Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Ответы к экзамену по дисциплине ТСК ( технология строительной керамики) для псмик - файл 1.doc


Ответы к экзамену по дисциплине ТСК ( технология строительной керамики) для псмик
скачать (478.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc479kb.23.11.2011 01:47скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...

L = (d1-d2)100/d1,

где d1- расстояние между метками на отформованных образцах, мм; d2- расстояние между метками на образцах после сушки, мм.

Иногда определяют объемную усадку

V = (V1- V2)100/ V1

Воздушная усадка прямо пропорциональна пластичности глин, и по ее значениям можно судить о сушильных свойствах глинистого сырья. Механизм этого явления – сжатие частичек капиллярными силами. По мере испарения влаги поверхностное натяжение в капиллярах увеличивается и сжимает изделие.

Влажность образца, при которой прекращается усадка, по А.Ф.Чижскому, является критической влажностью (при которой заканчивается постоянная и начинается падающая скорость сушки). Критическая влажность отражается на точности определения коэффициента чувствительности, которую можно определить и по следующей формуле

Кч=(ωн- ωк)/ωк

где ωн и ωк – начальная и критическая абсолютная влажность, %.

За критерий чувствительности глин к сушке принята длительность периода облучения свежесформованного образца лучистым тепловым потоком до момента возникновения в нем трещин (образец размером 55х55х10 мм). Период облучения (t) до появления трещин определяют как среднеарифметическое из результатов испытания трех образцов и оценивают чувствительность глинистого сырья к сушке: высокочувствительное t<100 с;

среднечувствительное t=101-180 с; малочувствительное t>180 с.

Влагопроводность – способность глин пропускать влагу, стремящуюся перейти в процессе сушки из центральных зон сырца к периферийным, т.е. способность к внутренней диффузии.

В среде теплоносителя, имеющего пониженную (по сравнению с сырцом) влажность или практически вообще ее не имеющего, сырец отдает влагу теплоносителю и тем самым уменьшает ее концентрацию в поверхностном слое – такое снятие влаги теплоносителем с поверхности сырца представляет собой внешнюю диффузию.

Чем суше теплоноситель, чем выше ее поглощающая способность и скорость перемещения относительно сырца, тем интенсивнее протекает внешняя диффузия.

Как только начинается процесс внешней диффузии и появляется градиент влажности между поверхностью сырца и его глубинными слоями, так начинает действовать механизм влагопроводности.

Движущими силами в механизме влагопроводности являются разности концентрации влаги, осмотическое давление, капиллярные силы. На влагопроводность влияет также градиент температур.

Процесс внутренней диффузии характеризуется коэффициентом диффузии ам, численно равным массе вещества, диффундирующего через единицу площади за время t при градиенте концентрации, равном 1. Коэффициент диффузии определяет скорость процесса и зависит от природы частиц и состояния диффундирующего вещества.

Миграция влаги в сырце происходит под влиянием многих факторов. Характеристикой миграции является общий коэффициент влагопроводности, который выражается формулой

К =qв/(FTγобΔW),

где -количество перемещающейся влаги; F- площадь, через которую перемещается влага,м2; Т – время перемещения влаги, ч; γоб - объемный вес абсолютно сухого вещества, кг/м3; W – градиент влажности, равный dW/dt.

Внешняя диффузия и внутренняя миграция влаги протекают до полного удаления свободной воды и установления влажностного равновесия между материалом и теплоносителем.

31. Регулирование технологических свойств глиняных масс. Физическая обработка глинистых пород.

На стадии глиноподготовки и формирования шихты при пластическом способе применяют следующие технологические приемы, способствующие повышению качества сырца и готовых изделий: вымораживание глинистой породы, зумпфование, подогрев массы, вакуумирование, виброформование .

^ Вымораживание глинистой породы обладает высокой технологической эффективностью. Сущность способа заключается в том, что разрыхленную породу замачивают и в таком состоянии подвергают примерно годичному вылеживанию на открытом воздухе. Под влиянием многократных циклов замораживания и оттаивания вода, замерзая в мельчайших капиллярах глиняных частиц и увеличиваясь при этом в объеме, разрушает связи между ними, диспергируя частицы глины. Вследствие этого возрастает удельная поверхность глинистых частиц, более полно завершаются процессы набухания,увеличивается количество связанной воды, обусловливающей более высокую прочность изделий из глинистого теста и улучшаются их формовочные и сушильные свойства.

Зумпфование - распространенный способ активации глинистого сырья вылеживанием, когда добытая летом глина складируется в бурты шириной 1,5-2,0 м, высотой 0,75-1,00 м и заливается водой. В течение 3-4 лет глина подвергается воздействию природных факторов, включая замораживание и оттаивание, увлажнение и высушивание. Изменение структуры природного сырья и его реологических свойств при этом происходит за счет адсорбционного понижения прочности. В результате этого процесса улучшаются формовочные и сушильные свойства глины и снижается брак при формовании, сушке и обжиге изделий.

Вылеживание глины повышает производительность глиноперерабатывающего оборудования и пресса на 20 % и примерно в такой же пропорции снижает расход электроэнергии. Наличие микротрещин позволяет жидкости проникать в поверхностный слой материала и образовывать в трещинах тончайшие пленки, обладающие значительным избытком свободной энергии, возрастающим с уменьшением толщины пленки. Чтобы уменьшить свободную энергию, пленка жидкости стремится "утолститься" в микротрещине, оказывая расклинивающее давление на стенки трещины.Кинетика всасывания зависит от вязкости жидкости, поэтому для интенсификации процесса разрушения следует добавлять ПАВ или электролиты. Для каждого минерала существуют свои, наиболее эффективные добавки: для кварца АlСО3, NaСl, МgС03 - нафтеновое мыло; для глинистых минералов - NaCl.Физическая активация сырья вылеживанием улучшает технологические свойства сырья, но не обеспечивает удаления крупных посторонних и карбонатных включений, не эффективна при плотных и вязких глинистых породах, требует больших площадей и времени.

К физическим способам активации можно отнести также методы, которые в настоящее время выполнены только на уровне лабораторных исследований: обработка дисперсий высоковольтным импульсным разрядом, магнитная обработка воды затворения, использование ультразвука и др.

^ Подогрев массы. В глиносмесителе осуществляют паро- или газопрогрев глиномассы при температуре 50-80°С через систему нагревательных трубок, что облегчает работу головки пресса и подготавливает отформованное изделие - сырец к более быстрой сушке.

Вакуумирование. При формовании керамического кирпича и камней используют пресса с вакуум-камерой, в которой создается разряжение порядка 600-740 мм рт.ст. При этом происходит удаление воздуха и частично паров воды из глиномассы, благодаря чему масса становится прочнее в сушке и обжиге. При вакуумировании уменьшается на 1-2% влажность глиномассы и на 25-30 % уменьшается усадка керамических изделий при сушке и обжиге. При формовании более пластичных масс вакуумирование должно быть более глубоким.

Виброформование - технологический прием решения задачи устранения свилеватости в отформованных изделиях. При этом осуществляется вибрация глиномассы при движении в головке и мундштуке пресса. Вибрация способствует своеобразному разжижению глиномассы по всему объему. В настоящее время теория изменения тиксотропных свойств глиняных масс при действии на них вибрации практически не исследована.

32. Механические способы активации глинистого сырья. Активация сырья при полусухом прессовании.

Механические способы активации

Перспективным способом активации сырья в технологии стеновой и строительной керамики является механический.Для разрушения природной структуры и улучшения керамико-технологических свойств глинистого сырья и добавок применяются следующие способы измельчения: «свободный» удар (дезинтегратор, молотковая дробилка, шахтная мельница); "стесненный" удар (шаровая и стержневая мельницы); сжатие (валковая дробилка); сжатие со сдвигом (бегуны). Работа дезинтеграторов, молотковых дробилок приводит к большому пылеобразованию. Шахтная молотковая мельница приводит к высокому расходу электроэнергии. Ударная обработка материала значительно ускоряет процесс обжига изделий. Активационное диспергирование в струйной мельнице, не вызывая существенного увеличения дисперсности монтмориллонита и гидрослюды, приводит к увеличению числа пластичности на 25-40 %, снижению огнеупорности на 20-120°С, переходу сырья из группы среднеспекаюшегося в группу сильноспекаюшегося.

^ Активация сырья при полусухом прессовании. Тонкое измельчение в производстве керамического кирпича полусухим способом прессования - одно из наиболее эффективных средств подготовки сырья перед последующими операциями. Оно позволяет не только существенно изменять технологические свойства глин, но и влиять на ход термических превращений в породообразующих минералах. По своим последствиям методы диспергирования можно разделить на три группы.

