Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Технологии мелкоразмерных керамических изделий



Керамические материалы часто выполняют функции теплоизоляционных и огнеупорных материалов. Наиболее эффективными для теплоизоляционных целей считаются диатомитовые, алюмосиликатные и корундовые материалы, имеющие коэффициент теплопроводности и температуру применения соот­ветственно 0,087-0,017; 0,015-0,52 и 0,51-1,3 Вт/(м-°С) и 850-900; 1150-1250 и 1400-1600 °С.

Для изготовления пористого легковесного кирпича используются жир­ные глины, отощаемые органическими веществами, такими как туф, бурый уголь, каменный уголь, мелкий кокс, опилки.

В производстве стеновых керамических материалов основными задачами являются преимущественный выпуск эффективных и лицевых изделий марок 125-175, полная механизация и последующая автоматизация их производст­ва, снижение энергоемкости, использование низкосортного сырья и отходов без ущерба качеству.

Большинство районов России не обладают высококачественным сырьем для производства строительной керамики. Сырье, не обеспечивающее высо­кокачественную структуру хотя бы на одном из технологических этапов (формовка, сушка, обжиг) производства керамических изделий, относится к низкосортному.


Рассмотрим типы низкосортного сырья и способы повышения его каче­ства применительно к стеновой керамике.

К низкосортному сырью стеновой керамики относятся:

запесоченные суглинки и супеси с содержанием оксида алюминия до 8% - малопластичное легкоплавкое сырье, из которого по традиционной техно­логии невозможно изготовить эффективные керамические изделия марок 100 и выше;

умеренно- и среднепластичные суглинки и глины, высокочувствитель­ные к сушке, из которых без значительного количества корректирующих до­бавок (от 30 до 50%) невозможно получить бездефектные изделия при искус­ственной сушке в течение 30-48 часов.

Умеренно- и сильнометаморфизированные сланцы, аргиллиты и аллев-ролиты, представленные камнеподобным глинистым сырьем и отходами уг­ледобывающей промышленности; для получения формовочной массы из та­кого сырья необходимо измельчение до частиц размером менее 3 мм. Карбо-натсодержащее глинистое сырье, обожженные изделия из которого неатмо-сферно- и неморозостойки. Для ликвидации вредного воздействия от этих включений в зависимости от их активности и количества требуется измельче­ние до частиц размером 2-0,06 мм.

Существуют следующие технологические способы воздействия на сырье с целью улучшения его качества: механическая дезагрегация сырья, пласти­ческая переработка глинистых дисперсий, вылеживание предварительно об­работанной массы, паропрогрев массы, вакуумирование формовочной массы, ионный обмен на поверхности частиц глинистых минералов, обработка гид­рофильными или гидрофобными поверхностно-активными веществами, де­гидратация, ультразвуковое диспергирование, электроимпульсная обработка в водной среде, механическая активация.

Шликерный способ переработки глинистого сырья целесообразен в про­изводстве мелкоштучных керамических изделий из плотного карбонатсодер-жащего сырья (фасадная, облицовочная плитка), где требуется снижение во-допоглощения черепка.

Технологическая линия может включать: предварительное дробление сырья в зубчатой дробилке ДДЗ-6 и камневыделительных вальцах СМ-1198, измельчение в трубной мельнице 2,0x10,5 м мокрого помола с последующим отделением крупных включений на вибросите, подачу шликера в шламбас-сейн, откуда основная масса должна поступать на обезвоживание в башенную распылительную сушилку. Порошок из бункеров ленточными транспортера­ми должен был подаваться в двухвальную глиномешалку на доувлажнение шликером и далее - на пластическое прессование. Для снижения влажности возможно введение в шликер жидкого стекла и соды.

Сравнительные показатели промышленных способов переработки гли­нистого сырья представлены в табл. 3.5. Измельчение глиняного сырья в


шахтной молотковой мельнице имеет преимущество перед шликерной тех­нологией по всем показателям, особенно в расходе технологического топлива (в 10 раз) при высоком качестве порошка (глиномассы).

