4. Производство огнеупорных изделий марки пхц

Технология получения огнеупорных изделий марки ПХЦ как в России, так и за рубежом, одинаковая. Технологическая схема производства приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Технологическая схема производства периклазохромитовых изделий для цементной промышленности, марки ПХЦ.

Описание технологической схемы

Для производства периклазохромитовых изделий для цементной промышленности, марки ПХЦ используют хром руду фракции 3–0,5 мм, спеченный периклазовый порошок фракции 3–0 мм, а также тонкомолотую составляющую фракции 0,063–0 мм.

Все компоненты подаются в весовые автоматические дозаторы. В поточном производстве наиболее точно непрерывное массовое дозирование. Точность дозирования при составлении шихты или, допустимые отклонения в составе шихты зависят от соотношения дозируемых материалов.

Затем все компоненты смеси отправляются на смешение. Задачей процесса смешения ставится равномерное распределение в заданном соотношении компонентов смеси и придание смеси некоторой устойчивости, чтобы при дальнейшем транспортировании шихт или масс не нарушалось достигнутая равномерность. Равномерность получаемой смеси зависит от многих обстоятельств: продолжительности смешения, типа и режима работы смешивающего аппарата, количества компонентов, их соотношения, физических свойств, дисперсности. Добавка лигносульфонатов (сверх 100 %) в шихту производится в зависимости от содержания сухих веществ для обеспечения заданной влажности массы. Добавка осуществляется одновременно с зернистой составляющей в смеситель в количестве от 0,8 до 0,9 % (сверх 100 %) от массы замеса. Затем массу отправляют на вылёживание, после чего подают в бункера пресса.

Прессуют изделия в основном на гидравлических прессах. Спрессованные изделия, отвечающие требованиям технических условий, укладываются на поддоны элементами садки. Те изделия, которые не отвечают требованиям технических условий, утилизируются как брак, который затем перерабатывается и возвращается в производство. Изделия, не прошедшие сушку в туннельных сушилах, перед садкой на туннельные вагоны выдерживать на поддонах в естественных условиях не менее 4 ч.

Обжиг изделий производится в туннельных печах. Туннельная печь представляет собой туннель, внутри которого проложен рельсовый путь. Вагоны с садкой подают через определённый промежуток времени. Таким образом, в печи образуется непрерывный состав вагонеток. Каждый вагон, проходя через всю печь, выходит с другого конца печи. В зависимости от протекаемых процессов, печь условно делится на 4 зоны:

1) зона сушки;

2) зона подогрева;

3) зона спекания;

4) зона охлаждения.

Каждая зона имеет свой температурный режим, определенную длину, в зависимости от вида обжигаемых изделий

Зона сушки может работать как самостоятельное сушило, имеющее отдельный подвод и отвод теплоносителя. Зона сушки может являться частью зоны подогрева.

Зона подогрева начинается от сушила и заканчивается на границе с зоной обжига. Основное назначение зоны подогрева, это равномерный подогрев обжигаемых изделий до температур соответствующих границу обжига. Длина зоны обжига чаще всего определяется графиком обжига.

В зоне обжига расположены в центральной части печи поддерживаются максимальные температуры необходимые для обжига изделий. Длина зоны обжига, определяется числом топливосжигающих устройств. Устанавливают 8–10 пар горелок.[8]

Температурный режим печи определяется видом и ассортиментом обжигаемых изделий с допустимыми скоростями нагрева и охлаждения данного вида продукции. Поступивший в печь сырец нагревается в туннельной печи при нестационарном тепловом режиме, потому что передача тепла в начале от нагретых газов на поверхность изделий передаётся конвекцией, излучением, а затем внутрь теплопроводностью.[8]

Режим обжига в туннельной печи представлен в таблице 4.

Таблица 4 – Режим обжига

Количество прогонок в сутки	Интервал прогонок С/мин	Температура по позициям печи, ̊С
		1 –2	5–6	17–18	24	25	26	27	28	29	30	31
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
16	1–30	70	250	860	1330	1380	1440	1500	1500	1560	1570	1600

Из рисунка 1 видно, что для производства огнеупорных изделий марки ПХЦ используют следующее оборудование. Дозировка компонентов массы производится весовыми автоматическими дозаторами типа ДК–100, его технические характеристики приведены в таблице 5 [2].

Таблица 5 – Технические характеристики дозатора ДК – 100

Наименование показателя	Значение
1	2
Габаритные размеры, мм	2100х1900х2900
Класс точности	0,5
Наименьший предел взвешивания, кг	10
Наибольший предел взвешивания, кг	100
Длительность цикла дозирования не более, мин	5
Дискретность задания порции по рецепту, кг	2,5
Количество дозируемых компонентов	до 6
Расход воздуха, приведенный к нормальным условиям (температура 20 0С и давление 0,1 МПа) не более, м/ч	0,4

Автоматический весовой дозатор ДК–100 состоит из станины, устройства грузоприемного, устройства воспринимающего, выносного блока пульта управления с индикатором текущего значения массы дозы (поставляется по особому заказу), устройства электротензометрического весового, плиты с патрубками, пневматической системы.[2]

Работа дозатора построена на принципе автоматического уравновешивания массы продукта, находящегося в грузоприемном устройстве дозатора, тензометрическими датчиками силы, преобразовании электрического сигнала тензодатчиков в цифровой код и сравнении кода массы продукта, находящегося в грузоприемном устройстве в данный момент, с кодом, заданным в программе, введенной в электронный весоизмерительный прибор пульта управления. [2]

Для приготовления массы, для производства ПХЦ изделий, как в России, так и за рубежом используется планетарный бегунковый смеситель фирмы «Лайс» марки РМК–2. Технические характеристики этого смесителя приведены в таблице 6.[3]

Таблица 6 – Техническая характеристика планетарного бегункового смесителя фирмы «Лайс» марки РМК–2

Наименование показателя	РМК–2
1	2
Угол наклона смесителя, град	–
Мощность электродвигателя, кВт	37
Габаритные размеры, мм
высота	3485
ширина	2400
длина	3970
Диаметр чаши, мм	2400
Количество планетарных инструментов, шт	2
Количество бегунов, шт	2

Схема планетарного бегункового смесителя фирмы «Лайс» марки РМК–2 показан на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема планетарного бегункового смесителя фирмы «Лайс» марки РМК–2

Планетарные смесители типа РМК снабжены, кроме планетарных смесительных механизмов и скребков, бегунами. Смеситель типа РМК имеет возможность поднимать или опускать катки, при этом обеспечивая давление на массу от 0 до 1 МПа. Подъем катков осуществляется пневмо– или гидравлическими цилиндрами и может быть задан по программе с учетом требований технологического процесса. [3]

В России для прессования хромитопериклазовых изделий применяют пресса фирмы «Лайс» которые имеют имеют 3 типа. HPF–1600, HPF–2000, HPF–2500.

Область применения

Пресса фирмы «Лайс» типа HPF–2500 применяют для полностью автоматического изготовления огнеупорных фасонных изделий.

Существенной предпосылкой для высокой производственной мощности является применение массы, которая по влажности, содержанию вяжущих материалов и гранулометрии является однородной.[4]

Каждая формовочная масса должна обладать следующими качествами:

1) не должна образовывать комка;

2) не должна прилипать;

3) должна быть сыпучей;

4) должна быть однородно замешанной;

5) должна быть свежеприготовленной ;

6) должна быть незамерзающей.

Конструкция пресса «Лайс»

Прессы HPF имеют рамную или колонную конструкцию. Верхняя и нижняя направляющие колон пресса соединены между собой геометрическим замыканием. Поршень пресса устроенный на верхней направляющие колон, осуществляет основное эффективное движение. Форма закреплена на раме крепления формы и во время работы пресса может передвигаться вертикально. Нижние держатели формы, нижние пуансоны закреплены непосредственно на нижней направляющей колон пресса. Для пресса не требуется дорогостоящего углубления фундамента. Подача массы осуществляется посредством системы заполнения, установленной на раме крепления формы. Формы могут заполняться объёмно. Гидравлические узлы, компактно обустроены и недоступны, установлены сбоку установки. Управление установкой осуществляется с помощью системы программного управления с блоком памяти (SPS), заданная частично от микропроцессора. [4]

Принцип работы

Пресс фирмы «Лайс»: работает под двойным давлением с главным цилиндром осуществляя одновременное и равномерное уплотнение материала формования. Форма объёмно заполняется с помощью устройства заполнения формы. Рама крепления формы во время рабочего процесса опускается вниз с заранее определенной скоростью при этом нижний пуансон проникает в форму. Нейтральная зона в пресс–изделии может быть смещена за счёт скорости опускания рамы для крепления формы. Предварительно избираемые вентиляционные ходы, которые регулируются в зависимости от давления и расстояния позволяют получить наилучшие результаты при применении тяжело формуемых материалов. С опусканием рамы крепления формы готовые пресс–изделия находятся на нижнем пуансоне, свободно доступные для дальнейшей манипуляции. Снятие изделий осуществляется с помощью пневматически действующего захвата изделий, который укреплён на тележке, с последующей укладкой на ленту – транспортер или стол. [4]

Процесс заполнения формы

Материал, подлежащий формованию из бункера с помощью ленты извлечения массы поступает четко дозируемый в передвижной ящик для заполнения. Равномерное распределение в ящике для заполнения при минимальном расслоении материала достигается за счет промежуточного смесителя. Переключатели уровня гарантируют равномерную степень заполнения. Ящик для заполнения поступает к форме и материал попадает в отверстие формы. Сохранение заданной толщины изделия достигается за счет регулировочного приспособления заполнения по толщине или автоматического регулятора высоты заполнения. Избыточный материал подхватывается ящиком заполнения во время обратного хода шиберного заполнения. Этот процесс снабжен защитным оптическим приспособлением. [4]

Рабочая зона пресса предохранена световой завесой перед случайным правильным обслуживанием. При этом контролируется замыкающее движение.

Технические характеристики пресса фирмы «Лайс» типа HPF–1600 представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Технические параметры пресса фирмы «Лайс» типа HPF–1600

Показатели	Размерность	Величина усилия пресса
		16 МН
		Пресс «Лайс»
1	2	3
Установленная мощность привода	кВт	123
Затраты электроэнергии	кВт/час	47
Эффективные затраты электроэнергии	кВт/час	20
Затраты электроэнергии на потери	кВт/час	27
Расход охлаждающей воды при 35̊С	М3/час	4,5
При 20̊С	М3/час	2

За рубежом, а именно в Германии, для прессования периклазохромитовых изделий применяют пресс фирмы Bucher.

Bucher - один из основных производителей инновационного гидравлического оборудования и систем автоматического управления для промышленного и мобильного применения. Компания была основана в 1923 году в Гриссене господином Йоханом Бюшером. К тому времени компания уже существовала в Швейцарии с 1807 года. В 1952 году немецкая компания была превращена в частное общество с ограниченной ответственностью и позднее - в корпорацию с ограниченной ответственностью. В настоящее время Bucher имеет собственные филиалы во Франции, Объединенном Королевстве, Италии, Швейцарии, Тайвани, США, Турции, Китае и Индии. [7]

Технические характеристики пресса «Bucher» представлены в таблице 8.

Таблица 8 – Техническая характеристика пресса «Bucher»

Показатели	Размерность	Величина усилия пресса
		16 МН
		Пресс «Бухер»
1	2	3
Установленная мощность привода	кВт	180
Затраты электроэнергии	кВт/час	102
Эффективные затраты электроэнергии	кВт/час	20
Затраты электроэнергии на потери	кВт/час	82
Расход охлаждающей воды при 35̊С	М3/час	13,5
При 20̊С	М3/час	6

Исходя из технических характеристик для прессования изделий лучше использовать пресс фирмы «Лайс» типа HPF–1600, т.к. он экономически выгоднее, чем пресс фирмы «Bucher» [4].

Туннельная печь

Обжиг изделий производиться в туннельной печи. Туннельная печь представляет собой туннель, внутри которого проложен рельсовый путь. Вагоны с садкой подают через определённый промежуток времени. Таким образом, в печи образуется непрерывный состав вагонеток. Каждый вагон проходя через всю печь выходит с другого конца печи. В зависимости от протекаемых процессов, печь условно делится на 4 зоны:

1) зона сушки;

2) зона подогрева;

3) зона спекания;

4) зона охлаждения.

Каждая зона имеет свой температурный режим, определенную длину, в зависимости от вида обжигаемых изделий.[8]

Зона сушки может работать как самостоятельное сушило, имеющее отдельный подвод и отвод теплоносителя. Зона сушки может являться частью зоны подогрева.

Зона подогрева начинается от сушила и заканчивается на границе с зоной обжига. Основное назначение зоны подогрева, это равномерный подогрев обжигаемых изделий до температур соответствующих границу обжига. Длина зоны обжига чаще всего определяется графиком обжига.[8]

В зоне обжига расположены в центральной части печи поддерживаются максимальные температуры необходимые для обжига изделий. Длина зоны обжига, определяется числом топливосжигающих устройств. Устанавливают 8–10 пар горелок.

Размеры туннельной печи в зависимости от вида обжигаемых изделий различны, от 60–243 метров. Например, для обжига периклазовых изделий применятся печь длиной 156 метров. Высота печи выбирается в зависимости от высоты садки. Ширина печи составляет от 3–3,2 метров.

Футеровка туннельной печи зависит от температуры и длины печи, она меняется в зоне обжига, может иметь толщину 6–7 изделий.

Подом туннельной печи является состав вагонеток, которые представляют собой сварную или литую металлическую раму, установленную на колесах. Вагонетка футеруется огнеупорным материалом. Верхний слой футеровки, на который садится изделие, называется выстилка и к этому слою предъявляют особые требования, чтобы он был идеально ровным. Ёмкость вагона зависит от способа садки изделий и определяется количеством изделий размещённых на 1 вагон. Каждая вагонетка при проталкивании перемещается в печи на расстояние равное длине 1 вагона. Высота садки зависит от вида обжигаемых изделий. Садятся изделия на вагон по определённым схемам. Для того чтобы изделия равномерно омывались печными газами, верхние ряды садки более плотные, а нижние разряженными. [8]

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Кащеев И.Д., Стрелов К.К., Мамыкин П.С. « Химическая технология огнеупоров: учебное пособие».– М., :ИнтерметИнженеринг, 2007–752 с.

2 Руководство по эксплуатации: «автоматический весовой дозатор ДК–100»

3 Руководство по эксплуатации: «Смеситель фирмы «Лайс» модели РМК–2»

4 Технологическая инструкция ТИ 00187145–008–2009 – «Комбинат «Магнезит» Сатка,2009 г – 27 с.

5 Магнезиальные огнеупоры: Справ.изд/Л.Б. Хорошавин, В.А. Перепелицын, В.А. Кононов – М.: Инжиниринг, 2001 – 576с.

6 http://mining-prom.ru/rud/hrom/khromovaya-ruda/

7 http://sml-group.ru/bucher-hydraulics

8 Огнеупорное производство: Справ. изд./Д.И. Гавриш – М.:Металлургия, 1965. – 584с.

9 Афиногенова Ф.Н., Бочаров Л.Д., Дмитриенко Ю.А. и др. Перспективы получения магнезиальной продукции из магнезитов забайкальской группы месторождений // Огнеупоры. 1993. № 3. С. 17-22с.

Лист