Файл: Кашкаев, И. С. Производство глиняного кирпича учеб. пособие.pdf

Наилучшие условия сушки создаются при одинаковой скорости внешней и внутренней диффузий.

Сушка может происходить только при условии подвода тепла, необходимого для испарения влаги, и при наличии разницы давле­ ний паров воды на поверхности испарения и паров воды теплоноси­ теля. Чем больше эта разница, тем быстрее скорость испарения.

Теплоноситель поглощает влагу из кирпича до тех пор, пока парциальные 1 давления его паров и паров на поверхности испаре­ ния не сравняются.

Насыщенность теплоносителя не должна превышать определен­ ного предела. Добавление к насыщенному теплоносителю некоторо­ го количества пара вызывает конденсацию его на поверхности изделия в виде капель воды. Чем выше температура воздуха, тем

относительной влажностью, т. е. отношением количества водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха, к количеству пара, которое насыщает воздух при данной температуре. Чем выше температура и ниже относительная влажность воздуха, тем быстрее протекает процесс сушки изделия и тем меньшее количество воздуха необходи­ мо для удаления влаги из изделия.

Скоростью сушки называется количество воды, которое удаляется с единицы поверхности изделия в единицу времени. Скорость сушки можно регулировать температурой, относительной влажностью и скоростью движения теплоносителя.

Процесс сушки делится на три периода: нагрева изделий, посто­ янной скорости сушки и замедленной скорости сушки. В период нагрева тепло, подводимое к материалу теплоносителем, расходует­ ся на подогрев изделия от начальной температуры до температуры теплоносителя. Влажность изделий за этот период уменьшается незначительно.

В первый период сушки удаление влаги происходит с постоянной интенсивностью

W

m = --— кг/мг ч, F ■%

где W — количество испарений влаги, кг; F — поверхность испаре­ ния, ж12; т — время испарения, ч.

Вэтот период температура изделия постоянна и равна темпера­ туре мокрого термометра2.

Впериод постоянной скорости сушки влага, поступающая из внутренних слоев изделий, испаряется с их поверхности. Скорость сушки в этот период остается постоянной до тех пор, пока влажность

2 Мокрым термометром называется термометр, показывающий температуру среды с полным влажным насыщением, в отличие от термометра, показывающего температуру окружающей среды.

145

характеризуется примерно постоянным уменьшением массы изде­ лия в единицу времени, т. е. количества влаги, испаряемой с едини­ цы поверхности высушиваемого изделия.

В период замедленной скорости сушки постепенно уменьшается влажность изделия до минимального остаточного количества. После этого сушка изделий прекращается. Этот период характеризуется непрерывным снижением скорости сушки и сопровождается сниже­ нием величины усадки изделий, которая чаще всего прекращается до окончания этого периода.

Влажность, которую имеет масса изделия в момент прекращения усадки, называется критической влажностью.

Конец третьего периода характеризуется равновесной влаж­ ностью, т. е. влажностью, при которой изделие прекращает умень­ шаться в массе и скорость сушки равна нулю.

Равновесная влажность высушиваемого материала зависит от относительной влажности и температуры теплоносителя. Чем мень­ ше относительная влажность теплоносителя и выше его температура, тем меньше равновесная влажность высушиваемого изделия.

Для уменьшения возможности образования трещин в заводской практике обычно стремятся увеличить скорость продвижения влаги от внутренних слоев изделия к наружным настолько, чтобы эта скорость соответствовала скорости испарения с поверхности изде­ лия. При этих условиях влажность сырца по всей толщине вырав­ нивается и воздействие напряжений уменьшается или устраняется.

Увеличение скорости капиллярного движения воды в основном зависит от ее вязкости, которая понижается с увеличением темпера­ туры воды. Вода при температуре 60° характеризуется вязкостью на 25% меньше, чем при температуре 0°С.

Практически нагрев глиняной массы до указанной температуры или несколько ниже достигают пароувлажнением.

Чтобы ускорить сушку, особенно в начальный период, применяют паропрогрев глиняной массы перед прессованием до 40—50° С. За счет повышения температуры бруса увеличивается влагопроводность сырца в два и более раза, так как вязкость воды в сырце зна­ чительно уменьшается и усиливается внутренняя диффузия.