Таблица 3.5

Сравнительные показатели промышленных способов переработки

глинистого сырья

 

Показатели Способы переработки
в дезинтеграторе в шахтной мельнице шликерная технология
Производительность, т/ч Количество единиц техноло­гического оборудования Металлоемкость, т Установленная мощность оборудования, кВт Расход на 1 т сырья: электроэнергии, кВт-ч условного топлива, кг 16-18   -   -   0,0 16-17       27 3,62 18-20       42 332,0

Изготовление керамических изделий в электрических печах, в том числе вакуумных, подобно применяемым в машиностроении, за счет сокращения периодов сушки и обжига значительно повышает эффективность производ­ства.

Научно-производственные работы по совершенствованию печей сушки и обжига проведены на Сенгилеевском заводе АО Ульяновскэнерго. В основе работ лежал поиск эффективного способа сушки и обжига. Группой разра­ботчиков во главе с Л.И.Усольцевым была сконструирована и изготовлена полупромышленная печь сушки и обжига стеновой керамики. В совершенст­вовании конструкции печи наряду с сотрудниками СРВПП Ульяновскэнерго во главе с главным инженером Г.А.Кузиным принимала участие группа на­учных сотрудников УлГТУ во главе с автором. Общий вид печи представлен на рис. 3.15. Печь предполагает противоточное перемещение садок кирпича, что позволяет значительно снизить тепловые потери. Тепло от садок кирпича, прошедших обжиг в изолированном шиберами отсеке, передается поступаю­щим вновь садкам кирпича в зоне сушки. Это позволяет располагать на­гревательные элементы только в зоне обжига. В соответствии с усовершенст­вованным проектом в зоне обжига располагается по 7 нагревательных эле­ментов с каждой стороны печи. В качестве нагревательных элементов ис­пользуются спирали из 6 миллиметрового провода Х5 10ЮТ с максимальной рабочей температурой 1350 °С. Спирали располагаются в гнездах прямо­угольной формы.


 

Рис. 3.15. Общий вид электрической печи: 1 – шиберы; 2 – электронагревательные спирали; 3 – футеровка; 4 – зона обжига; 5 – садка; 6 – транспортная тележка; 7, 8 – зона сушки и охлаждения

 

 

На основании представлений о спекании, как уже отмечалось, можно рассматривать процесс обжига как процесс твердофазного спекания. Для соз­дания в массивах изделий условий для сушки и твердофазного спекания ис­пользуется различное топливо: уголь, мазут, газ. Однако наилучшая равно­мерность нагрева изделий, как известно, достигается в электрических печах. Рассмотрим причины создания наилучших условий обжига в электрических печах. Они обеспечиваются путем соответствующего размещения электрона­гревательных элементов по камере печи, регулированием мощности, а следо­вательно и температуры, а также возможностями регулирования газовой сре­ды. Кроме того, электрические печи удобны в обслуживании, меньше по сравнению с топливными печами загрязняют атмосферу. Особые преимуще­ства имеют вакуумные электрические печи.

Создание непрерывно действующей вакуумной печи с технической точ­ки зрения представляется трудоемким процессом, поэтому обычно вакуум­ные печи выполняются как шахтные, элеваторные, колпаковые или камер­ные. Пока они нашли широкое применение только в машиностроительной промышленности. Печи с невысоким вакуумом (остаточное давление 100 Па) обслуживаются механическими насосами; печи с высоким вакуумом (101 -10° Па) - двумя насосами: механическим форвакуумным и пароструйным для получения высокого вакуума. В высокотемпературных печах стараются из­бежать обычной керамической футеровки вследствие поглощения ею газов. В таких печах футеровка заменяется системой экранов, металлических, керами­ческих или графитовых, снижающих тепловые потери печи. В зоне темпера­тур до 1100 °С экраны выполняются из жаропрочной стали, в зоне температур 1100-1700 °С - из молибдена, свыше 1700 °С - из вольфрама. Корпус печей изготавливается металлическим с водяным или воздушным охлаждением, все уплотнения выполняются при помощи вакуумной резины и фланцев.

В плане дальнейшего совершенствования печи предложена конструкция, содержащая корпус с размещенными в нем электронагревательными эле­ментами, смонтированные на внутренней поверхности корпуса отражатели и вакуумную систему, связанную с внутренним объемом печи (рис. 3.16) [18].

