Tento text se zaměřuje na průmyslovou výrobu pálených cihel, kterou lze datovat od přibližně poloviny 19. století. Do té doby se cihly pracně pálily ve všemožných, nevelkých a energeticky náročných zařízeních, významný přelom nastal až v roce 1858, kdy byl udělen patent F. E. Hoffmannovi za kruhovou pec. Prof. Haškovec v roce 1901 píše: "V cihlářství, jež sahá do nejdávnějších dob, způsobil vynález kruhovky tak ohromných změn, že podobných nenajde se v žádném jiném odvětví průmyslové práce." Kruhovka byla geniálním vynálezem své doby, což potvrzují i slova profesora fyziky v Berlíně pana Magnuse: "Nevím, co by se dalo z vědeckého hlediska na tomto zařízení zlepšit."

A právě o kruhovkách tu bude řeč.

Níže uvedený text nemá ambice ukázat a popsat přesně vše, co souvisí s výrobou cihel. A to už nejen proto, že třeba taková 100 let stará kniha Modern Brickmaking (Londýn, 1911) popisuje tento proces na 500 stranách. Tu je snaha sepsat základní principy moderního způsobu výroby cihel (slovo "moderní" je nutné brát v pohledu 19. a 20. století), které jsme pochytili jednak v terénu při prohlídkách mnoha desítek cihelen (až na jednu cihelnu byly bohužel všechny nefunkční) a jednak studiem rozličné literatury. Jinak funkčních kruhovek nalezneme u nás velmi málo, nám jsou známy v ČR jen dvě. 

Nejprve něco v krátkosti o cihle. Jako první vznikla cihla nepálená (a že se používá dodnes), pálená cihla se datuje do třetího tisíciletí před naším letopočtem. V 17. století byl vynalezen stroj na ražení cihel a konečně v 18. století se objevuje normalizovaná cihla, která měla v českých zemích rozměry 65 x 140 x 290 mm (a má je i v současné době). Dá se říci, že pálená cihla byla luxusním zbožím, levnějším a velmi častým stavivem byly cihly nepálené a jiné regionálně dostupné různé materiály, kterých bylo v místě dostatek (dřevo, žula, pískovec, břidlice, aj.).

Proces výroby je ve stručnosti tento: hlína se natěží, zpracuje, vytvaruje, vysuší a vypálí. Jednoduše se to sice řekne, ale byl to kumšt.

Těžba primární suroviny

Cihlářská hlína je zemina sprašového nebo sedimentárního původu, která je jemnozrnná a dobře tak váže vodu - je to tedy směs jílovitých nerostů, křemenného písku a jiných materiálů. Jednoduše řečeno musí hlína společně s vodou tvořit plastickou hmotu a po vysušení držet tvar a mít určitou pevnost. A mít dobrou hlínu a případně si ji upravit tak, aby se dala vhodně použít, chtělo mít dostatek umu. Pokud byla hlína moc plastická, tak špatně schla, při sušení se snadnou deformovala a praskala. Pokud byla zase málo plastická, tak se cihla z této hlíny nesnadno formovala a vysušený výrobek byl křehký a málo pevný. Jelikož u každé cihelny byla v hliništi trochu jiná hlína, tak staří mistři si museli umět poradit a připravit správně hlínu. Snížit plastičnost například šlo odležením, kdy se částečky hlíny časem rozdrobovaly, zvýšit plastičnost šlo zase přidáním ostřiv.

Hlína se nejčastěji těžila v místě cihelny (resp. cihelny vznikaly v místě s vhodnou surovinou, nám známou výjimkou je cihelna v areálu bývalé Vojtěšské huti (Kladno), kde sice suroviny dostupné nebyly, ale zase bylo na dosah odbytiště šamotových cihel - vysoké pece). Ta správná hlína se nachází zpravidla až pod horní zvětralou (úrodnou) vrstvou. Tato horní vrstva se tedy musela vždy prvně sejmout. Hlína se v hliništi pak buď kopala ručně, nebo moderněji korečkovými, či jinými rypadly.

Doprava hlíny k cihelně byla různá dle lokálních podmínek. Hlínu mohly dopravovat jednak povozy (spíše pro malé cihelny), mezi ty lepší způsoby se řadila doprava vozíky po úzkorozchodných tratích, nebo po dopravních pásech. Pro vzdálenější ložiska přicházela vhod lanovka.

Po dovezení hlíny z hliniště pak bylo vždy dobré, aby se před vlastní výrobou nechala vytěžená hlína pár měsíců uležet (a nejlépe přes zimu). Takto uzrálá hlína pak vykazovala během sušení menší smršťování.

Výroba cihly

Hlína se řádně promíchala s vodou a mohly se začít dělat cihly. Lehce se to napíše - smísit hlínu a vodu - ale při denní produkci tisíců cihel si představme ty tuny míchané hlíny, takže zvláště při ruční práci to žádná legrace jistě nebyla.

Dle různých zdrojů se mohly přidávat do směsi i další příměsi - popílek, piliny, písek, aj. Každá cihelna měla svoji recepturu, cihly se tak mohly svým složením lišit.

Asi nejjednodušším (a také nejpracnějším) způsobem, jak dělat cihly, bylo ruční (nebo nožní - tedy bosýma nohama) dusání do dřevěných, nebo železných forem (rámů). Rám se pak odstranil a zůstala vytvarovaná cihla (forma byla zpravidla pro jednu až dvě cihly). Moderním způsobem pak bylo strojní lisování nebo tažení cihel. Jeden ze způsobů je vytlačení přes matrici "nekonečně" dlouhý polotovar, který se pak jen příčně rozřezal na jednotlivé cihly. 

Dělník, který hnětl hlínu a dělal cihly, se říkalo štokař. Při práci 14-16 hodin denně (ruský zdroj informace) vyrobil štokař denně 250 - 300 cihel.

Sušení

Než cihla putovala do pece, bylo ji třeba zbavit nadměrné vody, tzn. vysušit na minimální obsah vlhkosti. Kdyby se vypálila cihla mokrá, tak by nesnesla poměrně rychlý nárůst vypalovací teploty a cihla by popraskala. A navíc by cihla neměla ani dostatečnou pevnost k tomu, aby držela tvar, když se cihly naskládají do pece v řadách nad sebou.

K sušení cihel sloužily sušárny, kam se cihly dopravily poskládané v řadách na fošnách, nebo roštech. Jistě nejlevnějším, ale zase nejpomalejším způsobem bylo přirozené sušení okolní atmosférou. To šlo ale používat pouze v sezónních cihelnách a proces byl víceméně neregulovatelný. Aby jimi proudil vzduch, tak nejlepší bylo postavit sušárnu na nejvyšším místě bez překážek tak, aby mohl vítr proudit. Proto se zřizovaly spíše sušárny, kam se vháněl teplý vzduch. Teplo se vyrobilo buď v kotelně (parním strojem), nebo se využilo odpadní teplo z pece. V tomto ideálním případě (teplo je vlastně zdarma) byla sušárna zřízena v prostorech nad pecí tak, aby nebyly zbytečně dlouhé rozvody. K sušení takto navíc přispívalo i sálavé teplo z pece.

A po vysušení mohly cihly konečně putovat do pece k vypálení.

Vypalování

Původní Hoffmannova pec měla kruhový půdorys a komín byl v centrální části. Takováto pec je nám v českých zemích známa jenom v obci Hrušová (okres Ústí nad Orlicí), byla kulturní památkou, ale i tak byla v sedmdesátých letech 20. století zbořena. Všechny kruhovky tak u nás mají tvar oválný (Hoffmannův patentovaný princip je ale stále stejný). Dle našeho úsudku vznikl oválný tvar kvůli navyšování kapacity pece, resp. navyšování počtu komor. Kdybychom chtěli zvyšovat počet komor u kruhového půdorysu, tak nám poroste významně průměr půdorysu cihelny, což není jistě žádoucí. Při oválném tvaru se toto stát nemohlo. Publikace The clayworker's hand-book z roku 1921 se zmiňuje, že Hoffmannovy pece s kruhovým půdorysem se již nové nestaví, a že jsou plně nahrazeny kruhovkami oválnými. I když pec už nebyla kruhová, tak název kruhovka zůstal, neb měl spíše reflektovat technologický postup kontinuálního (cyklického) vypalování.

Hoffmannova kruhovka - Hrušová (dobová fotografie, převzato z Registru VCPD FA ČVUT)

Kruhovky vypadaly různě, ty menší byly jednopodlažní s půdou, kdy v přízemí byla pec a na ní byl zastřešený půdní prostor. Jiné kruhovky měly nad sebou několik dalších pater, které sloužily k sušení cihel. Kruhová pec bývala vždy řešena jako zaklenutá chodba o výšce běžně do cca 3 metrů a šířce do cca 4-5 metrů.

Hoffmannova pec s kruhovým půdorysem měla mít alespoň 14 komor (délka pece 51 metrů). Praxe ukázala, že lepších výsledků se dosahuje při délce pece až 70 metrů. V začátcích mívala pec jen 8 až 12 komor, ale to nestačilo k dosažení nejlepších výsledků z hlediska předehřevu a výpalu cihel. Slovo "komora" iniciuje spíše nějaký uzavřený prostor, ale v našem významu to je imaginární prostor v kruhové peci, ke kterému přísluší jeden vstupní (manipulační) otvor, a do kterého se navezou cihly pro jednu etapu výpalu. Šířka komory (a tedy rozestup manipulačních otvorů) bývá zpravidla 4 až 5 metrů.

Schéma kruhovky se 14ti komorami (půdorys a řez)

Kapacita pece nešla navyšovat donekonečna, při překročení určitého množství komor (cca 20) nemusí být již výpal efektivní. Proto se buď pálilo tzv. na dva ohně, nebo bylo v cihelně vybudováno vícero kruhových pecí nezávislých na sobě. Často byly vedle sebe schované v jedné hmotě cihelny, takže při pohledu zvenku nebylo na první pohled patrno, že budova skrývá pece 2 (tak je to například v České Třebové).

Dobová literatura uvádí následující nejvýznamnější nevýhody kruhovek:

- vysoké pořizovací náklady,

- návratnost byla po vypálení 6 až 10ti milionů cihel (což mohlo být i během pár let),

- pokud někdo požadoval speciální cihly, pak by jich muselo být hodně, aby se to vyplatilo,

- firmě s produkcí do 0,5 milionu cihel ročně se pec s kontinuálním výpalem nevyplatí.

A pár hlavních výhod:

- mnohem menší spotřeba paliva (až o 70%),

- bylo možno efektivně využívat odpadního tepla pece,

- výroba je díky kontinuálnímu výpalu plynulá.

Doprava cihel do komory a z ní byla jak manuální, tak i mechanizovaná - pomocí kolejových vozíků, které byly ručně tlačeny. Pro zatočení vozíku do pece posloužila speciální točna, ze které vběhly do pece přenosné kolejnice. Točna a mobilní kolejnice se vždy společně umístily k aktuální komoře, kde bylo třeba navézt nebo vyvézt cihly.

Proces kontinuálního výpalu v kruhové peci je následující:

Všechny manipulační otvory do pece jsou provizorně zazděny, kromě těch, které přísluší komorám, kde se zrovna palivo vyváží, zaváží a komorám mezi nimi (pokud nějaké jsou).

Manipulačním otvorem se zaváží cihly a skládají se dle předem určeného řádu. Vše muselo být seskládáno tak, aby žár a vzduch mohl proudit rovnoměrně a všechny cihly tak byly akorátně vypáleny. Existovaly různé typy skládek cihel (německá, rovná, ukrajinská, aj.) a různé skládání cihel do tzv. sypákových roštů, na které dopadalo sypáky palivo a rošt měl za úkol palivo zadržet a umožnit mu shoření. Způsob vyskládání cihel v sypákovém roštu závisel velmi na použitém typu paliva.

Po zavezení cihel byla chodba pece příčně přehrazena papírovou stěnou a zazdil se vstup do komory. Jak taková papírová stěna vypadala, netušíme, v životě jsme ji neviděli na vlastní oči. Jeden německý zdroj uvádí, že se jednalo o "tlustý voskovaný papír". Princip je ale zřejmý. Stěna měla po dobu potřebnou těsnit, resp. bránit pronikání studeného vzduchu vstupním otvorem a až nastal její čas, tak měla po vzrůstu teploty shořet (viz dále).

Mezitím na opačné straně pece probíhá výpal (při teplotě až 1000°C). Palič dává příkaz dělníkům kde a kolik nasypat uhlí skrze sypáky v místa, kde má oheň hořet. Potřebný vzduch k hoření se přivádí tahem komína (nebo moderněji pomocí přídatného ventilátoru) z otevřeného manipulačního otvoru komory, kde jsou cihly již vypáleny a vyvážejí se. Každá komora má příslušný odtahový kouřový kanál, kterýmžto se reguluje odtah spalin a který vedl spaliny do centrálního kouřovodu a odtud pak přímo do komína. Takže venkovní vzduch prochází komorami s vypálenými cihlami a ochlazuje je, pak přijde vzduch do komory s výpalem a horké spaliny pokračují stále ve směru tahu komína přes čerstvé cihly, které jsou tímto předehřívány a v poslední komoře, která je již zavezena a zazděna je otevřen odtah spalin.

No a po vypálení jedné komory a vyvezení protilehlé se celý cyklus posunuje o jednu komoru. Žárové pásmo postupuje, shoří papírová stěna, zavře se minulý kouřový kanál a otevře se ten následující.

Je to tedy geniální způsob - jednak tah komína urychluje chlazení vypálených cihel, spaliny zase pomáhají předehřát vysušené cihly a celý výpal je tak urychlen, a to současně za menší spotřeby paliva než bylo u jiných pecí bez kontinuálního výpalu. Navíc se teplo ze spalin dalo využít dále v sušárně cihel.

Jakost vypálených cihel závisela ve značné míře na způsobu a přesnosti provedení skládky sušených cihel v peci. Tato práce vyžadovala velmi odpovědné, přesné a promyšlené provedení závislé mimo jiné na použitém palivu.

Zde pár číselných informací:

- do jednoho kubíku skládky se vejde 250- 300 ks cihel (tzn. cihly tvoří 2/3 až 4/5 objemu skládky),

- jedna standardně veliká komora obsáhne kolem 10 - 30 tisíc kusů cihel,

- spotřeba 120-180 kg uhlí na 1000 ks cihel.

Příklad - proces u 14ti komorové kruhovky mohl být následující:

- komora 1 je plněna surovými cihlami,

- komora 2 obsahuje vypálené a zchlazené cihly, které se vyváží,

- komora 3, 4, 5 a 6 obsahuje vypálené cihly, které se ochlazují přívodním vzduchem,

- komora 7, 8 a 9 je v plném ohni, cihly se vypalují,

- komora 10, 11, 12 a 13 obsahuje surové cihly, které se předehřívají,

- komora 14 je volná.

Celý proces se posunuje zpravidla rychlostí o jednu komoru za jeden den.

Kruhovky byly vždy zastřešeny - střecha nejen vytvářela dobré podmínky pro dělníky, ale pomáhala udržovat palivo a vršek pece v suchu.

Cihelny sloužily v minulosti i jiným účelům. Sušila se zde řepa a chrást, někde kruhovka sloužila k pálení vápna. Funkční pec šla také kuriózně využít jako opékač brambor. Ty se navlékly na delší drát, otevřel se sypák do komory s tou správnou teplotou, drát se tam spustil a za chvíli byly brambory upečené.

Dnes se pro výrobu cihel (a jiných keramických výrobků) používají pece tunelové - princip je obrácený, než u kruhovek - oheň šlehá na jednom místě a vypalovaný výrobek se pohybuje po kolejnicích na vozíku. 

Na našem území byly stovky cihelen, skoro každá větší vesnice měla svoji vlastní. Mnoho cihelen již neexistuje, mnoho jich opuštěně chátrá, po některých zbyla jen torza na opuštěných místech - často jsou to jen komíny a jejich podstavce, které nalezneme třeba v místech, kde bychom to nečekali - např. ruiny cihelny s komínem uprostřed lesa v Olešovicích, nebo na Samotách u Chomutova. Existuje ještě pár cihelen, kde tento nekonečný proces byl přerušen náhlým zastavením provozu fabriky. V komorách pece tak nalezneme ještě nevypálené cihly (ty vypálené stihla fabrika buď prodat, nebo si je někdo pak odvezl domů). A někde nalezneme kruhovku přestavěnou třeba na obchod (Nový Bydžov), střelnici, nebo klenutý prostor pecí využívají majitelé jako sklady.

Každopádně ale éra kruhovek skončila.

2011 © fabriky.cz