать беспрестанно в протяжении 20 часов. Но здесь сходу стоит обмолвиться, что продолжительность быть может больше либо меньше. Все зависит от свойств применяемой глины, потому вначале рекомендуется создать несколько проб, чтоб установить точную длительность обжига.

Последовательность действий при кладки кирпича: А — ложковый ряд, Б — тычковый ряд.

Обжиг содействует тому, что из глины уходит вся вода, при всем этом карбонаты отчасти теряют свою связь. Происходит сгорание всех органических примесей. Бочка дозволяет умеренно прогреть все заготовки, находящиеся снутри нее.

Под действием температуры (для легкоплавкой — 800-1000° С, для тугоплавкой — 1100-1200° С) глина за счет спекания перебегает в новейшую структуру — керамику.

Этот процесс тоже делается в бочке, но делится на несколько шагов. Сначала крышку недозволено открывать. Сама температура регулируется методом уменьшения подачи горючего. Она обязана опускаться медлительно (прямо до отметки в 650° С). Опосля этого показателя процесс ускоряется, а уже через 6 часов крышку можно снять.

На этом шаге нужно приложить максимум усилий и терпения, потому что если обожженный кирпич будет поддаваться перепадам температуры, то глина даст трещинку.

Чтоб проверить свойство готового продукта, его разламывают на половины. Если снутри цвет однородный, а структура всюду имеет схожую густоту, то кирпич сделан верно. Дальше части заливаются водой. В процессе размокания кирпича наблюдается: покажется ли на разломе расхожесть цветов. Если половины не размоются, то таковой материал полностью подходящ для строительства.

Возвратиться к оглавлению

Доменный процесс печи

Сталями принято считать сплавы железа с углеродом с содержанием крайнего до 2,14%. Все, что имеет наиболее высочайшее содержание углерода – это чугуны. Получают стали на базе 2-ух действий — доменного (в итоге выходит передельный чугун) и фактически получения стали, когда из передельного чугуна методом выжигания углерода и добавки легирующих частей получают стали и сплавы подходящей марки и подходящего состава.

Сырье

Основой для получения чугуна в доменном процессе служат стальные руды. Так как железо владеет сравнимо огромным сродством к кислороду, оно в чистом виде в земной коре не находится, а находится в виде соединений с кислородом и диоксидом углерода.

Главные руды железа, которые употребляются в металлургическом производстве – это окись-закись железа (Fe₃O₄ – магнетит, магнитный железняк), окись железа (Fe₂O₃ — красноватый железняк, 2Fe₂O₃ * 3H₂O — бурый железняк) и карбонат железа FeCO₃ . Естественно, что в чистом виде данные вещества не встречаются, а имеют примеси остальных частей (почаще всего серы и фосфора) и остальных веществ в виде сопутствующих пород, не образующих с мотивированным продуктом хим соединений (обычно SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO).

Не считая того, в огромных количествах в виде руд имеется металлический колчедан FeS₂, но он весьма изредка применяется в металлургии, потому что выплавляемое из него железо выходит весьма низкого свойства из-за огромного содержания серы.

В итоге проведения особых технологий дробления руды и флотационного процесса значительную часть пустой породы удается отделить от мотивированного продукта, в итоге что в ряде всевозможных случаев удается повысить содержание железа в руде до 63-67%, а время от времени до 69-72%.

Но вполне удалить пустую породу не удается, эта операция осуществляется в самом доменном процессе методом перевода пустой породы в шлаки, которые отделяются от чугуна.

Процесс и схемы

Процесс доменной плавки (процесс получения передельного чугуна) осуществляется в шахтных печах (домнах). Домна, схематический разрез которой дан на рис. 5.1, представляет из себя устройство в виде конуса в высшей части высотой в несколько 10-ов метров, обложенное изнутри огнеупорным кирпичом и снаружи стянутое стальными обручами либо окруженное сплошной стальной оболочкой. Высшая часть домны носит заглавие шахты и завершается наверху отверстием — колошником, которое запирается подвижной воронкой – колошниковым затвором. Самая широкая часть домны именуется распаром. Нижняя часть домны образует горн. В горне имеются отверстия – фурмы, через которые в печь вдувается жаркий воздух.

При запуске доменную печь загружают поначалу углем (коксом), а позже послойно консистенцией руды с флюсом и углем и незапятнанным углем. Нижние слои угля зажигают, опосля что горение и нужная для выплавки температура поддерживаются вдуванием в горн нагретого в рекуператорах тепла воздуха. Крайний поступает в кольцевую трубу, расположенную вокруг нижней части печи, а из нее по распределительным трубкам через фурмы в горн. В горне уголь сгорает, превращаясь в углекислый газ, который, поднимаясь ввысь и проходя через слой раскаленного угля, преобразуется в оксид углерода. Этот оксид углерода восстанавливает основную часть руды, превращаясь опять в углекислый газ. Но таковая схема не вполне отражает обилие хим реакций, протекающих в печи. Порядок перевоплощения руды в чугун и распределение температур изображены на рис. 5.2.

