Схемы получения шамота

В шахтной печи

Во вращающейся печи

Несмотря на преимущества вращающихся печей, рациональная работа находящихся в эксплуатации на многих заводах шахтных печей значительно улучшает их технико-экономические показатели.

Измельчение шамота.

Шамот необходимо измельчать до крупности, обычно определяемой предельной величиной зерна 3-4 мм при coдержании мелкой фракции (меньше 0,5 мм) около 40-45%. Для этого шамот, выходящий из печей, сначала дробят в щековых, реже конусных, дробилках до кусков размером в среднем 20-30 мм, а затем измельчают преимущественно в шаровых мельницах непрерывного действия с периферийной разгрузкой.

Для нормального измельчения шамота в шаровых мельницах необ­ходимо, чтобы материал в них поступал равномерно, а размеры шаров соответствовали твердости и прочности кускового шамота. Равномерную загрузку мельниц обеспечивают применением автоматических регулято­ров питания. При измельчении хорошо спекшегося шамота в шаровых мельницах образуется недостаточное количество тонких фракций. В этом случае для измельчения шамота можно использовать трубную мельницу и помольные бегуны. Однако бегуны редко применяют, так как они рас­ходуют в 1,5-2 раза больше электроэнергии и при работе сильно пылят. Для измельчения шамота с малым содержанием тонких фракций (менее 0,5 мкм) используют гладкие вальцы, обычно две пары, установ­ленные последовательно, или короткоконусную дробилку. Бандажи валь­цов быстро и неравномерно снашиваются, вследствие чего их надо регулярно обтачивать. В короткоконусной дробилке, кратность измель­чения в которой достигает (где D - средний диаметр зерна загружаемого материала; d - средний диаметр выходящего зерна), также получается небольшое количество тонкой фракции. Поэтому как вальцы, так и короткоконусную дробилку для измельчения обычного шамота, который должен содержать определенное количество (около 40%) тон­ких фракций менее 0,5 мм, не применяют.

С расширением производства многошамотных изделий, свойства которых находятся в прямой зависимости от качества используемого шамота - его плотности и зернового состава, способы измельчения шамота меняют. Появилась необходимость получить из плотноспекшегося шамота с водопоглощением менее 3-5% материал с определенным соотношением крупных (3-1мм) и мелких (0,2-0,1мм) фракций (средние фракции 1-0,2 или 0,5-0,2мм, при этом допускаются лишь в весьма небольших количествах). Рассев шамота на фракции и их по­следующее смешивание усложняют и удорожают технологический про­цесс. В этих условиях целесообразным является двухступенчатый помол: крупной фракции - на вальцах или короткоконусной дробилке и мел­кой фракции - в трубной мельнице. При этом потребуется просев шамо­та лишь крупной фракции для ограничения предельной величины зерна (3-4мм). Незначительное количество мелких фракций, образующихся при помоле на вальцах или дробилке, и явится тем допустимым коли­чеством средних фракций, которое не требует отсева.

При дроблении и помоле, а также при транспортировании шамот засоряется металлом. На огнеупорных заводах для удаления примесей железа над ленточными транспортерами устанавливают барабанные шкивные, а также подвесные магнитные сепараторы.

Сушка

Сформованное изделие в зависимости от способа изготовления содержит от 5 до 20% влаги. Перед обжигом его надо высушить до мини­мальной остаточной влажности. Эта минимальная влажность не являет­ся постоянной и зависит от ряда условий. Пересушенный сырец шамот­ных изделий влажностью менее 2-3% отличается хрупкостью. При несовершенном транспорте, в условиях неудобной садки в кольцевые или периодические печи, во время перекладок у сырца легко выкраши­ваются ребра и углы. Этот вид повреждения сырца в сушке является основным, увеличивающим выход брака и низких сортов. При садке вы­сушенного сырца на вагонетку туннельной печи его хрупкость не имеет столь большого значения.

При обжиге в туннельных печах сырец следует досушивать, так как интенсивное выделение остаточной влаги в первый период обжига не­благоприятно сказывается на его качестве. Обилие паров нарушает, кроме того, нормальную работу тяговых устройств печи. В кольцевых и периодических печах некоторое повышение влажности поступающего на садку сырца и удлинение периода его досушивания не имеет столь боль­шого значения.

Общие теоретические соображения о значении режима сушки гли­няного строительного кирпича относятся и к шамотным изделиям пла­стического прессования. Однако введение шамота в сырец значительно облегчает его сушку. Благодаря своей пористости шамот способствует испарению влаги из сохнущего изделия. Образующиеся у поверхности шамотных зерен разрывы в сокращающейся во время сушки гли­не также способствуют этому продвижению влаги. Уменьшенный объем глины, отощенной шамотом, устраняет опасность перепадов во влажности подсыхающего с поверхности сырца. Наконец, каолинитовый состав большинства огнеупорных глин имеет сокращенный период вы­деления усадочной воды по сравнению с тем же периодом других глинистых минералов. При сушке изделий из каолинитовых глин воздуш­ная усадка практически прекращается после выделения 35-40% влаги пластичного теста. Поэтому производство шамотных изделий пластическим прессованием, не говоря уже о полусухом, значительно упроща­ется по сравнению с производством строительного кирпича.

Шамотные изделия сушат главным образом в туннельных сушилках. Широкое распространение туннельных сушилок объясняется простотой их устройства, легкостью управления, надежностью в эксплуатации и сравнительно небольшим коэффициентом неравномерности сушки (1,5-.2). Туннельные сушилки оборудованы приборами для автоматического регулирования температуры и влажности теплоносителя. Это обеспечивает равномерность высушивания изделий при минимальном браке.

Переход промышленности на производство огнеупоров полусухим прессованием, допускающих форсированный режим сушки, позволяет строить туннельные сушилки, спаренные с туннельной печью. Теплоносителем служит воздух, взятый из зоны охлаждения печи, его температура при входе 180-250°С, при выходе 60-80° С. Изделие поступает в туннельную печь разогретым.

Продолжительность сушки зависит от вида изделий. Для шамотных изделий нормальных и мелкого фасона, изготовляемых обычно по­лусухим прессованием, продолжительность сушки составляет около 12 ч. Продолжительность сушки фасонных изделий пластического прессова­ния обуславливается прежде всего их весом, точнее «определяющим размером б» (отношение объема изделия V к его поверхности Е).

Сушка изделий, близких по размерам к нормальным, вес которых не превышает 5 кг, продолжается около 20 ч. Для изделий ве­сом до 10-12 кг продолжительность сушки достигает 40-60 ч. Наконец, изделия весом 15-20 кг могут быть высушены за 80-100 ч.

Крупноблочные изделия (прежде всего стекловаренные горшки и брусья) рекомендуется сушить способом контактной электросушки, что ускоряет приблизительно в 3 раза срок сушки по сравнению с сушкой на стеллажах или на подовой сушилке.

Важнейшими видами брака сушки шамотных изделий кроме помя­тости и повреждений углов и ребер сырца при транспортировании, пере­кладке и т.д. являются: образование трещин из-за чрезмерной скорости или неравномерности сушки или неудачной формы изделий (главным образом у изделий пластического прессования, имеющих внутренние острые углы); искривление изделий (преимущественно крупных разме­ров). Для предотвращения образования трещин рекомендуется при вы­боре конфигурации изделий закруглять прямые и острые внутренние углы, а также углы перехода от массивных частей изделия к более тон­ким, легко просыхающим. Во избежание искривления изделий необхо­димо, чтобы их длина не была чрезмерно велика по сравнению с попе­речными размерами или толщина не была бы слишком мала по сравне­нию с поверхностью.

Гипс и его свойства

Гипс(от греч. gypsos- мел, известь) - минерал, водный сульфат кальция. Кристаллы пластинчатые, столбчатые, игольчатые и волокнистые. Встречаются преимущественно в виде сплошных зернистых ( алебастр) и волокнистых (селенит) масс, а также различных кристаллических групп (гипсовые цветы). Чистый гипс бесцветный и прозрачен, при наличии примесей имеет серую, желтоватую, розовую, бурую, и другие окраски. Осаждается из водных растворов, богатых сульфатными солями, при усыхании морских лагун, соленых озер.

Гипс используют для изготовления вяжущих материалов, внутренних отделочных работ, гипсования почвы, в медицине. Его применяют также для снятия масок, моделирования скульптур, создания рельефных украшений (лепнины) в помещениях. С древности популярен гипс как поделочный камень. Из него вырезают ажурные вазочки, фигурки, пепельницы и другие декоративные предметы.

Гипсовые вяжущие материалы получают путем термической обработки и измельчения природного гипсового камня и некоторых гипсосодержащих промышленных отходов (глиногипса, фосфогипса, борогипса). Качество гипсовых вяжущих зависит от предела прочности при сжатии и изгибе, сроков схватывания, степени помола, водопотребности при затворении.

По условиям термической обработки гипсовые вяжущие материалы делятся на две группы: 1) низкообжиговые и 2) высокообжиговые. К низкообжиговым относятся строительные, формовочные, высокопрочный гипс и гипсоцементно-пуццолановое вяжущее; к высокообжиговым - ангидритовый цемент и эстрих- гипс.

В зависимости от сроков схватывания и твердения гипсовые вяжущие подразделяют на А - быстротвердеющие (2-15 мин); Б -нормальнотвердеющие (6-30 мин); В - медленнотвердеющие (20 мин и более). По степени помола различаются вяжущие грубого (I), среднего(П) и тонкого(Ш) помола.

Повысить водостойкость и прочность гипса можно одним из следующих способ:

1. Затворить гипс водой с добавлением буры и клея (на 1 л воды - 80 г буры и 20-30 г клея).

2. При замешивании гипса на каждые 100 частей воды добавить 2 части желатина и 1 часть квасцов.

3. При замешивании гипса ввести 50% кремниевой кислоты. После формовки высушить отливку, прогреть ее до 80 градусов и пропитать хлористым барием или хлористым кальцием (окунанием)

4. Просушить гипсовое изделие и пропитать его насыщенным раствором буры. Затем дважды покрыть горячим раствором хлористого бария. После сушки промыть изделие горячим мыльным раствором, чтобы смыть растворимые соли.

5. Поддержать изделие при температуре 125 градусов до обезвоживания, затем погрузить его в раствор едкого бария и обработать раствором щавелевой кислоты.

6. Ввести в сухой гипс кремнийорганическое соединение, например, метилсиликонат натрия (0,5% от массы гипса).

Гипс - это природный строительный материал, известный человечеству с незапамятных времен. Его высокие физические и технические свойства принесли ему мировую известность. Унаследованные стройматериалы на основе гипса, эти качества стали решающим фактором, благодаря которому гипс и по сей день остается одним из основных строительных материалов.

Древние греки дали минералу его современное название - «гипсос», т. е. «кипящий камень». В Европу сведение о гипсе принесли римляне. В XV веке, в связи с открытием и разработки месторождения в районе Монмартра, гипс начал так хорошо использоваться для внутренней и внешней отделки зданий строящегося Парижа, что на некоторое время за ним закрепилось название «парижская штукатурка».

При выполнении преддипломной практики необходимо было прибегнуть к работе с гипсом. Нужно было выполнить часть диплома в натуральную величину. Это «луна», которая находится на зеркале камина. Она представляет собой сферический диск, который вручную было бы затруднительно сделать.

Рассчитав на усадку, которая составляет 10% у данной шамотной массы, на гипсо-мадельный станок(предварительно смоченный и пропитанный мыльно-масленной эмульсией ) устанавливаем обичайю, сделанную из линолеума, с запасом на 2 см в диаметре. Затворяем гипс в пропорции 1:1(пшеланского : самарского). Это гипсовое тесто процеживаем через сито, чтобы избежать содержания комков в будущей модели.

Повернув рычаг, включаем станок и начинаем точить. Точится модель при помощи клюшек, которые представляют собой деревянную рукоятку, в которую вставлен металлический наконечник (резачок). Резачки могут быть различной конфигурации в зависимости от того, какую работу они должны выполнять. В среднем для работы на гипсо-модельном станке достаточно 2-ух клюшек. Доводиться модель при помощи обычного лезвия (лощение).

После окончания работы модель снимается со станка.

Далее следует отливка рабочей формы. Она будет необходима для набивки (метод формования). Смазываем стол мыльно-масленной эмульсией, кладем на него модель, ставим обечайку. Затворяем гипсовое тесто. В этот раз(в отличие от изготовления модели) пропорция такая: 2:1(пшеланского:самарского). Это все связано с таким свойством гипса, как водопоглощение.

Гипсовое тесто схватывается в течении 10-15 минут. Затем переворачиваем форму и выбиваем модель при помощи резиновой киянки. Ставим форму просушиться, т.к. «свежую» форму нельзя использовать. Нужно чтобы форма подвялилась.