На опорной площадке укреплены поддоны форм и установлены соеди­ненные металлическим каркасом съемные электронагревательные элементы, при этом корпус печи выполнен полым и съемным и установлен на площад­ке герметично посредством затворов. А вакуумная система выполнена ре­версивной и сообщена посредством патрубков с внутренним объемом печи и с пространством корпуса.

Производство мелкоразмерных керамических изделий ведется с приме­нением пластического и полусухого способов формования. Принципиальная технологическая линия производства керамического кирпича с пластическим способом формования, подобная принятой на строящемся заводе в г. Сенги-лее Ульяновской области (рис. 3.17).



 

Рис. 3.16. Электровакуумная печь с вакуумной теплоизоляцией:

1 - опорная площадка; 2 - поддоны форм; 3 - съемная система; 4 - электронагреватель­ные элементы; 5 - металлический каркас; 6 - крепление; 7 - электроизоляционная про­кладка; 8 - герметичный затвор; 9 - съемный металлический корпус коробчатый формы; 10 - полое герметичное пространство; 11 - плоские металлические отражатели; 12 -стержневые опоры; 13 - пульт управления; 14,15 - патрубки

Ульяновская область имеет одно из крупнейших эксплуатируемых ме­сторождений диатомита. На базе этого месторождения кирпичный завод «Свет», находящийся в Инзенском районе в одноименном поселке «Свет», выпускает теплоизоляционный кирпич с применением способа выгорающих добавок. На кафедре «Строительное производство и материалы» УлГТУ раз­работаны составы масс и технологическая схема с использованием попутных продуктов промышленности (рис. 3.18).

В результате проведенной работы за счет снижения усадок улучшены геометрические характеристики и прочность кирпича при сохранении тепло­проводности.



 

 

 

Рис. 3.17. Технологическая схема производства керамического кирпича пластическим способом: 1 - ящичный подаватель; 2 - транспортер; 3 - дробление глины на дезинтегра-ционных вальцах; 4 - помол глины на бегунах; 5 - транспортер; 6 - формование кирпича на ленточном прессе; 7 - резка кирпича-сырца на автомате

Технологические линии ведущих западных стран Германии, Англии, Франции, Италии, Японии более совершенны по сравнению с отечественны­ми. Они оснащены более быстродействующим, менее энергоемким оборудо­ванием, позволяющим получать одновременно значительно более качест­венную продукцию.

В настоящее время осуществляется массовое производство мелко- и среднеразмерных керамических изделий: кирпича и пустотелых камней.

Вместе с тем известно, что ранее (начало века) изготавливались средне-размерные элементы покрытий. Они формовались по бетонной технологии. Прогресс в области цементных изделий приостановил работы в данном на­правлении. Однако попытки различным образом увеличить размеры изделий как с использованием мелкоразмерных керамических изделий, так и на осно­ве высокоотощенных глиняных масс продолжались.



 


 

Рис.3.18. Технологическая схема производства кирпича методом полусухого формования: 1 - ящичный подаватель; 2 - ленточный транспортер; 3 - дезинтеграционные вальцы; 4 -циклон; 5 - сушильный барабан; 6 - бункер; 7 - тарельчатый питатель; 8 - дезинтегратор; 9 - элеваторы; 10 - грохот; 11 - глиносмеситель с пароувлажнителем; 12 - питатель; 13 -пресс

Кирпич - мелкоштучное изделие, поэтому процесс возведения стен из него очень трудоемок, выполняется вручную, так как плохо поддается меха­низации. Логичным решением этой проблемы явилось производство крупно­размерных изделий на его основе. В середине XX в. при возведении кирпич­ных стен стали применяться виброкирпичные панели. Впервые изготовление кирпичных панелей было освоено в Швейцарии в начале 50-х годов. Вскоре они стали применяться и в других странах Западной Европы: Франции, Ита­лии, Испании, Швеции. К недостаткам следует отнести необходимость уве­личения армирования сооружений, исходя из транспортных и монтажных на­грузок. Отсутствие экономической целесообразности приостановило работы в данном направлении, а в дальнейшем строительная индустрия от этого отошла.


 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.