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

столом и односторонним нижним давлением. Пресс (рис. 77) со­ стоит из мощной траверсы 2 и станины 7, в которой расположен

Рис. 77. Гидравлический пресс УЗТМ усилием 1000 т:

рабочий цилиндр. Станина и траверса соединены двумя колонна­ ми 9, на концы которых навинчены гайки 8, стягивающие’ всю

184 Производство основных огнеупорных изделий

конструкцию. У одной из колонны имеется периодически повора­ чивающийся стол 4 с четырьмя гнездами для пресс-форм 5. Вра­ щение стола осуществляется гидравлическим поворотным меха­ низмом 6, расположенным под столом на колонне пресса. Оста­ новка стола производится тормозным устройством 3, а фиксиро­ вание в необходимом положении для прессования осуществляет­ ся гидравлическим фиксатором 1. Кроме того, для создания пол­

ной надежной остановки и фиксирования стола при повороте на 90° имеется дополнительное гидравлическое устройство (на ри­ сунке не показано). Лицевые пластины на верхних штемпелях 10 имеют электромагнитное крепление, для чего в тело штемпелей вмонтированы электромагнитные катушки, создающие магнитное ' поле для удержания пластин.

Чтобы избежать поломки верхних прессующих штемпелей в случае незаполнения массой пресс-форм, имеется приспособле­ ние, автоматически останавливающее пресс.

Аналогичное приспособление имеется для автоматической остановки пресса при зависании пресс-формы вследствие пере­ косов или попадания массы в зазоры между ее телом и гнездом

стола.

Особенность пресса не только в его большой мощности, но также в механизации и автоматизации питания, операций съемки спрессованного сырца, укладки его на вагонетку для транспорти­ ровки в сушила.

Автоматический дозатор (рис. 78) расположен над столом пресса. Он состоит из смесителя 5, лопасти которого вращаются с помощью электродвигателя 4 через редуктор и пару конических шестерен. Заполнение коробок пресс-формы массой происходит каждый раз при открывании окон шибером 7, что осуществляет­ ся с помощью гидравлического цилиндра двухстороннего дей­ ствия 8.

Количество засыпаемой массы может быть изменено поворо­ том штурвала 9, который устанавливает величину захода штем­

пелей в коробки. Спрессованный сырец снимается специальными захватами. Для этой цели к траверсе пресса прикреплен крон­ штейн 22 с жестко закрепленными в нем тремя осями. Около осей свободно поворачиваются три цапфы с рукоятями 21, на концах которых закреплены захваты, работающие от гидравли­ ческого привода с давлением 25 кг/см2.

Работа пресса осуществляется в следующем порядке. С по­ мощью поворотного механизма стол 16 пресса поворачивается и приходит в исходное положение к началу прессования в пресс-

форме 13. При этом включаются стопорные устройства стола и подъемное устройство регулятора автоматического дозирующего механизма. Одновременно начинают поворачиваться к столу пресса цапфы с рукоятями 21 и захватами, вследствие поступле-

18

Рис. 78. Общий вид установки пресса УЗТМ:

22 — кронштейн, 23 — гидравлический цилиндр.

Пресс рассчитан на шесть циклов прессования в минуту, что обеспечивает производительность при изготовлении хромомагне­ зитового кирпича ХМ1 свыше 5 т!час.

Ленинградским институтом огнеупоров и Ижорским заводом

Пресс револьверный, трехпозиционный. На периодически вра­ щающемся столе пресса в трех гнездах расположены три прессформы. Когда при остановке стола пресса пресс-формы первой

позиции заполняются массой, на второй позиции происходит прессование, на третьей позиции — выталкивание и съем спрес­ сованного сырца. Затем стол пресса поворачивается на 120°, пе­ ремещая освобожденную пресс-форму на позицию загрузки, за­ полненную массой пресс-форму —■ на позицию прессования, фор­ му с отпрессованным сырцом — на позицию выталкивания.

Во время остановки стол фиксируется специальным точным фиксатором и зажимается тормозом. Освобожденную от спрессо­ ванного изделия форму перед подачей к позиции загрузки сма­ зывают маслом или иной смазкой из пневматической форсунки.

