K výrobě cihel je potřeba hlína. Nestačí mu však dát tvar cihelného bloku a vysušit, bude potřeba vypalování cihel. Takový postup je nezbytný pro získání vysoce kvalitního a odolného stavebního materiálu. Dostupnost potřebných surovin a znalost technologie vypalování umožňují vyrábět stavební materiály doma.
Jaký je tento proces a vlastnosti technologie
Tepelné zpracování hliněného stavebního materiálu pod vlivem vysokých teplot se nazývá pražení. Jedná se o konečnou fázi výroby cihelných bloků. Technologie vypalování zahrnuje 3 fáze:
V první fázi se cihla zahřeje na teplotu 120 stupňů, aby se z ní odpařila voda. Poté se pro vypálení nečistot organického původu a konečné stažení kapaliny zahřeje na 600 g. V další fázi je teplota vypalování cihel 920-980 stupňů. Současně začíná smršťování jílu, získává se síla. Za podmínek konstantní maximální teploty cihlový blok po určitou dobu tvrdne a chřadne. V konečné fázi se výsledný hliněný stavební materiál ochladí. Pokud během tepelného zpracování nedošlo k porušení technologie, barva bloku bude oranžovo-červená a struktura bude homogenní. K získání glazovaných cihel je nutné opakované vypalování.
Aby se nakonec získala odolná a vysoce kvalitní pálená cihla bez trhlin, je během procesu tepelného zpracování nutná přísná kontrola teploty.
Obtíže pálení cihel
K organizaci takové výroby potřebujete dobrý podnikatelský plán.
Než otevřete výrobní zařízení a koupíte pec, musíte vypracovat podnikatelský plán. Je nutné vzít v úvahu objem výroby, povahu a náklady na nosič energie, způsoby dodání surovin a expedice hotových výrobků. Náklady by měly být minimální, jinak bude výroba tepelně upravených cihelných bloků nerentabilní. Alternativou může být výroba cihel bez pálení. Vyrábí se metodou polosuchého a suchého lisování a získá se stavební materiál s vlastnostmi shodnými s vlastnostmi páleného.
Druhy pecí
Pro výpal keramiky a výrobu pálených včetně keramických cihel se používají speciální pece. Jsou 2 typů:
tunelová pec
Tunelová pec má tři komory.
Zařízení tunelového typu je dlouhá tunelová cihlová pec vytápěná plynem. Uvnitř jsou 3 komory a jsou položeny kolejnice. Na nich se pomocí automatických posunovačů pohybují kovové vozíky. Před vstupem do pece jsou zatíženy nepálenými cihlami. Vstup a výstup jsou hermeticky uzavřeny. Po vysušení v komoře 1 se cihlové bloky přesunou do komory 2 k vypálení. Zajišťují ho plynové hořáky, které neustále udržují teplotu na 920-980 stupních. Poté cihla vstupuje do třetí zóny s nižší teplotou, kde se ochladí. Po skončení režimu posunovači vyvalí vozíky z pece a cihelné bloky se zcela ochladí mimo ni.
prstencová pec
Zařízení tohoto typu sestávají z několika sekcí umístěných vedle sebe ve formě prstence. Každý z nich má okénko pro nakládání a odebírání materiálu a také vlastní zdroj ohřevu Kruhová pec zajišťuje kontinuitu procesu výpalu. Dávka cihelných bloků tak prochází všemi fázemi tepelného zpracování a je ve stejném oddělení. Sousední komora přispívá k ohřevu, kalcinace bloků probíhá díky vlastnímu palivu a chlazení je zajištěno teplotou následující sekce.
Dá se to udělat doma?
Doma si můžete vyrobit vlastní nepálenku, aniž byste se museli uchylovat k jejímu vypalování.
Doma je možné nejen vypálit cihlu, ale také vyrobit domácí stavební materiály. S tímto procesem však bude počet cihelných bloků s vadami větší. Přetvrdlé materiály nebudou znovu použitelné. Existují 3 druhy materiálů:
- adobe – bez pražení s přidáním slámy;
- surová cihla;
- Spálený.
Chcete-li získat domácí cihlu, potřebujete formu dlažby. Dá se vyrobit i ručně. K tomu potřebujete překližku a desky o tloušťce 25 mm. Z těchto materiálů se vyřezávají tvarové prvky a spojují se hřebíky o délce 5-6 mm tak, aby rozměr budoucího cihelného bloku odpovídal standardnímu, a to 250 × 120 × 65. Domácí nepečené cihly se vyrábí ze směsi libové a mazlavé hlíny s přídavkem slámy v poměru 1:1:5, zředěné vodou do homogenní konzistence. Hotový roztok se těsně umístí do forem předem navlhčených a posypaných cementem a uzavřených odnímatelným víkem. Po sušení po dobu 7-14 dnů se hotový výrobek odstraní. Chcete-li získat surovou cihlu, proveďte stejný postup a místo slámy přidejte písek.
