Заняття №25. Тема:Вогнетривкий припас

Тема:Вогнетривкий припас

Мета:Ознайомитися з призначенняи капселів та зі складами мас, що застосовуються при їх виготовленні.

Пояснити:що представляють собою капселі.

Тип заняття:лекція.

Література:Акунова Л.Ф. Материаловедение и технология производства художественных керамических изделий. Глава 9.4;

Мороз И.И. Технология фарфоро-фаянсовых изделий. Глава 8.

План лекції.

1. Поняття-вогнетривкий припас.

2. Призначення і види вогнетривкого припасу.

3. Склад мас

4. Сировинні матеріали для виготовлення в/п.

5. Формування вогнетривкого припасу.

1. Вогнетривкими називають матеріали, які здатні довго витримувати різні механічні і фізико-хімічні дії, які здійснюються на них в топках, печах і інших теплотехнічних агрегатах при високих температурах. Їх використовують при зведенні та футеровці теплових агрегатів. Вогнетривкі матеріали (вогнетриви) – матеріали на основі мінеральної сировини, які здатні зберігати свої властивості в процесі експлуатації при високих температурах; служити в якості конструкційних матеріалів та захисних покриттів. Сировиною для вогнетривких матеріалів служать прості та складні оксиди (наприклад, SiO₂, A1₂O₃, MgO, ZrO₂, SiO₂-MgO), безкисневі сполуки (наприклад, графіт, нітриди, карбіди, боріди), а також оксинітриди, оксикарбіди, сіалони.Капселі –полі вогнетривкі вироби прямокутного, круглого або овального перетину, які слугують для поміщення в них фарфорових, фаянсових і інших керамічних виробів з ціллю захисту їх при випалі від дії димових газів, госторого полумя і летючої золи, а також для зручності загрузки виробів в піч.

В першу чергу вони повинні володіти високою термічною стійкістю, а також механічною міцністю при високих температурах. Їх водопоглинання після випалу при 1300⁰С складає звичайно 14-18%.

2. Призначення вогнетривкого припасу –захистити вироби, що випалюються від прямої дії топочних газів і різкого коливання температури, виключити засмічення поверхні виробів і механічні пошкодження, попередити вироби від злипання, сприяти вирівнюванню температури виробу. Із вогнетривкого припаса-плит та стойок установлюють етажерки на пічних вагонетках, які надають необхідну стійкість садки при максимальному використанні робочого обєму тунельної печі. В щілевих роликових печах вогнетривкі плити, підставки, ролики забезпечують переміщення виробів, що випалюються.

По формі капселі бувають круглі, квадратні, прямокутні, овальні. Розміри капселів залежати від виду випалюваних в них виробів з врахуванням найкращого використання капсельного обєму. В один капсель вкладують до 10 виробів. Маса його коливається від 1 до 12кг і більше. Для утельного випалу тарілок застосовують капселі з вирізним дном, з поглибленим профільованим дном, кільцеподібної форми, а також розбірні етажерки, які збирають із плит та стойок, або етежерки, що стаціонарно встановлюються на пічих вагонетках.

З метою знизити такий дефект, як „засмічення”, а також для продовження терміну служби вогнетривкого припаса капселі, плити і стійки покривають спеціальними промазками (ангобами). Товщина вогнетривкого припасу, який володіє високою термічною стійкістю, повинна перевищувати товщину виробів, що випалюються на ньому не більше ніж в 2-3 раза.

3. Для виготовлення в/п застосовують- кордієрітові, мулітові, карбідокремнієві, глиношамотні маси.

В глиношамотних масах використовуються глини латненські, вселовські і прсяновські, положський каолін, а також бентоніт. Глиниста складаюча, звязуючи всю решту компонентів маси, надає їй пластичні властивості, достатню міцність напівфабрикату в висушеному стані (межа міцності при згині 2,2-2,6МПа), забезпечує утворення в черепку скловидної фази в кількості до 40% обєма і міцність виробів при зжиманні 10-36Мпа і при згині 7-16Мпа.

Оновлення в вогнетривкій масі частини шамота введенням в неї свіжевипаленого шамота (не менше 40% загальної кількості шамота в масі) є обовязковим. Змінюючи відношення в масі різних фракцій шамота, досягають зниженням усадки маси при сушці та випалі до 7-9% і пористості черепка в межах 8-12%, що найбільш повно задовільняє вимогам міцності та термічної стійкості вогнетривкого припаса.

Таблиця 1. Склади глиношамотних мас

Властивості в/п з таких мас:

-середня щільність 1,75-1,9 г/см³

-водопоглинання 14-17

-пористість 24-30%

-межа міцності при зжиманні 15-22

-межа міцності при згині 15-22

-температура початку розмякшення 1320-1360⁰С

- КТР (5-7)10^-6 /град с.

Властивості шамотного припасу залежать від вмісту в масі шамоту та глинистої складаючої. Оптимальне відношення шамота і глини в масі коливається в межах від 7:3 до 7,5:2,5 по обєму. З підвищенням вмісту шамота в масі усадка при випалі зменшується майже лінійно, збільшується водопоглинання, снижується міцність виробів. Температура розмякшення майже не змінюється при різних відношеннях спіснюючого та глинистої звязки.

При введенні в масу від 5 до 10% гідрофобних домішок (нафта, мазут) знижується вміст зерен розміром 3-5мм за рахунок підвищення дрібних фракцій, що сприяє підвищенню термостійкості в/п при зберіганні достатньої механічної міцності.

4. Сировиною для виробництва вогнетривких виробів є глина, каолін, карбід кремнію, глинозем, тальк.

Каолін підвищує вогнетривкість та термостійкість маси, але внаслідок своєї малої пластичності і звязуючої здатності погано впливає на механічну міцність капселів в повітряно-сухому стані.

Шамот вводять в склад вогнетривких мас, як спіснювач, але багаторазове нагрівання вогнетривкого припасу приводить до зміни структури шамота і розвитку в ньому слофази, що знижує термостійкість маси. Шамот вводять в масу у вигляді фракції з розміром зерен 1-2 мм і менше 1мм. Це необхідно для більшого щільного заповнення обєма маси.

Крбід кремнію (карборунд) в масах приводить до отримання вогнеприпасу з високими фізико-механічними властивостями та довговічністю.

Введення в масу глинозема сприяє збільшенню механічної міцності вогнетривкого матеріала на злом і зжимання, а також збільшує температуру деформації під нагрузкою і його термостійкість.

При доданні в масу талька зростають щільність, термостійкість та механічна міцність вогнетривкого припасу.

5. Капселі із глиношамотних мас виготовляють методом пластичного формування в гіпсових формах або на гіпсових піддонах в зйомних металічних обичайках на шпіндельних станках або на напівавтоматах АСФ-5, методом пресування в металіччних прес-формах на фрикційних або гідравлічних пресах, а також методом шлікерного лиття.

При пластичному формування капселів на напівавтоматах АСФ-5 застосовують шамотну масу вологістю 22-23% і карбідомістячу масу 14-17%. Поверхню формуючого ролика змазують гідрофобною змазкою, щоб він не прилипав до маси. В якості змазки рекомендується застосовувати підігріте до 30⁰С дизпаливо, ретельно змішане з стеарином (0,3%) або парафіном (0,5%), розігрітим до повного розчинення. Внутрішню поверхню і краї шамотних капселів покривають ангобом із глиноземистої маси вручну або механічною подачею його під шаблон в кінці формування. Це необхідно, щоб уникнути виривів і щербин на ніжках випалюваних виробів внаслідок приплавлення їх до капселів і етажерочним плитам.

При пресуванні вогнетривкого припасу на гідравлічниїх або фрикційних пресах використовують металічні прес-форми і маси вологістю 6-9%. Капселі та плити із карборундових, багатошамотних і карборундомістячих мас виготовляють в металічних прес-формах при двухсторонньому пресуванні. Прес-форма і пуансон перед пресуванням змазуються сумішшю керосина (60-80%) з парафіном (40%) або оліфою (20%).

Поверхня відпресованих капселів, плит повинна бути гладенькою і без тріщин: ребра, кути, края повинні бути гострими і щільними. Відпресовані капселі встановлюють на рівних підставках краями вверх.

При виготовленні тонкостінних карбідомістячих капселів діаметром більше 320мм і висотою 140мм методом шлікерного лиття зливним способом використовуються розбірні гіпсові форми з додатковим кільцем, яке створює ребро жорсткості по колу верхнього края капселя. Тонкостінні карбідомістячі вироби складної конфігурації отримуютьв гіпсових формах методом лиття наливним способом.

Підставки циліндричної форми, стійки для етажерних вагонеток виготовлють методом протяжки на вакуум-глиномялках з відповідним діаметром мундштука на виході маси. Вологість маси для протяжки стійок 16-18%. Масу отримують змішуванням компонентів в бігунковій (з припіднятими катками) або інших мішалках з послідуючим дозволоженням в глиномялці.

На глиномялках встановлюють мундштуки визначеної конструкції, які дозволяють отримувати щаготовки заданого діаметра 80-90мм з діаметром центрального отвору 30мм. При виході із глиномялки скалку маси розрізають на куски необхідних розмірів (довжиною 150-200мм).

Контрольні запитання:

1. Що називається вогнетривами?

2. Які види виробів називають вогнетривким припасом?

3. Яке призначення вогнетривкого припасу.

4. Назвіть види вогнетривкого припасу.

5. Які сировинні матеріали використовуються при виготовленні вогнетривкого припасу?

6. Назвіть склад мас з яких виготовляється вогнетривкий припас.

7. Якими способами здійснюється формування вогнетривкого припасу.