^ К первой группе относится механическая активация сырья в агрегатах с удельной энергонапряженностью от 3,8 до 18,2 кВт/т: в дезинтеграторах, валковых, молотковых и конусных дробилках. Недостатки такой схемы переработки: нестабильность гранулометрического состава порошка, неравномерная пофракционная влажность, сложность применения корректирующих добавок, запыленность и загазованность помещений. Чаще всего перед помолом требуется дробление и подсушка сырья, а его измельчение обеспечивает дисперсность с содержанием частиц менее 0,5 мм до 50 %. Такой помол эффективен для устранения вредного влияния карбонатов, если их массовая доля не превышает 5 %. При механической активации не наблюдается глубоких изменений структуры и химического состояния вещества. В процессе помола в основном происходит незначительная поверхностная аморфизация минеральных зерен, а сырье аккумулирует часть приложенной механической энергии и оно становится более реакционноспособным.

^ Ко второй группе активационного диспергирования можно отнести механотермическую активацию в агрегатах, где одновременно происходит сушка сырья до влажности 2-3 % и его измельчение до дисперсности менее 0,08 мм. Такой помол реализуется в агрегатах с удельной энергонапряженностью 7,5-16 кВт/т с использованием теплоносителя с температурой 200-400°С: мельницы (стержневая, шаровая, молотковая), измельчительно-сушильный агрегат (ИСА), установки и др. Опыт промышленной эксплуатации данных агрегатов показывает, что механотермическая активация снижает чувствительность сырья к сушке на 25-40 % (за счет его частичной дегидратации) и устраняет вредное влияние карбонатов при содержании их в суглинках до 20 %. К последствиям механотермической активации можно отнести увеличение степени аморфизации минералов и дефектов их структуры. Наибольшей деструкции подвергаются глинистые минералы, хлорит, кальцит. При обработке сырья в агрегатах вихревого типа (ИСА-10, “Spin-flash" и др.) происходит зарядка частиц разными знаками за счет трения (кварц - положительно, глинистые, полевошпатные, железистые минералы - отрицательно), следствием чего является образование гетероминеральных агломератов по типу "оболочка-ядро".

^ К третьей группе активации следует отнести механохимическую активацию, которая приводит к глубоким изменениям структуры и фазового состава вещества. Она достигается в агрегатах с очень высокой энергонапряженностью, порядка 100-250 кВт/т: в атриторах, газо- и пароструйных и планетарных мельницах, установках «Novomotor» (Германия). Степень помола в них достигает величин порядка 0,01-0,005 мм.

Установлено, что механохимическая активация сырья приводит к увеличению числа пластичности на 25-40 % снижению огнеупорности на 50-1200С, к переходу сырья из группы неспекающегося в группу среднеспекающегося, полностью устраняет вредное влияние карбонатов. За счет существенного увеличения удельной поверхности сырья (5000-6000 см2/г) температура обжига керамических изделий снижается на 60-90°С.

33. Химическая активация глинистых материалов.

Химическая активация заключается в том, что в дисперсионную среду вводятся поверхностно-активные вещества, электролиты или водорастворимые полимеры - универсальные регуляторы свойств технических дисперсий. Химическая активация суглинков с помощью ПАВ улучшает не только реологические и сушильные свойства масс, но и качество обожженных изделий: марка кирпича повышается на 1-2 единицы, Кроме поверхностно-активных веществ в технологии широко используются электролиты, щелоче- и кислотосодержащие добавки-отходы. Введение в глиномассу добавок слабоконцентрированной (рН 4,5-5,0) ортофосфорной кислоты способствует снижению кажущейся энергии активации твердофазных реакций и интенсификации в них процессов силикатообразования и диссоциации кальцита. Гидролизный лигнин, имеющий в своем составе химически активные компоненты комплексно воздействует на свойства глиномасс. Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), отходы нефтехимической и металлообрабатывающей промышленности содержат 3-5 % эмульсии "вода-масло", водные растворы органических продуктов с добавками эмульгаторов, ингибиторов коррозии, легирующих и бактерицидных веществ. Использование СОЖ в керамическом производстве возможно в качестве пластификаторов, понизителей вязкости суспензий, в качестве веществ, регулирующих упруго-пластические свойства керамической массы при формовании, интенсификаторов процесса сушки.

34. Современные способы производства изделий строительной керамики.

Технологический процесс изготовления изделий стеновой керамики включает следующие основные операции: карьерные работы, механическую обработку глиняной массы, формование изделий, их сушку и обжиг. Отдельной операцией является подготовка корректирующих добавок.

^ Карьерные работы включают добычу, транспортировку и хранение промежуточного запаса глины. Вылеживание замоченной глины, ее вымораживание в течении годичного срока на открытом воздухе разрушает природную структуру глины, она диспергируется на элементарные частицы, что повышает пластичность и формовочные свойства керамической массы.

^ Механическая обработка глины осуществляется с помощью глинообрабатывающих машин и имеет цель: выделить или измельчить каменистые включения, гомогенизировать керамическую массу и получить необходимые формовочные свойства. Каменистые включения выделяют из глины, пропуская ее через винтовые камневыделительные вальцы или применяя другие специализированные машины. Можно добиться полного выделения камней из глины гидравлическим обогащением: глину распускают в глиноболтушках, а затем шликер пропускают через сито, на котором отделяются камни размером более 0,5 мм; шликер обезвоживают в мощных распылительных сушилках.Глину измельчают после выделения каменистых включений. Если их нет в глине, то после доставки на завод ее сразу подвергают грубому дроблению, потом тонкому измельчению. После тонкого измельчения глину надо промять, чтобы получить глиняную массу с необходимой формовочной влажностью.В настоящее время приняты следующие способы изготовления керамических изделий: пластический; жесткое формование; полусухое прессование; комбинированный способ, шликерное литье.При пластическом методе формования влажность шихты в зависимости от свойств глиняного сырья находится в пределах от 18 до 22%. При жестком методе формования формовочная влажность на 3-4% ниже, чем при пластическом. Полусухой способ производства изделий предусматривает формование из сыпучих масс с влажностью 8-12%.При первых двух методах формование производится способом экструзии, в третьем случае – уплотнением пресс-порошка в коленорычажных или гидравлических прессах.Выбор способа производства керамических изделий определяется карьерной влажностью и плотностью сырья, чувствительностью его к сушке, а также зависит от предполагаемого ассортимента продукции. Немаловажное значение при выборе способа производства имеет возможность приобретения заводом того или иного комплекта оборудования. Добыча, переработка и хранение глинистого сырья, а также методы контроля и испытания глинистого сырья являются одинаковыми для всех способов.

^ Способ пластичного формования. Пластический способ производства кирпича нашел наибольшее распространение. Для этой технологии пригодно разнообразное сырье.Низкая энергоемкость переработки глины в пластическом состоянии, малая запыленность производственных помещений, возможность получения широкого ассортимента продукции (стеновые изделия с пустотностью до 71%) дают предпочтение этому способу.Однако производство изделий из масс с высокой формовочной влажностью – процесс многопередельный, требующий корректировки природных свойств глинистого сырья.Изделия стеновой керамики формуют из пластичных глиняных масс на ленточных шнековых прессах, которые могут быть вакуумными и безвакуумными. В корпусе этого пресса вращается шнек – вал с винтовыми лопастями. Глиняная масса поступая через воронку и питающий валик, перемещается с помощью шнека к сужающейся переходной головке и мундштуку. В этом месте глиняная масса уплотняется, выравниваются давления и скорости по сечению глиняного бруса. Мундштук глиняного пресса для производства кирпича имеет прямоугольное сечение. Для формования пустотелых кирпича и керамических камней, в мундштуке пресса устанавливают пустотообразующий сердечник. Применяются также фасонные вставки с узкими щелями – для формования черепицы, кольцевые для керамических труб.

^ Способ жесткого прессования. Особенностью технологической схемы является сухая переработка глинистого сырья и формовка изделий по пластическому методу. Этот способ рекомендуется при наличии глинистого сырья с карьерной влажностью менее 16-17%.Данный способ исключает из технологической схемы операция укладки сырца на сушильную вагонетку и перекладку его на печную.Характерной особенностью технологической схемы является увлажнение порошка глинистой массы непосредственно в мешалке пресса, такой метод позволяет формовать изделия при влажности глиномассы на 3-4% ниже нормальной с давлением в головке пресса около 10 МПА.Кирпич до сушки необходимо выдерживать в течение 12-48 ч для усреднения влажности во всем его объеме.

^ Способ полусухого прессования. Керамические изделия формуют способом полусухого прессования из шихты влажностью 8–12%, уплотняемой прессованием под значительным давлением (15 – 40 МПа).

Полусухой способ применяется, когда глина имеет плотную структуру, плохо увлажняется и обрабатывается, содержит многочисленные посторонние включения, низкую карьерную влажность.Полусухой способ изготовления керамических изделии позволяет до 30% сократить расход топлива, использовать малопластичные тощие глины с большим количеством отходов производства.При полусухом прессовании температура обжига кирпича должна быть на 50-100 выше, чем при пластическом формовании.

Способ литья. Плитки (толщиной 2 мм) изготовляют способом литья на автоматизированных конвейерных линиях. По конвейеру движутся пористые керамические поддоны, на которые наливные аппараты последовательно наносят шликеры разделительного, плиточного и глазурованного слоев. Двигаясь по конвейеру, керамическая масса быстро подсыхает на пористом поддоне и поступает сначала на зачистное, а затем на режущее устройство. Поддон с отлитой массой проходит конвейер за 22-30 минут, после чего он автоматически предается в тепловые установки. Полный цикл производственного процесса (вместе с обжигом) занимает около 2 часов.

^ Комбинированный способ. При этом способе глинопорошок готовится по технологии полусухого прессования с последующим его затворением водой до формовочной влажности и формованием изделий по пластической технологии. Такая технология обеспечивает высокую степень гомогенизации и качества керамических изделий.

^ Сушка сырца. Перед обжигом изделие надо высушить до содержания влаги не более 5 % во избежание неравномерной усадки и растрескивания при обжиге. Сушку сырца проводят в туннельных и камерных сушилках.

^ Обжиг изделий. Обжиг завершает изготовление керамических изделий. В процессе обжига формируется их структура, определяющая технические свойства изделия. Суммарные затраты на обжиг составляют 35-40 %, а потери от брака достигают 10% себестоимости товарной продукции. Обжиг керамических изделий осуществляется в туннельных печах с автоматическим управлением. Максимальная температура обжига кирпича и других стеновых керамических изделий (950-10000С) необходима для спекания керамической массы.

35. Производство керамических изделий пластическим способом.

Способ пластичного формования. Пластический способ производства кирпича нашел наибольшее распространение. Для этой технологии пригодно разнообразное сырье.Низкая энергоемкость переработки глины в пластическом состоянии, малая запыленность производственных помещений, возможность получения широкого ассортимента продукции (стеновые изделия с пустотностью до 71%) дают предпочтение этому способу.Однако производство изделий из масс с высокой формовочной влажностью – процесс многопередельный, требующий корректировки природных свойств глинистого сырья. Изделия стеновой керамики формуют из пластичных глиняных масс на ленточных шнековых прессах, которые могут быть вакуумными и безвакуумными. В корпусе этого пресса вращается шнек – вал с винтовыми лопастями. Глиняная масса поступая через воронку и питающий валик, перемещается с помощью шнека к сужающейся переходной головке и мундштуку. В этом месте глиняная масса уплотняется, выравниваются давления и скорости по сечению глиняного бруса. Мундштук глиняного пресса для производства кирпича имеет прямоугольное сечение. Для формования пустотелых кирпича и керамических камней, в мундштуке пресса устанавливают пустотообразующий сердечник. Применяются также фасонные вставки с узкими щелями – для формования черепицы, кольцевые для керамических труб.Из мундштука пресса выходит глиняный брус, который разрезают автоматически резательным аппаратом, получая изделия заданного размера. Плотный вакуумированный сырец устанавливают рядами на печную вагонетку и он поступает в туннельную сушилку в штабеле (без полок). Вакуумирование глины позволяет извлечь из нее воздух, снизить влажность формовочную на 3-4 %, увеличить связующую способность глины, увеличить прочность сырца в 2-3 раза, прочность обожженного изделия увеличивается до 2 раз, его водопоглощение снижается на 10-15 %. Отборку сырца от пресса и укладку его на транспортные средства выполняют автоматы.Для повышения трещиностойкости изделий стеновой керамики при сушке применяют следующие мероприятия: паровое увлажнение глины, введение в шихту крупнозернистых минеральных и органических добавок, вакуумирование глиняной шихты, добавка пластификаторов, увлажнение теплоносителя водяным паром.В зависимости от физико-минералогических характеристик сырья схема производства может видоизменяться. При повышенной карьерной влажности до 24-25% в начале технологической линии необходимо предусматривать подсушку глины в сушильном барабане или в конвейерной сушилке.Наличие карбонатных включений обуславливает введение в технологию дополнительных вальцев тонкого помола или сухую подготовку массы в шахтных мельницах или других аналогичных агрегатах.При производстве кирпича из суглинков или малопластичных глин желательно осуществлять вылеживание их в буртах или конусах в течение 3-12 месяцев. Вода, содержащаяся в глине, при замерзании разрушает природную структуру, диспергирует агрегаты глинистых частиц. В процессе вылеживания увеличивается удельная поверхность, более полно завершаются процессы набухания, возрастает количество связанной воды и пластическая прочность глиняной массы, улучшаются ее формовочные и сушильные свойства, облегчается последующая переработка массы.

36.Цель вакуумирования керамической массы и виды вакуум-прессов

При формовании керамического кирпича и камней используют пресса с вакуум-камерой, в которой создается разряжение порядка 600-740 мм рт.ст. При этом происходит удаление воздуха и частично паров воды из глиномассы, благодаря чему масса становится прочнее в сушке и обжиге. При вакуумировании уменьшается на 1-2% влажность глиномассы и на 25-30 % уменьшается усадка керамических изделий при сушке и обжиге. При формовании более пластичных масс вакуумирование должно быть более глубоким.

  1. ^ Брак изделии при формовании керамических изделий пластическим способом и способы его устранении.

В процессе формования необходимо следить за тем, чтобы глиняный брус имел правильную форму, без выпуклостей, волнистости, задиров, а отрезаемый сырец – прямоугльную форму, четкие грани, прямые ребра, целые углы, ровные, а не зазубренные линии среза. Брак формования может быть вызван следующими причинами.

Слоистость сырца при изломе возможна при недостаточном разрежении в вакуум-камере, износе лопастей пресса, неравномерном питании пресса или снижении количества отощающих материалов в массе.

«Драконов зуб» (разрыв сплошности массы на углах бруса) бывает при пониженном вакууме, нарушениях дозировки, гранулометрического состава массы и ее пониженной влажности.

Искажение формы бруса, ее разрывы происходят от перегрева пресса, низкой влажности массы, при износе шнековых лопастей или рубашки цилиндра пресса, нарушении заданного состава массы.

Нарушение геометрии сырца может быть следствием повышенной влажности массы, неполадок в работе резательного автомата.

При формовании канализационных труб ствол трубы может иметь волнистую поверхность из-за вибрации пресса или подъемного стола, неправильного расположения лопастей шнека, большой влажности массы, низкой установки колокола или неправильного уравновешивания стола пресса. На внутренней поверхности ствола трубы ниже плечика на 10-20 мм может образовываться кольцевая трещина (венчиковая трещина) из-за неправильной установки колокола по высоте или большого угла наклона наружной поверхности конусной части раструба. Трещины под раструбом могут образовываться из-за разных скоростей выхода трубы и опускания стола или из-за выработки формы.

Чешуйчатая поверхность изделия образуется из-за недостаточной пластичности массы или повышенного количества отощителя.

Несоответствие размеров сырца, заусенцы при допрессовке кислотоупорных изделий происходят из-за износа или деформации формы, неправильного регулирования подкладок, нарушения размеров заготовок. Посечки шириной 0,5-1 мм на поверхности изделия могут быть в результате применения густой смазки при допрессовке или подачи на допрессовку заготовок с пересушенной поверхностью.

Отрыв штампом массы от поверхности изделия может происходить, если заготовки плохо смазаны или имеют повышенную влажность.

Недопрессованные углы изделий – следствие пониженной влажности заготовок или уменьшенного размера.

Опускание углов происходит, если заготовки плохо смазаны или боковые пластины формы неплотно соединены, а также когда изделия снимают со стола пресса неаккуратно.

^ 38.Классификация сушильных установок и принципы их действия. Сушка кирпича производится в сушилах следующих типов с естественной сушкой, с искусственной и комбинированной. Естественные способы применяются главным образом, при небольшой производительности завода. Естественная сушка довольно продолжительна и при большом объёме производства не вполне рентабельна, так как требуется много складского пространства и успех работы в значительной степени зависит от погоды. Для искусственной сушки применяют тепло отработанного пара, остывающего обожженного кирпича, а в некоторых случаях

тепло дымовых газов. Нагретый воздух ( 350-400 С ) отсасывается из обжиговой печи эксгаустром и подаётся в сушильную камеру. Благодаря постепенному подъёму температуры, в закрытой сушильной камере с течением времени

образуются испарения воды без заметного движения воздуха. Это весьма благоприятно влияет на сушку кирпича, особенно из чувствительных к режиму сушки глин в первый период. Сырец нагревается во влажном воздухе и

преждевременного высыхания его поверхности не происходит, а влага равномерно испаряется из всей массы сырца. Для обеспечения равномерности тяги и работы в печи устанавливают вентиляторы. Газы продуктов горения используются для сушки сравнительно реже, т.к. они действуют разрушающим образом на дерево и железо.

