Технологическая часть, Выбор способа и технологической схемы производства - Производство керамического кирпича полусухим способом

Выбор способа и технологической схемы производства

При производстве керамического кирпича используется метод полусухого прессования и метод пластического формования, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. При наличии рыхлых глин и глин средней плотности с влажностью не свыше 23-25% применяют пластический способ переработки глин; для слишком плотных глин, плохо поддающихся увлажнению и обработке с низкой карьерной влажностью (менее 14-16%) - полусухой способ переработки.

Метод полусухого прессования предусматривает предварительное высушивание сырья, последующее измельчение его в порошок, прессование сырца в пресс-формах при удельных давлениях, в десятки раз превышающих давление прессование на ленточных прессах. Преимущества технологии полусухого прессования заключается в том, что спрессованный кирпич-сырец укладывается непосредственно на печные вагонетки и на них высушивается в туннельных сушилках, или же, минуя предварительную досушку, непосредственно поступает на обжиг. Комплексная механизация производства осуществляется проще, чем при методе пластического формования. Однако технология полусухого прессования требует более совершенной системы аспирации на трактах приготовления и транспортирование порошка, использования более высокопроизводительных прессов.

Технологическая линия для производства керамического кирпича полусухого прессования

При полусухом прессовании глиняная масса представляет собой сыпучий порошок с недостаточным количеством воды для создания вокруг зерен сплошной пленки и поэтому не обладающий пластичностью и связностью. Для придания надлежащей формы, целостности и определенной прочности сырцу из такой массы требуется высокое давление, при котором зерна глиняного порошка сближаются, деформируются, а их суммарная контактная поверхность увеличивается, и частицы глины соединяются за счет поверхностных молекулярных сил. Глиняный порошок и спрессованный сырец представляют собой трехфазную систему, состоящую из твердого вещества, воды и воздуха.

В процессе прессования абсолютное количество двух первых компонентов остается неизменным; уменьшение объема прессуемой массы происходит за счет удаления и некоторого сжатия газообразной фазы. Воздух, заключенный в глине, при прессовании оказывает отрицательное влияние. Адсорбированный поверхностью глиняных частиц воздух препятствует их слипанию, а воздух, сжатый в порах прессуемой массы, увеличивает долю упругих деформаций в общей деформации массы и упругое последействие. Сжатый в порах сырца воздух оказывает некоторое давление на стенки пор, что часто является причиной разрыва сырца - расслаивания в плоскостях, перпендикулярных прилагавшемуся при прессовании усилию.

Без удаления воздуха из прессформы в процессе сжатия не может быть получен доброкачественный сырец. Подбором гранулометрического состава увеличивают плотность порошкообразного материала, за счет чего уменьшается объем воздуха.

В начале прессования в основном происходит смещение частиц друг относительно друга (главным образом в направлении приложения усилия). Дальнейшие стадии прессования вызывают деформацию самих частиц - пластичную и хрупкую. При повышении прессовых усилий значительную удельную величину приобретают упругие деформации, величина которых легко определяется при снятии давления.

Упругое последействие в спрессованном сырце приводит к его расширению на 1-2% в направлении прессования, увеличиваясь с понижением влажности глины. Отощение масс шамотом и песком приводит к резкому уменьшению упругого последействия, улучшает структуру сырца и предохраняет его от расслаивания. Величина упругих деформаций снижается также с увеличением влажности сырца. Однако удаление воздуха при прессовании из пресспорошка с высокой влажностью затруднено в связи с частичным (или полным) закрытием пор влагой. В местах с невысокой влажностью условия для выхода воздуха во время прессования достаточно благоприятны, но величина упругих деформаций значительна.

Достаточно прочный сырец без трещин расслаивания трудно спрессовать как из слишком влажных, так и из очень сухих масс.

Длительность и ступенчатость прессования - весьма важные факторы для получения качественного сырца.

Оптимальный режим прессования должен строиться таким образом, чтобы нарастание давлений с 30 до 130-150 кг/см2 проходило в период, в 5-6 раз больший, чем период роста нагрузки в диапазоне давлений до 30 кг/см2.

В современных прессах для полусухого прессования применяется, как правило, двухступенчатое сжатие. Между первой и второй ступенями прессования имеется пауза, в течение которой часть воздуха может удалиться из пресс-формы, так как обычно в это время верхний пуансон несколько приподнимается.

Оптимальное соотношение между значениями первичного и окончательного давления, должно составлять (1:3)-(1:4). Для большинства кирпичных глин величина первичного давления принимается равной 30-50 к/см2, при таких давлениях масса оседает на 75-85% конечной высоты изделия.

Плотность массы после первичного уплотнения еще невелика. Окончательное сжатие массы при вторичной нагрузке, несмотря на более высокое давление (120-150 к/см2), не приводит к сжатию воздуха более чем на 15-25% первоначального его объема, если в паузе между первичным и окончательным нажатием штампа давление воздуха в массе сравнялось с атмосферным.

Для полусухого прессования применяют прессы различных систем, конструктивно разделяемые на прессы ударного действия, колено-рычажные и ротационные.

По технологическим признакам различают прессы с односторонним и двусторонним приложением усилия или с подвижной пресс-формой, прессы с одноступенчатым и многоступенчатым прессованием и прессы с мгновенным (ударным) действием и постепенным приложением давления.

По способу регулирования давления прессования различают прессы с гидравлическими регуляторами давления и прессы, давление прессования у которых регулируется высотой засыпки пресс-форм глиняным порошком.

Отличие технологии полусухого прессования от традиционной пластической формования заключается в упрощенной схеме приготовления сырьевой смеси. Кроме того, оборудование для оснащения линии подготовки пресс-порошка менее энерго - и металлоемко. Полусухое прессование облегчает одну из наиболее сложных и длительных стадий технологического процесса - сушку. В нашем случае используемый сырьевой материал - суглинок Чаганского месторождения, так как он является закарбонизованным и высокочувствительным материалом, нам целесообразно применить полусухую подготовку шихты и соответственно полусухое формование кирпича с влажностью 8-12% для избегания появления микротрещин и дефектов уже на стадии формования кирпича. Получаемый кирпич имеет более четкие грани и углы, что позволяет использовать его как лицевой материал.

Кирпич по своим качественным показателям не уступает традиционному керамическому кирпичу пластического формования. Благодаря простоте технологии и оборудования себестоимость кирпича полусухого прессования на 15-20% ниже себестоимости кирпича пластического деформирования.

Особенности технологии полусухого прессования заключаются в следующем. Предусмотрен метод грануляции - как один из эффективных вариантов рыхлого глинистого сырья к сушке. Гранулирование исходного сырья перед сушильным барабаном обеспечивает улучшение условий сушки, снижение потерь с выносами (унос пыли), повышение однородности по размерам и влажности кусков, способствует повышению качества кирпича.

В технологическую схему приготовления преспорошка введена стадия механической активации массы в стержневом смесителе конструкции ВНИИстрома. Смеситель не только удовлетворительно гомогенизирует массу, но и обеспечивает уплотнение и частичную грануляцию порошковых масс. Последнее улучшает сыпучесть порошка и заполнение пресформ, облегчая прессование и получение качественных изделий.

Разработанная конструкция оснастки для прессования сырца со сквозными пустотами улучшает структуру и повышает морозостойкость кирпича. Сушка сформованного сырца выполнена на люльках в роторно-конвейерных сушилках. В качестве единственного сырьевого материала используют глинистые породы в том числе низкокачественные, а также отходы обогащения твердого топлива - угля.

Все технологические переделы, начиная от подачи глины в ящичные питатели и до выхода готового кирпича из туннельной печи, полностью механизированы и автоматизированы.

Схема расстановки оборудования в производстве кирпича методом полусухого прессования

Похожие статьи




Технологическая часть, Выбор способа и технологической схемы производства - Производство керамического кирпича полусухим способом

Предыдущая | Следующая