Строительная керамика

Сушка изделий

Естественная сушка производится в сушильных сараях, представляющих собой навесы, под которыми на стеллажах или утрамбованном поде устанавливается сырец. Режим сушки в них полностью зависит от температуры и влажности окружающей среды и регулируется только количеством воздуха, омывающего изделия, которое регулируется откидными 'китами, образующими стенки сарая. Недостатками естественной сушки являются ее непостоянство и продолжительность (до 20 суток), зависящие от климатических условий и вызывающие необходимость иметь большие сушильные площади; трудность регулирования режима сушки, большая трудоемкость и ограниченные возможности механизации.

Искусственная сушка осуществляется за счет регулируемого подвода энергии (теплоносителя) к высушенному полуфабрикату. В зависимости от режима работы сушилки подразделяются на устройства периодического (камерные) и непрерывного Действия (туннельные, конвейерные и др.) В сушилках периодического действия температура и влажность теплоносителя в соответствии с режимом непрерывно изменяются во времени. В сушилках же непрерывного действия эти параметры теплоносителя изменяются по длине рабочего туннеля, оставаясь неизменными во времени для каждой ее зоны. В связи с этим сушка идет непрерывно при перемещении изделий по зонам.

Теплоноситель может  двигаться в сушилках вертикально, горизонтально и зигзагообразно, перемещаясь в одном направлении  с движением изделий 
(прямоток), навстречу им (противоток) или непрерывно (реверсивно) изменяя 
направление своего движения. Циркуляция теплоносителя может происходить 
однократно и многократно. Многократная циркуляция (рециркуляция) более рациональна, так как позволяет эффективнее использовать теплоноситель. Теплоносителем для сушки изделий служит горячий воздух, специально подогретый в калориферах или отбираемый из печей, в которых он нагревается за счет охлаждения изделий, а также отходящие от печей газы.

   Камерные сушилки  работают циклами; загрузка, сушка,  выгрузка, вагонеток с сырцом  которые устанавливают на выступы,  которые имеются на внутренней поверхности сушильных камер. Теплоноситель поступает в камеру по двум каналам расположенным под полом камеры у продольных стен. Отработанный теплоноситель, увеличив свою плотность за счет увлажнения, опускается к полу камеры, где собирается отводящим каналом и выводится наружу. Подача и отбор теплоносителя осуществляются вентиляторами. Обычно такие камеры строятся блоками по 15 - 20 шт. и обслуживаются двумя вентиляторами. В технологии керамики применяют и другие схемы подачи и отбора теплоносителя, но основной целью их является обеспечение равномерного смывания изделий по всему объему камеры. Недостатками камерных сушилок являются значительные потери времени на загрузку и выгрузку изделий и тепла в этот период.

Обжиг изделий

Для обжига изделий строительной керамики применяют печи различных типов и конструкций По принципу действия различают печи периодического (камерные) и непрерывного обжига. Печи непрерывного действия бывают с перемещающейся зоной обжига (кольцевые печи) и с постоянной (туннельные и щелевые). В печах используют различные виды топлива: твердое (различные сорта угля), жидкое (мазут и другие продукты нефтепереработки) и газообразное.

Кольцевые печи имеют обжигательный канал эллипсообразной формы, перекрытый полуциркульным сводом  Обжигаемые изделия загружаются в канал и, остаются не подвижными, а зоны обжига непрерывно перемещаются относительно материала. Весь канал условно разделен на камеры (в зависимости от печи их может быть от 12 до 36, каждая из которых имеет в стене рабочее окно (ходок) для загрузки и выгрузки изделий. Топливо в печь подается через топливные трубочки, расположенные а своде печи, или через горелки, установленные в стенах.

Кольцевые печи нашли  широкое применение для обжига керамического  кирпича и камней. Однако недостатки, к которым можно отнести неравномерность обжига изделий по сечению канала, невозможность механизации, большие затраты ручного труда, опасность для здоровья, делают их экономически невыгодными, поэтому их строительство прекращено.

Туннельные печи имеют прямой полуциркульный канал, по которому перемещаются вагонетки с изделиями навстречу теплоносителю, переходя через неподвижные зоны обжига. По длине печь условно разделен на три зоны зону подогрева с температурой 50 до 800 ^оС, зону обжига- от 800 до 1000°С и зону охлаждения с температурой 1000- 50 ^оС. Изделия укладывают на печную вагонетку, которую с помощью толкателя по рельсовому пути проталкивают по печи навстречу газовому потоку. Разгрузка готовой продукции происходит вне канала печи.

