Учебное пособие «керамические материалы»
жүктеу/скачать 3.55 Mb. Pdf көрінісі
|
| Охлаждение начинается небольшой зоной «закала» и характеризуется
медленным понижением температуры (около 30 °С в час) до 550 – 500 °С без отбора тепла во избежание внутренних напряжений и растрескивания изделий. Трещины скорее всего могут появиться в интервале 600 – 400 °С в результате полиморфных превращений кварца (при 573 °С) и перехода расплава из вязкого в твердое состояние. Дальнейшее охлаждение до конечной температуры 40 – 50 °С происходит быстро, и допускаемая величина температурного перепада возрастает до 120 – 125 °С/ч. Механическая прочность кирпича и керамических камней повышается с увеличением содержания стекловидной фазы в массе изделий. Однако при относительно низких температурах обжига в массе изделий содержится мало стекловидной фазы (6-8 %), изделия имеют повышенную пористость (более 8 %), а нередко и низкую механическую прочность (7,5 МПа) и являются не морозостойкими. Хорошо обожженные изделия имеют низкие адсорбционные свойства, высокую прочность и требуемую морозостойкость. В процессе обжига, особенно засоленных глинистых пород, а также в процессе эксплуатации на поверхности обожженных керамических изделий могут образовываться высолы в виде белых налетов. В процессе нагрева до 1000°С возможно образование новых кристаллических силикатов, например силлиманита Al 2 O 3 ·SiO 2 , а при нагреве до 1200°С и муллита 3Аl 2 O 3 ·2SiO 2 . Одновременно с этим легкоплавкие соединения керамической массы и минералы плавни создают некоторое количество расплава, который обволакивает не расплавившиеся частицы, стягивает их, приводя к уплотнению и усадке массы в целом. Эта усадка называется огневой усадкой. В зависимости от вида глин она составляет от 2% до 8%. После остывания изделие приобретает камневидное состояние, водостойкость и прочность. Свойство глин уплотняться при обжиге и образовывать камнеподобный черепок называется спекаемостъю глин. В зависимости от назначения обжиг изделий ведется до различной степени спекания. Спекшимся считается черепок с водопоглощением менее 5%. Большинство строительных изделий обжигается до получения черепка с неполным спеканием в определенном температурном интервале от температуры огнеупорности. Начала спекания, называемым интервалом спекания. Интервал спекания для легкоплавких глин составляет 50 – 100°С, а огнеупорных до 400°С. Чем шире интервал спекания, тем меньше опасность деформаций и растрескивания приобжиге. Интервал температур обжига лежит в пределах: от 900ºС до 1100°С для кирпича, камня, керамзита; от 1100°С до 1300°С для клинкерного кирпича, 62 плиток для полов, гончарных изделий фаянса; от 1300°С до 1450°С для фарфоровых изделий; от 1300°С до 1800°С для огнеупорной керамики [17, 23]. На кирпичных заводах применяют тепловые агрегаты разных конструкций: туннельные и кольцевые печи, печи-сушилки, печи с выдвижным подом, роликоконвейерные, роторно-конвейерные и пр. Каждому типу печей присущи свои достоинства и недостатки. Туннельные печи – это наиболее современный и совершенный тип теплового агрегата. Они позволяют механизировать и автоматизировать процесс обжига и в наибольшей степени соответствуют поточности производства. Недостатками их являются высокие стоимость, материало- и металлоемкость, необходимость большого вагонеточного парка, сложность и невысокая надежность работы оборудования обжигового отделения (транспортное оборудование, садчики и др.), потребность в высококвалифицированных кадрах для их обслуживания и ремонта. Печи-сушилки – это единый тепловой агрегат для сушки и обжига изделий, который позволят устранить одну из самых трудоемкий операций: перекладку высушенных изделий с сушильных вагонеток на печные. Недостаткам печей-сушилок относится сложность создания в зоне сушилки рационального влажностного режима. Из кольцевых печей современным требованиям удовлетворяют модернизированные каркасно-блочные со съемным перекрытием и механизированной садкой-выставкой кирпича. Отличительными особенностями их являются малая материалоемкость, простота механизации работ, надежность работы автоматов-перекладчиков, отсутствие вагонеточного парка, хорошие теплотехнические свойства, недостатки – циклические и динамические нагрузки на стены печи и панели перекрытий, приводящие к их повышенному износу и разрушению, менее высокая степень механизации и автоматизации, высокая стоимость теплоизоляционных материалов съемного перекрытия. Камерные печи с выдвижным подом, а также разные типы колпаковых печей и печей со съемным корпусом в настоящее время применяются в основном за рубежом при обжиге кирпича с повышенными требованиями к качеству. Достоинствами этих печей являются компактность и возможность легкого установления окислительного или восстановительного режима атмосферы, недостатком – повышенный расход топлива, что ограничивает область их применения. Щелевые печи, позволяющие производить высококачественный скоростной обжиг керамического кирпича и камней, не нашли пока широкого распространения из-за сложности содержания подового хозяйства (герметичность уплотнения, точность изготовления подовых вагонеток, сложность изготовления роликоконвейерного и вращающегося пода), необходимости работ на ограниченном количестве виде большого расхода тепловой энергии [17]. |