книги из ГПНТБ / Технология электрокерамики

Рис. 4-4. Конструктивные схемы сушилок со сме­

подачей шликера (сначала вверху, затем внизу); обозна­ чения — см. рнс. 4-2.

на рис. 4-4, газ и шликер подают сверху сушильной камеры, причем газ вводят вдоль стенок камеры тангенциально. Высушенный про­ дукт оседает на дне камеры, а отработанные газы удаляют так­ же через верх камеры. Температура и влажность сухого порошка определяются в основном температурой газа внизу сушильной ка­ меры. Эти сушилки работают при избыточном давлении, что при­ водит к потерям продукта и попаданию пыли в помещение.

4-3. КОНСТРУКЦИИ РАСПЫЛИТЕЛЕЙ

Жидкость в распылительных сушилках диспергируется механи­

энергия насоса высокого давления. В зависимости от степени рас­ пыления, производительности, физических свойств материала дав­

пени распыления и составляет 0,25—3,0 мм. Механические распы­

а сопловые вкладыши выполняют из износостойких синтетических камней, например из сапфира.

68

К преимуществам механического распыления относятся: воз­ можность контроля размера частиц, меньший расход энергии, ком­ пактность н простота конструкций форсунок, отсутствие шума при работе. К недостаткам сушилок с механическими форсунками сле­

могут иметь диаметр от 1—2 мк.ч до нескольких сотен. Механиче­ ские форсунки высокого давления выпускают следующих конструк­ ций: простое коническое сопло с камерой завихрения перед выход­

лельному пучку. Вследствие этого для распыления высоковязких жидкостей рекомендуют другие типы распылителей.

а)

Рис. 4-6. Конструкции сопл пневматических форсунок со сме­ щением потоков газа и жидкости.

а — внутри сопла; б — с н а р у ж и сопла; обозначения — см. рис. 4-2.

69

кой скоростью снаружи сопла, требующие большого удельного рас­

ности без изменения характеристик распыления, возможность регу­

70

Отсюда следует, что наиболее экономично механическое распы­ ление, наиболее дорогое—пневматическое. Для получения керами­ ческого пресс-порошка самым целесообразным является способ распыления центробежными мехническнми форсунками. В них жид­ кость поступает в камеру тангенциально и, проходя по спирально­ му пути, перемещается в направлении к соплу.

Теория центробежных механических форсунок для идеальных (мевязких) жидкостей была разработана в (Л. 4-7, 4-8]. Показано, что коэффициент расхода форсунки и. и угол раскрытия факела <р зависят только от геометрических размеров форсунки, т. с. от диа­ метра вихревой камеры, количества и диаметра входных отверстий и диаметра сопла. Однако эта теория раскрывает только качествен­ ную сторону процесса истечения реальных жидкостей. Поэтому для определения характеристик работы центробежных форсунок широко используют эмпирические формулы.

В настоящее время разработана [Л. 4-1, 4-2, 4-5] конструкция форсунки, простои в изготовлении п сборке, обладающей повышен­ ной износостойкостью.

4-4. ПАРАМЕТРЫ РЕЖИМА СУШКИ КЕРАМИЧЕСКИХ СУСПЕНЗИЙ

Теоретическое определение оптимальных параметров режима сушки керамических суспензий и размеров су­ шильной башни, обеспечивающих отсутствие налипания и высокие технико-экономические показатели процесса, возможно путем совместного решения дифференциаль­ ных уравнений движения, тепло- и массообмеиа и тепло­ вого баланса. В общем виде эта задача не решена, но некоторые выводы в [Л. 4-2] сделаны на основе упрощен­ ных решений этих уравнений.

Сравнительный анализ теплообмена в сушилках с верхней и нижней подачей шликера показал, что в су­ шилках с верхней подачей изменение влагосодержания частиц обратно пропорционально их диаметру в третьей степени, а при подаче снизу — обратно пропорционально диаметру частиц в первой степени.

Интересные результаты получены при анализе усло­ вий движения частиц при различных углах раскрытия факела. С увеличением угла раскрытия факела время пребывания частиц в башне при верхней подаче возра­ стает, при нижней — уменьшается. В связи с этим зна­ чительное увеличение влагосъема может быть достигну­ то при сооружении сушилок с нижней подачей и исполь­ зовании форсунок с узким факелом.

Так, для частиц, диаметр которых равен 0,362 мм, уменьшением угла раскрытия факела от 90 до 30° мож-

7 1

но достигнуть увеличения влагосъема примерно в 7 раз. Частицы каждой фракции распределяются по радиусу сушилки в соответствии с законом нормального распре­ деления. При этом с увеличением диаметра частиц наб­ людается уменьшение отклонения от траектории упоря­ доченного движения.

Полученные теоретические выводы были подтвержде­

30%. Значительное различие влажности порошка, вы­ падавшего в различных частях башни при верхней по­ даче, затрудняло его стабильный выход. При средней влажности порошка 9% у стен башни порошок имел влажность 30%, т. е. представлял собой пластичную несыпучую массу.

При полусухом прессовании кордиеритовые изделия прессуют при давлении 500—600 кгс/см2 из пресс-по­ рошка влажностью 6—8% и размером гранул 0,315— 0,8 мм (например, пластины для дугогасительных ка­ мер) и при давлении 200—300 кгс/см2 из пресс-порошка влажностью 12—14% и размером гранул 0,315—2 мм при мокром прессовании (нагревостойкие изделия для

72

электропечей). Принятым способом гранулирования кордиеритовой массы невозможно обеспечить получение пресс-порошка со стабильными свойствами.

стью 6—8% при помоле в шаровой мельнице количество воды было уменьшено до 38% и добавлены электролиты сверх 100%: сода 0,18%; жидкое стекло 0,2%. Распы­ ление шликера осуществлялось при помощи механиче­

Сушку производили отходящими газами с температурой 400°С от газовой горелки. Был получен кордиеритовый пресс-порошок влажностью 6,6%, в котором полностью отсутствуют пылевидные частицы, а 96% гранул имеют размер 0,1—0,315 мм.

В табл. 4-1 приведены характеристики пресс-порош­ ков, полученных путем сушки распылением в сушилке «Ниро-Атомайзер» С-1.

Гранулирование кордиеритовой массы в распыли­ тельной сушилке способствует получению изделий более точных размеров и позволяет использовать пресс-поро­ шок практически без потерь. Основные физико-техниче­ ские показатели образцов из пресс-порошка, гранулиро­ ванного брикетированием и распылением, следующие:

73

этого при использовании распылительных сопл можно получать более крупнозернистый пресс-порошок, не опасаясь прилипания материала к стенкам.

Горячий воздух вводят в распылительные сушилки таким образом, чтобы обеспечить спиральное направле­ ние потока. Это способствует увлечению газовым пото­ ком частиц, проявляющих склонность к электростатиче­ скому оса>ждепию на стенках камеры, улучшает переме­ шивание распыленного материала с горячим воздухом, позволяет уменьшить размеры сушильной камеры, не сокращая продолжительности прохождения материала через нее, и, наконец, создает эффект циклона в кониче­ ской нижней части камеры. А это, в свою очередь, при­ водит к осаждению в ней практически всего высушенно­ го материала; только небольшое количество самых мел­

можно возвращать в шликер, вдувать с воздухом обрат­ но в зону распыления сушилки с целью агломерации или же смешивать с основной массой пресс-порошка, вы­ гружаемого из сушильной камеры.

Пресс-порошок, распыленный через сопла, обладает более высокой текучестью, чем пресс-порошок, получен­ ный с помощью центробежных распылителей. Это объ­ ясняется, с одной стороны, более благоприятным зерно­ вым составом пресс-порошка, распыленного через сопла, с другой — относительно более сферической формой его частиц.

пресс-порошки, полученные обычным способом. Откло­

в зависимости от температуры газов у выхода из распы­ лительной сушилки отклонения влажности снижаются До ±0,2% .

Поведение порошка, полученного в распылительных сушилках на разных заводах, в процессе прессования весьма различно. Причина этих расхождений обуслов-

7 §