Спрессованный сырец снимается автоматически специальным съемником и сбрасывается на транспортерную ленту. Съемник

устроен по принципу вакуум-присоса, который работает от водо­ кольцевого вакуум-насоса, имеющегося на площадке пресса. Пресс работает от индивидуальной гидравлической системы, что дает воможность применять его даже при сравнительно неболь­ шом объеме производства. Головной образец пресса установлен

на Семилукском огнеупорном заводе.

Применение этого мощного пресса дает возможность получать все виды высокоплотных огнеупоров, имеющих пористость не выше 10—12%. Благодаря медленному нарастанию давления и медленному его снятию перепрессовка изделий при очень высо­ ком удельном давлении не наблюдается.

ГЛАВА IX

СУШКА И ОБЖИГ СЫРЦА

Влажность шамотного сырца, допрессованного на ручных

прессах, колеблется в пределах 19—22%, на механизированных

прессах при производстве из пластических масс—16—18%, при

производстве из полусухих масс — 7—9%, динасового — 4—7%.

Свежесформованный сырец, изготовленный из пластических масс, укладывают на полки в один ряд, чтобы он не испытывал нагрузки. Нормальный и клиновой кирпич и простые фасоны укла­

дывают на ребро. Центровые и стопорные трубки устанавливают на торец, воронки — раструбами вниз. Для равномерной и более быстрой сушки в полках для воронок, центровых и стопорных

трубок просверливают отверстия диаметром 40—45 мм; сырец устанавливают так, чтобы отверстие полки приходилось против канала.

При незначительных неровностях рамок на торцах трубок об­ разуются помятости и часто возникают трещины на нижнем

основании. Во избежание этих дефектов сырец литниковых и стопорных трубок укладывают горизонтально на специальные де­ ревянные лотки с цилиндрической выемкой. Эти лотки с сырцом укладывают на рамки вагонеток и направляют в сушила.

При сушке происходит удаление воды, что связано с умень­ шением размеров сырца и повышением его механической прочно­ сти. Воздушная линейная усадка зависит от содержания и ка­ чества глины в массе и находится в пределах 3—6%.

При производстве из пластических масс процесс сушки сле­ дует считать законченным при влажности сырца не выше 6— 7%. При прессовании из полусухих масс сырец, имеющий на­

чальную влажность 7—9%, сушат до влажности 3—4%, динасо­ вый магнезитовый — до 0,5%.

Во время сушки влага из сырца удаляется с поверхности. Если движение влаги внутри сырца к поверхностному слою про­ исходит медленнее, чем удаление ее с поверхности, то усадка по­ верхностного слоя превышает усадку внутри сырца, отчего про­ исходит его искривление и образование трещин.

В сырце сложной конфигурации сушка происходит неравно­ мерно: более толстые части сохнут медленнее тонких, поэтому на таком сырце чаще образуются трещины. Трещины на сырце мо­ гут образоваться не только вследствие различной толщины сте­

нок. Неодинаковая влажность сырца вследствие неудовлетвори­ тельного перемешивания массы и распределения глины и отощи­ теля также вызывает неравномерную усадку и может быть при­

чиной брака по трещинам.

Сушка сырца должна происходить так, чтобы разница во влажности наружных и внутренних слоев была по возможности минимальной, т. е. чтобы диффузия влаги внутри сырца к его поверхности была равна испарению ее в окружающую атмосфе­ ру. При этих условиях разница в толщине отдельных частей, а также неравномерность первоначальной влажности сырца сказы­

ваются значительно меньше.

Рис. 80. Схема противоточного туннельного сушила.

Во избежание образования трещин крупные сложные фасоны шамотных изделий подвяливают в формовочном цехе и только

после этого помещают в сушила.

В течение последнего времени повсеместно применяются тун­ нельные сушила, которые являются наиболее совершенными

(рис. 80). В этих сушилах сырец, находящийся на полочных ва­ гонетках, движется по туннелю навстречу подогретому воздуху.

По мере продвижения по туннелю сырец встречает все более теп­ лый теплоноситель с уменьшающейся относительной влажностью. Повышение температуры и снижение относительной влажности теплоносителя с продвижением сырца происходит постепенно.

Сушка кирпича полусухого прессования в туннельных суши­

900—1100 ккал. Благодаря применению туннельных сушил обес­ печивается поточность и непрерывность процесса, минимальный расход рабочей силы на тонну изделий, облегчаются условия

труда.

Шамотный сырец, сформованный из полусухих масс, а также динасовый, магнезитовый и хромомагнезитовый сырец не дают усадки при сушке. Сырец этих изделий можно сушить быстро, без опасения получить дефектные изделия.

После сушки изделия подвергают обжигу.

В процессе обжига сырца происходят превращения материа­ ла, изменяющие его свойства.

J 90 Сушка и обжиг сырца

Процесс обжига и охлаждения шамотных изделий можно раз­ делить на следующие основные периоды:

1) период удаления оставшейся после сушки воды затворе­ ния и гигроскопической влаги;

2)период разложения глинистого вещества и удаления хими­ чески связанной воды;

3)период спекания черепка и получения устойчивых кри­

сталлических форм;

4)период охлаждения изделий.

Установить строго температурные границы начала и конца всех периодов нельзя, определить превращения при тех или иных температурах вполне возможно.

ся медленно, особенно если посаженный в печь сырец имел влаж­ ность более 6—7%. Быстрое повышение температуры в этот пе­

риод может вызвать образование трещин.

При температуре выше 200° начинаются реакции окисления соединений железа, разложения органических примесей, углекис­ лых и сернистых соединений, а также разложения глинистого вещества. Эти реакции в начале периода протекают очень мед­ ленно, с повышением температуры скорость их увеличивается.

Заметного развития эти реакции достигают при температурах выше 450°. При потере воды глинистое вещество теряет пластич­ ность. Пористость черепка повышается.

При дальнейшем повышении температуры в черепке начина­ ют развиваться превращения, в результате которых образуется жидкий расплав и протекают реакции с выделением тепла.

Пористость черепка, достигавшая при температуре 900° мак­

симального значения, при этом начинает снижаться вследствие возникновения жидкого расплава, перекристаллизации в нем основного глинистого материала и стягивания частиц материала силами поверхностного натяжения расплава. Внешним призна­ ком этого процесса является уменьшение размеров изделий, так называемая огневая усадка, которая колеблется в пределах

2-5%.

Температура обжига шамотных изделий составляет 1250— 1400°. При температурах 1300—1400° в результате образования

жидкой фазы черепок изделий начинает размягчаться, способ­ ность изделий противостоять внешнему давлению снижается и изделия, находящиеся в нижних рядах садки и испытывающие дав­ ление вышележащих рядов, могут деформироваться.

При охлаждении жидкий расплав, образующийся в черепке во время обжига при высоких температурах, затвердевает, изде­ лия приобретают высокую механическую прочность.

При быстром охлаждении на поверхности изделий, возможно образование мелких посечек.

В процессе обжига динасового сырца в нем происходят изме­ нения, связанные с переходом кварца в другие модификации. Внешне это выражается изменением размеров сырца — его ро­ стом. Наиболее желательной модификацией кремнезема в динасе

является тридимит, который образуется в черепке в присутствии известково-железистого расплава. Одновременно с тридимитом, и особенно при недостаточном количестве такого расплава, обра­

зуется кристобалит. Превращение кремнезема в конечные моди­ фикации начинается при температуре выше 1000° и протекает со

значительной скоростью при температуре 1420—1460°. Перерождение кремнезема в промежуточные модификации

происходит и при температуре ниже 1000?, но внешне оно сопро­ вождается лишь незначительным изменением объема. Поэтому при обжиге динасового сырца, особенно из кристаллических квар­ цитов, до 1000? температуру повышают быстро, со скоростью до 30 град/час. В интервале от 1000 до 1200° скорость повышения температуры составляет 10—12 град/час и, наконец, выше 1200°

до конца обжига — не больше 2—5 град/час. При быстром повы­ шении температуры в этих интервалах не успевает образоваться достаточное количество жидкого расплава и перерождение квар­ ца происходит интенсивно в сторону образования кристобалита. Слишком быстрое повышение температуры может вызвать явле­ ние сухого перерождения. Признаком сухого перерождения яв­ ляется глухой звук при ударе кирпича, низкая механическая прочность, излом не по зернам и часто — значительное количе­ ство трещин и посечек, образующих сетку.

