Tomsk-kuhnja.ru

Кухни Томска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Каким способом можно обжигать кирпичи

Каким способом можно обжигать кирпичи?

Обжиг кирпича

Как обжигать кирпичи? Этот вопрос является очень популярным, ведь кирпич — это стройматериал, который известен уже несколько тысяч лет. Популярность кирпича объясняется его уникальными свойствами и простым производством. В регионах с высокой температурой воздуха изготовить кирпич можно в домашних условиях. Но для этого необходимо знать технологию, как обжечь кирпич, и выбрать качественные материалы.

Обжиг кирпича в печи

Обжиг кирпича в печи закрепляет форму и надежность кирпича.

Из чего изготавливают

Для производства кирпича в домашних условиях понадобится глина, которая находится чуть ниже дерна. Признаком наличия глины является клейкая грязь красноватого оттенка, полученная при смешивании воды и земли. Идеальным вариантом для производства является глина средней жирности.

Чтобы определить жирность сырья, проводят следующий опыт. Из нескольких участков грунта добывается 500 г глины, затем в нее добавляется вода. Перемешивают глину с водой до состояния клейковины. Из полученной смеси делают небольшие шарики окружностью около 5 см. Такую операцию проделывают со всеми видами добытой глины. Через 2-3 дня, когда шарики просушатся и затвердеют, смотрят на полученный результат. Если шарики с трещинами, то это указывает на большую жирность глины, и в нее необходимо будет добавлять кварцевый песок. Если же на шариках отсутствуют трещины и при броске с 1 м шарик остается целым, то это значит, что глина оптимальной жирности и полностью подходит для производства кирпича.

Способы изготовления

Саманный кирпич Саман является необожженой (сырой) формой кирпича.

На сегодняшний день известно о 3 способах производства кирпича:

  • саман — необожженный кирпич, изготовленный с добавлением соломы;
  • кирпич-сырец;
  • обожженный красный кирпич.

Технология производства самана заключается в следующем. Сначала необходимо сделать специальные формы для заливки размером 25х12х6,5 см. Материалом для форм служат доски толщиной 20,5 мм и 2 небольших отрезка фанеры, которые между собой соединяются гвоздями длиной 5-6 см. Для формирования в кирпиче выемок делают небольшие выступы в двух крышках формы. Это способствует лучшему сцеплению материалов. Верхнюю крышку делают съемной.

Далее переходят к изготовлению раствора. В большой контейнер с невысокими бортиками закладывается тощая, жирная глины и тщательно перемолотая солома в пропорции 1:1:5. Добавляя немного воды, полученную смесь перемешивают совковой лопатой, а затем разливают в немного смоченные водой сделанные ранее формы. Заполняется форма полностью, включая все углы. Излишки раствора убираются металлическим шпателем. Сверху немного присыпают цементом или пылью и накрывают крышкой. Через некоторое время формы переворачивают, предварительно сняв верхнюю крышку. Для сушки кирпича используют стеллажи под навесом. Как правило, просушка занимает 7-14 дней, в зависимости от условий климата. Во время сушки исключают прямое попадание солнечных лучей и обеспечивают хорошее проветривание.

Кирпич-сырец Кирпич-сырец изготавливается из глины без соломы необоженным способом.

Саман является достаточно прочным видом кирпича, и строения из него сохраняются на протяжении десятков лет.

Кирпич-сырец производится аналогично саману, только вместо соломы добавляется песок. При этом пропорции материалов сохраняются те же.

Изготовление обожженного кирпича

Изготовление обожженного кирпича-сырца включает 3 стадии:

  • прогревание;
  • обжиг;
  • охлаждение.

Обжиг кирпича — самый важный и ответственный процесс в производстве, он представляет собой постепенное нагревание изделия до температуры от 920 до 980°С.

При достаточно высоких температурах глина меняет свое состояние, цвет и превращается в сверхпрочный материал. Обожженную глину невозможно размочить водой, и она навсегда становится камнеподобной. И к тому же ей не страшны морозы.

