Свежие комментарии

Огнеупорный кирпич

Кирпич — один из древнейших элементов для строительства. Собственно «кирпич» — это кусок неорганического материала такого размера, что можно взять его одной рукой. Поэтому размеры даже древневавилонских кирпичей таковы, что хотя бы один размен не превышает 12-13 см. Сейчас стандартный кирпич имеет размер 250х120х65 мм, он рассчитан на то, что будут браться поперек (где он 120 мм), а в Древнем Риме доходило до 450х300х100 мм, такой кирпич можно было брать только за вертикальный размер.

Но из кирпича не только хорошо строить жилища и укрепления, из него можно строить и печи и домны, более того — не только можно строить, но и придется…

Обыкновенный красный кирпич — вещь правильная, но уже при 1200°С он просто плавится, поэтому его можно использовать только там, где не больше 800°С, да и то только короткое время — кирпич начинает крошиться.

Огнеупорных кирпичей сейчас есть несколько типов:

углеродистый кирпич, делается из коксового порошка и и каменноугольной смолы. Вещь хорошая, но при наличии кислорода элементарно выгорает. Поэтому подходит не везде, и часто требуется защищать кладкой из другого типа кирпича. Нам пока не нужен.

графитовый кирпич, прессуется из графита с добавками. Высокотемпературный. Хотя «высокотемпературный» это мягко сказано, рабочие температуры — 2500-2700°С. Так же, как и углеродистый, не любит окислительную атмосферу, в кислородной среде всего до 300°С. А жаль. Потому как выдерживает практически все кислоты, все органические растворители и достаточно устойчивы в растворах едких щелочей.

муллитовый Легко держит 1850°С, именно он лучше всего подходит для стекловарения.

карборундовый, форстерировый, хромистый, магнезитовый, периклазовый и прочие специализированные. У каждого типа есть свои особенности и поэтому применяют в разных местах. Из чего делают своды печей, из чего — торцевые стены или лотки, из чего — нагревательные воздуховоды. Тонкостей очень и очень много (даже не представляю, как с этим будет разбираться попаданец и как мне это все свести в систему).

кварцевый (динасовый) кирпич Великолепный кирпич для выплавки стали. Но исключительно там, где стенки печей соприкасаются только с пламенем или металлом. Если есть известь, щелочь, окислы металлов — кирпич разрушается. Держит 1650-1750°С. Так как кирпич однородный, то плохо переносит перепады температур. Поэтому печь из него нужно медленно нагревать и остужать, особенно с 200 до 600°С. Делается из кварцевого песка или песчаника, глины в нем совсем мало — только чтобы можно было отформовать кирпич.

шамотный (клинкерный) кирпич. Это, наверное, самый распространенный тип огнеупорного кирпича. Он общего назначения — достаточно химически устойчив, достаточно механически прочен. В общем — как раз для нас. Его как самый простой в любом случае нужно делать.
Шамотный кирпич держит 1000-1400°С (сейчас есть сорта, которые держат даже 1650°С). По сравнению с остальным температура невысокая, но для многих вещей этого будет достаточно. Делается, собственно, из шамота (огнеупорной глины). Но вот тут и начинаются основные приключения…

Дело в том, что «глина» — понятие на редкость растяжимое. То есть основа вроде одна и та же — смесь оксида кремния (SiO2), оксида алюминия (Al2О3) и воды. Вот только примесей там — на пол-таблицы Менделеева, много кальция, магния, титана. Да и основные составляющие могут содержаться примерно в 15 разных минералах. Я сомневаюсь, что где-то существует табличка, в которой перечислены все имеющиеся виды глин. Но что получится из глины после обжига, можно будет увидеть только после эксперимента. Поэтому очень часто некоторые виды огнеупорного кирпича называются по местности, где нашли глину требуемого состава. Например — гжельский кирпич, боровичский кирпич.

Как быть попаданцу? Ему придется искать глину. Искать везде, от города к городу. Искать и пробовать обжигать. Естественно, если есть где специальная глина, то местные так просто ее не отдадут. А еще везде феодальные границы, когда через пару километров — новый феодал, устанавливающий для прохода через мост цену, сопоставимую с проходом через Суэцкий канал. Гарантировано — на поиски уйдут годы, даже если попаданец конкретно знает что он хочет. Но нет худа без добра — за это время вы изучите с десяток языков и полсотни наречий, нарисуете подробные карты с отметками всех постоялых дворов, женитесь, воспитаете детей… Гм. Что-то я увлекся.

