химический каталог




Технология огнеупоров

Автор К.К.Стрелов, П.С.Мамыкин

усадка.

Уменьшение размеров при сушке объясняется сближением твердых частиц при удалении влаги.

Физическая влага, т. е. вода, не входящая в химический состав вещества, по-разному связана с твердыми частицами. Большая часть ее находится между тверды-1 ми частицами, механически заполняя собой свободное* пространство. Механически связанная вода слабо или почти совсем не удерживается твердыми частицами и-легко удаляется при сушке. При этом происходит сближение твердых частиц, т. е. процесс усадки. Некоторое количество воды образует вокруг каждой твердой частицы тончайшую оболочку в несколько десятков молекулярных слоев. Эта вода в силу физического взаимодействия прочно удерживается твердыми частицами, и удаление ее при сушке затруднительно. Удаление пленочной влаги также вызывает сближение частиц, но

128

сравнительно с предыдущим случаем весьма незначительное. Наконец, вода может содержаться в мельчайших внутренних капиллярах твердых частиц, причем удаление ее не вызывает усадки.

Следовательно, удаление воды и усадка связаны между собой; эта связь наглядно иллюстрируется кривыми (рис. IV. 19). На графике по оси ординат отложены объемы сухой глины, воды и пор. Линия БГЛМ показывает усадку образца глины, линия БГИН — удаление воды; до момента Г объемная усадка равняется объему удаленной воды, затем объем удаляемой воды становится больше объемной усадки. Отрезок БМ соответствует объемной усадке, МН — объему пор в образце.

Неравномерность усадки часто приводит к образованию трещин. Чем меньше усадка, тем меньше склонность глин к образованию трещин при сушке. Эта закономерность может быть примерно выражена коэффициентом восприимчивости (чувствительности) глин к сушке:

объемная усадка, см3

А, = —--г « (IV.44)

г объем пор в воздушно-сухом состоянии, см3 v '

Чем больше величина Кг, тем восприимчивее глина к сушке. Для низкочувствительных глин /Сг<1. для среднечувствительных он равен 1—2 и для высокочувствительных >2.

В процессах усадки и удаления влаги можно выделить три характерных периода (см. рис. IV. 19). В I периоде уменьшение объема соответствует количеству (объему) удаленной воды. Во II периоде количество удаленной воды больше, чем уменьшение объема, и в массе возникают поры, заполненные воздухом. В III периоде удаление влаги не вызывает изменения объема, но количество и объем свободных пор увеличиваются.

Усадка не может происходить равномерно для всего изделия, так как влажность в поверхностных и центральной зонах его в процессе сушки изменяется неодинаково.

Неравномерность усадки вызывает внутренние местные напряжения в материале, которые могут превысить его механическую прочность и вызвать деформацию сырца и образование трещин. Именно неравномерность усадки и обусловленные усадкой внутренние местные напряжения служат причиной образования трещин и брака при сушке. Неравномерность усадки вызывается также неоднородностью массы. Чтобы уменьшить мест-

9—298

129

ные внутренние напряжения, в начальный период сушки влагу следует удалять медленно. При быстрой сушке могут возникнуть наружные и внутренние (структурные) трещины. В те периоды сушки, когда частицы уже сблизились и усадка изделий прекратилась, сушку можно вести интенсивно, так как условий для образования трещин при этом нет.

При сушке сырца, как уже отмечалось, повышается механическая прочность вследствие увеличения сцепления между частицами.

Механическая прочность сырца шамотных изделий зависит от природных свойств глины, соотношения глины и шамота в шихте, зернового состава шихты, влажности и температуры сушки.

Механическая прочность динасовых изделий зависит от характера и количества связки Са(ОН)2, с. с. б., температуры и влажности массы. Механическая прочность магнезитовых изделий — от количества физических и химически связанной воды (от содержания гидратов в сырце), а также от температуры сушки.

При сушке некоторых огнеупорных изделий происходит химическое взаимодействие материала с водой.

При сушке магнезитовых изделий происходит процесс гидратации MgO и СаО, а при сушке динасовых изделий на известковой связке — кристаллизация гидро-ксида кальция. В случае химических реакций часть физической влаги переходит в химически связанную, которая при сушке не удаляется.

При сушке шамотных изделий химических реакций не происходит. Иногда наблюдается только отложение на поверхности испарения растворенных в воде солей.

Под режимом сушки понимают совокупность условий процесса: времени сушки, температуры и влажности входящего и выходящего сушильного агента, начальной и конечной влажности изделий.

