Строительные материалы и изделия обжигают в промышленных печах. Промышленной печью называют установку технологического назначения, в которой посредством теплового воздействия при относительно высоких температурах изменяется агрегатное состояние обрабатываемого материала, его химический состав либо его кристаллическая структура.
Многорядовые (по высоте) туннельные печи, применительно к обжигу стеновой керамики, обладают крупным недостатком – большим перепадом температур по высоте, достигающим в зоне подогрева 420 0С, который на участке максимальных температур уменьшается до 20-40 0С. борьба с этим перепадом осуществляется главным образом путем рециркуляционных потоков газов («завес»), нагнетаемых вентиляторами как в зоне подогрева, так и в зоне охлаждения на нескольких позициях по длине печного канала. Борьба эта не всегда успешна.
Второй недостаток – трудности настройки аэродинамического режима
Лучшие условия эксплуатации туннельных печей достигается при наличии давления или разряжения в зоне обжига порядка 0,1-0,3мм вод.ст. и не выше 1 мм вод.ст. во избежание выбивания горячих газов и «горения» и быстрого износа вагонеток.
Совершенствование конструкций туннельных печей с целью увеличения обжигаемой физической массы изделий (увеличение теплоемкости), совершенствование горелок для развития длины факела, а также полноты сжигания жидкого топлива, улучшение теплоизоляции пода – все это приводит к определенным успехам, но не исключает необходимости разработки и совершенствования конструкций печей для однорядного скоростного обжига.
В конструктивном отношении современные туннельные печи обладают некоторыми особенностями. Конструкция свода плоская, что упрощает постройку печи, позволяет расширить печной канал и обеспечить работу автомата – укладчика. Толщина кладки стен туннельных печей снижена до 0,5м., благодаря применению огнеупорных блоков 30-40% пористости, наружная поверхность стен покрыта дюралюминием с хорошей отражательной способностью. Поверх свода помещена теплоизоляция в виде вспученного вермикулита. Кладку пода (на вагонетках) осуществляют из крупных огнеупорных фасонных блоков, изготовленных из пористого (30-40%) корундомуллитового кордиеритового или дистенового огнеупора, обеспечивающего огнеупорность, теплоизоляцию и постоянство объема.
Наблюдается тенденция увеличения ширины туннельной печи, что возможно при переходе на более совершенный способ сжигания топлива с получение длинного факела горения и равномерным развитием температурного поля.
Обжиг кирпича производят в печах периодического и непрерывного действия. В кирпичной промышленности из печей периодического действия применяют преимущественно камерные печи. Из печей непрерывного действия применяют главным образом кольцевые и туннельные.
Периодические печи используют для обжига кирпича на заводах малой мощности. Загрузка и разгрузка этих печей производится при сравнительно высоких температурах, что обуславливает тяжелые условия труда обслуживающего персонала. Камерные печи или горны отличаются значительной трудоемкостью обслуживания, большой неравномерностью температур по высоте печи.
Для обжига кирпича широко применяют кольцевые печи, которые, несмотря на то, что они изобретены в 1858г., широко используются и в настоящее время. Они отличаются высокой тепловой экономичностью, возможностью использования низкосортных видов топлива, перехода с одного вида топлива на другое без каких-либо значительных переделок, высокой удельной и общей производительностью.
Весьма существенным недостатком кольцевых печей является то, что в рабочей зоне садки и выгрузки (выставки) кирпича очень высокая температура: например, в рабочей зоне выгрузки температура в летние месяцы достигает 800С и более. При этом садка и выгрузка кирпича производится вручную. На новых и реконструируемых кирпичных заводах строительство кольцевых печей не производится.
Туннельные печи имеют значительные преимущества перед печами периодического действия и кольцевыми печами. Садка кирпича-сырца на вагонетки туннельных печей и выгрузка обоженного кирпича с этих вагонеток производится вне печи, в нормальных температурных условиях, что значительно облегчает труд обслуживающего персонала и дает возможность механизировать трудоемкие процессы садки и выгрузки кирпича. В туннельных печах можно осуществить полную автоматизацию управления режимом обжига. К достоинствам туннельных печей относится и то, что у них температурный перепад в различных участках обжига незначителен.
Кирпич глиняный пластического прессования - наиболее распространённый стеновой керамический материал. Обычно заводы вместе с кирпичом выпускают эффективные и большеразмерные камни, кирпич и камни лицевые; к этой же группе материалов относится и кирпич полусухого прессования. Кирпич и камни по ГОСТ 530-95 изготовляют из глинистых и кремнезёмистых пород (трепела, диатомита), лёссов и промышленных отходов угледобычи, углеобогащения, а также зол, шламов с минеральными и органическими добавками или без них. Кирпич можно изготовлять полнотелым или пустотелым, а камни - только пустотелыми.
Кирпич и камни в зависимости от размеров подразделяются на виды, указанные в таблице 3.1.1.
Таблица 3.1.1.
| Вид изделий | Длина | Ширина | Толщина |
| Кирпич | 250 | 120 | 65 |
| Кирпич утолщённый | 250 | 120 | 88 |
| Кирпич модульных размеров | 288 | 138 | 63 |
| Камень | 250 | 120 | 138 |
| Камень модульных размеров | 288 | 138 | 138 |
| Камень укрупнённый | 250 | 250 | 138 |
| Камни с горизонтальным расположением пустот | 250 | 250 | 120 |
По теплотехническим свойствам и плотности (объёмной массе) кирпич и камни в высушенном до постоянной массы состоянии подразделяются на три группы:
- эффективные, улучшающие теплотехнические свойства стен и позволяющие уменьшить их толщину по сравнению с толщиной стен, выполненных из обыкновенного кирпича. К этой группе относят кирпич плотностью не более1400 кг/м3 и камни плотностью не более 1450 кг/м3;
- условно эффективные, улучшающие теплотехнические свойства ограждающих конструкций. К этой группе относят кирпич плотностью свыше 1400 кг/м3 и камни плотностью свыше1450 и до 1600 кг/м3;
- обыкновенный кирпич плотностью свыше 1600 кг/м3.
Масса кирпича и камней должна удовлетворять требованиям ГОСТ 22951-78.
По прочности кирпич и камни подразделяют на марки 300,250, 200, 175, 150, 125, 100, 75.
По морозостойкости кирпич и камни подразделяются на марки Мрз 15, Мрз 25, Мрз 35 и Мрз 50.
Кирпич и камни должны удовлетворять требованиям настоящего стандарта и изготовляться по технологическим регламентам, утверждённым в установленном порядке.
Предел прочности при сжатии и изгибе кирпича и предел прочности при сжатии камней по площади брутто (без вычета площади пустот) должны быть не менее значений, указанных в таблице 3.1.2.
Таблица 3.1.2.
| Марка кирпича и камней | Предел прочности, Мпа (кгс/см2) | |||||||
| При сжатии | При изгибе | |||||||
| Для всех видов кирпича и камней | Для полнотелого кирпича пластического формования | Для полнотелого кирпича полусухого формования и пустотелого кирпича | Для утолщённого кирпича | |||||
| Средний для 5 образцов | Наимень ший для отдельного образца | Средний для 5 образцов | Наимень-ший для отдельного образца | Средний для 5 образцов | Наимень ший для отдельного образца | Средний для 5 образцов | Наимень-ший для отдельного образца | |
| 300 | 30(300) | 25(250) | 4,4(44) | 2,2(22) | 3,4(34) | 1,7(17) | 2,9(29) | 1,5(15) |
| 250 | 25(250) | 20(200) | 3,9(39) | 2,0(20) | 2,9(29) | 1,5(15) | 2,5(25) | 1,3(13) |
| 200 | 20(200) | 17,5(175) | 3,4(34) | 1,7(17) | 2,5(25) | 1,3(13) | 2,3(23) | 1,1(11) |
| 175 | 17,5(175) | 15(150) | 3,1(31) | 1,5(15) | 2,3(23) | 1,1(11) | 2,1(21) | 1,0(10) |
| 150 | 15(150) | 12,5(125) | 2,8(28) | 1,4(14) | 2,1(21) | 1,0(10) | 1,8(18) | 0,9(9) |
| 125 | 12,5(125) | 10(100) | 2,5(25) | 1,2(12) | 1,9(19) | 0,9(9) | 1,6(16) | 0,8(8) |
| 100 | 10(100) | 7,5(75) | 2,2(22) | 1,1(11) | 1,6(16) | 0,8(8) | 1,4(14) | 0,7(7) |
| 75 | 7,5(75) | 5(50) | 1,8(18) | 0,9(9) | 1,4(14) | 0,7(7) | 1,2(12) | 0,6(6) |
| Для кирпича и камней с горизонтальным расположением пустот | ||||||||
| 50 | 5(50) | 3,5(35) | - | - | - | - | - | - |
| 35 | 3,5(35) | 2,5(25) | - | - | - | - | - | - |
| 25 | 2,5(25) | 1,5(15) | - | - | - | - | - | - |
Кирпич и камни керамические имеют форму прямоугольного параллелепипеда с прямыми рёбрами и углами и ровными гранями на лицевых поверхностях. Поверхность граней может быть рифлёной. Допускается изготовление кирпича и камней с закруглёнными углами радиусом закругления до 15 мм. Пустоты в кирпиче и камнях должны располагаться перпендикулярно или параллельно постели и могут быть сквозными и несквозными. Размер сквозных цилиндрических пустот по наименьшему диаметру должен быть не более 16 мм, ширина щелевидных пустот - не более 12 мм. Диаметр несквозных пустот не регламентируется. Размер горизонтальных пустот не регламентируется. Толщина наружных стенок кирпича и камней должна быть не менее 12 мм.