Свойства глин как сырья для керамических изделий

ПЛАСТИЧНОСТЬ - способность глиняного теста под влиянием внешних механических воздействий принимать определенную форму без разрывов и трещин и сохранять ее после снятия этих воздействий.

Техническим показателем пластичности является число пластичности:

Пл = Wт - Wр, (3.1.)

где Wт и Wр - значения влажности, соответствующие пределу текучести и пределу раскатывания глинистого жгута,%.

По этому показателю глины делятся на:

на малопластичные - Пл < 7%;

умереннопластичные - Пл = 7...15%;

высокопластичные - Пл > 15%.

Чем выше пластичность глины, тем больше опасность растрескивания изделий при сушке и обжиге.

СВЯЗУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ - свойство глин связывать зерна непластичных материалов, образуя при высыхании достаточно прочное изделие - сырец.

УСАДКА ГЛИН - уменьшение линейных размеров и объема глиняного сырца при сушке (воздушная усадка) и обжиге (огневая усадка).

Усадка при сушке обусловлена уменьшением толщины водных прослоек вокруг частиц глины, в результате возникающие силы капиллярного давления стремятся сблизить частицы сырца между собой. Воздушная линейная усадка колеблется для различных глин от 3...2% до 12...10%. Уменьшают ее, добавляя отощители.

Огневая усадка обусловлена сближением частиц глины в результате появления при обжиге в черепке расплава. Ее величина составляет 2...8%.

СПЕКАЕМОСТЬ ГЛИН - свойство глин уплотняться при обжиге с образованием камнеподобного черепка.

ОГНЕУПОРНОСТЬ ГЛИН - свойство глин противостоять действию высоких температур, не расплавляясь. По этому показателю глины делятся на: огнеупорные, огнеупорность выше 1580˚С, тугоплавкие, огнеупорность 1350..1580˚С и легкоплавкие с огнеупорностью ниже 1350˚С.

ЦВЕТ ГЛИН ПОСЛЕ ОБЖИГА чаще красный или желтый благодаря наличию в черепке Fe₂O₃ .Для получения черепка белого цвета обжиг необходимо вести в восстановительной среде, чтобы Fe₂O₃ полностью перешла в FeO. Наличие в глине оксидов титана придают черепку глубокий синий цвет.

3.3. Общая схема производства керамических изделий.

КАРЬЕРНЫЕ РАБОТЫ: добыча, транспортировка и хранение глины в течении года на открытом воздухе для разрушения ее природной структуры с целью повышения пластичности и формовочных свойств глины.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ФОРМОВОЧНОЙ МАССЫ. В зависимости от вида выпускаемой продукции и свойств исходного сырья формовочную массу получают в виде пластичного глиняного теста, пресспорошков или шликера.

Для получения пластичных формовочных масс в случае использования сухих камнеподобных глин сырье подвергают сначала грубому помолу (размер кусков не более 7...10мм), затем тонкому помолу (размер частиц не более 1мм). Далее порошок глины смешивают с непластичными добавками и увлажняют острым паром в

двухвальных лопастных глиномялках непрерывного действия, из которых формовочная масса выходит с влажностью 18...22%.

Для получения пресспорошков глину измельчают, затем сушат до 8...9% влажности и подвергают тонкому помолу,далее следует увлажнение острым паром и смешивание с непластичными добавками. Пресспорошки получают с влажностью 9...11% или 4...6%.

Для получения шликера измельченную глину и непластичные добавки подвергают совместному тонкому помолу в шаровых мельницах, в которые подается в необходимом количестве вода и электролит (стабилизатор суспензии).Измельчение сопровождается перемешиванием всех компонентов до образования однородной суспензии. Суспензию процеживают через сито, вакуумируют и получают шликер с влажностью до 40%.

ФОРМОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ можно осуществить пластическим формованием, полусухим прессованием и литьем.

Пластическое формование производится из пластичных глиняных масс на ленточных прессах (вакуумных и безвакуумных). Из мундштука пресса выходит непрерывный глиняный брус, который автоматически разрезается на изделия заданного размера. На вакуумных прессах прочность сырца возрастает в 2...3 раза, высушенного - в 1,5 раза, обожженного - до 2 раз относительно

сформованных на безвакуумных прессах. Применяется пластический способ для формования стеновых материалов и керамических труб.

Полусухое прессование производится из пресспорошков на гидравлических прессах, работающих в автоматическом режиме. Прессующее давление составляет 15...40 МПа. Применяется способ для производства пустотелого и обыкновенного глиняного кирпича, облицовочных плиток, керамических труб, огнеупорных и кислотоупорных изделий. Основное преимущество перед пластическим способом - резвое сокращение энергетических затрат на сушку сырца.

Способ литья используют для получения изделий из глиняной суспензии. По конвейеру движутся высокопористые гипсовые или керамические разборные формы, в которые автоматически заливается определенное количество шликера. Двигаясь по конвейеру керамическая масса быстро подсыхает за счет отсоса воды пористой формой .После набора определенной прочности изделие из формы вынимают, зачищают и отправляют на сушку, глазурование, обжиг. Применяется способ для формования изделий сложной конфигурации (сантехнических изделий) и облицовочных плиток.

СУШКА СЫРЦА производится до 5% влажности в сушилках различных конструкций: камерных, туннельных, роликовых. В качестве теплоносителя используют отходящие дымовые газы обжиговых печей или горячий воздух из калориферов. Длительность сушки определяется влажностью изделия, пластичностью глин, размерами сырца. Это высокоэнергоемкая и длительная операция.

ОБЖИГ ИЗДЕЛИЙ И ЕГО ОСНОВНЫЕ СТАДИИ:

t=110˚C - удаляется свободная влага, керамическая масса теряет пластичность, но при вторичном увлажнении пластичность восстанавливается; t= 500...700˚С - удаляется химически связанная вода глинистых минералов и выгорают органические примеси - пластичность теряется безвозвратно; t = 900˚С - начинает появляться расплав легкоплавких соединений, количество которого увеличивается с ростом температуры. Образовавшийся расплав обволакивает зерна тугоплавких соединений, способствуя их частичному растворению, сближая их, вызывая стягивание и уплотнения изделия, т.е. идет процесс спекания, сопровождающийся уменьшением пористости и нарастанием прочности.

Для выбора режима обжига решающее значение имеет интервал спекания глин - температурный интервал между огнеупорностью и началом спекания. Чем он шире, тем меньше опасность деформации изделий при обжиге.

Легкоплавкие глины имеют узкий интервал спекания. Обжиг изделий из них ведут обычно при t = 900...1000˚С, жидкой фазы образуется сравнительно мало, поэтому черепок образуется пористый. Тугоплавкие и огнеупорные глины имеют большой интервал спекания (более 100˚С ), поэтому из них получаются изделия с плотным спекшимся черепком при температурах обжига 1150...1400˚С.

При нарушении режима обжига может появиться недожог, когда изделия имеют недостаточную степень спекания, малую прочность, алый цвет, или пережог, когда в черепке образуется слишком много жидкой фазы, что вызывает оплавление поверхности, деформацию изделий, резкое увеличение теплопроводности.

Обжиг изделий ведут в печах непрерывного действия различной конструкции ( туннельные, щелевые, роликовые и др ). Печь - это канал, выложенный огнеупорным кирпичом, в котором изделия на вагонетках или по конвейеру движутся противотоком топочным газам. После обжига изделия охлаждают постепенно, чтобы предотвратить образование трещин.

Дата добавления: 2014-05-05; просмотров: 869; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!