Оптимальный режим термической обработки

Оптимальный режим термической обработки - это наиболее короткий режим сушки и обжига, позволяющий при наименьших температурах получать наилучшие свойства. Короткий режим оптимален потому, что печь, обеспечивающая требуемую производительность, имеет при этом наименьшие размеры. Туннельная печь, например, с постоянным циклом обжига продолжительностью 48 ч, наполовину короче, чем туннельная печь такой же производительности, но работающая с циклом обжига 96 ч. Наиболее низкая температура оптимальна потому, что при повышенной температуре термической обработки возрастает удельное потребление теплоты. Например, при обжиге фарфора в туннельной печи с температурой 1400 °С удельное потребление теплоты равно 29,6 МДж/кг. При использовании материала, дающего возможность изготовить при температуре обжига 1300 °С изделия того же ассортимента, та же туннельная печь без какой-либо реконструкции потребует теплоты приблизительно 24,6 МДж/кг.

Оптимальный режим термической обработки определяется не только составом обрабатываемой массы, он зависит и от размеров и формы изделия, способности подготовки и формовки полуфабриката, вида и типа печи, способов размещения в печи, примененного вида топлива и системы нагрева. Изделия больших размеров, изделия с толстой стенкой черепка, изделия сложного вида, изделия плотно уложенные в печи, необходимо обрабатывать медленнее, чем изделия мелкие, тонкостенные и изделия простой формы. Изделия, изготовленные при формовке на прессах, в частности из массы, подго-товленые из молотого просушенного сырья, можно обжигать с большей скоростью, чем те же изделия, но изготовленные протяжкой из мундштука или методом литья. В печах с редкой садкой можно нагревать изделия с большей скоростью, чем в печах с более плотной садкой, в печах, работающих на газе, допустимо более быстрое изменение температуры, чем в печах, работающих на жидком топливе. Туннельные печи малого сечения позволяют производить более быстрый обжиг, чем периодические печи большого объема даже тогда, когда система отопления большой печи рассчитана на быстрый обжиг.

 53. Пластический способ подготовки сырья и применяемое оборудование.

Пластический способ подготовки сырья и приготовления полуфабриката применяют при использовании увлажненных пластичных и рыхлых глинистых пород как однородного, так и неоднородного состава. При пластическом способе производства керамзита в глиняную массу могут вводиться добавки, повышающие склонность к вспучиванию исходного сырья, тогда как при сухом способе, когда полуфабрикат получают непосредственно из природной породы, это исключается.

При переработке по пластическому способу вспучиваются, однородные глинистые породы гранулируются в полуфабрикат определенной формы размером 7-15мм в поперечнике. Более тщательной переработки такому сырью не требуется, так как оно уже самой природой гомогенизировано, и химико-минералогические составляющие в нем распределены равномерно. Это обстоятельство значительно упрощает изготовление гранулированного материала из подобного сырья.

Таким образом, технология обработки однородных глин сводится к их грануляции на упрощенных механизмах типа дырчатых и прессующих вальцов. При этом куски материала можно направлять непосредственно во вращающуюся печь на обжиг или сначала сушить в отдельных сушильных установках. Следует, однако, иметь в виду, что однородное керамзитовое сырье встречается весьма редко. Переработка глинистых пород неоднородного состава по пластическому способу имеет целью разрушение природной структуры сырья, его гомогенизацию и изготовление полуфабриката с размером зерен в пределах примерно 7-15 мм в поперечнике, пригодного для обжига со вспучиванием во вращающихся печах.

Механизм и оборудование для переработки и грануляции сырья выбирают в зависимости от склонности к вспучиванию и физико-механических свойств исходного сырья: влажности, плотности, вязкости, пластичности, однородности состава и т.д. При этом необходимо учитывать, что основная задача переработки неоднородного глинистого сырья по пластическому способу тщательная его гомогенизация в целях разрушения природной структуры, равномерного распределения по всей массе химических и минералогических составляющих, влаги, а также твердых и жидких добавок, применяемых для интенсификации процессов образования керамзита и улучшения его качества.

Формование из пластичных масс применяется для стеновой керамики, если карьерная влажность близка к формовочной (18…22%), а глины содержат мало каменистых включений. Пластичными массами называют такие, у которых сила внутренней связи больше сил поверхностного сцепления (адгезии). Пластическое формование производится: на ленточных прессах, штамповкой в гипсовых или металлических формах и вручную (лепка).

54. Механизм образования пористой структуры керамических материалов.