V průmyslové výrobě se pro výpal hlíny používají speciální pece. Doma se hodí domácí vařič v podobě kovového sudu o objemu cca 200 litrů s vyřezávaným dnem. V ní jsou umístěny bloky pro vypalování, zakryté kovovým víkem a instalovány na otevřenou pec. Není-li takový, je namontován na nohách 20 cm vysokých nad jámou, ve které se v hloubce 0,5 m rozdělává oheň. Aby byla zajištěna požadovaná teplota pro výpal, musí být oheň neustále udržován po dobu 20 hodin. V konečné fázi procesu je zeslaben. Po 6 hodinách se víko sejme a cihla se nechá vychladnout.
Opravy v regionech
K výrobě cihel se hlína odebírá, aby získala tvar cihly, a suší se. K získání vysoce kvalitního a odolného stavebního materiálu je dále zapotřebí vypalování.
Druhy pecí
Pro vypalování keramických cihel se používají speciální pece. Jsou 2 typů:
Vypalovací cyklus se skládá ze čtyř fází:
- odstranění vlhkosti zbývající po vysušení,
- topení,
- skutečné pražení.
- ochlazení.
Nejjednodušší, ale zdaleka ne dokonalou metodou je vypalování surových cihel v hromadách, tedy bez pecí
Vypalování cihel
Pece se dělí na pece dávkové a průběžné. První – po každém výpalu se ochladí a zcela vyloží. V pecích druhého typu se současně (v různých zónách pece) nakládá a vypaluje surová cihla a hotová cihla se vykládá.
Periodické pece mají pece vybavené rošty a kryté klenbami, ve kterých jsou ponechány otvory pro průchod plynů.
Surovina se položí na žebro “ve vánočním stromku” a horní dvě řady se položí naplocho, potře se hliněnou maltou a zasypou pískem.
Celý cyklus práce, sušárny (suroviny, sušení, výpal, chlazení, vystavování) trvá až 12 dní. Kapacita takových pecí bývá do 20 tisíc kusů. drsný. Kvůli úspoře paliva se tyto pece někdy vyrábějí dvojité, s přepážkou uprostřed. V každé polovině pece probíhá výpal nezávisle: zatímco výpal probíhá v jedné polovině, druhá je zatížena zelení. Teplo z pálené cihly jde sušit surovinu do druhé poloviny sušárny.
Obecně však vsádkové pece vyžadují velkou spotřebu paliva a nezajišťují úplnou rovnoměrnost spalování.
Dokonalejší jsou průběžné pece, které se používají ve všech velkých továrnách a fungují 11-11,5 měsíce v roce (2-4 týdny jsou v opravě). Nejčastěji se jedná o prstencové pece, zatím méně často – tunelové.
V prstencové peci se velké množství tepla akumulovaného ve vypálených produktech a v plynných produktech spalování spotřebuje na ohřev suroviny a vzduchu potřebného ke spalování. To má za následek výrazné úspory paliva. Teplota výfukových plynů do potrubí by neměla překročit 100 °.
prstencová pec
Kruhová pec v půdorysu je obdélník s půlkruhy na koncích. Pec je podmíněně rozdělena na 14-36 komor, z nichž každá má průchody pro nakládání surovin a vykládání cihel. Komory jsou vybaveny komíny napojenými na sběrný kouřový kanál probíhající uprostřed topeniště. Palivo (jemné uhlí nebo rašelina) se nalévá do topeniště otvory v klenbě komor (ručně nebo automatickými zařízeními).
Pro urychlení výpalu se část paliva (jemné uhlí nebo piliny) vtlačí do suroviny při její výrobě. Při této metodě palivo hoří uvnitř suroviny, cihla je poréznější a lehčí a výpal je rovnoměrnější.
Trouba má čtyři pohyblivé zóny:
- syrové sušení,
- topení,
- střelba,
- ochlazení.
Hotová cihla je vyložena z jedné komory pece a sousední (průchozí) komora je zatížena surovými cihlami. Současně se mezikomora vyčistí od zbytků nístěje. Všechny ostatní komory jsou nabité surovinami, které procházejí různými fázemi zpracování. Prefabrikovaný kouřový kanál je napojen na komín, který vytváří přirozený tah v topeništi; průvan lze vytvořit i uměle – pomocí odsavače kouře.
