книги из ГПНТБ / Аристов, Глеб Георгиевич. Формовщик-прессовщик огнеупорных изделий учебное пособие для подготовки квалифицированных рабочих на производстве

верхностями; допускается применение лесоматериала мягкой по­ роды при формовке малого количества изделий;

в) формы должны легко' разбираться и в пересечении плос­ костей не иметь зазоров;

г) края форм, предназначенных для формовки более 50 шт.

изделий, обивают листовой сталью;

д) к формам изготовляют шаблоны для проверки размеров

изделий, а также необходимые приспособления, оправки, гла­ дилки и пр.;

е) на наружной стороне формы ставятся заводская 'марка и номер заказа.

4. Перед формовкой боковые поверхности слегка смазывают смесью из 98% керосина и 2% стеарина; дно формы посыпают

мелким шамотом (просеянным через сито с отверстиями 1 мм).

Допускается применение смазки другого состава, если это не ухудшает поверхности изделий.

5. Фасонные изделия 'весом до 10 кг несложной конфигура­ ции формуются способом «из валька», более крупные — «внаш-

леп».

6. Сформованные изделия укладывают на гладкие щитки, по­ сыпают мелким шамотом, оправляют по шаблонам и маркиру­

ют с указанием номера заказа и рабочего номера формовщика. На изделиях весом более 15 кг ставится дата формовки.

После предварительного подсушивания до -влажности 14—15%

изделия оправляют вторично.

Размеры изделий проверяют с помощью шаблонов. Отклоне­ ния в размерах допускаются (не более):

Размеры заготовки прямоугольной формы по длине и ширине должны быть на 5% меньше спрессованного изделия, а по вы­ соте соответственно выше. Заготовки для сифонных изделий, литниковых и стопорных трубок обрезают по шаблону. Наруж­

ные размеры должны быть на 1—2 мм меньше формы, а отвер­ стие на 1 мм -больше диаметра сердечника.

2.Пресс-формы должны изготовляться из цементированных стальных пластин и иметь шлифованную поверхность без рако­ вин, зазубрин, сбитых и изношенных углов и кромок.

3.Размеры пресс-форм должны -соответствовать чертежам с учетом общей усадки изделий. Отклонения в размерахдопуска­

ются не более ± 0,5 мм.

102 Формовка сифонного сталеразливочного припаса

Пресс-формы должны иметь конусность по 0,5 мм на сторону с расширением в сторону выталкивания сформованного сырца. Размеры зазоров между стенками и штемпелем допускаются не более 0,5 мм.

4. Заготовку и формы перед допрессовкой смазывают тонким

Допускается применение смазки другого состава, если это не ухудшает поверхности изделия.

5. Изделия должны быть равномерно отпрессованными, с гладкой поверхностью, без затянутых граней и углов, зажимов,

вмятин, налипов, трещин и искривлений. Допускаются заусенцы

толщиной у основания не более 1 мм.

6. Размеры изделий проверяют с помощью шаблонов. Откло­

нения в размерах допускаются (не более):

Отклонения по диаметру отверстий сифонных изделий, литни­ ковых и стопорных трубок допускаются не более ± 1 мм при диаметре до 50 мм и не более ± 1,5 мм при диаметре более 50 мм. Отклонения по верхнему диаметру и высоте воронок до­ пускаются не более ± 1,5%.

7. Изделия маркируют, согласно требованиям ГОСТ 1502—42, посредством штампа, укрепляемого на верхнем штемпеле прес­ са; на фасонные изделия наносится номер заказа. Сифонные изде­ лия, пробки и стаканы маркируют при оправке.

8.Сырец укладывают на рамки сушильных вагонеток с про­ межутками 10—15 мм или на ровные гладкие щитки и направ­ ляют в сушила.

9.Брак изделий после допрессовки возвращается в ленточ­ ный пресс на переработку для выпуска заготовок для нормаль­ ного кирпича.

ГЛАВА VI

ПРЕССОВАНИЕ ШАМОТНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛУСУХИХ МАСС

Способ производства шамотных изделий из полусухих масс имеет ряд преимуществ по сравнению с производством их из пла­

стичных масс:

1)упрощается сушка сырца за счет более низкой первона­ чальной влажности его;

2)изделия получаются более правильной формы, с меньшими колебаниями размеров;

3)возможно применение многошамотных масс, изделия из ко­ торых по ряду показателей и результатам службы лучше, чем из­

делия из пластичных масс.

Наиболее качественные изделия — доменный, кауперный и ковшовый кирпич — в настоящее время производятся преимуще­ ственно прессованием из полусухих масс.

Динасовые, магнезитовые и хромомагнезитовые изделия про­ изводятся только путем прессования из полусухих масс.

