Заняття №8. Тема:Попередній обробіток керамічних сировинних матеріалів

Тема:Попередній обробіток керамічних сировинних матеріалів

Мета:ознайомитися з принципом роботи обладнання при підготовці сировинних матеріалів.

Пояснити:як розпускають глинисті матеріали.

Тип заняття:лекція.

Література:Акунова Л.Ф. Материаловедение и технология производства художественных керамических изделий. Глава 5.

План лекції

1. Влив тонкого помелу на властивості керамічної маси.

2. Обладнання для помелу сировинних матеріалів.

3. Розпуск глинистих матеріалів.

4. Сортування.

1. Мета тонкого помелу матеріалу є збільшення хімічної активності поверхні матеріалу, а також прискорення протікання хімічних реакцій. Майже всі сировинні матеріали є твердими при низьких температурах, тому в процесі подрібнення розрізняють три етапа. На першому етапі: грубий помел-розкриття крупних і дрібних пор дефектів структури; на другому етапі-середній помел-опір матеріала подрібненню, який заключається в руйнуванні кристалів; на третьому етапі-тонкий помел і одночасно з подрібненням кристалів відбувається налипання і агрегування.

Щоб здійснити тонкий помел матеріала необхідно попередньо подрібнити до розміра кусків не більше 5-8мм. Степінь подрібнення визначається природою матеріала, конструкцією подрібнення, розміра кусків. Для здійснення високого ступеня подрібнення процес подрібнення ведуть послідовно, спочатку крупне, потім середнє і дрібне. Це дозволяє підвищувати ефективність подрібнення і знизити витрати електроенергії.

2. Подрібнення матеріала здійснюється на дробарках різної конструкції, які працюють по відкритомйу і закритому циклах. Для грубого подрібнення використовують щокові дробарки, які відрізняються простотою конструкції. Робочими органами щокової дробарки є щоки, рухома і нерухома. По характеру руху щоки дробарки бувають з складним та простим рухом. Конусні дробарки. В них матеріал подрібнюється роздавлюванням і згинанням між поверхнею зовнішнього нерухомого коніса і поверхнею внутрішнього рухомого конуса. Щокові та конусні дробарки використовуються для подрібнення твердих та крихких матеріалів. Розмір кусків становить 30-150мм. Молоткові дробарки являють собою ротор на які насаджені молотки. Для подрібнення більш мяких матеріалів (глинистих матеріалів) використовують дирчаті вальці. Крім цих дробарок застосовують роторні дробарки , дезінтеграторні і для тонкого подрібнення використовують бігуни.

Тонкий помел здійснюють в помельному обладнання. Для тонкого помела використовують обертові вібріційні струйні млини. Найбільше поширення отримали кульові млини для середнього та тонкого помелу. Вони працюють по принципу удара і стирання подрібненого матеріала вільно падаючими тілами, що подрібнюють (кульками, циліндрами, стержнями), що знаходяться в обертаючому барабані млина. По принципу роботи кульові млини розділяють на безперервно діючі та періодичні. Кульові млини періодичної дії –стальні циліндричні барабани, футеровані кремнієвими, уралітовими та базальтовими литими плитами. Матеріали загружають в люк в боковій поверхні барабана. Помел ведуть, як . сухим так мокрим способом.

Для тонкого та надтонкого помелу матеріалів в виробництві кераміки застосовують вібраційні млини. Подрібнення матеріала проходе в результаті багаторазової дії мелючих тіл, які піддаються вібрації разом з корпусом. Застосування вібромлинів ефективно при помелі матеріала до розміру частинок 10-20мкм, і особливо – при помелі до розмірів частинок менше 1-3мкм.

3. Для підготовки попередньо подрібненої глини застосовують її розпуск, який здійснюється в глиномішалках. Для прискорення процесу розпуску воду підігрівають до 40-60⁰С. Цей нагрів можна здійснити гострим паром. Розрізняють глиномішалки пропелерні, вертикальні та горизонтальні.

В пропелерних глиномішалках розпускають глину під дією мішалки у вигляді трьохлопасного гвинта (в кінці гвинта насаджені лопасті, вигнуті по профілю судового гвинта).

В вертикальних глиномішалках глину розпускають в резервуарах, які представляють собою деревяні або бетоновані чани (круглого або овального перетину), снабжені мішалками у вигляді деревяних рам, які обертаються навколо своєї осі та навколо вертикального вала.

В горизонтальних глиномішалках глину розпускають в резервуарі з мішалкою у вигляді обертаючого горизонтального вала з лопастями.

4. Гранулометричний (зерновий) склад керамічної маси характеризується відсотковим вмістом в ній зерен різних розмірів.

Керамічні маси, не дивлячись на однаковий якісний і кількісний хімічний склад, можуть володіти різними властивостями, що зумовлено їх різним гранулометрчним складом. Регулюванням останнього вдається отримати матеріали, які володіють різними механічними, термічними та іншими властивостями. Причому це переважно стосується керамічних матеріалів виготовлених з спіснюючих мас, як наприклад, багатошамотних.

Дрібні фракції шамота (величина зерна менше 0,15-0,5мм) збільшують контактну реакційну поверхню, що сприяє при випалі підвищенню щільності, міцності та шлакостійкості випаленого матеріалу. Термостійкість при цьому знижується. Збільшення кількості крупних фракцій в шихті приводить до збільшення пористості, структура виробів стає більш рихлою. Термостійкість при цьому підвищується.

Гранулометричний склад в основному визначає щільність укладки малопластичних мас, яка в свою чергу, значно впливає на структуру матеріала та його пористість.

Для визначення гранулометричного складу сипучих матеріалів використовують різні методи: безпосереднє вмірювання розмірів частинок; ситовий, седиментаційний, кондуктометричний та фільтраційні аналізи; розділення в полі центробіжних сил. Найбільш розповсюдженим є ситовий аналіз, який заключається в розділенні порошкоподібної суміші на фракції просіюванням через набір сит з ячейками різного діаметра; після просіювання фракції зважують. Седиментаційний аналіз оснований на різниці швидкостей осадження твердих частинок різного розміру в рідині.

При необхідності використання частинок визначених розмірів або визначених фракцій матеріалу, його піддають сортуванню. В залежності від властивостей перероблюємих матеріалів і від вимог до гранулометричного складу застосовують різні методи сортування і очистки від сторонніх домішок – механічний (грохочення), повітряний (сепарація), електромагнітний (сепарація), гідравлічний (класифікація).

Контрольні запитання:

1. Який влив тонкого помелу на властивості керамічної маси?

2. Де здійснюється помел сировинних матеріалів?

3. Що собою представляє операція розпуску глинистих матеріалів?

4. Де здійснюється розпуск глинистих?

5. Охарактеризуйте призначення операції сортування.