Существует два способа обжига. В первом способе кирпич-сырец кладут в металлическую бочку объемом 200-250 л без дна. Затем бочку ставят на печь без верха. При втором способе бочку устанавливают на ножки высотой около 20 см в предварительно вырытую яму глубиной около 50 см. Чтобы обеспечить равномерную температуру, огонь должен гореть около 20 часов.

Обжиг кирпича состоит из нескольких этапов:

  1. 1 этап — малый огонь или выпаривание, при котором испаряется вода при температуре около 120°С.
  2. 2 этап — средний огонь или дым, проходит при температуре 120-600°С. Происходит выгорание органических примесей, и полностью выделяется химически связанная вода.
  3. 3 этап — большой огонь или взвар, в котором при температуре от 920 до 980°С начинается сам процесс обжига, происходит усадка. На этом этапе глина обретает прочность.
  4. 4 этап — закал или томление. Кирпич находится в печи на определенной температуре, без ее резких перепадов.
  5. 5 этап — завершающий, охлаждение. При обжиге в бочке ее нельзя открывать до полного естественного остывания кирпича или же при постепенном ручном снижении температуры. Обычно крышку снимают через 6 часов. В случае несоблюдения данного условия высока вероятность образования трещин на глине.
Читайте так же:
Кирпич поризованный пустотелый 250х120х140 мм

Для определения качества обожженного кирпича его разламывают на 2 части. Правильно изготовленное изделие имеет прямоугольную форму, внутри — однородную структуру и оранжево-красный цвет. Если же залить кирпич водой на несколько часов, он не должен размокнуть.

Процессы горения при обжиге пористых заполнителей на основе отходов горючих сланцев и продукта сепарации нефтешлама

Колпаков, А. В. Процессы горения при обжиге пористых заполнителей на основе отходов горючих сланцев и продукта сепарации нефтешлама / А. В. Колпаков, Д. Ю. Денисов, В. З. Абдрахимов. — Текст : непосредственный // Актуальные вопросы технических наук : материалы II Междунар. науч. конф. (г. Пермь, февраль 2013 г.). — Т. 0. — Пермь : Меркурий, 2013. — С. 70-74. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/73/3424/ (дата обращения: 26.10.2021).

Исследования показали, что при нагреве пористых заполнителей до 600 о С углеводороды удаляются из гранул. В гранулах остается только высокотемпературная устойчивая форма углерода — графит. В интервале температур 1050–1100 о С значительно ускоряется процесс восстановления железа. При температуре обжига 1100 о С в обожженном керамическом материале органические соединения практически отсутствуют.

Ключевые слова: нефтяной кек, межсланцевая глина, пористые заполнители, химический состав, физико-механические характеристики, гранулы, горение, твердое топливо, углерод, графит, углеводороды.

Ежегодно в различных отраслях промышленности накапливается огромное количество отходов. На их удаление затрачивается 8–10 % стоимости производимой продукции [1, 2].

Производство строительных керамических материалов  одна из самых материалоемких отраслей народного хозяйства, поэтому рациональное использование топлива, сырья и других материальных ресурсов становится решающим фактором ее успешного развития в условиях проводимой экономической реформы. В связи с этим применение в керамических материалах отходов производств приобретает особую актуальность  3  .

Задача настоящей работы — исследовать процессы горения при обжиге пористых заполнителей (керамзита) из техногенного сырья (отходов производств) энергетики и нефтесодержащего продукта сепарации нефтешлама (нефтяного кека) с повышенным содержанием углерода без применения природных традиционных материалов. Так как именно процессы горения при обжиге теплоизоляционного материала формируют основные физико-механические свойства изделий.

В работах [4, 5, 6] была показана принципиальная возможность использования твердого нефтесодержащего продукта сепарации нефтешлама (нефтяного кека) и отхода от сжигания горючих сланцев — межсланцевой глины в производстве теплоизоляционного материала (керамзита). Компонентный состав нефтяного шлама (кека) представлен в таблице 1, а химический состав межсланцевой глины в таблице 2.

Компонентный состав нефтяной части нефтяного шлама (кека)

Наименование веществ

Содержание в % масс

Смолы

Асфальтены

Парафины

Тяжёлые масла

Вещества, растворимые в соляной кислоте, всего

в том числе:

R 2 O 3 (Al 2 O 3 ; Fe 2 O 3 )

RO (CaO)

RO (MgO)

CaSO 4

CaCO 3

MgCO 3

MgCaCO 3

Вещества нерастворимые в соляной кислоте

Усредненный химический состав межсланцевой глины

Содержание оксидов, мас. %

SiO 2

Al 2 O 3

Fe 2 O 3

R 2 O

В настоящей работе изложены вопросы кинетики выгорания угольных частиц при обжиге керамзита (теплоизоляционного материала) из оптимального состава, мас. %: межсланцевая глина — 80, нефтяной кек — 20 [4, 5, 6]. Для исследования состава газов, выделяющихся при обжиге керамзита, был использован хроматограф ХЛ-4 (рисунок 1) [6, 7]. Хроматографический метод  это физико-химический метод разделения сложных смесей газов на составляющие компоненты. При этом происходит распределение компонентов смеси между двумя фазами, одна из которых неподвижная, а другая — подвижная. В газовой хроматографии, как известно, подвижной фазой является газ [7].

доставка окислителя из атмосферы к поверхности раздела фаз путем молекулярной и конвективной диффузии;

адсорбция молекул окислителя на поверхности графита;

взаимодействие адсорбированного окислителя с атомами углерода и образование продуктов реакции, также адсорбированных на графите;

десорбция продуктов реакции;

Рис. 1. Схема устройства хроматографа ХЛ-4: 1 и 4 — нагреватели; 2 — детектор; 3 — источник питания; 5 — колонка; 6– ротаметр; 7 — осушитель газа; 8 — редуктор; 9 — капилляр; 10 — дроссель газов; 11 — кран-дозатор; 12 — испаритель жидкой пробы

Газовая среда, окружающая керамический материал в период термообработки при нагревании, как известно, является одним из движущих факторов интенсивности протекания физико-химических процессов.

С началом термической обработке до 180 о С из образцов выделяется остаточная вода [6, 8, 9]. Изучение динамики газовыделения из исследуемого материала показывает, что в условиях нормального давления, начиная с 250 о С в результате разложения органических веществ наблюдается выделение Н 2 , СО, SO 3 и СО 2 .

При термической обработке гранул в интервале температур 400–600 о С из керамзита удаляются летучие углеводороды, и в гранулах остаются частицы только одной (из четырех известных) аллотропических форм углерода — графита [6, 8, 9].

При температуре 400–500 о С физическая адсорбция диоксида углерода на поверхности графита уступает место хемосорбции без выделения СО [%. 8–10]. Такая хемосорбция приводит к возникновению на поверхности графита двух комплексов: кетенового СН 2 =С=О и кето >С=О (карбонильная группа).

Авторы работы [8] полагают, что при нагреве пористых заполнителей до 600 о С в большинстве случаев углеводороды удаляются из гранул. В гранулах остается только высокотемпературная устойчивая форма углерода — графит.

С повышением температуры кетенные комплексы становятся неустойчивыми и при температуре 600–700 о С покидают поверхность графита, а на их месте возникают новые кетенные комплексы [8–10].

Условия доставки окислителей и отвода продуктов реакций от поверхности графита во многом зависят от характера макропотоков дымовых газов. При этом авторы работы [8] различают два случая. Первый — ламинарное течение макропотока. У этого потока отсутствует составляющая, перпендикулярная границе раздела фаз, и поэтому ламинарный поток не увеличивает диффузию. Второй — турбулентное течение конвективного потока, которое характеризуется сложной траекторией движения струек газа. В процессе нагрева органические примеси обугливаются (главным образом во внутренних слоях керамического материала, изолированных от доступа кислорода воздуха), распадаясь на летучие и углистые остатки, которые сгорают с трудом. Процесс этот аналогичен сухой перегонке топлива. Обугливание с образованием углистого остатка происходит в интервале температур 500–800 о С  6, 8–10  . При термообработке керамических материалов выделяется газовая фаза, которая также является активным реагентом, влияющим на протекающие в этих материалах физико-химические процессы [6, 8–10]. Правильная оценка качественного состава и количественного соотношения компонентов газовой фазы будет способствовать выбору оптимальных режимов термообработки для получения керамического материала с заданными свойствами.

С началом термической обработки до 180 о С из образцов выделяется остаточная вода. Изучение динамики газовыделения из исследуемого материала показывает, что в условиях нормального давления, начиная с 250 о С, в результате разложения органических веществ наблюдается выделение Н 2 , СО, SO 3 и СО 2 из керамических образцов. При этом суммарное содержание газов-восстановителей (водорода и угарного газа), как следует из таблицы 3, составляет более 30 %, что свидетельствует о восстановительном характере газовой среды. В интервале температур 350–550 о С в составе газовой среды отмечается интенсивное уменьшение содержания окислителя (кислорода) и нейтрального газа (азота). В интервале температур 550–1050 о С наблюдается незначительное снижение содержания кислорода и азота.

Исследования показали, что основными компонентами газовой фазы при обжиге керамических материалов при температуре 950 о С являются: СО 2 , СО, О 2 , Н 2 , N 2 и некоторые другие газы (таблица 3) [6, 8–10].

Состав газовой среды, выделяющейся при обжиге керамического материала, %

Восстановительная среда при обжиге кирпича

Руды большинства сульфидных месторождений золота относятся к классу «упорных», в которых одним из основных минералов является арсенопирит. Золото этих месторождений находится в минеральной ассоциации с арсенопиритом, входя в макроструктуру, что вызывает значительные сложности при переработке данного вида сырья. Кроме того, выделяющиеся в процессе переработки такого сырья соединения мышьяка оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду и качество получаемых концентратов.

В связи с этим основной проблемой переработки золотосодержащих арсенопиритных руд и концентратов является удаление мышьяка в виде малотоксичных соединений, в частности сульфидов мышьяка (трисульфида мышьяка и тетрасульфида тетрамышьяка), имеющих промышленное значение [1].

Исследованиями, проведенными в различных академических, исследовательских и отраслевых институтах [2, 3], установлено, что данная задача является трудноразрешимой при переработке данного типа сырья. Одним из способов решения проблемы является удаление мышьяка на предварительной стадии передела в виде малорастворимых соединений с минимальной степенью вредности и его складирование для последующей переработки в товарный промпродукт. Заслуживают внимания разработанные в последние годы технологии по отгонке мышьяка из золотосодержащих арсенопиритных концентратов термолизом в нейтральной среде, вакууме при окислительно-сульфидизирующем обжиге. К положительным сторонам этих технологий подготовки концентратов к последующей переработке следует отнести возможность удаления мышьяка в один этап благодаря переводу его в малотоксичный сульфид мышьяка, который после сплавления можно складировать для дальнейшего применения без специальных условий хранения [4, 5].

Наиболее перспективным методом удаления мышьяка из арсенопиритных руд и концентратов в форме его сульфидов и одновременного вскрытия золота является обжиг руд и концентратов при высоком потенциале серы в атмосфере перегретого водяного пара.

Цель данной работы – определить оптимальные параметры процесса обжига золотосодержащей арсенопиритной руды с пиритом в атмосфере перегретого водяного пара.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования является золотосодержащая арсенопиритная руда Карийского месторождения (Забайкальcкий край). Основными породообразующими минералами являются: арсенопирит (55 %) и пирит (20 %). В данной пробе руды, по данным пробирного анализа, содержится золота 44,0 г/т, серебра 26,0 г/т.

Термодинамический анализ процесса обжига проводился методом математического моделирования с использованием универсальной программы расчета термодинамических систем «АСТРА-4», применение которой позволяет определить характеристики равновесия химического и фазового состава многокомпонентных систем.

Содержание мышьяка в огарке определяли фотоколориметрическим методом по стандартной методике анализа мышьяка в горных породах и рудах.

Основной задачей химического и металлургического эксперимента является определение степени превращения вещества или выход продукта в зависимости от ряда факторов: продолжительности, температуры, соотношения различных компонентов смеси и т.п. При каком-либо конкретном значении этих факторов и одновременном их воздействии получается воспроизводимый результат на практике, из чего следует, что речь идет о существовании объективной многофакторной зависимости. Общий вид этой зависимости установить не удается, однако имеется возможность прогнозировать выход продуктов по двум-трём совместным факторам: продолжительности, температуре и соотношении компонентов [6].

Оптимизация процесса сульфидизирующего обжига золотосодержащей арсенопиритной руды проводилась с применением вероятностно-детерминированного метода планирования химических и металлургических экспериментов. В данном методе матричного планирования для анализа и обработки полученных статистических сведений была применена известная формула Протодьяконова:

pal01.wmf

где Yn – обобщенная функция для всех факторов,

Yi – частная функция фактора,

pal02.wmf– произведение всех частных функций,

Ycp – среднее значение всех функций.

Анализ опыта работ химических и металлургических объектов, использующих данный метод показывает, что матричные данные достаточно адекватно описываются уравнением Протодьяконова. По этой причине приведенный метод матричного планирования, выборки на отдельные зависимости для каждого фактора и их обобщение уравнением Протодьяконова считается вполне корректным.

Результаты исследования и их обсуждение

Минеральный состав пробы свидетельствует о том, что содержание арсенопирита в руде значительно выше остальных минералов, и поэтому поведением арсенопирита при обжиге в присутствии атмосферы водяного пара будет определяться большинство технологических параметров процесса обжига.

paleev1.wmf

Рис. 1. Продукты реакции при взаимодействии FeAsS с 1.5FeS2 и H2O, k – конденсированное состояние

Термодинамическое моделирование системы FeAsS – FeS2 – H2O было проведено в интервале температур 673–1173 K варьированием расхода сульфидизатора (пирита) и воды на 1 моль арсенопирита (рис. 1). Термодинамический анализ моделирования обжига арсенопирита с сульфидизатором прогнозировал вероятность образования в интервале температур 973–1073 К сульфидов мышьяка: трисульфида (As2S3) и тетрасульфида (As4S4), которые являются малотоксичными соединениями. Теоретически установлено, что для наиболее полного удаления мышьяка в виде сульфидов необходимое количество пирита составляет 1,5 моля и 1 моль воды [7].

Реакция взаимодействия арсенопирита (FeAsS) с пиритом (FeS2) в присутствии паров воды в температурном интервале 773–1073 К имеет весьма сложный характер: реакция протекает с образованием промежуточных продуктов, таких как As4, As2S3, S2, H2S, SO2. Вследствие разности в потенциалах между поверхностью твердого вещества (арсенопирита и пирита) и его объемом происходит интенсивная адсорбция полярных молекул паров воды из окружающей среды на поверхности отрицательных ионов твердого минерального вещества. Адсорбированные молекулы паров воды достаточно сильно удерживаются на поверхности минерала и тем самым создают условия для электролитической диссоциации воды по схеме [8]:

Образовавшийся молекулярный и особенно атомарный водород является сильным восстановителем. В восстановительной среде при температуре 700 К начинается разложение пирита до пирротина c образованием сероводорода и серы:

2FeS2 + H + → 2FeS + H2S(г) + pal03.wmf

При разложении арсенопирита в газовую фазу возгоняется мышьяк:

pal04.wmf

Мышьяк взаимодействует с сероводородом и серой с образованием тетрасульфида тетрамышьяка по схеме:

pal05.wmf

pal06.wmf.

Суммарная реакция взаимодействия арсенопирита с избытком пирита в атмосфере перегретого водяного пара в температурном интевале 800–1000 К может быть представлена в виде:

10FeAsS + 15FeS2 + 2H2O → 25FeS(к) + 2As4S4 + As2S3 + 2H2S + SO2 + pal07.wmf

При избыточном содержании паров воды в реакционной зоне трисульфид мышьяка не образуется вследствие окисления образующихся сульфидов мышьяка.

