Файл: Жуков Д.В. Основы теории и техника сушки теплоизоляционных изделий.pdf

пичи и частично скорлупы и крупные блоки. Образцы из­ готовляли на казеиио-каиифолы-юм пенообразователе. Рабочую массу разливали в металлические формы, в ко­ торых и сушили изделия. Влажность изделий перед суш­ кой колебалась в пределах 140—170%.

Изотермы десорбции пеиодиатомовых изделий после сушки (рис. 43) показывают, что, как обычно, равновес­ ная влажность изделий возрастает с повышением отно­ сительной влажности воздуха и понижается с повышени­ ем его температуры. Абсолютные значения йур пенодиа­ томовых изделий (при А =35°С и ф=80% ) составляют 8,3%, т. е. изделия имеют среднюю гигроскопичность. Об­ ращает внимание то обстоятельство, что изотермы иа рис. 43 имеют вид кривых, выпуклых по отношению к оси ординат, который характерен, как известно, для про­ цессов моиомолекуляриой адсорбции влаги на внутрен­ них и внешних поверхностях мицелл и указывает на прочную связь влаги с материалом. Сравнение кривых 1—3 с изотермой десорбции опилочно-диатомовых изде­ лий 4 говорит о том, что связь влаги с материалом в пе­ нодиатомовых изделиях прочнее, чем в опилочно-диато­ мовых. Анализ изотерм десорбций материала дает воз­ можность сделать вывод и о том, каким должен быть ре­ жим сушки изделий.

Предположим, что мы ведем сушку пенодиатомовых изделий воздухом, имеющим низкую температуру (25° С) и относительную влажность 40%. Равновесная влаж­ ность изделий в этом случае будет равна 5%. Это зна­ чит, что до такой влажности может быть высушен по­ верхностный слой изделия. Возникшие при этом гради­ енты влажности по толщине изделия будут иметь край­ нее значение, ограниченное 5%. Если мы теперь, желая увеличить скорость сушки, повысим температуру воздуха до 57° С, сохраняя прежнее его влагосодержание, то от­ носительная влажность воздуха понизится до 15%. Рав­ новесная влажность изделий для этих условий будет равна всего лишь 2%, и до такой влажности будет высу­ шена поверхность изделий. Но тогда градиенты влаж­ ности по толщине изделия будут большими, что вызовет его растрескивание, так как на изделии образуется пе­ ресушенная корка, возникает резкий температурный гра­ диент по его толщине, который тормозит движение вла­ ги к поверхности, в результате чего сушка замедлится. Если же, повысив температуру воздуха до 57° С, мы од-

79

повременно увеличим его относительную влажность до 85%, то равновесная влажность изделий возрастает до 8% и поверхностный слой изделия не будет высушен ни­ же этой влажности. Следовательно, возможные значения градиентов влажности по толщине изделия не увеличат­ ся, а, наоборот, снизятся. Скорость же сушки возрастет за счет резкого увеличения влагопроводности материала

вследствие значительного повышения температуры изделий. Отсюда можно сделать вывод о том, что пеиодиатомовые изделия следует сушить в период усадки с пре­ дельным повышением температуры воздуха, но обяза­ тельно при высокой его относительной влажности.

Вначале процесс сушки этих изделий мы изучали в естественных условиях. Было установлено, что по мере убыли влаги усадка изделия возрастает, причем по ши­ рине и длине изделий она заканчивается по достижении влажности 80—100% и по абсолютной величине значи­ тельно меньше, чем по толщине. Усадка по толщине за­ канчивается уже в конце процесса при влажности изде-

8Р

лия около 25—35%- Из этих опытов следует также, что усадка у тяжелых изделий меньше, чем у легких, и что последние при одинаковых условиях сохнут значительно быстрее, чем первые. Однако, поскольку чувствитель­ ность к сушке изделий .с повышенным объемным весом значительно ниже, чем легких изделий, режим сушки тяжелых изделий может быть значительно более форси­ рованным.