Прессование шамотных изделий из полусухих масс освоено

сравнительно недавно, причем до последнего времени этим спосо­ бом готовили лишь изделия простой формы. Попытки формовать из полусухих масс изделия сложной конфигурации длительное время не давали удовлетворительных результатов.

Причины неудач заключаются в том, что при попытках фор­

мовки из полусухих шамотных масс изделий сложной формы ис­ пользовались конструкции форм и приемы, применяемые при фор­ мовке изделий из пластичных масс. Так как свойства полусухих и пластичных масс совершенно различны, то эти приемы оказа­ лись непригодными.

Основное различие при формовке изделий из пластичных и полусухих масс состоит в характере распространения давления массой в пресс-форме.

При формовке сырца из пластичных подвижных масс, обла­ дающих сравнительно низким коэффициентом внутреннего тре­ ния, давление, согласно законам гидравлики, передается во все стороны одинаково. Потери давления на трение между частица­ ми массы и между формой и массой незначительны, поэтому дав­ ление от прессующего штемпеля почти полностью передается на

все частицы массы; в связи с этим представляется возможным из

104 Прессование шамотных изделий из полусухих масс

пластичных масс формовать изделия сложной конфигурации и большой высоты.

При прессовании изделий из полусухих масс трение между формой и частицами очень велико, давление передается преиму­ щественно слоям, расположенным у поверхности прессующего штемпеля, которые уплотняются сильнее, чем слои, удаленные от штемпелей.

По мере увеличения расстояния от прессующего штемпеля,,

давление резко понижается, плотность сформованного сырца и изделия уменьшается. Сильное трение между частицами массы и стенками форм является также причиной неудовлетворительного заполнения углов и впадин формы.

В 1952 г. на Нижне-Тагильском огнеупорном заводе были

сконструированы и изготовлены специальные пресс и формы, а

также проведены работы по освоению формовки сложных стале­ разливочных изделий из полусухих масс. В настоящее время этот способ освоен многими заводами.

Освоение производства сталеразливочных изделий сложной конфигурации из полусухих масс дает возможность улучшить ка­ чество этих изделий и стойкость их в эксплуатации.

Особенно важным преимуществом прессования сифонных из­

делий из полусухих масс является возможность получения изде­ лий с минимальными отклонениями в размерах. Это способствует точности сборки литейной канавы с минимальными швами, а так­ же предотвращению ухода металла при наполнении сифонных ставов.

1. Технологические особенности производства шамотных изделий

из полусухих масс

Влажность массы

Полусухими шамотными массами принято называть массы влажностью не более 10%'. При такой влажности массы непла­ стичны, рыхлы и способны уплотняться под давлением. По мере увеличения влажности массы с достаточным содержанием глины становятся пластичными, при влажности в пределах 10—15% они

еще не обладают пластичностью, но уже в значительной степени теряют газопроницаемость, необходимую для прессования под давлением, обеспечивающим требуемую прочность и плотность сырца. Массы влажностью 10—15% способны легко давать «перепрессовку», легко расслаиваются и образуют трещины, перпен­ дикулярные направлению прессования.

Поэтому влажность массы 10% является верхним пределом при производстве изделий способом прессования из полусухих масс и 16%' — нижним пределом при формовании из пластичных.

при производстве шамотных изделий практически не применя­ ются.

Необходимая влажность массы определяется в основном дву­ мя факторами: величиной прессового давления и соотношением

шамота и глины.

Практически для полусухих шамотных масс предельная влаж­

ность 9—10 %! бывает при степени отощения, не превышающей

Рис. 42. Зависимость объемного веса от влажности массы при различных давлениях:

1 — при давлении 500 кг/см2\ 2 — при давлении 300 кг/см2\ 3 — при давлении 150 кг/см2.

50%. По мере снижения содержания в массе глины снижают и рабочую влажность масс. Многошамотные массы с содержанием шамота 80—85%' обычно прессуют при влажности ниже 6%, при­ меняя большое удельное давление прессования. Однако сниже­ ние влажности и повышение прессового давления с целью полу­ чения изделий низкой пористости имеет предел. При проработке массы и прессовании влага, по-видимому, образует тончайшие пленки вокруг зерен шамота и глины, уменьшает трение между частицами, способствует лучшей укладке зерен, что и обуслов­ ливает плотность сырца.

Для каждой массы, в зависимости от природы, степени ото­

щения и других факторов, существует оптимальная влажность;

при прессовании массы такой влажности высушенный сырец по­ лучается наиболее плотным. При более высокой влажности мас­ сы высушенный сырец обладает меньшей плотностью. В этом случае избыточная, в сравнении с необходимой для смачивания,

влага препятствует сближению частиц шамота и глины.

ния прессования уменьшается пористость изделий, повышается их предел прочности при сжатии и химическая стойкость. Зависи­ мость истинной пористости сырца от величины давления при прес­

совании для шамотной массы с 20% связующей глины приведена

на рис. 43.

Помимо величины прессового давления, существенное влияние на степень уплотнения прессуемой массы оказывает скорость на­ растания давления.

При быстром нарастании давления, которое наблюдается при прессовании на механических прессах, в прессуемой массе рав­ новесие практически не достигается, поэтому для равномерного уплотнения ее по высоте изделия применяют прессование с по­ степенным нарастанием давления ступенями. Это хорошо осу­

ществляется на гидравлических прессах, однако эти прессы, вслед­

ствие низкой производительности, при производстве шамотных изделий обычно не применяются.

В практике контроль качества прессования осуществляется по объемному весу свежесформованного сырца. Этот показатель яв­ ляется довольно точным и меняется при изменении глубины на­ полнения формы.

Исследованиями установлено, что физико-химическим свой­ ствам массы соответствует какое-то оптимальное давление, при котором получается нужная механическая прочность и порис­

тость сырца. Дальнейшее увеличение давления не вызывает су­ щественного уплотнения и увеличения прочности сырца и изде­ лий.

Максимальное удельное давление прессования для каждой массы ограничивается пределом, выше которого образуются тре­ щины, перпендикулярные направлению прессового давления. Эти трещины выявляются в сырце и после обжига. Причиной образо­

вания так называемых прессовочных трещин являются чрезмер­

ные упругие деформации, вызывающие рост сырца после снятия

давления. Это явление известно под названием упругого после­

действия.

Упругое последействие характеризуется ростом сырца после снятия с него давления. Рост сырца может быть выражен в про­

увеличение упругого последействия значительно опережает повы­ шение удельного давления.

Существенное влияние на упругое последействие оказывает также влажность массы: с увеличением влажности упругое после­ действие возрастает.

Этой закономерностью часто пользуются в практической ра­ боте: при получении прессовых трещин на сырце уменьшают влаж­ ность массы.

Следует иметь в виду, что не все глины прессуются одина­

ково хорошо, при этом только в процессе практического опробо­

вания можно установить степень прессуемости тех или иных глин.

До сих пор не установлены признаки, по которым можно было бы заранее определить возможность применения глины для

производства из нее изделий способом полусухого прессо­ вания.

В качестве примера неудовлетворительной прессуемости мож­ но привести глины Курьинского месторождения, а также некото­ рые глины Богдановичского месторождения. Массы из этих глин дают значительный рост сырца после снятия давления, что яв­ ляется причиной массового образования прессовочных трещин.

Зерновой состав шамота и степень отощения массы

Возможная степень отощения зависит главным образом от связующей способности глины, применяемой для связки.

108 Прессование шамотных изделий из полусухих масс

Для глин с высокодисперсными частицами, например часов-

ярской, возможная степень отощения находится в пределах 85— 90%', для пластичных любытинских и бускульских возможно ото-

щение до 80%', для нижне-увельских, курьинских, богдановичских при отощении свыше 75% получаются плохо прессующиеся мас­

сы и недостаточно прочный сырец.

При производстве изделий из полусухих масс зерновой состав шамота является одним из решающих факторов; влияние зерно­ вого состава шамота возрастает с увеличением степени отощения. Особенно велико влияние зернового состава шамота и его каче­

ства на свойства изделий из многошамотных масс. Поэтому при производстве изделий способом полусухого прессования подбору зернового состава шамота необходимо уделять особое вни­ мание.

Плотность обожженных шамотных изделий зависит не только от плотности укладки зерен отощителя, но и от активности спека­ ния их при обжиге, которая возрастает с увеличением относитель­ ной удельной поверхности материала, что определяется тонкостью помола. Повышенную активность спекания при обжиге имеют ча­ стицы шамота мельче 0,088 мм.

В последнее время с целью получения хорошо спекающихся при обжиге изделий применяют многошамотные массы с преры­ вистым или ступенчатым зерновым составом шамота, когда в нем отсутствуют средние фракции. С этой целью применяют также

совместную переработку мелких фракций шамота с глиной в ша­

вызывает ухудшение внешнего вида изделий.

Содержание мелких фракций шамота оказывает значительное

влияние на формуемость масс и на образование прессовочных

трещин. В частности, с повышением содержания дисперсной

фракции шамота (мельче 0,088 мм) упругое последействие воз­ растает, увеличивается и количество прессовочных трещин: Прак­ тически избежать образования прессовочных трещин часто можно укрупнением зернового состава за счет некоторого уменьшения

количества дисперсной фракции.

На величину упругого последействия влияет и степень отоще­ ния массы. Наименьшая величина упругого последействия, а рав­ но и склонность к образованию прессовочных трещин для каж­

дой глины получается при определенном соотношении количества шамота и глины. Так, для некоторых уральских глин наименьшая

величина упругого последействия получается при соотношении: глины 55%, шамота 45%.