При температуре выше 1400р также наблюдается интенсивное разрыхление кварцевых зерен, сопровождающееся большим ро­ стом сырца, образованием посечек и трещин. Во избежание пере­ гревов выше этой температуры обжиг динасового сырца ведут при восстановительной атмосфере, т. е. при недостатке воздуха

для горения и положительном давлении в печи. Показателем вос­

становительной атмосферы служат густые языки пламени в печи и огонь, выбивающийся в верхнюю гляделку в ходке печи.

Конечная температура обжига динаса из кристаллических кварцитов — 1410—1430°.

Охлаждение динаса до 600° ведут быстро. При более низких температурах, особенно ниже 270р, при остывании легко образу­ ются посечки, поэтому конец охлаждения нужно вести медлен­ но, со скоростью не выше 6—7 град/час.

Весь цикл обжига динаса, включая садку, охлаждение и вы­ грузку, обычно совершают в течение примерно 420 час.

Для обжига магнезитовых и хромомагнезитовых огнеупорных изделий необходима более высокая температура —1600° и выше.

192 Сушка и обжиг сырца

В первый период обжига при температуре 350—400° проис­ ходит удаление гидратной воды и образование карбонатов. За­ тем, при температуре 550—750° карбонаты разрушаются и до температуры 1300°, когда начинает образовываться жидкая фаза,

никаких изменений в черепке магнезитовых изделий не происхо­ дит.

Печи для обжига огнеупорных изделий делятся на две груп­ пы: 1) периодические и 2) непрерывно действующие.

Печи второй группы бывают:

а) с подвижным источником тепла, когда обжигаемые изде­ лия остаются на месте, а перемещается очаг горения; к этому ти­ пу относятся газокамерные и кольцевые печи;

б) с неподвижным источником тепла, когда очаг горения на­ ходится на месте, а перемещаются обжигаемые изделия, — тун­ нельные печи.

Приодическими называют такие печи, которые действуют с перерывами после каждого отдельного цикла обжига изделий, или оборота. Полный цикл слагается из четырех периодов: а) за­ грузки, или садки сырца в печь, б) обжига, в) охлаждения и г) выгрузки изделий.

Периодические печи имеют большие недостатки: высокий рас­ ход топлива и рабочей силы на обжиг, сравнительно низкую про­ изводительность труда при садке сырца и выгрузке изделий. К преимуществам периодических печей можно отнести легкость регулирования режима обжига и возможность их применения да­ же при самом незначительном объеме производства. Периодиче­

ские печи строят объемом от 25—30 до 200 м3.

Длительность полного цикла обжига шамота в периодических печах объемом до 100 м3 составляет 7—8 суток, динаса—15—

18 суток. Максимальная температура обжига в них—1500°.

Газокамерные и кольцевые печи имеют несомненные преиму­

щества перед периодическими, главным образом в отношении рас-, хода топлива, затраты рабочей силы на обслуживание самого процесса обжига и возможности получения более высоких темпе­

ратур.

Газокамерная печь состоит из 12—36 отдельных камер, рас­ положенных в два параллельных ряда. Обжиг в этих печах ве­ дется на газообразном топливе — обычно генераторном газе. Га­

зокамерная печь на 16 камер представлена на рис. 81.

Газ подводится к печи по каналам 7; с помощью задвижек

газ может быть направлен в любую камеру. При входе в камеру газ смешивается с воздухом, поступающим через каналы 2. Воз­ дух предварительно подогревается, проходя через камеры с осты­ вающими изделиями.

В камерах делают перевальную стенку 3; смесь газа с воз­

духом поднимается к своду, проходит через посаженный сырец и