37. Приготовление грубокерамических масс для пластического формирования. Пластическое формование керамических изделий
Многокомпонентную грубокерамическую пластическую массу используют для изготовления строительного кирпича и эффективных его разновидностей, дренажных труб, черепицы, канализационных труб, дорожного клинкера, некоторых огнеупоров и других изделий. Многокомпонентная масса состоит из смеси пластичных материалов (различных глин) и непластичных веществ как органического, так и неорганического происхождения. Непластичные материалы перед введением их в состав масс проходят некоторые подготовительные операции. Если в глине содержатся крупные каменистые включения, что бывает довольно часто, то для их удаления устанавливают камневыделительные вальцы (винтовые или дезинтеграторные). Для дробления смеси, не содержащей крупных каменистых включений, используют гладкие и зубчатые вальцы (последние преимущественно для дробления плотных глин), а также, что значительно реже, стругачи. Если в смеси содержатся известковые, кремнеземистые или другие зернистые включения величиной в несколько миллиметров, то для их измельчения смесь пропускают через бегуны, которые устанавливают между вальцами грубого и тонкого дробления. Окончательное перемешивание смеси и, если это нужно, доувлажнение ее до формовочной влажности осуществляют горячей водой, а чаще — паром в одновальных или в двухвальных лопастных глиномешалках. Пар проникает в глубь массы, конденсируется в ней и благодаря этому равномерно ее увлажняет. При этом масса нагревается примерно до 50° С. Из нагретых масс формуют изделия, что способствует значительному сокращению сроков последующей сушки сырца.
При пластическом формовании (влажность массы 17-22 %) формовочным аппаратом, применяемым почти во всех отраслях строительной керамики, является шнековый (ленточный) пресс. Современный шнековый пресс – довольно сложный агрегат, однако, принцип его работы чрезвычайно прост и может быть пояснен упрощенной схемой, показанной на рис. 6. Керамическая масса через воронку 1 и пару вальцов 2 подается на лопасти шнека (червяка) 3, который, вращаясь вокруг своей оси, захватывает массу и перемещает ее в сторону сужающейся части – головки 4. На выходе из головки устанавливается съемная насадка – мундштук, отверстие в котором имеет ту или иную форму, зависящую от конкретного изделия. В случае кирпича мундштук имеет прямоугольное отверстие размерами 250х120 мм. Под действием давления, развиваемого шнеком (1,6-7 МПа), масса выдавливается через отверстие мундштука и выходит в виде непрерывной глиняной ленты 5, которая разрезается на отдельные кирпичи 7 стальными струнами 6.
Рис. 6 Пластическое формирование кирпича
Методом пластического формования изготовляют кирпич как полнотелый, так и пустотный (многодырчатый), трубы, черепицу и другие изделия. В производстве керамических труб используют вертикально-формующие шнековые прессы.
38. Приготовление грубокерамических масс для сухого прессования. Сухое прессование керамических изделий
Грубокерамические массы полусухого прессования используют для изготовления строительного кирпича и его разновидностей, дорожного клинкера, шамотных огнеупоров и некоторых других изделий, формуемых методом полусухого прессования. Формовочная влажность таких масс составляет 7-8%. Полученный порошок формуется в специальных прессах и без сушки преобразуется в кирпич-сырец, который далее подвергается обжигу.
Сырьевые материалы формуют и смешивают без сушки следующим образом: подают непосредственно в ящичный подаватель; туда же поступают после предварительной подготовки к производству и непластичные материалы. Их смешивают в соответствующих отсеках подавателя, откуда после объемной дозировки и смешивания направляют на дезинтеграторные вальцы для грубого дробления до величины куска 30—40 мм. Сухая масса, если она в своем составе не имеет каменистых включений, измельчается в дезинтеграторах — помольных аппаратах ударного действия, состоящих из двух вставленных одна в другую корзин, вращающихся навстречу друг другу со скоростью от 500 до 1200 об/мин. Массы, содержащие кварцевые и известковые зернистые включения, лучше измельчать под бегунами, катки которых раздавливают и истирают эти включения. Измельченную массу просеивают на струнных, барабанных, качающихся или вибрационных ситах. Максимальная величина зазора между струнами в струнных ситах и величина отверстий сетки в ситах других систем не должна превышать 2 мм в свету. Отсев возвращается в помольный аппарат для повторного измельчения, а просев поступает в бункера сухой массы. Из этих бункеров осуществляется питание формовочных станков.
При сухом способе формования содержание влаги в рабочей массе составляет всего только 7-8 %, вследствие чего приходится применять при прессовании весьма высокие давления, в некоторых случаях до 100 МПа и даже выше. Формование осуществляется в основном на механических и гидравлических прессах. Упрощенная схема формования этим способом показана на рис. 7. Прессование производится в пресс-форме 1, куда из бункера 2 с помощью каретки 3 переносится порция пресс-порошка (рис 7а). Одновременно при движении вправо каретка сталкивает отформованный сырец 6 (рис. 7в) на приемное устройство (на рисунке не показано). При обратном движении каретки (влево) нижний штамп 4 опускается и пресс-порошок заполняет пресс-форму (рис 7а). После этого опускается и входит в пресс-форму верхний штамп 5, производя предварительное уплотнение массы при давлении около 2 МПа, в результате чего ее объем уменьшается на 30-35 % (рис 7б). Дальнейшее прессование производится нижним штампом в две ступени. На первой ступени создается давление около 9 МПа. После этого нижний штамп опускается вниз, давая выход отжатому из прессуемой массы воздуху. Если этого не делать, то воздух, расширяясь после снятия давления, разрыхлит отформованное изделие. Окончательное прессование производится при давлении около 30 МПа.
Рис. 7 Сухое прессование кирпича
Полусухим прессованием получают керамические плитки, кирпич, черепицу. Этот способ формования имеет то преимущество перед пластическим, что при нем практически не требуется сушки изделий и они могут идти сразу на обжиг.