С изменением соотношения упругое последействие увеличи­ вается. При этом с повышением содержания глины упругое после­ действие возрастает сильнее.

Влияние способа переработки массы на свойства изделий

Прочность и плотность шамотных изделий зависят от контак­ та зерен шамота со связующей частью шихты — глиной. Особое

значение контакт приобретает при высоких степенях отощения масс, когда количество глины незначительно и полное обволаки­ вание шамотных зерен глиняной пленкой возможно лишь при равномерном распределении ее по поверхности зерен отощителя.

Для равномерного распределения связующей глины по поверх­ ности зерен шамота ее частично или полностью вводят в виде шликера, после чего массу перерабатывают на смесительных аг­ регатах.

Лучшим смесительным агрегатом, обеспечивающим наиболее однородное смешение зерен шамота с глиной, являются смеси­ тельные бегуны. По данным автора, предел прочности при сжатии обожженных изделий в зависимости от способа переработки массы изменяется следующим образом: если принять за единицу прочность изделия из массы, подготовленной вручную, то проч­ ность изделий, полученных из масс, подготовленных переработ­

кой на двухвальном смесителе с Z-образными лопастями, соста­

вит 1,7, а из масс, подготовленных переработкой на бегунах,— около 2.

С целью повышения качества изделий применяется совмест­ ный помол шамота с глиной в шаровой мельнице.

Принципиальные основы технологии изделий по способу сов­ местного помола компонентов заключаются в возможности полу­ чения в весьма тонком (дисперсном) состоянии связующей глины в полусухой многошамотной массе, равномерном ее распределе­ нии в тонкозернистом шамоте, а также в том, что более тонкая

фракция глины создаст прерывистый зерновой состав смеси. При этих условиях глина в процессе прессования течет и ее мельчай­ шие частички максимально заполняют все поры мелкозернистой

составляющей многошамотной массы. ,

В результате совместной обработки компонентов шихты в ша­ ровой мельнице плотность и прочность готовых изделий увели­ чивается в сравнении с прочностью изделий, изготовленных из масс, переработанных на смесительных бегунах. Одновременно повышается стойкость изделий при воздействии на них основных мартеновских шлаков.

по Прессование шамотных изделий из полусухих масс

Приготовление шамотной массы для полусухого прессования

Влажность шамотных масс для полусухого прессования, в за­ висимости от величины давления, развиваемого при прессовании,

и степени отощения, находится обычно в пределах 5—9%'. При приготовлении такой сравнительно маловлажной массы необхо­

дим плотный контакт между глиной и отощителем.

Для приготовления полусухих масс пользуются обычно смеси­

тельными агрегатами периодического действия — смесителями с Z-образными лопастями и бегунами.

Процесс приготовления массы в этих смесительных агрегатах сводится к следующему. Сначала готовят шликер путем взбалты­ вания определенного количества глины с водой. Для разжижения и стабилизации шликера к нему добавляют 0,2—0,3% соды, жид­ кого стекла и сульфитно-спиртовой барды. Шамот засыпают в смеситель, перемешивают в течение 1—2 мин. и заливают шлике­ ром при непрерывном перемешивании, которое продолжается 3—5 мин. Зерна шамота обволакиваются пленкой шликера. За­ тем в смеситель вводят остальную глину и массу перемешивают в течение 5—10 мин. Производительность таких смесителей и бе­

гунов обычно колеблется в пределах 3—6 т/час.

В смесителях с Z-образными лопастями масса получается до­ вольно однородной, но рыхлой, вследствие того, что лопасти при движении увлекают большое количество воздуха, который в зна­ чительной степени и остается между частицами массы.

Более плотная и хорошо переработанная масса, с значительно меньшим содержанием воздуха получается в смесительных бегу­

нах; кирпич, изготовленный из такой массы, отличается высокими механическими свойствами.

Масса из смесительных бегунов часто выходит в виде плотных

больших коржей, что затрудняет питание ею пресса. Для разру­ шения этих коржей после смесительных бегунов массу пропу­ скают через легкие вальцы, затем через грохот или через спе­ циальный аппарат, на котором масса протирается щетками через сита с отверстиями 6—10 мм. Производительность бегунов зави­ сит от диаметра чаши и веса катков.

2. Трамбовка фасонных шамотных изделий

Вручную шамотные изделия из полусухих масс готовят срав­ нительно редко, преимущественно тонкостенные изделия (газо­ вые реторты), а также большемерные фасоны для стекловарен­ ных печей. Их обычно трамбуют из многоотощенных масс пони­ женной влажности—4—5% —с содержанием шамота 80—85%. Трамбовка может производиться ручным способом или с по­