Рис. 5.1. Схематическое изображение шахтной печи для получения чугуна (домны).

Рис. 5.2. Схема хим реакций, протекающих по высоте доменной печи.

В нижней части печи, как уже упоминалось, происходит горение кокса по реакции:

+ < O₂ > = < CO₂ >

Тут угловыми скобками обозначено жесткое состояние, фигурными – газообразное.

Проходя ввысь дальше через слой раскаленного угля, СО₂ преобразуется в оксид углерода:

< CO₂ > + = 2

Монооксид углерода является мощным восстановителем и конкретно он восстанавливает железо из руд. Реакция идет постадийно, что и отображено на рисунке. В итоге образуются крупинки твердого железа.

По мере сгорания угля это железо опускается вниз по печи в ее наиболее жаркую часть — распар, и тут при температуре порядка 1200°С плавится при соприкосновении с углем, частично растворяя его и образуя заэвтектический чугун с содержанием углерода 4-4,5%. В то время как незапятнанное железо плавится при 1535°С, чугун в точке эвтектики плавится при 1150°С, потому капли водянистого чугуна стекают в нижнюю часть горна. Для того, чтоб сберечь термическую энергию отходящих газов и вернуть ее в процесс, отходящие газы из домны направляются в т.н. «кауперы», где газы отдают часть тепла. Поначалу эти газы направляются в один из кауперов, в то время как через 2-ой продувается воздух для следующей подачи в домну, где он греется. Через определенные промежутки времени потоки изменяются местами.

Сразу с восстановлением железа происходят процессы отделения пустой породы от мотивированного продукта через образование шлака при содействии примесей с флюсовыми добавками. Конечный шлак на 85-95% состоит из SiO₂, Al₂O₃ и СаО; остальное — MgО (2-10%), FeO (0,2-0,6%), MnО (0,3-2%) и 1,5-2,5% серы в виде CaS. Стремятся сделать более легкоплавкий шлак, потому, зависимо от типа примесей в применяемой руде в шихту добавляют или кислые (SiО₂), или щелочные составляющие (оксиды кальция и магния).

Для выпуска водянистых товаров плавки употребляют раздельно чугунные и шлаковые летки.

Так как шлак – многокомпонентная система, не считая того, процесс перехода из твердого в жидкое состояние осуществляется в довольно большенном интервале температур, вязкость шлака определяется не только лишь температурой, да и составом шлака, потому у всякого типа шихты свои индивидуальности.

Еще одна неувязка, которая наблюдается в доменном процессе и которую решают для всякого типа шихты по-разному – это неувязка серы. Сера – вредный элемент, ухудшающий свойство сплава. Она является предпосылкой красноломкости стали и усугубляет свойство литейных чугунов, увеличивая возможность образования раковин в отливках. Ограничения по сере для стали и литейного чугуна очень серьезны – в этих материалах ее не обязано быть наиболее нескольких сотых процента. Вкупе с тем, если не принимать каких-то особых мер, в чугуне может набраться до 0,9% серы. Так как серу легче удалять из руд и чугунов, чем из стали, конкретно на стадии подготовки компонент шихты и в доменном производстве эти операции и выполняются.

Хотя существенное количество серы удаляется при огневой обработке руд (агломерации и обжиге окатышей), весьма много серы вносится в доменную печь с коксом и железорудными материалами в виде сернистого железа (пирита FeS₂), барита BaSO₄ и гипса CaSO₄ * H2O.

Часть серы удаляется при проведении технологических действий естественным методом через образование газов (SO₂, H₂S и др.), но это только маленькая часть, по оценке для обыденного доменного процесса порядка 15%. Потому основное внимание обращается на перевод соединений серы, растворяющихся в чугуне, в соединения, в нем не растворяющихся, к примеру, по реакции:

FeS + CaO = CaS + FeO
FeO + C = Fe + CO

FeS +CaO + C = CaS +Fe + CO

Есть и остальные методы десульфуризации, что дозволяет в целом решать эту делему при использовании самых разных руд.

Конечными продуктами доменной плавки являются чугун (мотивированной продукт) и шлак и доменные газы (побочные продукты производства). Нас в этом случае интересует лишь чугун, на нем и остановимся.

Чугун представляет собой многокомпонентный сплав железа с углеродом, кремнием, марганцем и сероватой. Зависимо от предназначения чугуна в нем могут содержаться и остальные вещества, содержание которых регламентируется надлежащими эталонами.

Главный вид чугуна, производимый в доменном производстве, — это передельный чугун (до 90% от всего выпускаемого чугуна), который потом употребляют для получения разных видов сталей.

Создание чугуна имеет и самостоятельное значение, так как некие виды употребляют для отливок. Для получения металлических отливок употребляется и маленькая часть передельного чугуна. Некие типы металлических изделий можно оцинковывать, но о этом мы побеседуем позднее.

Зависимо от предназначения чугуна крайний перевозится от доменных печей чугуновозами в водянистом виде или в сталеплавильные цехи, или на разливочные машинки (при выплавке товарного чугуна).

Может быть Вас так же заинтригуют последующие статьи: