10-й ряд сажают так же, как и 2-й ряд, но в направлении, перпендикулярном ему. Ряды с 11-го по 21-й кладут плотной елкой. Все ряды, кроме 10-го и 21 — го, пересыпают штыбом. В 22-м ряду сырец сажают с промежутками в 4–5 см. 23—30-й ряды укладывают плотными елками и пересыпают их углем. Ряды 31 -33-й кладут также в виде плотной елки, но без пересыпки углем. Поскольку обычные печи рассчитаны на обжиг 18–20 рядов сырца, то при обжиге на каменном угле печь наращивают.
Верх печи заделывают двумя слоями кирпича плашмя. Регулировочные отверстия устраивают над прогарами через один кирпич по ширине и через два по длине очелков.
Для обжига 1000 кирпичей расходуют 500 кг угля. На нижние ряды его насыпают на 10–15 % больше, чем на верхние.
Сушку сырца при обжиге углем по способу А. П. Пугачева выполняют обычно с использованием дров, поддерживая в очелках слабый огонь. После удаления из сырца влаги в очелках поднимают температуру и разжигают уголь. В остальном обжиг ведут аналогично обжигу в костровой печи.
В табл. 2 приведены наиболее частые дефекты кирпичей, образующиеся при их изготовлении.
Чтобы избежать брака при изготовлении кирпичей, необходимо внимательно изучить и понять процессы, происходящие при обжиге керамических материалов и изделий.
При нагревании в глинистой породе протекают сложные химические и физико-химические процессы Они происходят как в самой глине, так и в ее примесях (флюсах, отощающих и органических добавках).
Химические процессы необратимого превращения сырца в керамический черепок с известным приближением можно описать следующим образом.
В интервале температур 450–600 °C происходит дегидратация каолинита (Аl2O3∙2SiO2∙2H2O) с образованием безводного метакаолинита (Al2O3∙2SiO2). При дальнейшем нагревании до температуры 700–800 °C метакаолинит разлагается с образованием аморфных кремнезема и глинозема. Часть аморфного глинозема взаимодействует с находящейся в глине окисью магния и образует элемент черепка — шпинель (MgAl2O4), с температурой плавления 2135 °C. При дальнейшем повышении температуры (более 900 °C) глинозем вновь соединяется с кремноземом с образованием минерала муллита и дальнейшим насыщением системы аморфным кремнеземом. Как известно, аморфный кремнезем обладает высокой реакционной способностью. Начиная с температуры 750–800 °C, он вступает в реакцию с находящимися в составе глин окислами Са, Na, К, Fe с образованием жидких силикатных стекловидных расплавов. Эти расплавы цементируют всю систему. Процесс цементации жидкими расплавами резко ускоряется при температуре более 1000 °C. Начиная с этой температуры, окись железа Fe2O3 переходит в химически активную закись железа FeO, которая с аморфным кремнеземом ускоряет цементацию системы. Часть окиси железа переходит в кристаллический минерал гематит, входящий как законченный продукт в керамический черепок. При температуре около 1000 °C имеющийся в глине аморфный кремнезем и введенный в глинистую смесь песок кристаллизуются вокруг кристаллического кремнезема (песка).
При возникновении жидкой фазы начинается спекание глин — стягивание твердых частиц расплавом. В результате спекания обжигаемый материал уменьшается в объеме, дополнительно уплотняется и снижает свою открытую пористость. Глубина спекания пропорциональна длительности воздействия высоких температур.
Рекомендуется при обжиге медленное повышение температуры массы всего обжигаемого материала, а также достаточно длительный процесс «закалки» массива в конце обжига. Следует избегать в процессе подъема температуры даже кратковременного ее снижения.
При охлаждении массива образование трещин в обожженных изделиях возможно в интервале температур 900–700 °C. В этом интервале изделие переходит из пиропластического состояния в хрупкое. Еще более опасным является переход через температурный интервал 600–550 °C, когда происходят модификационные превращения кристаллического кварца Быстрое охлаждение керамики в этом интервале температур приводит к ее разрыхлению, к появлению многочисленных волосяных трещин.
Конечно, вряд ли читателю-умельцу так уж необходимо знать, какие химические процессы происходят при превращении глины в керамический черепок. Но мы его все-таки здесь приводим, чтобы показать, что обжиг кирпича совсем непростое дело!