Zde je komora 1 vyložena a komora 15 naložené syr.
Ta je izolována od dříve načtené kamery 14 tlustá papírová obrazovka. Palivo se vhazuje do komor 8 –9, kde se střílí? teplota výpalu 900-950°. Vzduch potřebný k udržení spalování vstupuje přes otevřené chodítko vykládací komory a volně prochází komorami 2-7, protože mezi nimi nejsou papírová síta (vyhořely) a již vypálená cihla v nich chladne; vzduch se ohřívá.
Ohřátý vzduch podporuje spalování v komorách 8–9; horké spaliny procházejí komorami 10–14,zahřejte a sušte syrové. Plyny přicházejí do čerstvého syrového sýra již vychlazeného. Tím se eliminuje deformace a praskání suroviny. Z poslední kamery 14 plyny jdou do kouřového kanálu a do komína.
V nově naložené komoře 15 uspořádat ze strany fotoaparátu 16 šířku papíru a chodítka zblízka pomocí malty ze surové hlíny. Fotoaparát 15 spojit se sousedem 14 pro vytápění. K tomu protrhněte papírové síto železnou tyčí skrz palivové otvory a otevřete kouřový kužel v komoře. 15. Kamera se poté načte. 16, při vyjímání fotoaparátu 2 atd.
Teplo chladící cihly se využívá k sušení suroviny; za tímto účelem je horký vzduch z chladicí zóny přiváděn do komor naplněných čerstvými surovinami speciálním, tzv. plamenovým kanálem.
Pece s velkým počtem komor (více než 26) pracují “ve dvou ohniscích”, tj. výpal a všechny ostatní procesy probíhají současně na dvou místech pece.
Vysoká produktivita prstencové pece se vyznačuje odběrem 2000-2500 nebo více kusů cihel z 1. m3 vypalovací kanál za měsíc.
Tak vysoké produktivity pecí, převyšující předchozí 2-3krát, dosáhli inovátoři cihlářské výroby P. A. Duvanov, I. Ja. Mazov, I. G. Mukosov a jejich četní následovníci v řadě vyspělých továren.
Jejich použití řídké podélné klece suroviny (asi 200 kusů na 1 m3) umožnilo snížit odpor vůči pohybu horkých plynů a vzduchu v kanálu pece a dosáhnout vysokorychlostního vypalování cihel; celý cyklus vypalování je nyní asi 40 hodin.
Kruhová pec poskytuje rovnoměrné vypalování, vysokou produktivitu; spotřebuje asi 2x méně paliva než u vsázkových pecí.
Ekvivalentní spotřeba paliva v prstencových pecích je 120-150 kg za 1000 cihel.
Metoda vodního chlazení
Způsob chlazení chladicí zóny cihel v prstencových pecích vodou. Voda se v malém množství potrubím a rozprašovacími zařízeními procházejícími ve střeše pece přivádí do komor, kde se cihla ochlazuje. Voda se přivádí do komory, kde je teplota 300-350 °, takže se rychle odpařuje a nezkazí cihlu a pokládku pece. Zároveň je teplota vyložené cihly snížena na 30°C a nižší, což značně usnadňuje pracovní podmínky.
tunelové pece
Představují dlouhý tunel (75-110 m), ve kterém se vypálené výrobky pohybují na vozících po kolejích za pomoci mechanických posunovačů. Materiál v tunelu se nejprve suší, poté zahřívá, vypaluje uprostřed pece a ochlazuje na výstupu. V těchto sušárnách lze kombinovat sušení surovin a výpal.
V prstencové peci se vypalovací zóna a s ní další zóny pohybují, zatímco výrobky zůstávají nehybné; v tunelové peci se produkty pohybují a zóny zůstávají nehybné; cyklus vypalování zde trvá 1 1/2-2 dny.
Schéma výroby cihel plastovou (mokrou) metodou: 1 – kolesové rypadlo; 2 – lokomotiva s vozíky pro přepravu hlíny; 3 – krabicový podavač; 4 – válečky; 5 – běhouny pro mokré broušení; 6 – pásový lis; 7— řezací stroj; 8 – tunelová sušárna; 9 – vozík se syrovým; 10 – tunelová pec; 11 – vozík s cihlami; 12 – zděný sklad; 13 – přeprava cihel v kontejnerech autem.
