Садка сырца в полевую печь и его обжиг при
изготовлении кирпича
После подсушки сырца в штабелях за день или два тщательно проверяют
готовность его к укладке в полевую печь.
Подсушенный сырец должен содержать не более 6—8% влаги. Рекомендуется
следующий простой способ проверки готовности сырца. Из штабелей,
намеченных к обжигу, с северной их стороны берут для пробы из разных
мест несколько образцов и разламывают их. Если в изломе на всю глубину
цвет одинаковый, го сырец считается готовым для обжига.
Недостаточно просохший сырец при обжиге приводит к удлинению срока
обжига, перерасходу топлива и, .главное, к увеличению брака.
Для обжига в печь укладывают только доброкачественный сырец, без трещин,
искривлений и отбитых углов.
При обжиге сырца углем до укладки его в 'полевую (печь необходимо прежде
всего определить ее ширину, для чего требуется уложить сырец один за
другим по длине. Высота самых нижних каналов должна составлять 12 см, т.
е. высоту одного сырца, поставленного на ребро. Второй канал,
заполненный углем, оставляют также высотой 12 см.
Большую ошибку допускают те мастера, которые работают с нижними каналами
высотой 6 см. Это приводит к замедленному поступлению воздуха и,
следовательно, к нарушению и удлинению процесса горения. После того как
сделано несколько каналов, их заполняют крупным каменным углем. На уголь
плотно укладывают один около другого сырец. Чем больше рядов и выше
печь, тем больше следует выпускать укладываемый сырец внутрь, что* бы
при садке последнего ряда печь приобрела вид усеченной пирамиды.
Начиная со второго канала, между каждым вновь уложенным рядом сырца
насыпают слоем 2—3 см мелкий каменный уголь по всему протяжению печи.
Количество угля определяют в зависимости от его калорийности и
огнеупорности глины. В средних рядах угольный пласт должен быть
значительно тоньше, так как в этой части печи температура самая высокая.
Во внешних рядах печи укладывают более толстый угольный пласт, потому
что потери тепла здесь выше. Большее количество угля укладывают между
несколькими верхними рядами, которые сильнее подвержены влиянию
холодного воздуха.
Полевые печи обыкновенно строят высотой до 17—20 рядов. После завершения
садки печь покрывают двумя рядами обожженных половинок кирпича,
уложенных по толщине, а поверхность засыпают тонким слоем шлака или
земли. Это делается с
целью предохранения верхних рядов от охлаждения и
увлажнения во время дождей. Кроме того, печь обкладывают «с трех сторон
стеной из обожженного кирпича. Если нет обожженного кирпича, стенки
делают из сырца. В этом случае над печью желательно сделать какую-либо
примитивную кровлю. Стена начинается от основания печи и кончается у
самого верхнего ряда. До высоты 1,8 м стену делают толщиной 25 см, а
выше 12 см. После укладки стены обмазывают снаружи тощим глиняным
раствором.
При обжиге в полевых печах внешние ряды кирпичей обычно остаются
недообожженными. Во избежание этого при строительстве внешней стены
между ней и печью оставляют небольшое пространство (4—5 см), которое
заполняют шлаком. Правильно построенная стена дает нужное направление
огню и способствует более рациональному использованию тепла. Около печи
сооружают обводные каналы.
Там, где организуется большое производство кирпича ручным способом,
рекомендуется строить полевые печи с постоянными стенами. Их делают из
кирпича, уложенного на глиняном растворе, а снаружи обмазывают
песчано-глинистым раствором. Печь обычно ограждают с трех сторон, а с
четвертой (свободной) стороны укладывают и разбирают кирпич.
Печь может быть ограждена и с четвертой стороны, но при этом необходимо
предусмотреть несколько проемов для укладки я разборки кирпича.
Сырец в огражденном пространстве укладывают таким же образом, как и в
полевых печах с временным, и стенами.
Печи с постоянными стенами имеют те преимущества, что сырец в крайних
рядах обжигается лучше и дает меньший процент брака, чем в печи с
временными стенами. Кроме того, отпадает необходимость в неоднократно
повторяемом строительстве и разборке временных стен.
В последнее время в Болгарии произведены некоторые конструктивные
изменения полевых печей, что привело к значительному улучшению работы:
брак был уменьшен, качество улучшено, а продолжительность обжига
сокращена почти в два раза.
Вертикальные каналы 'позволяют наблюдать движение огня и тем самым
избежать переобжига или недообжига продукции. .
Брак при работе с горизонтальными и вертикальными каналами почти в два
раза меньше, чем при работе с печами, имеющими только горизонтальные
каналы. Этот способ обжига сырца позволяет применять в качестве топлива
менее калорийные угли. Устройство вертикальных и горизонтальных каналов
должно найти широкое применение в производстве кирпича ручным способом.
В том случае, когда со стороны огня дует сильный ветер, для
предотвращения быстрого и неравномерного распространения огня основные
каналы печи закрывают кирпичами или досками. Если этого не сделать,
возникает опасность интенсивного сгорания топлива и в этой печи кирпичи
перенакаляются. Если, несмотря на принятые меры, огонь продолжает
распространяться параллельно верхним рядам, необходимо немедленно
засыпать толстым слоем земли (15—20 см) то место поверхности печи, где
пробивается огонь. Этим можно избежать опасности -пережога кирпичей.
Во время обжига кирпичи обыкновенно расширяются. Это часто приводит к
вздутию и разрушению внешней стены печи. В таком случае целесообразно
вздутые места временно подпереть досками. Если стена разрушится, огонь
уже не может правильно распределяться: местами он разгорается сильнее,
местами затухает, в результате чего большое количество кирпичей остается
не-дообэжженны^и или, наоборот, пережженными. Печь, которая равномерно
заполнена пластом угля необходимой толщины, после окончания обжита
должна осесть в своей верхней части везде одинаково.
Обжиг сырца является завершающим и самым важным процессом в изготовлении
кирпича.
Сырец обжигают мелким каменным углем, дровами, торфом, соломой и другими
имеющимися в наличии видами топлива. Кроме мелкого, в небольших
количествах применяют крупный каменный уголь, который укладывают в
нижние ряды печи, там, где происходит первоначальный поджог, и в
вертикальные каналы.
Обжиг начинают при слабом огне и открытых топках, что способствует
пропуску через печь большого количества воздуха и
испарению из сырца влаги. Этот процесс называется «окуром»
и продолжается от 24 часов до трех и более суток. Срок «окура» зависит
от размеров печи, влажности сырца и методов обжита.
Окончание этого процесса чаще всего проверяют при помощи металлического
стержня. Если стержень, опущенный в одно из верхних отверстий печи,
через несколько минут вынуть и он не повлажнеет, не покроется
камельками, то «окур» считается законченным. Второй способ проварки —
термометром. Процесс окура заканчивается при удалении остаточной влаги,
при этом температура в верхнем слое сырца достигает 120°.
Следующая стадия процесса обжига называется «средним огнем». Для этого
топки прикрывают и постепенно повышают температуру до 500—600°. К концу
второй стадии обжига кирпичи в нижних рядах раскаляются до
темно-красного цвета, а в верхних кажутся еще темнее.
При третьей стадии обжига «сильного огня» необходимо внимательно следить
за поддержанием интенсивного огня и регули-ровкой подачи необходимого
количества воздуха.
Если накал кирпича становится ярко-красным, во избежание спекания нижних
рядов сырца топливу дают прогореть и устраивают перерывы в горении на
15—20 минут. При этом топки плотно закрывают. Такие перерывы называются
«продухами», или «вздышками»; они позволяют снизить накал в печи и
выровнить температуру садки.
Для получения качественного кирпича следует поддерживать одинаковую
температуру во всей печи, что достигается путем регулировки огня
открыванием и закрыванием отверстий, оставленных в верхнем настиле при
садке сырца.
Обжиг считается законченным, когда .кирпичи верхнего ряда станут
красными.