Начальная влажность изделий зависит от технологического процесса и составляет, %:

Для шамотных:

при пластичном формовании..... 18—22

при полусухом прессовании...... 5—9

Для динасовых.......·..... 3—9

Для магнезитовых и хромомагиезитовых . . 2—4

На основании опытных данных считают достаточным в процессе сушки удалить влагу из шамотных изделий

130

Таблица IV.7

пптимальиые параметры сушильного агента при сушке иа полочных вагонетках с металлическими рамками

Изделия Температура сушильного агента, °С "Относитель- * ная влажно-

на входе на выходе ·? сть сушил ь-ного агента на выходе, %

Шамотные пластичного формования: Динасовые фасонные . . . Магнезитовые фасоииые (магнезитовые, хромомагнезитовые, доломитовые) . . 120—140 100—120 150—200 80—120 щ 35-40 30—35 40—50 40—50 75—90 80-95 Любая, ио <90

полусухого прессования (при обжиге их в туннельных печах) до 2—3% и при обжиге во всех других печах до 4—5%. Допускаемая конечная влажность для динасовых изделий равна 1—2%, для магнезитовых 0,6-1,0%.

Регулирование процесса сушки сводится к изменению времени сушки, температуры и влажности теплоносителя. Зависимость между этими параметрами весьма сложная, поэтому оптимальные режимы сушки разных изделий устанавливают опытным путем, а при расчетах сушильных процессов обычно исходят из данных практики. Рекомендуемые параметры сушки некоторых изделий приведены в табл.IV. 7.

Продолжительность сушки динасовых изделий массой до 12 кг составляет до 17 ч, свыше 12 кг до 24 ч.

2. ОБЖИГ

Обжиг — завершающая стадия производства обожженных огнеупорных изделий. При обжиге некоторых изделий у/иеньшается пористость и увеличивается прочность, при обжиге других повышается только прочность, а пористость даже увеличивается.

При обжиге происходят сложные физико-химические процессы.

Полнота протекания процессов зависит от температуры обжига, продолжительности, скорости подъема

9*

131

температур и охлаждения, газовой среды, состояния и свойств обжигаемого материала, условий обжига и т.п.

Физико-химические процессы в обжиге не заканчиваются и продолжаются в период службы огнеупоров в промышленных печах.

Общие изменения размеров и показателей плотност алюмосиликатных изделий при обжиге изображены н рис. IV. 20.

На первом температурном участке А существенны изменений не происходит, если не считать некоторог

Рис. IV.20. Изменение размеров и характеристик плотности керамики в процессе обжига:

/ — изменение линейных размеров- 2 — плотности; 3 — истинной пористости-4 — открытой пористости; 5 —закрытой пористости.

А — участок до начала спекания- Б — участок процесса спекания; В — интервал спекшегося состояния; Г — область пережога

термического расширения. На участке Б протекает процесс спекания, усиливающийся с повышением температуры, при этом происходят усадка, соответствующее ей увеличение плотности и снижение общей пористости. На определенном этапе появляются закрытые поры, в свя- ? зи с чем открытая пористость становится меньше, чем/ общая.

Участок ? соответствует максимальным значения усадки и плотности при наименьшей открытой пористое ти. Участок Г соответствует вспучиванию материала т.е. уменьшению плотности при пережоге за счет рост объема закрытых пор. На этом участке наблюдается деформация изделий. При нормальном обжиге материал до состояния вспучивания или пережога не доводят.

Режим обжига включает в себя скорость повышени температуры в печи в различные периоды, конечную температуру обжига, время выдержки при конечной температуре, скорость падения температуры при охлаждении и характер газовой среды при обжиге.

Режим обжига огнеупоров обусловливается типом и размером изделий, и поэтому для разных их типов он различен.

132

Рассмотрим некоторые факторы, влияющие на режим обжига. В начальный период удаление остатков свободной воды не сопровождается усадкой, но если газопроницаемость массы низкая, то бурное выделение пара может принять взрывной характер. Удаление химически связанной воды происходит в более широком температурном интервале и протекает спокойно. В период подогрева значительные напряжения возникают вследствие термического расширения. Температура поверхности изделий при нагреве всегда выше, чем в центре. Поэтому поверхностный слой испытывает напряжение сжатия, а центральная часть — растяжения. Допустимые перепады температур находят опытом, а допустимую скорость нагревания в этот период можно рассчитать по формуле

^доп = ???0??/(??»), (IV.45)

где Удоп — допустимая скорость нагрева, °С/ч; АгДОп— допустимый перепад температуры между поверхностным слоем и центром, °С/м; а — температуропроводность, м2/ч; ? — приведенная толщина изделия, равная отношению объема к активной поверхности, т. е. поверхности, участвующей во внешнем теплообмене (зависит от карты садки); А — коэффициент формы, для куба равный 0,2; для шара 0,167, максимальное значение 0,5.

В формуле (IV.45) существенную роль играет толщина изделий: продолжительность выравнивания температуры в теле изделия пропорциональна квадрату его толщины (а скорость подъема температуры обратно пропорциональна) .

В период собственно обжига механические напряжения для материалов, у которых усадка больше, чем термическое расширение, становятся противоположными по действию. Поскольку усадка (положительная или отрицательная) обычно больше, чем термический рост, то скорость подъема температуры Агдоп

страница 26
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

Скачать книгу "Технология огнеупоров" (3.17Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
могут ли не отпустить в отпуск за свой счет
радиаторы отопительные алюминиевые
курсы для вижасыстов и стилистов
каталог на дверцы из лдсп

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)