IV. Технологическая часть
Шамотными называют изделия, изготовляемые из огнеупорных глин или каолинов с отощением их шамотом, или непластичной не размокающей в воде глинистой породой или кварцем. Шамотом называют обожженную глину. Содержание Аl2О3 в шамотных изделиях находится в пределах от 28 до 45%. Шамотные изделия являются самым распространенным видом огнеупорных материалов. К шамотным изделиям причисляют каолиновые и полукислые.
Сырьевые материалы Сырьем для производства шамотных изделий могут служить природные глинистые материалы, содержащие не менее 28% Аl2О3 на прокаленный вес, и имеющие огнеупорность не ниже 1580°С. Максимально содержание Аl2О3 в шамотных изделиях может достигнуть 45% при использовании отмученных каолинов. Изделия, изготовленные на основе огнеупорных глин, называют шамотно-глинистыми и в зависимости от огнеупорности их делят на четыре марки. Для производства шамотных изделии пригодны любые глины (или каолины), характеризующиеся определенной чистотой химического состава и в соответствии в этим определенной огнеупорностью. Пластичные тонкодисперсные огнеупорные глины придают необходимую связность огнеупорным массам для пластичного прессования и формования изделий другими способами и обеспечивают им хорошую спекаемость при обжиге. Современные способы производства шамотных и огнеупорных изделий (полусухое прессование масс рационального зернового состава, повышенное или высокое удельное давление при прессовании, обжиг при высоких температурах), позволяют широко использовать малопластичные и непластичные глины, а также каолины. Для правильного построения технологического процесса производства и для получения изделий высокого качества к глинистому сырью предъявляют определенные требования. При этом качество глины оценивают по данным ее химико-минералогического состава, огнеупорности, степени дисперсности, пластичности, связывающих свойств и спекаемости. Химико-минералогический состав. Большая часть каолинов и осадочных тонкодисперсных огнеупорных глин относится к каолинитовым породам, имеющим в основе минеральной части гидрат кремнекислого глинозема - каолинит и близкие к нему минералы группы каолинита с общей формулой: Аl2О3 • 2SiО2 • 2Н2О. Этой формуле соответствует следующее соотношение окислов (%): Аl2О3 39,5; SiO2 46,4; Н2О 13,9 или после прокаливания Аl2О3 46; SiO2 54. Встречаются также осадочные глины, основой которых являются минералы гидрослюды, представляющие собой промежуточный продукт гидролитического расщепления слюды - мусковита в процессе выветривания силикатных пород. Гидрослюды рассматриваются как переходная фаза от слюды к каолиниту. Глины, сложенные преимущественно из монтмориллонита, не представляют непосредственного интереса для огнеупорной промышленности ввиду их низкой огнеупорности. Однако исключительно высокие связующие свойства чистых монтмориллонитовых глин (бентонитов) позволяют в отдельных случаях использовать их в виде добавок при изготовлении огнеупорных изделий из непластичных сухарных глин. Природа основного минерала, слагающего данный глинистый материал, может быть установлена рентгеновским, петрографическим и термическим анализами. Термограммы этих трех важнейших глинообразующих минералов достаточно различны. Распространены также другие разновидности глин, не размокающие в воде и не дающие пластичного теста. По генезису они подразделяются на сухарные, представляющие собой осадочные породы, уплотнившиеся под влиянием геохимических процессов, и сланцевые, уплотняющиеся путем динамометаморфизма. Основным минералом, из которых состоят эти глины, обычно является каолинит. Огнеупорные разновидности сланцевых глин, дающие благодаря своему сильному природному уплотнению небольшую усадку в обжиге, могут быть использованы в качестве отощающего материала без обжига. Сухарные глины также находят значительное применение в производстве шамотных изделий. Для производства огнеупоров может быть использован малораспространенный минерал – пирофиллит - Аl2О3 • 4SiО2 • 2Н2О. В отличие от обычных осадочных глин пирофиллит, образующийся в зонах глубокого метаморфизма при температуре 300-400°С, залегает в виде плотной породы, жирной на ощупь, легко поддающейся механической обработке и не размокающей в воде. Небольшая усадка в обжиге дает возможность изготовлять из пирофиллита огнеупорные детали или использовать его в качестве отощителя. Кроме основных слагающих глины минералов - каолинита, монотермита, гидрослюды, монтмориллонита в породе всегда имеется то или иное количество примесей. Наиболее распространенной примесью в глинах является равномерно распределенный кварц. При сравнительно умеренных температурах (до 1300-1350° С) кварц инертен и выполняет роль отощителя. Но при температурах выше 1350-1400°С кварц становится активным плавнем, образуя с глиной легкоплавкие многокомпонентные эвтектики (теоретическая температура образования соответствующей двухкомпонентной эвтектики 2SiО2 - Аl2О3 1585°С). Чем больше в глине плавней и чем меньше величина зерен кварца, тем ниже температура возникновения расплава и тем в большей степени кварц снижает огнеупорные свойства глины. Одной из наиболее вредных засоряющих примесей в глинах являются железистые соединения, встречающиеся в виде ряда минералов. Сернистые соединения - пирит и марказит (FeS2) встречаются в виде крупных конкреций, отдельных кристаллов и в тонко распределенном виде. При достаточно высоких температурах обжига эти примеси дают выплавки, вспучивание и мушки. При умеренных температурах обжига (ниже 1200°С), пока глина еще не спекается, зерновые включения не реагируют с ней и малозаметны. Твердость этих включений затрудняет их измельчение и равномерное распределение в глине при ее помоле Углекислое железо - сидерит (FeCO3) - встречается в виде желваков или отдельных сферических зерен. Его вредное действие аналогично пириту. Окислы и гидроокислы железа--лимонит, гидрогематит, магнетит - менее вредны, так как они находятся в глинах в тонко распределенном виде, придавая им различную окраску - желтую и красную различных оттенков. Часто окислы железа встречаются в виде стяжений, налетов и прожилок. Общее содержание окислов железа в огнеупорных глинах обычно колеблется в пределах 1-3%. Глины некоторых месторождений содержат до 5% Fe2O3. Дальнейшее увеличение содержания железа заметно ухудшает огнеупорные свойства глины. Однако по сравнению с другими плавнями (CaO, MgO, Na20 и К2О) равномерно распределенные в глине окислы железа оказывают менее вредное действие. Кальцит и гипс (СаСО3 и CaSO4), встречающиеся в виде желваков, кристаллов и стяжений, являются редкими включениями в огнеупорных глинах. Их вредное влияние подобно действию зернистых включений окислов железа с той лишь разницей, что СаО - более активный плавень, чем Fe2O3. Рутил (ТiO2) всегда присутствует в огнеупорных глинах в относительно постоянном количестве - от 1 до 2% в тонкодисперсном виде. Примесями являются также остатки материнской породы; количество их в глине обычно измеряется лишь долями процента. Эти остаточные минералы концентрируются в средних и крупных фракциях глины (крупнее 2 -5 мм). Наибольшее значение из них имеют минералы, содержащие щелочи - полевой шпат, слюды (биотит, мусковит, серицит) и магнезиальные силикаты. Эти минералы, являясь плавнями, в той или иной мере влияют на огнеупорные свойства глин. Органические вещества растительного происхождения могут присутствовать в глинах в весьма значительных количествах. Они придают глинам различную окраску - от серых до совершенно черных тонов. Эти органические примеси встречаются чаще в виде гуминовых соединений, реже - битумных. Гуминовые соединения повышают пластичность и связующие свойства глин. Кроме того, органические вещества увеличивают потерю при прокаливании глины. Вместо обычных 10-13% потеря при прокаливании в углистых глинах может достигать 20-30%. Таким образом, химический состав огнеупорных глин определяется их минералогическим составом, т.е. природой основного минерала, слагающего глинистое вещество, а также количеством и природой примесей, засоряющих глину.
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (342)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |