Мокрый способ приготовления керамических связок

Технологическая схема производства связок мокрым способом представлена на рис. 2.60 [127].

Процесс производства связок мокрым способом состоит из следующих операций:

складирование и приемка исходных сырьевых материалов;

подготовка сырьевых материалов;

составление шихты и изготовление связок в виде шликера;

получение связок из шликера методом сушки распылением;

упаковка, хранение, транспортировка связки;

контроль готовой продукции;

техника безопасности.

Складирование и приемка сырьевых материалов. Глина огнеупорная, полевой шпат, каолин выгружаются и складируются отдельно в отсеках склада. Борсиликатная фритта хранится в специальных контейнерах, а тальк, криолит, волластонит — в мешках в молотом виде. Все материалы хранятся в крытом помещении. В производство допускаются материалы, качество которых соответствует требованиям ГОСТов и технических условий.

Подготовка сырьевых материалов

Линия переработки полевого шпата. Со склада полевой шпат подается на грубое дробление. Крупные куски полевого шпата дробятся на щековой дробилке до кусков размером не более 100 мм. Затем материал поступает на среднее дробление, которое производится на малой шековой дробилке до кусков крупностью не более 25 мм, и направляется в промежуточный бункер, из которого по рукаву самотеком подается в конусно-инерционную дробилку модели К ИД-300, в которой измельчается до размеров не более 2 мм, проходит грохочение и направляется в расходный бункер.

Линия переработки боросиликатной фритты. Боросиликатная фритта со склада в специальных контейнерах подается на участок измельчения и высыпается в бункер конусно-инерционной дробилки КИД-300, где измельчается до крупности кусков не более 2 мм, проходит грохочение и направляется в расходный бункер боросиликатной фритты.

Линия переработки глины и каолина. Глинистые материалы предварительно измельчают на глинорезных машинах различных конструкций [13], подвергают.

Рис. 2.60. Технологическая схема производства керамических связок.

мокрым способом сортировке и распускают в бассейнах емкостью примерно 4 м³, снабженных пропеллерными мешалками типа СМ-489А либо горизонтально-лопастными мешалками (рис. 2.61). Роспуск глинистых материалов производится в течение 180 мин до получения однородной консистенции суспензии (плотность по пикнометру 1,26−1,28 г/см³), которая при непрерывном перемешивании подается из бассейна в подмельничную емкость в количестве 90% от общей массы глины (каолина), а 10% глинистой суспензии поступает в шаровую мельницу.

Составление шихты и изготовление связки в виде шликера. Пример состава шихты связки К20 с учетом технологических потерь (в зависимости от оборудования и технологической дисциплины) и количество необходимых сырьевых материалов для изготовления 1 т связки приведены в табл. 2.113. Компоненты связки: полевой шпат, фритта, тальк, сухой каолин — взвешиваются на весах любой конструкции с погрешностью взвешивания ±0,5%. Взвешенные материалы высыпаются в приемный бункер шаровой мельницы. Измельчение компонентов можно производить двумя способами.

При первом способе перед загрузкой материалов в мельницу подается вода, затем материал и шары. Соотношение материал: шары: вода —1:1: 0,5. Перед каждым циклом работы мельницы производится добавка мелющих тел в количестве не менее 60 кг для компенсации потери их веса вследствие износа. В качестве мелющих тел используют цилиндрики из высокоглиноземистой массы марки Г-37 диаметром 25—55 мм и высотой 45—50 мм.

Рис. 2.61. Горизонтальная лопастная мешалка:

/, 5— подшипники; 2, 4— сальниковые буксы; 3— резервуар; 6— вал; 7— пробковый кран; 8— крестовина; 9— лопасти Количество сырьевых материалов для изготовления 1 т связки марки К20.

Изготовление связки начинается с измельчения боросиликатной фритты. Взвешенная фритта загружается в шаровую мельницу периодического действия и измельчается совместно с каолином (10% от общей массы каолина) в течение 2— 3 ч. Затем добавляется полевой шпат и производится совместный помол в течение 3−6 ч до остатка на сите № 063 не более 1%, затем подается тальк и помол продолжается еще в течение 3 ч. Общее время измельчения и взвешивания 8—12 ч. По окончании процесса производится контроль тонины помола.

При измельчении и смешивании всех компонентов шаровую мельницу останавливают и открывают загрузочное отверстие (для удаления конденсата) через каждые три часа работы мельницы на 2—3 ч.

Готовая суспензия из шаровой мельницы сливается в подмельничную емкость, предварительно наполненную суспензией пластичных материалов (глины или каолина) при непрерывной работе пропеллерной мешалки. Количество глины (каолина) при этом составляет 90% от рецептуры связки.

После роспуска глинистые материалы подвергаются ситовому и магнитному обогащению. Ситовое обогащение осуществляется при пропускании суспензии через сито с сеткой № 063 и вибросито с двумя обечайками, на которых натянута сетка № 01, в результате чего суспензия освобождается от крупных включений.

Для магнитной сепарации суспензии используют ферромагнитные сепараторы лоткового типа 600−5, типа СМ-488, ФОЛ-5 конструкции ГИКИ и др. Потребляемая мощность ферромагнитных сепараторов лоткового типа 0,5— 0,8 кВт.

Представляет интерес магнитный сепаратор ВИМС (Германия), работающий с автоматическими регулируемыми циклами и с частотой 10−15 циклов в минуту. Каждый цикл включает три стадии: захват и отделение частиц минералов с магнитными свойствами на профилированных плитах в магнитном поле; очистка отделенных минералов пульсирующей струей воды; удаление магнитных минералов с профилированных плит при снижении интенсивности магнитного поля и одновременном усилении струи воды. При потреблении мощности до 0,0008 кВт/e, силе тока 65 А и напряженности магнитного поля 1,43−10⁶ А/.м возможно снижение содержания Fe₂0₃ в каолине до 0,15−0,2%. Для магнитной очистки суспензий при сливе в сборники смеси также широко используются гребенчатые переносные магниты, магнитные плиты и др.

Переносные электромагниты (рис. 2.62) имеют электромагнитные катушки, помещенные в металлическую коробку из листовой стали или латуни. К полюсам электромагнита прикреплены полюсные наконечники, которые выходят за пределы коробки и образуют металлическую гребенку. Керамическая смесь, протекающая по спусковому желобу через гребенку электромагнита, разделяется на мелкие струйки, со всех сторон омывающие наконечники, которые извлекают из смеси магнитные частицы. Электромагнит вверху снабжен контрольной электрической лампочкой, которая автоматически выключается, если он не работает. Гребенку периодически очищают от металлических частиц. Производительность переносного магнита 1130−14 000 л/ч. Для более эффективного удаления магнитных частиц из смеси в желобе устанавливают несколько электромагнитных коробок.

Рис. 2.62. Переносной электромагнит.

Шликер, очищенный от железосодержащих примесей и загрязнений, поступает в расходную емкость.

По второму способу изготовление связки производится совместным измельчением компонентов в две загрузки. В первую очередь подается вода, затем пластичные материалы (каолин, глина) в количестве 10% от их общей массы, затем фритта, полевой шпат и шары. Соотношение материалов компоненты связки: шары: вода — 1: 1,3: 0,7. После измельчения в течение 2—3 ч подаются вторично вода, остаток пластичных материалов (90%), тальк, криолит, волластон ит и др.

Общее время измельчения 12—15 ч. По окончании измельчения проверяется тонина помола. Готовый шликер сливается из шаровой мельницы в бассейн при непрерывной работе пропеллерной мешалки с одновременным обогащением по способу 1 и передается на сушку.

Получение связок из шликера методом сушки распылением. Сушка распылением — это превращение жидкости или суспензии в сухой порошок в течение одной рабочей операции. Суспензия распыляется центрифугированием или при помощи давления, и брызги мелких капель немедленно приходят в соприкосновение с потоком горячего воздуха.

Конструкция распылительной сушилки и условия эксплуатации выбираются в каждом отдельном случае в соответствии с особенностями продукта, т. е. содержания в нем влаги, плотности его массы, размера его частиц. Благодаря большому разнообразию физических особенностей шликера необходимо произвести тщательную оценку системы сушки, чтобы создать оптимальные условия, которые необходимы для данного производства. Поскольку поток воздуха имеет спиралеобразное направление, возможен выпуск почти всей массы продукта со дна камеры.

Получение пресс-порошка керамической связки производится в распылительной сушилке с дисковым распылением, например, конструкции фирмы Niro-Atomizer (Дания) (рис. 2.63). При центробежном распылении вращающийся лопастной диск, имеющий износоустойчивые вставки, распыляет суспензию и посылает капельки радиально в поток горячего воздуха, который поступает сверху через потолочный распылитель воздушной среды (рис. 2.64).

Рис. 2.63. Общий вид распылительной сушилки фирмы Niro-Atomizer.

Рис. 2.64. Схема сушки с дисковым распылением: /— корпус сушки;

2— дисковый распылитель Режим сушки шликера:

начальная температура теплоносителя — 550 °C;

температура отходящих газов — 90 °C;

разрежение в сушильной камере— 15 мм вод. ст.

Шликер из расходной емкости насосом нагнетается в резервуар подачи шликера, откуда самотеком через питательный клапан, имеющий дистанционное управление, подается на распылительный диск и далее по схеме дискового распыления. Влажность получаемого пресс-порошка (связки) 1%.

Готовый пресс-порошок самотеком высыпается через резиновый откидной клапан на транспортную систему (ленточный конвейер-элеватор) и поступает в бункер. Перед поступлением в элеватор порошок проходит через сетку 1,25 для удаления комков слипшихся гранул.

Тонкие фракции порошка, осевшие в циклоне, поступают в общую систему пылеулавливания, собираются в бункер и в дальнейшем используются как возвратные отходы.

Характеристика основного и вспомогательного оборудования для распыления шликера представлена в табл. 2.114.

Получение пресс-порошка керамических связок может производиться на распылительных сушилках других моделей и конструкций, как отечественных, так и зарубежных, например с сопловым распылением (рис. 2.65 и 2.66). Сопловый распылитель расположен в нижней части камеры и направлен прямо вверх. Это устройство дает фонтанообразные брызги, которые встречаются с горячим воздухом, поступающим в сушильную камеру через распылитель воздушной струи [128].

После изготовления связки производится контроль ее качества по ТУ 3989−014−5 748 371—99.

Связки упаковывают в тару, обеспечивающую герметичность и сохранность при транспортировке.

Техническая характеристика основного и вспомогательного оборудования для распыления шликера.

Рис. 2.65. Схема сушки с сопловым распылением:

I — корпус сушилки; 2 — сопловый распылитель.

Рис. 2.66. Схема распылительной сушилки конструкции НИИстройкерамики:

1 — цилиндрическая башня; 2— газовые горелки; 3— конусное днище; 4— циклон; 5— дымосос; 6— шибер; 7— конвейер; 8— всасывающий патрубок; 9— шликеронровод; 10— механические форсунки Техника безопасности. К работе на распылительном сушиле допускаются лица, обученные безопасным методам работы, прошедшие инструктаж по технике безопасности на рабочем месте и ознакомленные с инструкцией по эксплуатации распылительной сушилки.