Керамічні вироби випалюють у печах періодичної або безперервної дії. Найчастіше використовують тунельні та кільцеві печі безперервної дії. Довжина тунельної печі 100 м, усередині її прокладено вузькоколійку, по якій рухаються вагонетки з виробами. Внутрішню частину печі поділено на три зони: нагрівання, випалювання й охолодження. Сировинні (вагонетки з виробами) і теплові потоки (димові гази, які утворились під час згоряння палива) рухаються назустріч один одному. Під час зустрічі димові гази віддають теплоту виробам і по спеціальних каналах виходять із печі. Випалені вироби охолоджують спочатку в печі (в охолодній зоні), а потім на повітрі. [3, 2]
2.2 Технологія червоної будівельної цегли
1.Сировина.Основною сировиною для виготовлення цегли є червона глина без вапнякових та інших включень. Глина придатна для виготовлення цегли повинна добре формуватись, сушитись і спікатись. У природі рідко трапляється така глина. Тому для поліпшення властивостей цегли, а також зменшення витрат палива до глини додають певну кількість піску, тирси, лушпиння соняшникового насіння, просяної та гречаної полови чи породи, отриманої при добуванні кам'яного вугілля тощо. Однак слід пам'ятати, що надвишок цих речовин погіршує властивості цегли.
2.Технологічна система виробництв цегли.Основною сировиною для виробництва цегли є глина, допоміжною візьмемо кам'яновугільну породу.
Вона складається з двох підсистем: перша підсистема призначена для підготовлення глини; друга - для підготовлення породи.
Перша підсистема.Глину з кар'єра подають на майданчик, де її розпушують (елемент -1г/глина/). Потім глина на майданчику вилежується протягом 6-12 місяців для поліпшення властивостей (елемент 2г). Вилежану глину подрібнюють на вальцях (елемент 3 г). Сортують за розмірами кусків за допомогою решіт (елемент 4г).
Друга підсистема.Породу подрібнюють на дробарках (елемент 1п -/порода/). Отримані куски сортують за розмірами на решетах (елемент 2п). Куски розміром 50-150мм висушують у сушарнях (елемент Зп), потім подрібнюють на дробарках іншої конструкції для отримання дрібніших кусків (елемент 4п).
Підготовлена глина і порода надходять до змішувача для змішування (елемент 5с - /суміш/), а потім на вальці для подрібнення (елемент 6 с). Добре розмелена суміш глини і породи надходить у змішувач (елемент 7 с). Сюди ж подають воду та інші речовини (при потребі) для утворення глиняної маси. Вологість отриманої маси становить 18-23%. За допомогою преса глиняній масі надають форму бруса, протискаючи її через мундштук відповідної форми і розмірів (елемент 8с). На виході з мундштука брус ріжуть на цеглини (елемент 9 с). Різак виготовлений у вигляді струни, яка автоматично опускається на брус для відрізування цеглини. Потім знов піднімається, щоб відрізати наступну цеглину. Отримані цеглини називають цеглою-сирцем. Їх складають на рами і транспортують до сушарень (елемент 10 с). Висушують цеглу на повітрі (під навісом) або у спеціальних сушарнях. Час висушування цегли-сирцю становить 6-25 діб. Висушена цегла містить 6-8% вологи.
Висушену цеглу-сирець перекладають на платформи (відкриті вагони) і заштовхують у тунельну піч для випалювання (елемент 11с). Цеглу випалюють за температури 1050-1100 °С протягом 28 год. За час випалення через кожні 40 хв. платформи переміщують у більш гарячу зону печі. Так триває аж до виходу їх з печі. Випалену цеглу охолоджують на повітрі, сортують, складають на дерев'яні піддони і відправляють до споживача. [2]
3. Зв’язувальні будівельні речовини
Для виготовлення будівель і споруд із мінеральних будівельних матеріалів - природного та штучного походження необхідно мати зв'язувальні речовини.
За походженнямзв'язувальні речовини поділяють на природні та штучні. У сучасному будівництві найчастіше використовують штучні зв'язувальні речовини, які виготовлені з речовин мінерального походження.
Зв'язувальними будівельними речовинаминазивають порошкові речовини, які в ході змішування з водою утворюють пластичну масу, яка здатна самовільно тверднути та перетворюватися на моноліт.
Цю властивість зв'язувальних речовин використовують у процесі виготовлення будівельних розчинів, бетонів, залізо-бетонів тощо.
За властивостями та призначеннямзв'язувальні речовини поділяють на повітряні, гідравлічні, кислотні тощо.
Повітрянізв'язувальні речовини при додаванні води тверднуть і зберігають міцність тільки на повітрі. До них належать вапно та гіпс.
Гідравлічні- при додаванні води тверднуть і зберігають міцність як на повітрі, так і у воді. Це є цементи.
Кислотнібудівельні речовини після твердіння стійкі проти дії мінеральних кислот тощо.
3.1 Технологія вапна
Вапномназивають зв'язувальну будівельну речовину, яку отримують випалюванням кальцієво-магнієвих гірських порід.
Сировиною для виробництва вапна є вапняк (СаС03), доломіт (СаС03М§С03)тощо.
1. Технологічна система виробництва вапна.Технологія отримання апна є тристадійною: на першій стадії проводять підготовлення сировини (подрібнення та сортування за розмірами); на другій - випалювання подрібненої маси; на третій - подрібнення та сортування за розмірами частин готової продукції, її фасування та зберігання.
Випалювання подрібненої сировини - це основна стадія у виробництві вапна. її проводять у стовбурних або обертових печах. Останнім часом широко використовують печі з «псевдокиплячим шаром».
Стовбурні печіпрацюють на твердому або газовому паливі. Висота печі досягає 20 м, діаметр - 4 м. Ще донедавна в таких печах випалювали до85%вапна. Куски подрібненої сировини (вапняку) розміром 8-20 см пошарово з паливом (антрацит, кокс тощо) завантажують у піч згори, знизу під тиском подають повітря. За ступенем нагрівання піч по висоті поділена на три зони. У середній зоні печі температура найвища (1000-1200°С), тут сировина випалюється формула (3.1.1):
СаС03+ СаО +СО2 - Q. (3.1.1)
Теплота, яку несуть із собою пічні гази, прямуючи до виходу, у верхній зоні печі нагріває сировину. Випалене вапно опускається в нижню зону, де віддає теплоту повітрю, яке подають у піч під тиском.
За допомогою спеціального пристрою куски випаленого вапна (СаО)вибирають із печі. Його називають негашеним.
Отримане вапно забруднене жужелицею. В обертових печах порівняно зі стовбурними одержують вапно ліпшої якості. На якість вапна впливає також вибір палива. З використанням газового палива поліпшується якість вапна.
Найвищу продуктивність мають печі із «псевдокиплячим шаром».
Отриману продукцію подрібнюють на дробильних машинах (елемент 4),решетують на решетах (елемент 5), фасують (елемент 6)і відправляють за призначенням.
Вапно зберігають у мішках, які не пропускають вологи.
2. Гасіння вапна. Для отримання гашеного вапна необхідно мати негашене вапно (СаО) і воду, витрати якої становлять 70-100% маси негашеного вапна. У процесі гасіння вапна відбувається така реакція формула 3.1.2:
СаО + Н20 Са(ОН)2 + Q . (3.1.2)
Швидкість гасіння вапна залежить від розмірів кусків негашеного вапна та температури. Із підвищенням температури процес гасіння вапна прискорюється. Змінюючи кількість води в процесі гасіння, можна отримати гашене вапно у вигляді «тіста» або порошку.
Гашене вапно має білий колір і густину 400-600 кг/м3.
Гашене вапно твердне внаслідок випаровування води та кристалізації Са(ОН)2. Водночас з випаровуванням і кристалізацією має місце поглинання СОгз повітря (формула 3.1.3):
Са(ОН)2 + С02 СаСО3 + Н20 . (3.1.3)
Утворений карбонат кальцію (СаС03)зростається з кристалітами Са(ОН)2,і зміцнює розчин. Гашене вапно твердне повільно, міцність утвореного моноліту зростає з часом. Для прискорення твердіння до вапна додають цемент і гіпс або підвищують температуру у приміщенні. Добавки цементу та гіпсу збільшують водостійкість вапняних розчинів.
3.2 Технологія гіпсу
Гіпс - мінерал класу сульфатів, має білий колір із скляним блиском, а коли є домішки, то забарвлений у різні кольори.
Гіпсомназивають порошкові зв'язувальні речовини, які отримують випалюванням природної або штучної сировини, що містить сірчанокислий кальцій (СаSО4).
Гіпс використовують у будівництві, порцеляно-фаянсовій, машинобудівній промисловості, медицині тощо. Розчин, утворений після змішування гіпсу з водою, спочатку схоплюється, потім твердне і перетворюється на моноліт.
I. Технологічна система виробництва гіпсу.Сировиною для виробництва гіпсу є природний гіпсовий камінь (СаS04 *2НгО)і відходи промисловості, які містять сірчанокислий кальцій. До відходів належить фосфогіпс, який отримують у процесі виробництва фосфорних мінеральних добрив тощо.
Технологія виробництва гіпсу триступінчаста. На кожній стадії відбувається певний технологічний процес: подрібнення, розмелювання та випалювання (дегідратація) гіпсового каменю. Ці процеси можуть відбуватись у різній послідовності. Залежно від послідовності їх проведення відомо кілька технологічних систем виробництва будівельного гіпсу.
В одній технологічній системі подрібнення гіпсового каменю передує випалюванню, в другій, навпаки, спочатку відбувається випалювання, потім подрібнення, а в третій подрібнення та випалювання суміщені в одному агрегаті.