Технологический процесс производства

В производстве шамотных изделий огнеупорную глину применяют для получения отощающего материала - шамота и в качестве связки. В последнем случае глину подвергают последовательному предвари­тельному дроблению, сушке в сушильном барабане, тонкому измельче­нию в дезинтеграторе или другом помольном агрегате и отсеву на ситах. Глину, предназначаемую для получения шамота, измельчают, увлажняют и после брикетирования обжигают до спекания. Обожжен­ный на шамот брикет сначала сортируют (удаляют включения и при­меси), затем дробят, измельчают в шаровой мельнице и отсеивают, иногда с разделением на фракции.

Измельченные глину и шамот дозируют в определенных соотноше­ниях, перемешивают и увлажняют. Изделия изготовляют прессованием обычно из полусухих масс влажностью до 9% (полусухое прессование), реже из пластичных масс влажностью до 20% (пластическое прессова­ние). При полусухом прессовании массу увлажняют до 6-9%, пере­мешивают под- смесительными бегунами или в бегунковом смесителе (с легкими бегунками) и прессуют на коленорычажном или гидравличе­ском прессе. При пластическом прессовании массу перемешивают в двухвальном корытном смесителе, затем в таком же смесителе увлаж­няют до влажности 16-20%, перерабатывают в ленточном прессе и по выходе из него разрезают на заготовки, которые дополнительно прес­суют (допрессовка) на допрессовочных прессах.

Способ производства фасонных изделии определяют в зависимости от сложности их формы и размеров. Большую часть фасонных изделий прессуют из полусухих масс так же, как изделия нормальных размеров. Наиболее сложные штучные фасонные изделия формуют из пластичной массы. Крупноблочные изделия прессуют на мощных гидравлических прессах из полусухих многошамотных масс, содержащих около 80% шамота. Спрессованные или сформованные изделия (сырец) сушат до удаления механически связанной воды, а затем обжигают при темпе обеспечивающей постоянство размеров изделий. Эта температура обычно соответствует полному спеканию связывающей глины (1250-1400°С).

Подготовка шамота

Обжиг шамота. При производстве изделий из пластичных огне­упорных глин в качестве отощающего материала применяют шамот, т. е. предварительно обожженную до спекания глину, измельченную до определенной величины зерна. В связи с высокой стоимостью изготов­ления шамота, превышающей стоимость глины в 2-3 раза, частично используют также бой шамотных изделий, получаемый от разборки печей при ремонте, и брак производства. Основным недостатком этого боя являются недостаточно тщательная очистка его от шлака и строи­тельного мусора и более высокая пористость по сравнению с шамотом, обожженным до спекания. Поэтому частичное использование боя целе­сообразно только для производства шамотных изделий, не имеющих ответственного назначения, а также для приготовления огнеупорного бетона, мертеля, подсыпки.

Глину на шамот обжигают на многих заводах в шахтных печах с газовым отоплением. При пересыпном способе обжига шамот засоря­ется шлаком топлива. При обжиге глины на шамот в шахтных печах необходимо обеспечить равномерное питание печей однородной кусковой глиной с предельной величиной 200-250 мм. При неоднородной вели­чине кусков более крупные из них при засыпке в шахту скатываются по конусу к периферии, а в центральной части шахты собирается ме­лочь. Образующаяся в печи мелочь уплотняет садку и обусловливает не­равномерность обжига шамота, которая характеризуется значительны­ми колебаниями водопоглощения (например, в пределах от I до 20% при среднем водопоглощении в 5-10%). Механизированные способы добычи глины не обеспечивают получения ее в кусках определенных размеров. Поэтому глину для обжига в шахтных печах необходимо брикетировать. При брикетировании глины по способу пластичного прессования ее дробят, увлажняют и перерабатывают в ленточном прессе. Выходящий из пресса брус разрезают на брикеты, которые без допрессовки поступают в сушку и обжиг. Полученный таким способом брикет имеет пониженную прочность (ниже 10 кГ/см²), крошится при транспортировании грузке и передвижении в шахтной печи. Значительное улучшение качества брикета и увеличение его прочности достигается с помощью пресс-вальцов.

Для увеличения прочности брикета и улучшения условий его необходимо просушивать до 9-10% остаточной влажности. Пароувлажнение глины облегчает сушку и повышает прочность брикета. Прочность такого брикета составляет 15-18 кГ/см². Реже применяют способ полусухого прессования брикета. Качество такого брикета зависит от тщательности подготовки глины, ее влажности, мощности пресса и режима прессования. Брикет полусухого прессования обычно хуже спекается. В результате обжига брикета в шахтной печи до температуры спекания глины получают шамот хорошего качества. Уменьшение качества мелочи при прочном брикете повышает производительное шахтной печи на 25-30%.

Наиболее эффективным агрегатом для обжига глины на шамот является вращающаяся печь, которую впервые было предложено использовать для этой цели в 1927 г. Во вращающейся печи можно обжигать глину в виде шлама, например после мокрого обогащения. Подача и вы­грузка сырья сравнительно просты и полностью механизированы. Дости­гается более высокая температура обжига и большая степень спекания, шамота, устраняется неравномерность обжига, присущая шахтным печам. Размер кусков выходящего из печи шамота не требует его дробле­ния. Пылеунос зависит в основном от скорости движения дымовых газ в печи. Обычно он все же значителен и достигает 10-15%. Удельный расход условного топлива 12,5-13,5% на тонну, т. е. выше, чем в шахтной печи.

Недостатком вращающейся печи при пылеугольном отоплении яв­ляется загрязнение шамота золой топлива. Однако при тонком помоле угля основная часть золы (до 80%) уносится с дымовыми газами. Остав­шаяся зола распределяется главным образом в мелкой фракции шамо­та (0,5-1 мм), которая в случае необходимости может быть отсеяна. Это обеспечивает более равномерное распределение шлакующих приме­сей в готовых изделиях. Вращающиеся печи, оправдавшие себя при об­жиге глины на шамот, установлены прежде всего на централизованных шамотообогатительных заводах и на крупных шамотных заводах. Эти печи следует также внедрять в производство различных высокоогне­упорных материалов, требующих весьма высоких температур обжига. Весь процесс автоматизирован, питание печи осуществляется через бун­кер и дробилку, связанные с печью в единый блок. Преимуществом обжига глины на шамот во вращающейся печи является устранение ряда подготовительных операций, что видно из приведенных ниже схем.