Учебное пособие «керамические материалы»
жүктеу/скачать 3.55 Mb. Pdf көрінісі
|
|
57 8 Сушка керамических изделий Перед обжигом изделия должны быть высушены до содержания влаги 5 – 6% во избежание неравномерной усадки, искривлении и растрескивания при обжиге. Усадка при сушке называется воздушной усадкой и является серьезной проблемой на пути получения бездефектного изделия. Чтобы уменьшить трещинообразование, помимо регулирования скорости сушки можно регулировать состав массы, вводя в нее непластичные – отощающие компоненты. Однако следует учесть, что при этом нельзя выходить за пределы пластического состояния массы, необходимого для ее формования. Введенные отощающие компоненты снизят усадку всей массы вследствие того, что сами не теряют воду и не испытывают усадки. Помимо этого их введение в массу приводит к образованию при сушке изделия более крупных пор, облегчающих удаление влаги. Процесс сушки характеризуется тремя периодами: нагревом, постоянной и падающей скоростями сушки. Первый период сушки характеризуется ускоренным прогревом полуфабриката от начальной температуры до температуры насыщенного теплоносителя. Второй период сушки – скорость сушки численно равна скорости испарения влаги с поверхности полуфабриката. Температура поверхности полуфабриката остается постоянной, так как основная масса тепла расходуется на испарение влаги. Поверхность изделия остается смоченной влагой, поступающей из внутренних слоев. Период постоянной скорости сушки сохраняется до тех пор, пока количество испаряющейся с поверхности изделия воды меньше или равно количеству воды, поступающей по капиллярам из внутренних слоев под действием диффузионно-осмотических и капиллярных сил. Этот процесс называется влагопроводностью материала [17]. Третий период характеризуется падающей скоростью сушки и повышением температуры полуфабриката. На поверхности изделия устанавливается равновесная влажность, соответствующая параметрам теплоносителя. Температура полуфабриката становится равной температуре сухого термометра. Скорость сушки постепенно снижается до нуля. В третьем периоде сушки допускается значительное повышение температуры и скорости теплоносителя. У пластичных высокодисперсных глин равновесная влажность выше, чем у тощих. При испарении влаги в процессе сушки ниже равновесной влажности полуфабрикат должен немедленно поступать на обжиг. Несвоевременное поступление высушенного полуфабриката в обжиг и пребывание его в условиях, когда он может увеличить количество влаги за счет поглощения ее из воздуха, сопровождается частичным разбуханием частиц глины и возможным снижением прочности полуфабриката. 58 Совмещение процессов сушки и обжига в одном тепловом агрегате исключает подобное явление [17]. Прежде сырец сушили преимущественно в естественных условиях в сушильных сараях в течение 2 – 3 недель в зависимости от климатических условий. В настоящее время сушка производится преимущественно искусственная в туннельных непрерывного действия или камерных периодического действия сушилках в течение от нескольких до 72-х часов в зависимости от свойств сырья и влажности сырца. Сушка производится при начальной температуре теплоносителя – отходящих газов от обжиговых печей или подогретого воздуха – 120 – 150°С [23]. В сушилках периодического действия температура и влажность теплоносителя непрерывно изменяются во времени. В сушилках непрерывного действия эти параметры теплоносителя изменяются по длине рабочего туннеля, оставаясь постоянными во времени в некоторых ее зонах. Сушилки периодического действия менее экономичны и более трудоемки в эксплуатации, чем сушилки непрерывного действия. Преимущество их – возможность сушки по индивидуальным режимам. В одних сушилках полуфабрикат во время сушки перемещается, в других находится на одном месте. По конструктивным признакам сушилки бывают камерные, туннельные, конвейерные одно- и двухъярусные, а также щелевые сушилки однорядной установки изделий на транспортные средства. Камерные сушилки представляют собой камеры длиной до 18 м, шириной 1,2 – 1,45 м и высотой 2,1 – 2,5 м. Обычно камеры группируются в блоки по 20 – 48 шт. Камерные сушилки работают периодически – циклами (загрузка, сушка, выгрузка). Подача и отбор теплоносителя осуществляется вентиляторами. Недостатки: значительные потери времени (до 10%) на загрузку и выгрузку изделий; большие потери тепла в период их загрузки и выгрузки; периодичность работы; неравномерность сушки. Туннельные сушилки относятся к сушильным устройствам непрерывного действия. Замена камерных сушилок туннельными обеспечивает повышение мощности завода на 15 – 25%, снижение трудовых затрат на 1000 шт. кирпича на 20%, себестоимости на 2 – 3%. Использование туннельных сушилок, когда длительность сушки сырца не превышает 24 ч, наиболее эффективно. Длина туннеля – от 24 до 36 м, ширина однопутных туннелей 1 – 1,2 м, двухпутных – 2 – 2,4, трехпутных 3 – 3,6 м, высота 1,4 – 1,8 м. Туннели объединяются в блоки по 4 – 20 шт., имеющие общие каналы для подачи и отбора теплоносителя. Сырец поступает в туннельную сушилку на вагонетках. На встречу высушиваемому полуфабрикату движется теплоноситель – топочные газы, поступающие в туннель у его выгрузочного конца. Теплоноситель попадает в туннель сосредоточенно через канал длиной 1,5 – 2,0 м при помощи вентилятора. Температура теплоносителя в центральном подводящем канале сушилки 100 – 200 °С [17]. |