Однако возможности прогрева глиняной массы ограничивают­ ся указанными пределами температуры (40—50° С). При более высокой температуре паропрогрева у большинства суглинков, при­ меняемых для производства кирпича, резко снижается связность массы. Это приводит к уменьшению прочности бруса, выходящего из мундштука пресса.

Сырец, нагретый за счет пароувлажнения, можно высушить быс­ трее и с меньшим количеством трещин. Чтобы уменьшить величину усадки, ускорить продвижение влаги из внутренних слоев к поверх­ ности и тем самым уменьшить перепады влажности по сечению изделия, в шихту вводят различные отощители, увеличивающие влагопроводность и уменьшающие усадку изделий.

Чтобы избежать появления трещин в изделиях из чувствитель­ ного к сушке сырья, повышают относительную влажность теплоно­

146

сителя, снижают его температуру при одновременном увеличении объема, а следовательно, и скорости. С этой целью обычно повторно используют часть отработанного теплоносителя, т. е. осуществляют его рециркуляцию путем смешивания с теплоносителем, поступаю­ щим от источников тепла. Это делают либо в общей смесительной камере перед поступлением в сушилку, или же рециркулирующий влажный теплоноситель подают в наиболее опасные зоны сушки, и здесь он смешивается с проходящим более сухим теплоносителем.

При сушке изделий стремятся создать оптимальный режим, т. е. режим, при котором получают качественные изделия без трещин в минимальные сроки и при возможно меньших затратах тепла и электроэнергии.

Оптимальный режим сушки обычно устанавливают эксперимен­ тальным путем и из нескольких режимов выбирают наиболее эффек­ тивный. Этот путь дорогой, трудоемкий и длительный, а главное,, не всегда дает лучшие результаты.

Поэтому применяют расчетно-экспериментальные методы. Одним из них является метод установления критического градиента влаж­ ности. По его величине можно устанавливать оптимальный режим сушки.

Если критический градиент влажности для определенной кера­ мической массы составляет величину более 3, то кирпич следует сушить в начальный период при температуре теплоносителя 60— 70° С и относительной влажности 55—60%; срок сушки— 12 ч.

При величине критического градиента влажности сырца менее 1,8 начальная температура теплоносителя должна быть примерно

Срок естественной сушки сырца в сараях колеблется в зависи­ мости от климатических условий от 5 до 20 суток.

Спрессованный кирпич-сырец укладывают в клетки в 6—7 рядов по высоте (рис. 78, а). Каждая клетка состоит из трех столбиков с расстоянием между рядами столбиков в 4—5 см для лучшей цирку­ ляции воздуха. Иногда клетки выкладывают сдвоенными и по мере подсыхания их наращивают свежесформованным сырцом. Нижний ряд сырца часто ставят на тычок.

Подсохшие кирпичи укладывают в брус-подушку (рис. 78, б), где они досыхают и хранятся до направления на обжиг.

147

Вследствие высокой трудоемкости естественной сушки кирпича и сезонности производства ее заменяют искусственной сушкой в камерных или туннельных сушилках, а заводы переводят на круглогодовое производство.

Рис. 78. Сушка сырца в сараях:

а — клетки сырца, б — брус-подушка

§ 38. СУШКА В КАМЕРНЫХ СУШИЛКАХ

Камерные сушилки относятся к сушилкам периодического дей­ ствия. Цикл сушки в них состоит из загрузки сырца, собственно суш­ ки и разгрузки. В период загрузки и разгрузки сырца камеры не работают.

Конструкция камерных сушилок

На кирпичных заводах наиболее распространены камерные су­ шилки Росстромпроекта (рис. 79). Длина каждой камеры этой су­ шилки— 10—14 м, ширина 1,3—1,5 м, высота 3,0 м.

148

Камера снабжена тремя каналами, расположенными ниже уров­ ня пода. Боковые приточные каналы 2 служат для подвода горяче­

камер. Их делают обычно тарельчатыми в виде чугунного цилиндри­

плотно закрывающимися двустворчатыми дверями с металлическим каркасом.

149