Итак, попаданец нашел нужную глину. Но кирпич из нее не сделать. Из нее можно сделать сам шамот. То есть просто обжечь при температуре 1300-1500°С. Полученный шамот нужно раздробить, измельчить и уже в качестве наполнителя использовать для производства шамотных кирпичей. Производство шамота на редкость экологически вредно — чего стоит только одна шамотная пыль.

Ну что же, все трудности преодолены, мы отформовали кирпичи из шамота с огнеупорной глиной.
Следующее, что нам необходимо — высушить кирпичи. При этом надо следить, не потрескаются ли кирпичи. Если потрескаются — значит, глины много, нужно добавлять шамот. НО с шамотом не перестарайтесь, кирпич будет хрупкий. Также помните, что при сушке размер кирпича уменьшается, усадка может доходить до 15%. Сама сушка длится от 6 дней до двух недель.

В конце концов мы дошли до обжига.
Обжиг процесс также не сильно простой. Он делится на три этапа — нагревание (когда из глины удаляется как свободная, так и химически связанная вода), собственно обжиг (когда внутренняя часть кирпича не приобретет стекловидных свойств) и медленное остывание (пока внутри горки кирпичей не перестанет светиться). Очень большое значение имеет то, каким образом сложены кирпичи при обжиге. Обычно они устанавливаются на боковые грани, чтобы в середину горки был беспрепятственный доступ воздуха. Точные конфигурации горки придется подбирать в зависимости от размера и конструкции печи.

И последнее замечание. Обжигать шамотный кирпич надо достаточное количество времени и при температуре 1300-1400°С. То есть саму печь нужно сложить из огнеупорного кирпича. А где его взять, если мы его еще не обожгли? То есть придется ставить печь из обыкновенного кирпича, кое-как обжигать шамотный, строить из него печь, обжигать еще — и только на третьей итерации печи все должно заработать. Две предыдущие печи пойдут в утиль.

Стоит помнить, что только из кирпича печь не построишь, и к высотемпературному кирпичу нужен высокотемпературный раствор, но это отдельная тема. Хотя в случае шамотного кирпича все достаточно просто — раствор делается из того же состава, что и сам кирпич, но процент огнеупорной глины в нем должен быть больше.

Огнеупорный кирпич — один из базовых элементов получения высоких температур. Без него не будет ни стали, ни стекла, ни фарфора, да ничего толкового без него не выйдет!
Поэтому для попаданца огнеупорный кирпич — это проблема первого ряда, и проблема, обойти которую не выйдет в любом случае.

16 комментариев Огнеупорный кирпич

  • name

    «В общем — как раз для нас»
    «внутри горки кирпичей не перестанет светиться»

  • xolmc

    Про трехстадийный обжиг первой печки улыбнуло 🙂

    Проблема с выскотемпературным обжигом в обычной кирпичной печке решается очень просто — кирпич надо обжигать маленькими горками, сложенными на угольной подушке определенной толщины в центре печи в том месте, где встретятся поступаюшие через сопла две быстрых струи горючего газа и подогретого дутья.

    Грубо говоря, обжигаемый кирпич должен попасть в фокус нагрева.
    Топлива и дутья надо подавать ровно столько, чтобы полученного тепла хватило только на нагрев определенной массы кирпича, но не больше. Этого легко достичь регулировкой подачи — простой заслонкой.
    Тогда только сам кирпич будет горячим, а уже на небольшом расстоянии от него температура будет резко падать — горячая струя течет только в одном направлении вдоль печи и быстро остывает.
    Такая схема даст градиент температур поперек течения градусов 300-400 в зависимости от скорости струи.
    И со стенками ничего не случится — не расплавятся.

    • vashu1

      Справедливости ради попаданцу горючий газ получить не так просто, нет?

      На ум приходит разве что газ от перегонки древесины, но чтобы обеспечить обжиг кирпича древесины устройство должно помещаться немало.

      • xolmc

        Самый доступный горючий газ — не до конца сгоревший уголь (при недостатке кислорода)
        Огонь синеватый тогда будет

      • Asasel

        Биоотходы можно не только на селитру изводить, но и на получение биогенного метана (биогаз)
        Технология известна едва ли не с каменного века.

  • 2:5080/205

    Газогенератор геморроен, но у нас стационарная конструкция да и сам газ идет не в ДВС, так что попроще будет.
    А еще там почти целиком CO — можно проводить ликвидацию неугодных, наполняя помещение газком фильтрованным, без вкуса-цвета-запаха. Скажем, выставлена охрана, все дела, так просто не подлезть. А газовый подляк они не ожидают, причем можно свалить на неисправность камина («угореть» при неправильной тяге как нехер делать и без дополнительных ухищрений).
    Еще газом светить можно — оно пожаровзрывоопасно, но до электричества было самое то, можно на тысячелетия раньше организовать.

    P.S. Про отравления — это правда, что с машинкой Евро-4 непросто самовыпилиться стандартным способом? По цифрам, у нее CO вообще около нуля, надо полтора часа дышать, чтоб набрать откопытную концентрацию, а больше ничего смертельно ядовитого в выхлопе-то и нет. Получается, суицидничков обидели?

    • hludens

      Как коварный способ убийства можно добавить еще и ренгеновскую трубку, час работы в соседней комнате и жертвы помрут по невыясненным причинам в течении полугода…

      • 2:5080/205

        Тоже верно. Правда, для трубки нужно вакуум и высокое ннапряжение — второе не проблема, а с первым может быть обломно.

  • m.sche

    Тут не упомянут самый легкодоступный огнеупорный минерал — Доломит. В больших количествах и в открытом доступе содержится в любом приличном горном хребте (см. «Доломитовые альпы», да и на урале, к примеру, его более чем дофига). Мой дед работал в своё время на Ижстали и рассказывал, что в середине века за недостатком шамотного кирпича печи футеровали без раствора сырыми доломитовыми блоками. Насколько мне удалось нагуглить, огнеупорность сырого доломита варьируется от 1500 до 2000 гр. в зависимости от примесей. К счастью, доломитовая порода чаще всего загрязняется такими же огнеупорными материалами как магнезит и кварц. Хуже, если окислами железа — именно они могут уронить огнеупорность до 1500 гр. но и этого более чем предостаточно. Так что «попаданцу» нужно будет только найти его, наломать и обтесать. Звучит угрожающе, но плотность доломита не высока 2,85—2,95 г/см³ (к примеру у гранита 2600 кг/м³).

    С другой стороны (доверяй, но проверяй) примеров и сведений об использованию сырых доломитовых блоков в сети я не нашёл, по крайней мере в наше время. Зато широко используется доломитовый кирпич. Технология производства на редкость проста. Цитирую «Промышленные печи и трубы» В.И. Бельский, Б.В. Сергеев. Москва Стройиздат 1974:
    «При изготовлении доломитовых изделий (кирпича) сырой доломит размалывают на шаровых мельницах и смешивают с водой. В полученную массу добавляют 10—15% тонкомолотого песка или трепела и после выдерживания в ямах обжигают во вращающихся печах на клинкер.
    Из молотого клинкера, увлажненного водным раствором сульфитно-спиртовой барды, на прессах под давлением 500— 600 кгс/см2 приготовляют сырец, сушку которого выполняют в течение 10—15 ч при температуре 180° С. На этом изготовление безобжиговых изделий заканчивается, и они направляются потребителю. Для изготовления обжиговых доломитовых изделий высушенный сырец обжигают в туннельных или газокамерных печах при максимальной температуре 1550—1580° С. Огнеупорность данных изделий будет составлять 1770—1780° С.»

    Единственное, что меня тут смутило, это ругательство «сульфитно-спиртовая барда». Рецепт: Древесную стружку измельчить, положить в кастрюлю. Добавить едкий натр и сульфид натрия Na2S . Крышку держать закрытой, медленно повышать температуру до 170 гр. Варить 3-4 часа. Затем процедить раствор в другую ёмкость, стружку выкинуть, соль перец добавить по вкусу. Вообще то геморрой, можно поэкспериментировать с другими вещами, я так понял роль этой барды — просто современная увлажняюще-склеевающая + антиокислительная добавка. Но если запарится — получится высококлассный продукт.

    На мой взгляд доломитовую породу найти легче, чем шамотную глину, да и сам процесс попроще. А уж если мой дед ничего не напутал с сырыми блоками, то и с бардой/размолом/обжигом не придётся запариваться. А вы как думаете?

    • xolmc

      Доломит это конечно хорошо — единственный основной огнеупор. Если хотим плавить дешевую высокофосфористую руду с большим количеством известкового флюса, то без него не обойтись.

      Эту самую сульфитную барду специально получать не потребуется — это просто бросовый отход производства бумаги, поэтому он в этот рецепт и попал. А вообще говоря пойдет любое легкодоступное на данный момент вязкое органическое вещество — хоть сахарный сироп, хоть смола, хоть, извините, дерьмо 🙂
      Нужно оно только как связующее для формовки кирпичей, а при обжиге все равно выгорит до угля.

      Но есть во всем этом один минус — доломит доступен только в горной местности, где подняты слои глубинных осадочных пород мелового периода.
      А шамотная глина того или другого сорта, есть абсолютно везде. С труднодоступностью kraz, как всегда, слегка загнул. Это крупный промышленный пласт найти большая проблема, а с мелкими, которых попаданцу за глаза — нет проблем.

    • kraz

      Да, верно, про доломит нужно писать отдельно и, по-видимому, больше одной статьи.
      Я тут только по верхам огнеупорный кирпич захватил, но только по самым верхам.

  • dan14444

    Сюда бы схемы печей добавить — без газогенератора, непосредственно на угле — но с предварительным подогревом воздуха. Т.е. упрощённый вариант регенераторной, за счёт дополнительного расхода топлива.

    И в идеале — картинки шамотных глин, доломита и т.п. — «в местах естественного обитания» 🙂

  • Виктор

    Тему надо было уточнить типа -«ШАМОТНЫЙ огнеупорный кирпич». Для чего он годится? Только для выплавки металла и пудлингования.
    Другое дело ДОЛОМИТ. Это твёрдая заявка на стекло и карбид кальция (с некоторым ухищрением), может даже корунды.
    Спасибо деду с Ижстали за простое и эффективное решение, ПРОВЕРЕННОЕ ПРАКТИКОЙ.
    Если что и буду про попаданцев промышленников освещить, то только через призму доломита. Это будет самый крутой «рояль в кустах». На этом рояле, ну естественно секретный доломитовый аля Золото Маккены карьере построю свою пападанческую империю! Лёгкое движение и у меня железо, стекло и корунды, карбид и прочие сверхтехнологии. Успевай только продавать листовое оконное стекло, подзорные трубы и железо или сталь. Платину начну плавить. Попаданец я или современныйлох с сайта? Примесей не будет вообще!!! Экологически чистый доломит без ГМО. Ну чего там мастубировать пуская сопли и утирая слюну? Да пусть себя задрочат завистники, а доломит с 2000 град целься температуры плавления практически ВСЁ решаемая фича. Фарфор и фаянс я не упомянул, но ватерклозет для первых лиц любой земли сделает попаданца ЭЛИТОЙ общества.
    m.sche передай превет деду за решение всех производственных проблем от всех УМНЫХ попаданцев всех времен и народов!
    Самое главное в том, что не нужно разыскивать топливо для печей обжига и корячиться в экстазе при отсутствии денег на такие ОГРОМНЫЕ капитальные вложения, которые улетают через трубу в прямом смысле, при этом печь практически ВЕЧНАЯ. Она не выгорает!!! и не требует ремонта.
    Проблема в добыче и обработке доломита. Твёрдый средне 4, но хрупкий. Легко царапается ножом, оконным стеклом. Как раз то что автор прописал. Высокоогнеупорный материал. Горные кряжи, скалы, Романтические пещеры и гипс и мрамор как два пальца об асфальт. Секрет? Структура стекловидного вида, а это круто.
    Настойчиво рекомендую всем попаданцам найти загадочную пещеру отражающую свет факела, ну ясно, что доломитовую и ясно, что остальным там делать нечего, как только марать памперсы от вида гигантских теней летающих мышей, за одно там и селитра для пороха в куче гуано. Не порох, так кислород для дутья в печи пойдёт, что не есть савсем гут, но и не помешает карьере нувориша. Потом свой спецназ придётся по-любому создавать. Когда у кого-либо есть избыток денежой массы, то окружение стремится эту массу прихватизировать, для облегчения ваших карманов. Бить будут не по паспорту.
    Да здравствует доломит!!! Опора и надежда попаданца…

  • Поэтому если плавки не идут одна за другой и регенераторы остывают — то вместо экономии на быстрых плавках получается как раз наоборот. Во-вторых — высокая температура это очень здорово, но как насчет огнеупорных материалов?

  • Taras

    > прессуется из графита с добавками. Высокотемпературный. Хотя «высокотемпературный» это мягко сказано, рабочие температуры — 2500-2700°С.

    Точнее громко сказано. Сравните с температурой плавления вольфрама, или с температурой днища садящегося шаттла.

  • Taras

    >Итак, попаданец нашел нужную глину. Но кирпич из нее не сделать. Из нее можно сделать сам шамот. То есть просто обжечь при температуре 1300-1500°С. Полученный шамот нужно раздробить, измельчить и уже в качестве наполнителя использовать для производства шамотных кирпичей. Производство шамота на редкость экологически вредно — чего стоит только одна шамотная пыль.

    И чем же футеровать печь для обжига шамотной глины?

Leave a Reply

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>