Их следует пропускать по трубам или каналам под полом сушилки. Высушенный кирпич при помощи различного рода подъёмников и вагонеток подаётся в печь для обжига.

Методы тепловой (искусственной) сушки классифицируют по энергетическому признаку, т.е. по методу сообщения тепла материалу на: конвективную: радиационную (сушка термоизлучателями); кондуктивную; в энергетическом поле высокой частоты (диэлектрическая сушка); комбинированную: 1. кондуктивно-конвективную циклическую и 2. радиационно-конвективную.

Наиболее распространены конвективный и радиационный способы сушки. При конвективной сушке теплоноситель (дымовые газы, горячий воздух) омывает изделия и передает им тепло, при радиационной – изделия воспринимают тепло от нагретых поверхностей.

При сушке сырца искусственным способом основным источником тепла для сушки является тепло зоны охлаждения туннельных печей, дополнительным источником тепла являются продукты сгорания в теплогенераторе, где сжигается природный газ.

Искусственную сушку производят в сушилах периодического действия - камерных сушилах или непрерывного действия - туннельных сушилах.

Предварительный процесс сушки проходят керамические изделия, отформованные пластическим или литым способом.

Сырец высушивается до остаточной влажности 5-8 %. При такой влажности изделий уменьшается их объем (воздушная усадка) за счет уменьшения толщины гидратных оболочек глинистых частиц, сырец приобретает необходимую механическую прочность для погрузки на обжиговые вагонетки или для многорядной садки на поду в печи, а также допускает быстрый подъем температуры при обжиге, что ведет к ускорению процесса обжига.

Схематично процесс сушки можно представить следующим образом: теплоноситель, омывая изделие, поглощает с его поверхности влагу (внешняя диффузия).

  1. Процессы, протекающие при сушке керамических материалов.

  • Процесс сушки включает в себя три фазы:

  1. Перемещение влаги внутри материала

  2. Парообразование

  3. Перемещение водяных паров с поверхности материала в окружающую среду

  • Процесс сушки представляет собой комплекс явлений, связанных с тепло- и массообменом между материалом и окружающей средой и характеризуется следующими факторами:

  • - скоростью перемещения влаги внутри материала

  • - скоростью влагоотдачи материала в окружающую среду

  • - усадочными напряжениями, обусловленными неравномерным распределением влажности внутри материала

  • В результате сушки происходит перемещение влаги из внутренней части изделий на поверхность и испарение ее.

  • Одновременно с удалением влаги частицы материала сближаются и происходит усадка.

  • Уменьшение объема глиняных изделий при сушке происходит до определенного предела, несмотря на то, что вода к этому моменту полностью еще не испарилась.

  • При сушке изделий из них сначала удаляется свободная вода, а затем связанная

  • При испарении молекулы воды вырываются из окружения соседних молекул и переходят в воздушную среду

  • Испарение теплой влаги идет интенсивнее, чем холодной

  • При наличии градиента влажности влага будет перемещаться из зон более влажных к менее влажным, а при наличии температурного градиента – влага стремится переместиться из зон более нагретых к менее нагретым

  • Поэтому, если масса предварительно прогрета, то испарение и, следовательно, процесс сушки будут идти более интенсивно

  • Влага перемещается также вследствие развития ее концентрации и действия капиллярных сил

  • Удаление влаги с поверхности происходит за счет испарения, а к поверхности влага поступает из центральных зон изделия за счет диффузии

  • Процесс сушки делится на 3 периода: нагрева изделий, постоянной скорости сушки и замедленной скорости сушки

  • На первой стадии сушки происходит удаление воды в объеме равном величине изменения объема сырца, за счет чего происходит интенсивная усадка.

  • Такая вода называется усадочной.

  • Поры на этой стадии пока не образуются, т.е. вода из них не удаляется .