Опыты при постоянном режиме показали, что ско­ рость сушки находится примерно в линейной зависимос­ ти от температуры воздуха. Влияние же скорости дви­ жения воздуха на скорость сушки незначительно. Опы­ тами установлено, что при сушке в летних условиях (^о—20-f-30° С) чувствительность изделий к сушке по­ нижается, а это значит, что если материал подогрет, то процесс сушки можно провести быстрее, чем если он хо­ лодный. Установлено, кроме того, что чувствительность изделий к сушке резко изменяется в сравнительно не­ большом интервале изменения объемного веса. Так, при 7=500 кг/м3 продолжительность сушки при высоком ка­ честве изделий не превышает 24 ч, а при у=380-ь -f-400 кг/м3 должна быть не менее 40 ч. Параметры ре­ жима сушки пенодиатомового кирпича при у=550 кг/м3 приводятся на рис. 44. Рассматривая рисунок, можно за­ метить, что температура в нижней части изделия выше, чем на поверхности. Это, как уже указывалось, объяс­ няется влиянием металлической формы и испарением влаги только с поверхности.

Оптимальный режим сушки пенодиатомового кирпи­ ча при 7=400^-450 кг/м3 характеризуется следующими

В заключение следует отметить, что при сушке скор­ луп, сегментов и крупных блоков положительных резуль­ татов не было получено. Эти изделия растрескивались даже при самой медленной сушке. Трудности при про­ ведении лабораторных опытов зависели от того, что ем­ кость для приготовления рабочей массы была мала (Зл) и колебания в составе изделий по отдельным опытам были значительными. Поэтому дальнейшие исследования были перенесены в производственные условия Инзенского комбината.

Производственные исследованияВо время проведе-

ния опытов на комбинате строили новый завод по про­ изводству высокоэффективных пенодиатомовых тепло­ изоляционных изделий. Поэтому проведенные нами1 совместно с комбинатом опыты были направлены на установление рабочих составов пенодиатомовой массы, типа пенообразователя, параметров режимов сушки, об­ жига и размеров форм.

В качестве пенообразователей были приняты два: смолосапониновый и казеино-канифольный. После при­ готовления пенодпатомовую массу разливали в металли­ ческие двухъячейковые формы размером, соответствую­ щим стандартному кирпичу. Формы предварительно сма­ зывали мазутом. Сушили изделия на сушильных вагонетках в одном из туннелей сушилки, основные ха­ рактеристики которой приведены иа стр. 57. Параметры режима сушки были приняты следующими:

опилочно-диатомовым кирпичом. Брака продукции при обжиге не было. Средние характеристики пенодиатомо­ вых изделий после обжига и сушки приведены в табл. 10. Как видно из таблицы, изделия и на смолосапониновом, и на казеино-канифольном пенообразователях имеют высокое качество. При этом можно выпускать изделия с прочностью на сжатие 6 кгс/см2 при объемном весе 350 кг/м3. С увеличением объемного веса прочность из­ делий резко возрастает. Полученные данные были при­ няты комбинатом для внедрения в производство иа но­ вом заводе.

На заводе построен блок сушилок, состоящих из 16 противоточных туннелей размером 34X1,2X1,7 м. Коли­ чество вагонеток в туннеле 23. Кирпичи поступают на сушку в металлических формах (по четыре на форму). Количество кирпичей на вагонетке 240 шт. Емкость ва-

1 Технологическую часть исследований проводили под руковод­ ством канд. техн. наук А. С. Панина.

82

Т а б л и ц а 10. Физико-механические свойства пенодиатомовых изделий

гонетки 0,49 м3 изделий. Живое сечение туннеля 0,79 м2. Топливо — высокосернистый мазут. Теплоноситель тем­ пературой 110° С подают в туннели два вентилятора низ­

два таких же вентилятора через вытяжные каналы, под­ ключенные к восьми туннелям каждый. Производитель­ ность этих вентиляторов составляет 90 000 м3/ч. При та­ ком режиме продолжительность сушки кирпича вели­ к а — 56 ч\ имеется недопустимая неравномерность сушки изделий на вагонетках с колебанием влажности их после сушки 2—40%; наблюдается очень сильная загазован­ ность сушильного и формовочного отделений.

При анализе работы туннелей установлено, что ос­ новной причиной их неудовлетворительной работы явля­ ется недостаточная скорость движения теплоносителя в туннелях. В самом деле, при подаче в туннели тепло­ носителя в количестве 85000 м3/ч, живом сечении тунне­ ля 0,79 м2 скорость движения теплоносителя равна:

85 000

1,8 м/сек.

16-0,79-3600

Распределение температур по длине туннеля (рис. 45) показывает, что на большей части длины туннеля име­ ются пониженные температуры и только на последних этапах сушки наблюдается температурный пик. Такой характер кривых доказывает, что количество теплоноси-