Для нахождения оптимальных параметров процесса обжига использовалась трехфакторная матрица планирования эксперимента на пяти уровнях, согласно которой варьировались следующие параметры: температура процесса (Х1), продолжительность процесса (Х2) и расход пиритного концентрата (Х3).

Изучаемые уровни для каждого из факторов представлены в табл. 1.

По данным химического анализа определена степень удаления мышьяка и построены графики зависимостей его удаления из представленной пробы арсенопиритной руды от изучаемых факторов (рис. 2–3).

Математические выражения для каждой частной функции были определены методом наименьших квадратов. Рассчитанные значения для каждой функции приведены в табл. 2. Зависимость степени удаления мышьяка от содержания пирита является незначимой, так как влияет на образование сульфида мышьяка, а не на степень его удаления.

С учетом математических выражений функции зависимости от каждого значимого фактора обобщенное уравнение Протодьяконова будет иметь вид

Термические свойства керамических материалов.

проявляются в процессе нагрева глины при высоких температурах. Важнейшими из них являются огнеупорность, огневая усадка, спекаемость и интервал обжига.

Огнеупорность– это свойство керамики материалов и изделий противостоять воздействию высоких температур, не расплавляясь. Показателем огнеупорности является температура, при которой образец из материала, имеющий форму трехгранной усеченной пирамиды (условно именуемый «конусом»), деформируется от собственной тяжести и касается вершиной керамической подставки. Под огнеупорностью глины понимают условную температуру ее плавления. Условной эта температура является потому, что глинистая порода полидисперсна и не имеет строго определенной температуры плавления, а плавится в некотором интервале температур. Поэтому за температуру плавления глины принимают ее огнеупорность. По ГОСТ 9169 глины по огнеупорности делятся на три класса: огнеупорные – огнеупорность выше 1580°С, тугоплавкие 1350…1580°С и легкоплавкие – ниже 1350°С. Огнеупорность глины зависит от ее химического состава: глинозем (Al2O3) повышает огнеупорность глины, кремнезем (SiO2) тонкодисперсный понижает, а крупнозернистый повышает огнеупорность. Примеси щелочных металлов (R2O) являются наиболее сильными плавнями (флюсами) — веществами, понижающими температуру плавления глины. Оксиды щелочноземельных металлов (RO) также являются плавнями, но при более высокой температуре, чем щелочные. Огнеупорность керамики, содержащей оксиды железа, зависит от вида газовой среды в обжиге: восстановительная среда понижает огнеупорность, так как Fe2O3 восстанавливается в FeO, с большой реакционной способностью. Он образует с SiO2 фаялит (2FеО SiО2), имеющий температуру плавления 1205°С и играющий роль плавня.

Спекаемостьявляется вторым важным термическим свойством глин. Под спекаемостью понимают способность при обжиге уплотняться с образованием твердого камневидного тела. Спекание глин происходит за счет стягивания и склеивания твердых частиц жидкой фазой – силикатными расплавами, образующимися при обжиге глины (жидкостное спекание) вследствие рекристаллизации минералов, входящих в состав керамики, и за счет реакций в твердой фазе между компонентами глины и продуктами их распада (твердофазовое спекание). Результатом спекания является уплотнение обжигаемого материала и уменьшение открытой пористости. Поэтому степень спекания контролируется по водопоглощению керамики. Спекшейся считается керамика, имеющая водопоглощение не более 5%. Поэтому спекаемость глин определяют как способность давать камень без признаков пережога с водопоглощением менее 5%. Признаки пережога: деформации и вспучивание с повышением пористости. По ГОСТ 9169 глины по степени спекания классифицируются на три группы:

Группа глинистого сырья Водопоглощение керамики в %

Сильноспекающиеся Не более 2

Среднеспекающиеся Не более 5

Неспекающиеся Более 5

Указанные значения водопоглощения должны быть не менее чем в двух температурных точках с интервалом 50°С. Смысл этого условия иллюстрируется рис. 7, где представлены зависимости водопоглощения керамики от температуры обжига для трех видов глин. Эти глины имеют одинаковую предельную температуру обжига t об пр , превышение которой дает признаки пережога. При температуре t1, которая на 50° ниже t об пр, глина 1 дает керамику с водопоглощением 2%. В интервале t об пр – t1 = 50°С керамика из нее имеет водопоглощение ниже 2% и не обнаруживает признаков пережога. Она является сильноспекающейся. Глина 2 в этом же интервале температур имеет водопоглощение более 2%, но меньше 5%, что определяет ее как среднеспекающуюся. А глина 3 в том же интервале имеет водопоглощение более 5% и является неспекающейся.

Спекаемость является важнейшим признаком, определяющим пригодность глин для производства многих керамических изделий: канализационных труб, плиток для полов, кислотоупорных изделий. Она характеризуется температурным интервалом, под которым понимают для легкоплавких глин:

а для огнеупорных глин:

где – температуры, при которых керамика приобретает водопоглощение соответственно 5, 2 и 1%.

Al2O3 увеличивает интервал спекания глин, СаО резко понижает, а щелочные К2О и Na2O расширяют его. У каолинитовых глин интервал спекания обычно больше, чем у монтмориллонитовых. Запесоченность глин резко снижает интервал спекания. Наименьший интервал спекания (50…100°С) у легкоплавких глин, лёссовые глины почти его не имеют, наибольшее его значение (до 400°С) у огнеупорных глин. Интервал спекания определяет возможность обжига изделий в печах c перепадом температур между верхом и низом печи.

Если печь имеет температурный перепад между верхом и низом 80°С, а интервал спекания глины 30°С, то нижние ряды садки будут иметь недожог, а верхние ряды – пережог, качество обжига будет низким. Поэтому надо либо увеличить интервал спекания керамической массы введением плавней, расширяющих интервал, либо повысить равномерность обжига конструктивными приемами, в крайнем случае, снижением высоты печи. Для некоторых видов керамики низкое водопоглощение не обязательно или даже недопустимо. В этих случаях температурные границы, в пределах которых можно вести обжиг, определяет не интервал спекания, а интервал обжига. Под интервалом обжига понимают температурные границы, в которых изделие при обжиге приобретает свойства, регламентированные действующими ГОСТами и ТУ. Например, для строительного кирпича минимальная температура обжига будет ограничена достижением прочности, соответствующей марке 75 (минимальная по ГОСТ 530-95), а максимальная – водопоглощением керамики, равным 8%. Интервал температур, в пределах которого соблюдаются эти величины, и будет интервалом обжига. По величине он намного больше интервала спекания. Этим объясняется то, что глины с малым интервалом спекания оказываются пригодными для обжига кирпича в печах со значительными перепадами температур.

Огневая усадка представляет собой сокращение размеров абсолютно сухого глиняного образца при его обжиге. Сближение глинистых частиц происходит в обжиге под действием сил поверхностного натяжения силикатного расплава. Механизм стягивающего действия этих сил схематически изображен на рис. 8. Как только между двумя твердыми частицами 1 окажется капля жидкого расплава 2 с вогнутыми менисками, она под влиянием сил поверхностного натяжения будет растекаться по поверхности твердых частиц. Равнодействующая этих сил образует силу капиллярного давления Рк, которая будет растягивать каплю жидкости, сближая твердые частицы.

Усадку при обжиге характеризуют величиной огневой усадки У%:

где l1 и l2 – линейные размеры, см сухого и обожженного образцов.

Огневая усадка глин колеблется в пределах от 2 до 8% и достигает в отдельных случаях 14%. С увеличением содержания глинистой фракции усадка возрастает. Сильно запесоченные глины могут совсем не давать усадки и даже обнаруживать в обжиге «рост» за счет вспучивания (усадка в этом случае получает отрицательный знак). Монтмориллонитовые глины имеют большую огневую усадку, чем каолинитовые. Щелочные оксиды всегда повышают огневую усадку, а железистые – лишь при обжиге в восстановительной среде. С повышением температуры обжига усадка обычно возрастает. Поэтому неравномерно обожженные изделия могут иметь заметный разброс в размерах.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector