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

20 Производство шамотных изделий из пластичных масс

Степень отощения массы

Масса должна иметь достаточную пластичность и совершен­ но свободно принимать придаваемую сырцу форму даже при са­ мых незначительных давлениях при ручной формовке сырца; поэтому наиболее целесообразно применение пластичных глин. В то же время пластичные глины обладают значительной усад­ кой, достигающей 20%, что затрудняет получение изделий с за­ ранее заданными формой и размерами без внешних дефектов.

При добавке к пластичным глинам отстающих материалов усадка уменьшается, что является положительным фактом, но вместе с тем уменьшаются пластичность и формуемость масс. Исходя из этого должен быть установлен такой предел добавки отощителя, при котором получается минимальная усадка и удов­ летворительная формуемость масс. В зависимости от природы и степени пластичности глин предел добавки отощителя, при кото­ ром получаются массы с удовлетворительными рабочими свой­ ствами, определяется равным 35—70. Чем выше пластичность

глины, тем больше шамота она может связать. Удовлетворительными могут считаться массы, полная усадка

которых составляет 6—10%.

Степень отощения массы влияет на ее рабочую влажность. С увеличением содержания глины в массе повышается ее рабо­ чая влажность.

Степень отощения массы влияет также на некоторые свойст­ ва черепка изделий, а именно—на пористость: с увеличением

содержания шамота пористость черепка повышается.

Зерновой состав отощителя и глины

Зерновой состав шамота влияет на рабочие свойства и фор­ муемость масс, а также на свойства черепка.

Предельная крупность шамотных зерен не должна превы­

шать 4 мм для изделий простой формы. При более крупных

зернах возможно смещение их в массе во время резки ленты, выходящей из мундштука ленточного пресса. Режущие струнки резательного аппарата, имеющие обычно толщину 1 мм, встре­ чая крупные зерна шамота, перемещают их в массе по плоско­ сти раздела двух соседних заготовок, вследствие чего срез Полу­

чается шероховатый, часто с рваными ребрами. В эти неровности попадает технологическая смазка и препятствует получению гладкой поверхности при допрессовке сырца.

Для изделий, имеющих сложную форму, предельная круп­ ность зерна равна 2—3 мм-, так как масса, содержащая более крупные зерна, плохо заполняет острые углы формы, изделия имеют плохой внешний вид, дефекты в местах, о-бразующих замковые соединения сифонных кирпичей.

Одним из основных условий получения однородной структу­ ры шамотных изделий является тонкий помол глины, иначе глина не будет обволакивать зерна отощителя равномерным слоем. Не исключена возможность, что между некоторыми зер­ нами шамота глины не будет вовсе. Такие зерна шамота будут удерживаться в основной массе недостаточно прочно и могут выкрашиваться. С другой стороны, непромешанные кусочки глины при сушке и обжиге дадут усадку, что вызовет образо­

вание мелких посечек в черепке и рыхлую структуру. Поэтому для помола сухой глины применяют агрегаты тонкого помола и производят просеивание глины через сито с отверстиями 2— 2,5 мм. Просеивание глины через сита с более мелкими отвер­

стиями затруднительно.

Для получения качественной массы молотая глина должна

иметь не менее 70% фракций мельче 0,54 мм.

Вод о поглощение шамота

Качество шамота, особенно его водопоглощение, оказывает

существенное влияние на рабочую влажность массы: чем боль­ ше пористость шамота, тем больше он поглощает влаги. При этом нужно иметь в виду, что влага, поглощенная шамотом, не улучшает рабочих свойств массы, не повышает пластичности ее и поэтому не способствует обволакиванию шамота глиной и не повышает сцепления глины с зернами шамота. Эта влага вызывает лишь повышенный расход топлива на сушку сырца.

Принято считать, что водопоглощение шамота для рядовых изделий должно быть не выше 10%.

Для сталеразливочного припаса установлены следующие

нормы водопоглощения шамота: для пробок и стаканов — не вы­ ше 2%, для ковшового кирпича — не выше 5%, для рядового сифонного припаса — не выше 8 %.

Форма, размеры изделий и величина давления прессования

Форма и размеры изделий часто влияют на рабочую влаж­ ность массы. Чем сложнее форма изделия, тем чаще бывает необходима более высокая влажность массы.

Основным фактором, влияющим на рабочую влажность

массы, является величина давления, развиваемого при прессо­ вании, на единицу площади сырца.

Давление должно обеспечить хорошее заполнение всех изги­ бов формы массой. Повышение давления свыше 20—30 кг/см2

не оказывает существенного влияния на качество сырца и изде­ лий, изготовленных из пластичных масс, тогда как при прессо­

Разрез по ДД

Рис. 2. Ленточный пресс:

загрузочная коообка; 2 — цилиндр или корпус; 3 — винтовой вал; 4 — головка; 5 — приводной механизм.

Пластичная глина с водой делает массу несжимаемой и пре­ пятствует выходу содержащегося в массе воздуха при любом,

даже очень высоком, давлении прессования.

3. Приготовление массы и выпуск заготовки из ленточного пресса

Необходимым условием получения изделий высокого качест­ ва является тщательное перемешивание компонентов шихты. Для равномерного распределения всех компонентов шихты материа­ лы, сдозированные в необходимом соотношении, направляют в

смеситель. Из смесителя масса выходит в виде бесформенных рыхлых кусков. Для придания ей плотности и формы, близкой к форме изделия, масса подвергается переработке на ленточном прессе.

Ленточный пресс (рис. 2) состоит из следующих основных частей: загрузочной коробки 1, корпуса 2, винтового вала 3, прессовой головки 4, сменного мундштука, укрепляемого к го­ ловке, и приводного механизма 5.

Рис. 3. Различные конструкции загрузочной коробки:

а— коробка с одним питающим валиком; б — коробка с двумя Питаю­ щими валиками; в — коробка с двумя лопастными питателями.

талкивается в закрытый корпус пресса. Для лучшего захвата массы лопастями в загрузочной коробке параллельно оси прес­ са иногда устанавливают питающий валик (рис. 3, а), вращаю­ щийся навстречу валу. В некоторых конструкциях ленточных прессов применяются два питающих валика (рис. 3, б).

Питающие валики делают обычно с гладкой поверхностью. Вращаясь навстречу друг другу, винтовой вал и валик захваты­ вают массу и проталкивают ее в корпус пресса. Захват массы

ухудшается при увеличении щели между лопастями вала и

21 Производство шамотных изделий из пластичных масс

питающим валиком. Для нормальной работы ширина этой щели должна быть не более 5—7 мм.

С целью улучшения захвата массы питающий валик иногда делают рифленым, с различным расположением канавок. Ка­ навки в процессе работы плотно забиваются массой, благодаря чему увеличивается трение, улучшается захват массы, а следо­ вательно, и подача ее в корпус пресса.

При правильной работе ленточного пресса вся масса, захва­ ченная лопастями, передается в закрытый корпус пресса без возврата вверх в загрузочную коробку. Это условие соблю­

дается почти полностью только в том случае, когда шаг винта

в загрузочной коробке равен или меньше длины последней.

Диаметр питающего валика делают 0,7—0,9 диаметра лопа­

стей вала. Окружные скорости их близки между собой, но все

же питающий валик, как правило, имеет несколько большую окружную скорость. Длину питающего валика делают равной длине загрузочной коробки и располагают его так, чтобы угол, образуемый горизонтальной плоскостью и плоскостью, проходя­ щей через оси вала пресса и питающего валика, был не менее 45°.

Во избежание выбрасывания наружу питающим валиком налипшей на его поверхность массы, устанавливают специаль­ ные скребки. При одном питающем валике устанавливают скребок с наружной стороны в нижней части валика. С этой же целью в торцах валика ставят съемные щеки, которые плот­ но прилегают к торцам валика.

В новейших конструкциях ленточных прессов питающих ва­

ликов не делают, а над загрузочной частью ленточного пресса

устанавливают двухвальный лопастный смеситель. В этих кон­ струкциях ленточных прессов загрузочная коробка закрыта со всех сторон; масса же непрерывно подается в загрузочную ко­ робку лопастями смесителя.

Корпус пресса

В корпусе пресса происходит не только транспортирование массы от загрузочной коробки к прессовой головке, но и неко­ торое предварительное уплотнение ее. Корпус пресса, в зависи­ мости от конструкции, может иметь различную форму (рис. 4):

в нем осуществляется с меньшей затратой мощности, произво­ дительность пресса при этом больше, чем при других формах корпуса. В новейших конструкциях ленточных прессов приме­

няется цилиндрический или ступенчатый корпус. Цилиндриче­

ский корпус часто называют также цилиндром.

Корпус ступенчатой формы выполняется с несколькими ус­ тупами, образованными специально вставляемыми в корпус бронями. Эти уступы препятствуют обратному движению массы в зазоры между лопастями вала и корпусом. Благодаря этому ленточные прессы со ступенчатым цилиндром менее чувстви­ тельны к износу лопастей, а поэтому наплавка лопастей может производиться реже, чем в прессах с цилиндрической или кони­ ческой формой корпуса.

Коническая форма корпуса создает дополнительное сопро­ тивление продвижению массы, что вызывает большой расход

электроэнергии. Поэтому ленточные прессы с коническими кор­ пусами распространения не получили.

Корпус комбинированной формы представляет собой соче­ тание цилиндрической части (вначале, со стороны загрузочной коробки) и конической (к прессовой головке).

При необходимости перемешивания массы в прессе корпус его должен иметь достаточную длину. В случае же хорошего смешивания массы в смесительном оборудовании до поступления в ленточный пресс необходимость в дополнительном смешива­ нии массы отпадает, в этом случае следует устанавливать прес­ сы с цилиндрическим коротким корпусом, как наиболее эконо­ мичные по расходу электроэнергии. К цилиндрическому корпу­ су легче изготовить вал и установить минимальный зазор меж­ ду поверхностью корпуса и винтовой поверхностью вала; зазор должен быть не больше 10 мм. Для предохранения корпуса от износа движущейся массой внутреннюю поверхность его защи­ щают съемными стальными бронями.

равномерно и с одинаковой скоростью, независимо от того, на каком расстоянии от оси находится масса.

При конической форме лопастей движение массы в разных точках сечения корпуса происходит неравномерно. Кроме про­ дольного, масса имеет некоторое поперечное перемещение; ско­

рость движения разных точек массы различна и зависит от расположения ее по отношению к оси вала. Кроме трения меж­ ду лопастями и массой, возникает еще трение между частицами массы, движущимися с разными скоростями, что вызывает зна­ чительный дополнительный расход энергии.

Валы ленточных прессов по количеству заходов винтовых

поверхностей бывают одноходовыми при одной нитке винта

(рис. 5, а), двухходовыми при двух нитках и трехходовыми при трех нитках.

Практически вал в загрузочной коробке и в корпусе делают

одноходовым, и только концевая лопасть, выдавливающая мас­ су в прессовую головку, выполняется в виде одноходового, двух­ ходового или даже трехходового винта (рис. 5, б и в). При вы­ полнении концевой лопасти в виде двухходового или трехходо­ вого винта шаг его уменьшается и увеличивается угол подъема винтовой линии, в связи с чем давление на массу возрастает,

что способствует лучшему уплотнению ее в прессовой головке. Конструкция концевой лопасти должна обеспечить равномер­ ную подачу массы по всему сечению корпуса в прессовую го­ ловку. Это условие наиболее полно обеспечивается конструк­ цией лопасти в виде двухходового или трехходового винта с выступающим в прессовую головку концом по центру с таким углом наклона, при котором масса равномерно сходит с лопа­

сти как по периферии, так и по центру.

С целью постепенного уплотнения массы в корпусе и удале­ ния воздуха, попавшего вместе с массой из загрузочной короб­ ки, винтовую поверхность вала выполняют с постепенно умень­ шающимся шагом в сторону движения массы (рис. 5, б).

Прессовая головка

Прессовая головка является частью ленточного пресса, свя­ зывающей корпус с мундштуком. Назначение головки состоит в уплотнении массы, в выравнивании скорости ее движения, в преобразовании формы поперечного сечения поступающего из корпуса потока массы и в равномерной подаче ее к мундштуку. Для этого головку делают конической формы. В части, примы­ кающей к корпусу, головка имеет круглое сечение, со стороны, -обращенной к мундштуку, она имеет форму и размеры, близкие к таковым сечениям мундштука; чаще всего это прямоугольное

■сечение.

28 Производство шамотных изделий из пластичных масс

Для достаточного выравнивания скорости движения массы и уплотнения ее длина головки должна быть 150—250 мм. При­ менение головок большей длины ведет к уменьшению произво­ дительности ленточного пресса и повышению удельного расхо­ да электроэнергии.

Практически длина головки устанавливается в зависимости от свойств и степени влажности перерабатываемой массы. Для

регулирования длины головки применяют специальные кольца, которые в случае надобности устанавливают между головкой и корпусом пресса или мундштуком.

Величина конусности прессовой головки зависит от внутрен­ него диаметра корпуса в месте, примыкающем к ней, размеров выходного отверстия и длины головки.

Отношение площади сечения корпуса к площади сечения выходного отверстия прессовой головки должно находиться в

пределах 1,5—1,8; при отношении, меньшем 1,5, головка не обеспечивает достаточного уплотнения массы, при отношении, большем 1,8, значительно увеличивается расход энергии и уменьшается производительность ленточного пресса без допол­

нительного уплотнения массы.

При переработке малоотощенных, с повышенной влажно­ стью масс может наблюдаться их вращение, передающееся в

прессовую головку, во избежание которого на внутренней по­

верхности последней делают ребра, расположенные вдоль оси.

Мундштук

Мундштук придает массе необходимую форму и размеры по­

от необходимых размеров ленты, сечение мундштука, а следо­ вательно, и входное отверстие в него, меняется, выходное же отверстие головки пресса остается постоянным, поэтому наблю­ дается несовпадение отверстий на стыке головки с мундштуком, что ухудшает условия работы пресса и нередко отражается на качестве ленты; в этих случаях устанавливают переходные про­ кладки, которые сглаживают резкие переходы.

Лента для нормального ковшового кирпича и аналогичных изделий иногда выпускается через деревянный мундштук (рис. 6).

Деревянные стенки мундштука слегка наклонены и образу­ ют прямоугольное отверстие, уменьшающееся к выходу. В стен­ ках мундштука имеется ряд соединенных между собой канавок 1,