СПОСОБ СУШКИ ОТФОРМОВАННОГО КИРПИЧА-СЫРЦА
METHOD OF DRYING MOULDED AIR BRICKS

Изобретение относится к способам сушки влажных капиллярно-пористых материалов и может найти применение при производстве керамического кирпича и крупноформатных керамических изделий.
Известен способ сушки крупноразмерных керамических строительных изделий электроосмосом (RU 2004520 С1, кл. С04В 33/02, опубл. 15.12.1993, (II), столб. 5, 10-11, фиг.13-14, всего 13 с.), включающий размещение высушиваемого изделия на металлическом катоде с фильтрующим слоем из песка, размещение анода сверху изделия с пригрузом.
К недостаткам такого способа сушки можно отнести неудобство при выполнении операции установки анода, который устанавливают с пригрузом, на что затрачивается дополнительное время, а также невысокое качество высушенного изделия из-за неоднородности влагосодержания отдельных частей высушенного кирпича, которое происходит в результате:
- ускоренного неконтролируемого высыхания боковых поверхностей высушиваемого изделия, вследствие испарения влаги в окружающую среду, что приводит к растрескиванию кирпича-сырца;
- замедления сушки нижней поверхности, т.к. влага из фильтрующего слоя удаляется самотеком. Таким образом, в фильтрующем слое и в высушиваемом изделии, в области их соприкосновения с катодом, остается большое количество влаги, что приводит к растрескиванию и расслаиванию изделия при дальнейшей термической обработке (обжиге).
Изобретение решает задачу повышения производительности сушки кирпича-сырца за счет сокращения количества выполняемых подготовительных операций по установке анода и времени, которое надо затратить на их выполнение, и повышения удобства установки анода, а также повышения качества высушенного кирпича за счет повышения однородности его влагосодержания.
Для получения необходимого технического результата в известном способе сушки, включающем размещение высушиваемого изделия на металлическом катоде с фильтрующим слоем, размещение сверху изделия анода, оснащенного приспособлением для прижима, предлагается кирпич-сырец накрывать теплоизолирующим влагонепроницаемым колпаком, анод прикрепить к приспособлению для прижима, в качестве которого использовать пружину, которую закрепить на верхней внутренней поверхности колпака, а влагу из фильтрующего слоя удалять принудительно конвективной сушкой его нижней поверхности.
На прилагаемых к описанию графических материалах изображено:
фиг.1 - схема сушки, описанная в ближайшем аналоге;
фиг.2 - схема сушки предлагаемым способом;
фиг.3 - схематичное изображение катодного электрода в виде сетки на поверхности фильтрующего слоя;
фиг.4 - разрез А-А на фиг.3.
На прилагаемых схемах приняты следующие обозначения:
1 - кирпич-сырец; 2 - фильтрующий слой; 3 - анодный электрод; 4 - катодный электрод; 5 - источник напряжения; 6 - электроосмотическая диффузия влаги из сырца в фильтрующий слой; 7 - стекание влаги с фильтрующего слоя; 8 - теплоизолирующий влагонепроницаемый колпак; 9 - прижимная пружина; 10 - конвективное испарение влаги; 11 - поток теплоносителя.
3
Предлагаемый способ сушки кирпича-сырца (фиг.2) заключается в следующем. Отформованный кирпич-сырец помещается на металлический катодный электрод, уложенный в фильтрующий слой, и сверху накрывается влагонепроницаемым, теплоизолирующим колпаком из полиэтилена, оснащенным анодным электродом (металлической пластиной из коррозионно-стойкой стали). Анодный электрод прикреплен к пружине для обеспечения прижима к верхней поверхности высушиваемого кирпича-сырца. Пружина закреплена на внутренней верхней поверхности колпака. В качестве фильтрующего слоя используется пористый материал с высоким водопоглощением и высокой влагоемкостью (например, пеношамотный легковес со средней плотностью до 300 кг/м).
Катод выполняется в виде сетки (фиг.3, фиг.4), уложенной в фильтрующий слой, чтобы не препятствовать диффузии влаги из кирпича-сырца.
Под действием внешнего электрического поля происходит перемещение жидкости, заполняющей кирпич-сырец, к катоду, а удаление влаги из фильтрующего слоя ведется конвективным способом сушки.
Ток от анода к катоду, температура и скорость теплоносителя выбираются таким образом, что влагосъем с фильрующего слоя методом конвективной сушки должен быть не меньше количества влаги, удаляемого из высушиваемого изделия. Этим достигается отсутствие переувлажнения высушиваемого изделия в зоне катода, а значит и равномерная влажность в теле высушиваемого кирпича-сырца, т.е:
э
к
Q<Q,
э
где Q - количество влаги, выделяемое из высушиваемого изделия электроосмотическими силами;
к
Q - количество влаги, выделяемое из фильтрующего слоя конвективной сушкой.
2
где S - сечение кирпича-сырца в плоскости прилегания электродов, см,
U - приложенное к электродам напряжение, В;
t - время пропускания тока, с;
L - расстояние между электродами, см.
к
пт
т
Q=β·(U-U),
2
где β - коэффициент поверхностной влагоотдачи, кг/мч;
пт
U - влагосодержание фильтрующего слоя, кг/кг;
т
U - влагосодержание теплоносителя, кг/кг.
Подсушка наружных боковых слоев изделия не возникает за счет применения теплоизолирующего влагонепроницаемого колпака, накрывающего высушиваемое изделие. Таким образом, исключается возникновение трещин на боковых поверхностях кирпича-сырца из-за испарения влаги во внешнюю среду.
Конкретный пример осуществления способа.
в
Кирпич-сырец 250×120×65 мм с начальным объемным влагосодержанием Q=0,5 (что соответствует влажности 25%) поступает в сушилку, где устанавливается на катод с фильтрующим слоем и накрывается теплоизолирующим влагонепроницаемым колпаком, к верхней внутренней поверхности которого прикреплено приспособление для прижима анода к изделию, выполненное в виде пружины, к которой прикрепляют анод.
Сушку выполняют электроосмосом путем подачи напряжения 10 В на анод и катод, а влагу из фильтрующего слоя удаляют конвективной сушкой с помощью теплоносителя, обтекающего нижнюю поверхность фильтрующего слоя с параметрами: температура - 60°С, относительная влажность - 30% и скорость - 1,3 м/с. Время сушки до конечной влажности кирпича-сырца 3,5% составляет около 14 часов.
Проведен эксперимент по сравнению известного и предлагаемого способов сушки.
При сушке кирпича-сырца по известному способу время на установку анода и пригруза составило 18 с. При сушке по предлагаемому способу время установки колпака с прикрепленным анодом на высушиваемое изделие составило 6 с, что при производительности сушилки 10 млн кирпичей в год составит выигрыш более 33000 часов.
Также, результаты эксперимента подтвердили повышение качества высушиваемого кирпича-сырца по сравнению с известным способом сушки. Высушенные по предлагаемому способу кирпичи обладали большей однородностью влагосодержания, что выражалось в отсутствии растрескивания и расслаивания после окончания сушки и при дальнейшем их обжиге, что положительно сказалось на повышении качества конечного изделия.