Убедившись в готовности кирпича, топки и отверстия в верхнем настиле
закрывают кирпичом и замазывают тощим глиняным раствором.
В таком состоянии печь хорошо сохраняет температуру, и «в ней примерно в
течение суток происходит «закал», или как называют еще «томление»,
кирпича, что способствует более равномерному его обжигу.
После того как пройдет процесс «закала», открывают отверстия для
охлаждения кирпича. Делается это постепенно, начиная с верхнего настила,
а затем открывают и отверстия топок.
Следует иметь в виду, что период охлаждения занимает обычно больше
времени, чем обжиг.
В дополнение к описанному выше процессу садки и обжига сырца в полевых
печах для большей наглядности в конце бропло-
ры приложены наиболее распространенные схемы
различных способов садки сырца в печь для обжига разными видами топлива,
которые помогут не имеющим опыта организациям и отдельным застройщикам
полнее представить себе эту работу и без посторонней помощи легко
справиться с ней.
Помимо описанных методов, особого внимания заслуживает предложенный
мастером кирпичного завода колхоза им. Ворошилова, Воронежской области,
А. П. Пугачевым новый прогрессивный способ садки сырца в печь и режим
ведения огня. Этот способ дает кирпич лучшего качества и экономию
топлива в два с лишним раза по сравнению с обжигом сырца в напольных
печах обычным способом.
Сущность этого метода заключается в следующем.
На под напольной печи перпендикулярно прогарам в шахматном порядке
укладывают первый ряд кирпича-сырца. Между кирпичами выдерживают
промежутки в 12—13 см. На первый ряд в продольном направлении «в елку»
укладывают второй ряд с промежутками между кирпичами 4—5 см. Третий ряд
также укладывают в «елку». промежутки между кирпичами — 3 см. «Елки»
четвертого ряда располагаются с промежутками 2 см:
Следующие шесть рядов (с пятого по десятый включительно) укладывают
также «елками», но кирпичи сажают вплотную друг к другу. Каждый из этих
рядов, за исключением десятого, пересыпают мелким каменным углем —
штыбом. При этом особое внимание надо обращать на то, чтобы не засыпать
углем четырехугольные вертикальные прогары, образующиеся в садке в
местах стыков кирпичей. Это необходимо для свободного прохода по ним
газов.
Чтобы изменить направление движения горячих газов и равномерно
распределить их по горизонтальному сечению, одиннадцатый ряд укладывают,
как и второй, т. е. с промежутками 4— 5 см, ню направление «елок» меняют
с продольного на поперечное. На следующих десяти рядах (с двенадцатого
по двадцать первый включительно) сырец сажают вплотную и за исключением
двадцать первого ряда все остальные пересыпают углем-штыбом.
Двадцать второй ряд укладывают, как второй и одиннадцатый, т. е. с
промежутками 4—5 см, но снова в продольном направлении, а последующие
десять рядов — плотными «елками» (как 1 —10 или 12—21 ряды), при этом
пересыпают углем все ряды, кроме 3—4 верхних, так как они будут
достаточно обожжены за счет тепла, поступающего из нижних рядов садки.
Обычно высота напольных печей рассчитана на 18—20 рядов
сырца. Поэтому для садки в 33—35 радов стенки печи
необходимо нарастить до 5 м.
Верх печи заделывают обычным способом, но -прогары следует располагать
на расстоянии 26—27 см друг от друга, т. е. через один кирпич по ширине
печи и через два кирпича по ее длине в направлении от очелки к задней
стенке. Отверстия располагают на расстоянии 12—13 см от стенок.
Для пересыпки сырца на тысячу штук в среднем расходуется до 100 кг угля,
причем на нижние ряды насылают его примерно на 10—15% больше, чем на
верхние.
Как и при других способах обжига, вначале топливо подают в топки
небольшими порциями, огонь в очелках держится слабый, очелки покрывают
заслонками, оставляя небольшие щели. Отверстия прогарами держат частично
открытыми и, закрывая или открывая их, регулируют распределение и
прохождение дымовых газов по всей печи.
