معظم المواد الخام للمواد الحرارية تنتمي إلى مواد البزموت غير البلاستيكية، ويصعب تحويلها إلى منتجات شبه جاهزة بمفردها. لذلك، من الضروري استخدام رابط عضوي خارجي أو رابط غير عضوي أو رابط مختلط. تخضع المواد الخام الحرارية الخاصة المختلفة لعملية خلط دقيقة ودقيقة لإنتاج مادة طينية ذات توزيع موحد للجسيمات والماء، مع مرونة معينة وسهولة في التشكيل، ومنتجات شبه جاهزة. من الضروري اتباع عملية إنتاج عالية الكفاءة، وخلط جيد، وخلط مناسب.
(1) مطابقة الجسيمات
يمكن تحويل البليت (الطين) إلى منتج ذي أعلى كثافة ظاهرية باختيار تركيبة جسيمات مناسبة. نظريًا، تم اختبار كرة ذات حجم واحد بأحجام مختلفة ومواد مختلفة، وكانت الكثافة الظاهرية متماثلة تقريبًا. على أي حال، كانت المسامية 38% ± 1%. لذلك، بالنسبة للكرة ذات الحجم الواحد، فإن كثافتها الظاهرية ومساميتها لا تعتمدان على حجم الكرة وخصائص المادة، وتكونان دائمًا مكدستين في شكل سداسي برقم تنسيق 8.
تتضمن طريقة التكديس النظرية لجسيم واحد من نفس الحجم مكعبًا، وعمودًا مائلًا واحدًا، وعمودًا مائلًا مركبًا، وشكلًا هرميًا، ورباعي السطوح. يوضح الشكل 24 طرق التكديس المختلفة للكرات من نفس الحجم. يوضح الجدول 2-26 العلاقة بين طريقة ترسيب الجسيمات المفردة والمسامية.
من أجل زيادة الكثافة الظاهرية للمادة وتقليل المسامية، يتم استخدام كرة ذات حجم جسيمات غير متساوٍ، أي يتم إضافة عدد معين من الكرات الصغيرة إلى الكرة الكبيرة لزيادة تركيب الكرة، وتظهر العلاقة بين الحجم الذي تشغله الكرة والمسامية في الجدول. 2-27.
بالنسبة لمكونات الكلنكر، تكون الجسيمات الخشنة 4.5 مم، والجسيمات المتوسطة 0.7 مم، والجسيمات الدقيقة 0.09 مم، ويظهر التغيير في مسامية الكلنكر في الشكل 2-5.
من الشكل 2-5، تتراوح نسبة الجسيمات الخشنة بين 55% و65%، والجسيمات المتوسطة بين 10% و30%، والمسحوق الناعم بين 15% و30%. يمكن تقليل المسامية الظاهرية إلى 15.5%. وبالطبع، يمكن تعديل مكونات المواد المقاومة للحرارة الخاصة وفقًا للخصائص الفيزيائية وشكل جسيمات المواد.
(2) عامل ربط للمنتجات الحرارية الخاصة
اعتمادًا على نوع المادة المقاومة للحرارة الخاصة وطريقة التشكيل، فإن المواد الرابطة التي يمكن استخدامها هي:
(1) طريقة الحقن، الصمغ العربي، بولي فينيل بيوتيرال، هيدرازين ميثيل سليلوز، أكريلات الصوديوم، ألجينات الصوديوم، وما شابه ذلك.
(2) طريقة الضغط، بما في ذلك مواد التشحيم، والجليكول،
كحول البولي فينيل، ميثيل السليلوز، النشا، الدكسترين، المالتوز والجلسرين.
(3) طريقة حقن الشمع الساخن، المواد الرابطة هي: شمع البارافين، شمع العسل، مواد التشحيم: حمض الأوليك، الجلسرين، حمض الستياريك وما شابه ذلك.
(4) طريقة الصب، عامل الرابطة: ميثيل السليلوز، إيثيل السليلوز، أسيتات السليلوز، بولي فينيل بوتيرال، بولي فينيل الكحول، الأكريليك؛ الملدن: بولي إيثيلين جليكول، حمض الفوسفوريك ثنائي الأوكتان، بيروكسيد الديبوتيل، إلخ؛ عامل التشتيت: الجلسرين، حمض الأوليك؛ المذيب: الإيثانول، الأسيتون، التولوين، وما شابه ذلك.