В щелевых  печах керамические изделия движутся в обжиговом канале по роликовому или иному конвейеру в один ряд по высоте, что обеспечивает равномерность обжига, сокращает его продолжительность и уменьшает расход топлива. Применение таких печей позволяет создать поточность технологического процесса и улучишь условия труда.

 

2.Характеристика сырья.

 

Таблица 1.1  - Макроскопическое описание глинистого сырья.

№	Карьерная влажность, %	Цвет	Структура	Описание включений	Взаимодействие с  10%- HCl
1	2	3	4	5	6
7	28	Красновато-бурый	Рыхлая	Карбонаты в виде пятен, плотных кусочков	Реагирует

 

Таблица 1.2 - Содержание природных крупнозернистых включений.

№	Частные остатки на ситах, %					Общий остаток на сите 0,5	Карбонатные включения размером >1 мм.	Активность карбонатных включений (CaCO3+MgCO3), %	Характер остатка	Классификация по количеству и размеру включений
	5	3	2	1	0,5
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
7	0,55	0,44	0,54	1,73	0,18	3,44	0,15	78,00	Отдельные карбонаты 8..25 мм, гипс в виде друз	Со средним содержанием средних включений, преимущественно карбонатных

 

 

Таблица 1.3  - Пластичность глинистого сырья.

№	Предел пластичности, %		Число пластичности	Классификация глинистого сырья
	Нижняя граница текучести	Верхняя граница текучести
1	2	3	4	5
7	27,70	17,90	9,80	Умеренно пластичное (7…15)

 

Таблица 4 -  Гранулометрический состав глинистого сырья.

№	Содержание фракций, % , размером, мм.					Классификация по содержанию тонкодисперстной фракции.
	>0,06	0,06-0,01	0,01-0,005	0,005-0,001	<0,001
1	2	3	4	5	6	7
7	1,1	21,1	12,0	39,6	26,2	Среднедисперстное

 

 

Таблица 1.5 - Химический и минералогический состав глинистого сырья.

 

№

Химический состав сухого вещества, %

В прокаленном состоянии

Классификация по содержанию

Минеральный состав глинистого вещества

SiO2

Al2O3

TiO2

Fe2O3

CaO

MgO

SO3

Na2O

K2O

п.п.п.

сумма

сульфат.

сульфид.

свободный кремнезем

Al2O3

TiO2

Fe2O3

Al2O3

Fe2O3

свободный кремнезем

7

48,42

13,53

0,02

5,06

12,10

2,37

6,37

0,09

-

12,08

100,4

6,12

0,25

18

15,39

0,022

20,47

Полукислые

С высоким содерж. Красящих оксидов

Со средним

гидрослюдистый

 

 

 

Коэффициент пересчета  состава на 100%:

В прокаленном состоянии: , где – – содержание оксида по данным анализа

 

 

Таблица 1.6 -  Содержание водорастворимых солей.

№	pH	Ионный состав водной вытяжки, мг.экв							Классификация
		Ca++	Mg++	K+	Na+	SO4- -	Cl -	Сумма катионов
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
7	7,4	0,30	0,40	1,00	0,178	0,73	0,098	2,706	С низким содержанием водорастворимых солей

 

 

Таблица 1.7 - Определение огнеупорности и спекаемости глинистого сырья.

№	Температура обжига, 0С	Общая усадка, %	Водопоглощение, %	Средняя плотность, кг/м3	Цвет черепка	Классификация по степени спекаемости	Огнеупорность, 0С	Классификация по огнеупорности
1	2	3	4	5	6	7	8	9
7	900	11,80	12,4	1851	Красный	Низкотемпературного   Не спекающиеся	1140	Легкоплавкие
	950	11,90	12,3	1869	Красный
	1000	12,00	11,7	1898	Светло-красный
	1050	12,35	10,4	1924	Светло-красный
	1100	12,75	4,9	2004	Серовато-красный, начало деформации

 

 

Таблица 1.8 - Характеристика формовочных и сушильных свойств глинистого сырья.

№	Отношение к формовке		Воздушная линейная усадка, %	Оценка чувствительности к сушке		Оценка механической прочности на изгиб в сухом состоянии		Дефекты после сушки
	Формовочная влажность, %	Формуемость пластическим способом		Кч (по Чижскому)	Классификация	Предел прочности балочек, МПа	Классификация
1	2	3	4	5	6	7	8	9
7	16,00	хорошая	8,28	78	высокочувствительна	6,50	Средней мех. прочности	трещины