Для удаления остаточной влаги из хорошо высушенного в естественных
условиях сырца на печь емкостью 30 тыс. кирпичей в течение двух—двух с
половиной суток расходуется 12—15 ц соломы или 2—3 м3 дров. Этот период
обжига протекает при относительно небольших температурных перепадах
между дымовыми газами и садкой. В значительной мере этому способствует
уплотненная садка, предложенная А. П. Пугачевым, при которой время
пребывания газов в печи значительно увеличивается. Особенно
незначительны эти перепады летом, когда воздух, поступающий в печь, не
намного холоднее газов, уходящих из печи.
В дальнейшем при увеличении огня происходит воспламенение угля в садке.
Однако важно не просто зажечь уголь, заложенный в садку; нужно зажечь
его именно тогда, когда необходимость в большом количестве воздуха для
удаления влаги миновала, т. е. когда сырец уже высушен. Преждевременное
воспламенение угля в садке вызывает растрескивание кирпича.
Обжиг в первый и второй периоды («на пару» и «на дыму») производят «как
обычно», но более тщательно. Режим обжига в третий период («на взваре»,
или «на большом огне») принципиально отличается от общепринятого. После
того как из сырца удалена остаточная влага, температуру в печи
поднимают, сжигая в течение примерно 20 часов 25—30% соломы или 4—5 м2
дров. Особенно усилизают огонь в последние 3—4 часа. В это время
загорается уголь между рядами садки и температура в печи начинает быстро
повышаться. Чтобы избежать резкого скачка и создать условия для наиболее
полного использования теплотворной способности угля, ему дают загореться
только в трех-четырех рядах садки. Затем очелки топок закладывают
кирпичом
и замазывают глиняным раствором. Закладывают и
замазывают также отверстия над прогарами наверху за исключением
отверстий, расположенных около стенок печи. В таком положении печь
держат 24 часа. За это время происходит выравнивание темпе-ратуры в ней.
Воспламенившийся уголь сгорает менее интенсивно, а уголь,, засыпанный в
садку, в это время не остывает, а еще больше нагревается за счет
остывания нижележащих, уже нагретых рядов сырца: воздух, поступающий в
печь в некотором количестве даже при самой тщательной ее заделке,
отбирает у сырца нижних рядов тепло и передает его вышележащим рядам
сырца и угля.
Через сутки в каждом очелке пробивают по одному отверстию диаметром 3
см. Поступающий через них воздух способствует горению угля при очень
высоких температурах.
В это время и в дальнейшем через отверстия над прогарами сверху печи
проверяют равномерность и регулируют распределение огня, открывая или
закрывая соответствующие отверстия.
На вторые сутки отверстия в очелках увеличивают до 12Х Х12 см,
обеспечивая этим догорание угля в садке, создание вверху печи
температуры, необходимой для полного обжига кирпича, и интенсивное
остывание нижних рядов. На третьи сутки после воспламенения угля, когда
огонь выйдет в верхние ряды садки, очелки топки и отверстия над
прогарами снова закладывают кирпичом, замазывают глиняным раствором и на
3—4 суток ставят печь на закал и остывание.
По методу А. П. Пугачева начиная с третьего периода обжига печь
обслуживает один рабочий. При емкости печи 30 тыс. кирпичей на обжиг
тысячи штук расходуется 100 кг угля-штыба, 140 кг соломы или 0,2—0,3 м3
дров, то есть 1140 тыс. ккал, что лишь на 40 тыс. ккал превосходит
расход условного топлива на обжиг кирпича в кольцевых печах.
При устройстве в напольных печах колосников для введения обжига в первый
и второй периоды («на пару» и «на дыму») в качестве топлива можно
пользоваться углем, расходуя длиннопламенное топливо (солому или дрова)
только для розжига.
Метод обжига кирпича углем в напольных печах, разработанный А. П.
Пугачевым, позволяет высокопроизводительно использовать эти печи и
получать дешевый кирпич высокого качества.