  • В этот период тепло, подводимое к материалу, расходуется на подогрев изделия от начальной температуры до температуры теплоносителя.

  • Влажность изделий уменьшается незначительно

  • На второй стадии влага, поступающая из внутренних слоев, испаряется с поверхности изделий.

  • Объем удаляющейся воды превышает величину объема, на которую уменьшается сырец.

  • Это происходит вследствие того, что наряду с усадочной водой начала удаляться и вода из пор – поровая вода.

  • Скорость сушки в этот период остается постоянной до тех пор, пока влажность на поверхности изделий начнет уменьшаться.

Этот период сушки характеризуется примерно постоянным уменьшением массы изделия в единицу времени

  • ^ На третьей стадии объем удаляющейся воды соответствует объему образующихся пор, т.е. происходит удаление только поровой воды, а объем сырца при этом остается практически постоянным.

  • В этот период постепенно уменьшается масса до минимального остаточного количества.

  • Этой стадии соответствует состояние критической влажности массы и окончание воздушной усадки, которая характеризуется также непрерывным снижением скорости сушки

  • Конец третьего периода характеризуется равновесной влажностью, т.е. влажностью, при которой прекращает уменьшаться масса изделия и скорость сушки равна нулю

  • В дальнейшем нет опасности появления трещин вследствие неравномерной усадки, и поэтому сушка может идти при более высоких температурах и при пониженной относительной влажности теплоносителя



  1. ^ Понятие о процессах и скорости диффузии.

Скорость внешней диффузии зависит от температуры, скорости перемещения и влажности теплоносителя:

чем больше температура теплоносителя и скорость и меньше влажность теплоносителя, тем больше внешняя диффузия, т.е. чем выше температура, тем быстрее влага перемещается в воздушную среду

По мере удаления влаги с поверхности и прогрева изделия из глубины его к поверхности по капиллярам поступают новые порции влаги – внутренняя диффузия, скорость которой зависит от влагопроводности материала, температуры влаги в материале и перепадов влажности между поверхностью и внутренними слоями изделия

Скорость внешней диффузии регулируют изменением температуры, количества и относительной влажности среды – теплоносителя, а внутренней диффузии – улучшением сушильных свойств массы

Для того, чтобы процесс сушки шел успешно, необходимо, чтобы скорости внешней и внутренней диффузии были одинаковыми

При быстром снятии влаги с поверхности сырца внутри него создается влажное ядро, в результате чего поверхностные слои начинают испытывать растягивающие изделия, и в том случае, когда эти усилия превышают прочность материала, в нем возникают трещины.

  • Процесс сушки делится на 3 периода: нагрева изделий, постоянной скорости сушки и замедленной скорости сушки

  • На первой стадии сушки происходит удаление воды в объеме равном величине изменения объема сырца, за счет чего происходит интенсивная усадка.

  • Такая вода называется усадочной.

  • Поры на этой стадии пока не образуются, т.е. вода из них не удаляется .

  • В этот период тепло, подводимое к материалу, расходуется на подогрев изделия от начальной температуры до температуры теплоносителя.

  • Влажность изделий уменьшается незначительно

  • На второй стадии влага, поступающая из внутренних слоев, испаряется с поверхности изделий.

  • Объем удаляющейся воды превышает величину объема, на которую уменьшается сырец.

  • Это происходит вследствие того, что наряду с усадочной водой начала удаляться и вода из пор – поровая вода.

  • Скорость сушки в этот период остается постоянной до тех пор, пока влажность на поверхности изделий начнет уменьшаться.

  • Этот период сушки характеризуется примерно постоянным уменьшением массы изделия в единицу времени

  • На третьей стадии объем удаляющейся воды соответствует объему образующихся пор, т.е. происходит удаление только поровой воды, а объем сырца при этом остается практически постоянным.

  • В этот период постепенно уменьшается масса до минимального остаточного количества.

  • Этой стадии соответствует состояние критической влажности массы и окончание воздушной усадки, которая характеризуется также непрерывным снижением скорости сушки

  • Конец третьего периода характеризуется равновесной влажностью, т.е. влажностью, при которой прекращает уменьшаться масса изделия и скорость сушки равна нулю

  • В дальнейшем нет опасности появления трещин вследствие неравномерной усадки, и поэтому сушка может идти при более высоких температурах и при пониженной относительной влажности теплоносителя


  1. 1   2   3   4



    Скачать файл (478.5 kb.)

    Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru