Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Строительное материаловедение

Краткие сведения из технологии керамики


Краткие сведения из технологии керамики

Производство изделий строительной керамики состоит из следующих основных операций: добычи, транспортирования и хранения сырьевых материалов, их переработки и обогащения, приготовления керамических масс, формования сырца, сушки и обжига изделий.

Добывают сырье на карьерах экскаваторами, вывозят глину из карьера автосамосвалами, вагонетками и конвейерами (при небольшой удаленности карьера). Многие заводы имеют механизирован-Г ные крытые глинохранилища. Непластичные материалы обычно поступают с карьеров необработанными и необогащенными. Подготовка сырьевых материалов состоит из разрушения природной структуры глины, удаления или измельчения крупных включений, измельчения и просеивания непластичных материалов и отделения от них железосодержащих и других вредных примесей, смешивания глины с добавками и увлажнения. Подготовку керамической массы осуществляют полусухим, сухим, пластическим и шли-керным (мокрым) способами.

Полусухой способ применяют, если шихта содержит большое количество отощающих материалов, а пластичное сырье трудно поддается размоканию, переработке и смешиванию с непластичными материалами. Формовочную массу приготовляют в виде пресс-порошка влажностью 8—12%; формуют изделия в гидравлических или механических прессах с давлением штампа до 14,5 МПа (при производстве керамического кирпича) или 19,5—29,5 МПа (при производстве керамических плиток для полов). Производительность прессовпри производстве кирпича равна до 7000—8000 шт. в 1 ч. Отпрессованный сырец поступает на обжиг в кольцевую или туннельную печь.

Способ полусухого прессования позволяет использовать малопластичные глины, сократить расход топлива на сушку сырца, снизить стоимость продукции. Однако процесс прессования сырца при этой технологии сложнее, чем на ленточных прессах, применяемых при пластическом прессовании, средняя плотность изделий несколько выше.

Сухой способ отличается от полусухого тем, что пресс-порошок имеет влажность 2—6%, полностью исключается сушка сырца. Применяют его для изготовления плотных изделий — клинкерного кирпича, плиток для пола, фаянсовых изделий и др.

Рис. 17.1. Схема устройства ленточного вакуум-пресса “Кема”:
1 — главный цилиндр пресса; 2 — перфорированная решетка; 3 — вакуум-камера с герметической крышкой; 4 — смотровое окно; 5 — шнековый винт; б — загрузочная коробка; 7 — задний цилиндр пресса; 8 — коническая часть головки пресса

При пластическом прессовании глину освобождают от каменных включений, измельчают и смешивают с отощающими, а иногда и выгорающими добавками до образования однородной керамической массы. Для измельчения глины применяют вальцовые дробилки с гладкими вальцами, дезинтеграторные вальцы, бегуны и др. Приготовляют керамическую массу чаще всего в двух-вальных глиномешалках, где ее увлажняют водой или паром до формовочной влажности 18—23% и тщательно перемешивают. Подготовленную глиняную массу подают для формования в горизонтальный вакуумный или обычный безвакуумный ленточный пресс. При пластическом прессовании кирпича применяют вакуу-мирование глиняной массы, повышающее прочность отформованного сырца, что позволяет укладывать его при сушке в более высокие штабеля и полнее использовать объем сушилок, при этом уменьшается трещинообразование и улучшается качество изделий. Ленточные вакуум-прессы (рис. 17.1) состоят в основном из трех частей: подготавливающей, вакуумирующей и прессующей. Подготавливающая часть пресса (мешалка) находится или над прессующей частью, или на одной оси с ней. Шнек подготавливающей части пресса захватывает керамическую массу и проталкивает ее через перфорированную решетку 2 в вакуум-камеру 3, откуда освобожденная от воздуха глиняная масса, уплотненная шнековым винтом 5, продвигается к выходному отверстию мундштука, укрепленного на головке пресса. Выдавливаемый из мундштука пресса непрерывный глиняный брус разрезается на отдельные изделия-сырцы с помощью полуавтоматических и автоматических станков. После резки сырец укладывается на сушильные вагонетки автоматами-укладчиками.

Способ пластического формования кирпича наиболее распространен. Для получения пустотелого кирпича пластического прессования в мундштуки прессов устанавливают специальные приспособления — керны, позволяющие получать в сырце сквозные отверстия различной конфигурации, которые уменьшают массу и теплопроводность стен.

Перед обжигом сырец сушат до влажности 5—7%. Сушка может быть естественной в сушильных сараях или искусственной в сушилках периодического (камерные) или непрерывного действия (туннельные, конвейерные). Естественная сушка зависит от погоды и составляет до 15—20 сут. Для продления сушильного сезона устраивают навесы со стеклянной кровлей, вводят в керамическую массу электролиты, устанавливают переносные вентиляторы.

На современных кирпичных заводах сырец сушат в искусственных сушилках камерного или туннельного типа. Наиболее совершенными и производительными являются туннельные сушилки непрерывного действия, в которых горячий воздух или дымовые газы обжигательных печей движутся с одного конца туннеля к другому, а навстречу горячему потоку на вагонетках перемещается сырец. Таким образом, горячий теплоноситель встречает уже полностью высушенный сырец, что уменьшает трещинообразование и коробление. Длина туннельных сушилок до 25—35 м, продолжительность сушки в них— 16—24 ч. Суточная производительность одного туннеля емкостью 6000 шт. кирпича составляет до 12000 шт. высушенного сырца-кирпича.

После сушки сырец обжигают в печах.

При шликерном способе исходные материалы измельчают и смешивают с большим количеством воды (до 60%) до получения однородной массы — шликера. Изделия (умывальники, раковины, унитазы, плитка и др.) изготовляют методом литья в гипсовых формах из шликера влажностью 30—34% с последующей их сушкой и обжигом.

При производстве некоторых керамических изделий (трубы, плитки) вводят дополнительную операцию — глазурование. Глазурованные Изделия имеют меньшие водопоглощение и водопроницаемость, большую долговечность. Глазури приготовляют из каолина, кварца, мела или мрамора, доломита, глины, полевых шпатов, углекислого бария, свинца и др. Они бывают прозрачными и глухими (непрозрачными). Для окрашивания глазурей применяют оксиды металлов, силикаты, шпинели, бораты и др. Наносят глазури на высушенные или обожженные изделия разными способами — пульверизацией, окунанием изделий в глазурную суспензию, поливкой изделий этой суспензией, путем припудривания поверхностей сухим составом глазури и др. После нанесения глазурей изделия обжигают.

Рис. 17.2. Кольцевая печь (гофманская):
1 — канал печи; 2 — садка сырца; 3 — регулировка дымовых конусов; 4 — отверстия для засыпки топлива; 5 — канал для отвода газов; 6 — проем в печи для загрузки сырца и выгрузки кирпича

Обжиг керамических изделий ведется по специальному режиму: прогрев сырца, собственно обжиг и охлаждение готового изделия.

Кольцевая печь представляет собой замкнутый обжигательный канал длиной до 200 и высотой до 3 м и объемом от 300 до 2500 м3 (рис. 17.2). В наружной стене печи устроены проемы 6 — ходки для загрузки сырца и выгрузки кирпича. Ходки устраивают через 5—6 м, количество ходков зависит от количества условных камер печи, отделенных друг от друга бумажными щитами, устанавливаемыми при загрузке сырца. Число таких камер в кольцевой печи 12—36 шт. Сверху через топливные трубочки в своде камер загружают кусковое или пылевидное топливо; внизу камер имеются отверстия, соединенные с центральным дымовым каналом 5 для отвода дымовых газов. В кольцевой печи садка 2 сырца остается неподвижной до момента выгрузки готовых изделий, а зоны подогрева, обжига и охлаждения перемещаются по обжигательному каналу по мере продвижения подачи топлива от одной условной камеры к другой. При приближении зоны обжига бумажные щиты сгорают. У этих печей имеются недостатки: трудность загрузки и выгрузки кирпича при высоких температурах (до 80°С), неравномерное распределение температуры по высоте печи, что приводит к «недожогу» и «пережогу» — деформации изделий, поэтому кольцевые печи вытеснены туннельными.

Туннельная печь представляет собой обжигательный канал длиной до 160, высотой 1,7 и шириной до 3,1 м (рис. 17.3). Внутри этого канала по рельсам продвигаются вагонетки с обжигаемым сырцом. По длине канала печь разделяется на зоны подогрева, обжига и охлаждения. Вагонетки с сырцом сначала движутся навстречу горячим газам, а затем поступают в зону холодного воздуха, нагнетаемого газовым вентилятором. В свою очередь, дымосос, устанавливаемый в начале зоны подогрева, обеспечивает поступление горячего воздут ха в зону обжига. В туннельных печах применяют твердое, жидкое или газообразное топливо.

Рис. 17.3. Тоннельная печь — продольный разрез

Обжиг в этих печах идет значительно быстрее, чем в кольцевых. Трудоемкие процессы садки сырца на вагонетки и выгрузки изделий механизированы, режим обжига автоматизирован, качество изделий выше.





Похожие статьи:
Строительные термины и определения

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Строительное материаловедение

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум