Файл: Волгина, Ю. М. Теплотехническое оборудование стекольных заводов учебник.pdf

стоящие преимущественно из каолинита. Средняя вели­ чина частиц основной массы каолинов в несколько раз больше, чем у огнеупорных глин. По этой причине као­ лины менее пластичны и труднее спекаются, но они со­ держат значительно меньше примесей и поэтому жаро­ стойкость их обычно выше.

Шамотные и полукислые огнеупоры и изделия изго­ товляют из смеси отощителя (шамота) и связующего (пластичной огнеупорной глины) в строго определенных соотношениях, которые зависят от способа формования.

Для получения шамота обжигают до полного спека­ ния в пламенных камерных печах крупные куски глины и валюшки (брикеты), изготовленные из сортированной глиняной мелочи. Обжиг длится 3—4 суток с постепен­ ным подъемом температуры до 1300° С. После обжига шамот размалывают сначала на дробилке, а затем на по­ мольных бегунах. Дробленый шамот рассевают на нуж­ ные фракции, подвергают магнитной очистке и направ­ ляют в отдельные бункера.

Зерновой состав шамота (табл. 2) выбирают в зави­ симости от вида и назначения огнеупорных изделий. Уменьшение размера зерна повышает стеклоустойчи-

Глину, предназначенную для связки, подсушивают при температуре 200° С до влажности 5% и сортируют на куски размером 5—6 см, затем ее размалывают на

18

бегунах и просеивают через сито с отверстиями 0,5— 0,8 мм. Просеянную глину перемешивают с отощителем (шамотом) и водой. Перемешивание составных частей и приготовление керамических масс осуществляют в ме­ ханических смесителях и массомялках различного типа.

При п л а с т и ч е с к о м ф о р м о в а н и и изделий сна­ чала приготовляют шихту, состоящую из 50—70% шамо­ та и 30—50% связующей глины, а затем полученную массу затворяют водой и тщательно перемешивают. Из этой массы изделия формуют или внатир — намазывают один слой массы на другой (стеновые брусья, горшки, лодочки), или внашлеп — набрасывают в форму комки массы и уминают их (донные брусья и неответственные

85% шамота и 25—15% связующей глины. Изделия, из­ готовленные из такой шихты, называют многошамотны­ ми. Трамбование и прессование многошамотных изделий осуществляют в массивных стальных разборных формах. Изделия, изготовленные трамбованием или прессовани­ ем, по сравнению с изделиями пластического формова­ ния имеют пониженную пористость и повышенную меха­

шликер сметанообразной консистенции. Для лучшей те­ кучести шликера к массе добавляют очень небольшие ко­ личества разжижителей (соды, растворимого стекла и др.) или их смесь, например, на 1 т сухой шихты 1 кг со­ ды и 5 л жидкого стекла. Шликер наливают в гипсовую форму, стенки которой хорошо впитывают избыточную влагу, и выдерживают в течение суток или более, пока изделие не окрепнет настолько, чтобы его можно было извлечь из формы.

Отформованные огнеупорные изделия перед обжигом сушат различными способами; остаточное содержание в них влаги не должно превышать 3—4%. Изделия, сфор­ мованные способом трамбования, сушат 5—6 суток в по­ мещении цеха при температуре 20—25° С и относителы-

ной влажности 60—70%. Они дают в сушке усадку 1 — 2% по линейным размерам.

Изделия, сформованные способами пластического формования и шликерным литьем, сушат 2—6 мес., так как их усадка достигает 4—6%. Сушка изделий значи­ тельно ускоряется при повышении температуры в сушиль­ ном помещении до 80—90° С и относительной влажности воздуха до 80—90%.

Применение электроэнергии значительно снижает сро­ ки сушки. Электрическим током сушат стекловаренные горшки и некоторые другие огнеупорные изделия. Горшки можно высушить с помощью переменного электрического тока силой около 2 А за 2—3 недели, в то время как в естественных условиях их сушат около 4 мес.

Для обжига изделий применяют однокамерные и мно­ гокамерные печи периодического действия, кольцевые и туннельные печи. На стекольных заводах в керамических цехах для обжига изделий используют периодические однокамерные печи — опечки. Температура в обжигатель­ ных печах повышается медленно и постепенно. Существу­ ют три опасных интервала температур при обжиге изде­ лий: температура 450—550° С (в изделиях), когда из свя­ зующего с максимальной скоростью удаляется гидратная вода; температура спекания и усадки связующей глины П000—1300° С в зависимости от свойства глины); темпе­ ратура, при которой происходят спекание и усадка череп­ ка изделия (1400—1550°С).

Во время обжига необходимо поддерживать в печи равномерное температурное поле. Давление в печи долж­ но быть положительным или нейтральным, чтобы не про­ исходил подсос холодного воздуха, который может вы­ звать образование трещин в обжигаемых изделиях.

Обычно процесс обжига длится 6—12 суток. Ответст­ венные огнеупоры обжигают при температуре 1400— 1600° С, а менее ответственные — при 1200—1350° С. При максимальной температуре обжига изделия выдержива­ ют в течение 8—24 ч, изделия при этом приобретают проч­ ность и достигается равномерное распределение темпера­ туры по всей садке изделий.

Длительность процесса обжига многошамотных изде­ лий (брусьев толщиной 300 мм) зависит от их назначе­ ния и состава глин, используемых для их изготовления. Брусья, изготовленные из часов-ярской или дружковской

2 0

глины, обжигают 8,5 суток по следующему температур­ ному режиму:

Изделия, изготовленные способом пластического фор­ мования и шликерного литья, обжигают дольше, чем многошамотные.

Стекловаренные горшки обжигают сначала в опечке до температуры 1000—1200° С в течение 6—7 суток, а за­ тем заканчивают обжиг в стекловаренной печи, поднимая температуру со скоростью не более 30—40° С/ч до 1500— 1550° С и выдерживают горшки при этой температуре в течение 6 ч.

Полукислые и каолиновые огнеупорные изделия для стекольного производства изготовляют по той же техно­ логической схеме, что и шамотные огнеупоры. Для про­ изводства полукислых изделий используют полукислые глины или смеси огнеупорных глин с кварцевыми мате­ риалами, а для каолиновых изделий — каолины. Для изготовления шамота из каолина его обжигают при тем­ пературе около 1500° С. Добавки огнеупорной глины к каолину снижают температуру обжига.

На шамотные изделия, используемые для стеклова­ ренных печей, существует стандарт — ГОСТ 7151—54, со­ гласно которому изготовляют 24 фасона огнеупоров.

Наиболее употребительный стеновой брус имеет раз­

открытая) для стеновых брусьев варочной части бассей­ на и для проточных брусьев должна быть не выше 19%, а для донных брусьев не выше 22%.

Динас изготовляют в основном на специализирован­ ных керамических заводах. Сырьем для его производства служат кварциты — кварцевые породы, высшие сорта ко­ торых содержат не менее 97% ЭЮг. Кварциты поступа­ ют на завод в виде больших кусков, поэтому для изготов­ ления шихты их дробят и размалывают обычными спосо-

21

бами. Для изготовления стекольного динаса применяют шихту следующего зернового состава:

Для лучшего формования изделия и повышения проч­ ности сырца в шихту добавляют известковое молоко 1—3% (по массе) или другие вяжущие вещества. При­ готовленную динасовую шихту обрабатывают на специ­ альных бегунах, а затем из нее трамбуют или прессуют изделия. Динасовые изделия в отличие от шамотных не уменьшаются в объеме во время сушки и легко отдают свою влагу.

При обжиге динасовых изделий кварциты перерож­ даются, и кварц постепенно превращается в кристобалит и тридимит. Качество динасового огнеупора определяет­ ся содержанием в нем тридимита. Чем его больше, тем выше качество огнеупора. Оптимальное содержание три­ димита 90—95%.

Увеличение содержания тридимита достигается об­ жигом изделий при сравнительно невысоких температу­ рах, очень медленном подъеме в области максимальных температур и длительной выдержке на максимуме.

Втабл. 3 приведен режим обжига стекольного динаса. Для получения динаса, отличающегося повышенной

стойкостью, его выдерживают еще дольше —2—3 суток. На динас для стекловаренных печей имеется специ-

Т а б л и ц а 3. Режим обжига стекольного бруса из динаса

П р и м е ч а н и е . Выдержка при 1430° С 30 ч.

2 2