(5) طريقة الحقن، راتينج البولي إيثيلين بالحرارة، البوليسترين، البولي بروبيلين، أسيتيل السليلوز، راتينج البروبيلين، وما إلى ذلك، قد يسخن أيضًا راتينج الفينولي الصلب؛ مادة التشحيم: حمض دهني.
(6) طريقة الضغط المتساوي القياس، كحول البولي فينيل، ميثيل السليلوز، استخدام سائل نفايات اللب الكبريتي، الفوسفات والأملاح غير العضوية الأخرى عند تشكيل الكريات.
(7) طريقة الضغط، ميثيل السليلوز، دكسترين، كحول البولي فينيل، سائل نفايات لب الكبريتيت، شراب أو أملاح غير عضوية مختلفة؛ سائل نفايات لب الكبريتيت، ميثيل السليلوز، صمغ عربي، دكسترين أو أملاح حمضية غير عضوية وغير عضوية، مثل حمض الفوسفوريك أو الفوسفات.
(3) المواد المضافة للمنتجات الحرارية الخاصة
لتحسين خصائص معينة للمنتجات الحرارية المتخصصة، يُنصح بالتحكم في تحويل الشكل البلوري للمنتج، وخفض درجة حرارة حرقه، وإضافة كمية صغيرة من المواد المضافة إليه. تتكون هذه المواد المضافة بشكل رئيسي من أكاسيد معدنية، وأكاسيد غير معدنية، وأكاسيد معادن أرضية نادرة، وفلوريدات، وبوريدات، وفوسفات. على سبيل المثال، يمكن أن تُعزز إضافة 1% إلى 3% من حمض البوريك (H2BO3) إلى γ-Al2O3 عملية التحويل. كما أن إضافة 1% إلى 2% من TiO2 إلى Al2O3 تُخفض درجة حرارة الحرق بشكل كبير (حوالي 1600 درجة مئوية). كما أن إضافة TiO2 وAl2O3 وZiO2 وV2O5 إلى MgO تُعزز نمو حبيبات الكريستوباليت وتُخفض درجة حرارة حرق المنتج. يمكن تحويل إضافة CaO وMgO وY2O3 وغيرها من المواد المضافة إلى المادة الخام ZrO2 إلى محلول صلب من الزركونيا المكعبة والذي يكون مستقرًا من درجة حرارة الغرفة إلى 2000 درجة مئوية بعد المعالجة بدرجة حرارة عالية.
(4) طريقة ومعدات الخلط
طريقة الخلط الجاف
تتمتع الخلاطة القوية المائلة ذات التيار المعاكس التي تنتجها شركة Shandong Konyle بحجم يتراوح من 0.05 إلى 30 مترًا مكعبًا، وهي مناسبة لخلط أنواع مختلفة من المساحيق والحبيبات والرقائق والمواد منخفضة اللزوجة، ومجهزة بجهاز إضافة السوائل والرش.
2. طريقة الخلط الرطب
في طريقة الخلط الرطب التقليدية، تُوضع مكونات المواد الخام المختلفة في خلاط كوكبي مزود ببطانة واقية للطحن الناعم. بعد إنتاج الملاط، تُضاف مادة ملينة ومواد مضافة أخرى لضبط كثافة الطين، ويُخلط الخليط جيدًا في خلاط كوكبي ذي عمود رأسي، ويُحَبَّب ويُجفف في مجفف التحبيب بالرش.
خلاط كوكبي
3. طريقة تركيب البلاستيك
لإنتاج طريقة خلط متعددة الاستخدامات لمنتج حراري خاص، مناسب لتشكيل البلاستيك أو تشكيل الحمأة. في هذه الطريقة، تُخلط المواد الخام المختلفة، والمواد المضافة، والملدنات، ومواد التشحيم، والماء جيدًا في خلاط كوكبي، ثم تُخلط وتُخلط في خلاط مكثف عالي الكفاءة لإزالة الفقاعات في الطين. لتحسين لدونة الطين، يُخلط الطين مع المادة الراكدة، ثم يُخلط مرة أخرى على آلة الطين قبل التشكيل. تُنتج شركة كونيله خلاطات عالية الكفاءة وقوية كما هو موضح أدناه:
خلاط فعال وقوي
خلاط التيار المعاكس
4. طريقة الخلط شبه الجاف
مناسب لطرق الخلط ذات الرطوبة المنخفضة. يلزم استخدام طريقة الخلط شبه الجاف للمنتجات المقاومة للحرارة الخاصة، والتي تُشكل آليًا من مكونات حبيبية (مكونات ثلاثية المراحل: خشنة، متوسطة، وناعمة). تُخلط المكونات في خلاطة رملية، أو مطحنة رطبة، أو خلاطة كوكبية، أو خلاطة قسرية.
تبدأ عملية الخلط بخلط مختلف أنواع الحبيبات خلطًا جافًا، ثم إضافة المحلول المائي المحتوي على المادة الرابطة (عضوية أو غير عضوية)، ثم إضافة المسحوق الناعم المخلوط (بما في ذلك مادة الاحتراق، وعامل التمدد، وغيرها من المواد المضافة). يُخلط هذا العامل جيدًا. تتراوح مدة الخلط العامة بين ٢٠ و٣٠ دقيقة. يجب أن يمنع الطين المخلوط انفصال حجم الجسيمات، وأن يكون الماء موزعًا بالتساوي. عند الحاجة، يجب تثبيت مادة الطين جيدًا أثناء عملية التشكيل.
يتم التحكم في محتوى الرطوبة في طين المنتج المشكل بالضغط عند 2.5% إلى 4%؛ ويتم التحكم في محتوى الرطوبة في المنتج المصبوب على شكل طين عند 4.5% إلى 6.5%؛ ويتم التحكم في محتوى الرطوبة في المنتج المصبوب الاهتزازي عند 6% إلى 8%.
(1) الأداء الفني لسلسلة CMP من الخلاطات الكوكبية الموفرة للطاقة والتي تنتجها شركة Kone.
(2) الأداء الفني لخلاطة الرمل الرطب
5. طريقة خلط الطين
تُستخدم طريقة خلط الطين لإنتاج منتجات سيراميكية حرارية خاصة، وخاصةً ملاط الطين المستخدم في قوالب حقن الجبس، وقوالب الصب، وقوالب الحقن. تعتمد هذه الطريقة على خلط مواد خام متنوعة، ومواد تقوية، ومواد تعليق، ومواد مضافة، ونسبة تتراوح بين 30% و40% من الماء النظيف في مطحنة كرات (مطحنة خلط) مزودة ببطانة مقاومة للتآكل، ثم تُخلط وتُطحن بعد فترة زمنية محددة. للحصول على ملاط طين للصب، يجب التحكم في كثافة الطين ودرجة حموضته وفقًا لخصائص المادة ومتطلبات صب الطين.
خلاط قوي مضاد للتيار
المعدات الرئيسية المستخدمة في طريقة خلط الطين هي مطحنة الكرات، ضاغط الهواء، مزيل الحديد الرطب، مضخة الطين، مزيل الهواء الفراغي، وما شابه ذلك.
6. طريقة خلط التسخين
المواد الرابطة القائمة على البارافين والراتنج هي مواد صلبة (أو لزجة) في درجة الحرارة العادية، ولا يمكن خلطها في درجة حرارة الغرفة، ويجب تسخينها وخلطها.
يُستخدم البارافين كمادة رابطة في عملية الصب بالقالب الساخن. ولأن درجة انصهار شمع البارافين تتراوح بين 60 و80 درجة مئوية، يُسخّن شمع البارافين إلى أكثر من 100 درجة مئوية أثناء الخلط، مما يُعطيه سيولة جيدة. ثم تُضاف المادة الخام المسحوقة الناعمة إلى البارافين السائل، وبعد الخلط الكامل، تُحضّر المادة. تُشكّل كعكة الشمع عن طريق الصب بالقالب الساخن.
إن المعدات الرئيسية لخلط وتسخين الخليط هي المحرك الساخن.
وقت النشر: ٢٠ أكتوبر ٢٠١٨
