Większość surowców do produkcji materiałów ogniotrwałych to nieplastyczne materiały bizmutowe, które trudno przetworzyć na półprodukty. Dlatego konieczne jest zastosowanie zewnętrznego spoiwa organicznego, nieorganicznego lub mieszanego. Różne specjalne surowce ogniotrwałe poddawane są ścisłemu i precyzyjnemu dozowaniu, aby uzyskać materiał płuczkowy o równomiernym rozkładzie cząstek, równomiernym rozprowadzeniu wody, odpowiedniej plastyczności oraz łatwym formowaniu i półproduktach. Konieczne jest zastosowanie procesu produkcyjnego o wysokiej wydajności, dobrym efekcie mieszania i odpowiednim mieszaniu.
(1) Dopasowanie cząstek
Z kęsa (szlamu) można uzyskać produkt o najwyższej gęstości nasypowej, dobierając odpowiedni skład cząstek. Teoretycznie przetestowano kulę o jednym rozmiarze i różnych wymiarach, wykonaną z różnych materiałów, a gęstość nasypowa była praktycznie taka sama. W każdym przypadku porowatość wynosiła 38% ± 1%. Zatem, w przypadku kuli o jednym rozmiarze, jej gęstość nasypowa i porowatość są niezależne od rozmiaru kuli i właściwości materiału, i zawsze są ułożone w kształt sześciokąta o liczbie koordynacyjnej 8.
Teoretyczna metoda układania pojedynczej cząstki o tym samym rozmiarze obejmuje sześcian, pojedynczą kolumnę ukośną, złożoną kolumnę ukośną, kształt piramidy i czworościan. Różne metody układania sfer o tym samym rozmiarze przedstawiono na rys. 24. Zależność między metodą osadzania pojedynczych cząstek a porowatością przedstawiono w tabeli 2-26.
Aby zwiększyć gęstość objętościową materiału i zmniejszyć porowatość, stosuje się kulę o nierównej wielkości cząstek, co oznacza, że do dużej kuli dodaje się pewną liczbę małych kulek, aby zwiększyć skład kuli; zależność między objętością zajmowaną przez kulkę a porowatością przedstawiono w tabeli. 2-27.
W przypadku składników klinkieru, cząstki grube mają wielkość 4,5 mm, cząstki średnie mają wielkość 0,7 mm, cząstki drobne mają wielkość 0,09 mm. Zmianę porowatości klinkieru pokazano na rysunku 2-5.
Z rysunku 2-5 wynika, że udział cząstek grubych wynosi 55–65%, cząstek średnich 10–30%, a drobnego proszku 15–30%. Porowatość pozorną można zmniejszyć do 15,5%. Oczywiście, skład specjalnych materiałów ogniotrwałych można odpowiednio dostosować do właściwości fizycznych i kształtu cząstek materiałów.
(2) Środek wiążący do specjalnych wyrobów ogniotrwałych
W zależności od rodzaju specjalnego materiału ogniotrwałego i metody formowania, można stosować następujące spoiwa:
(1) Metoda fugowania, guma arabska, poliwinylobutyral, hydrazyna metyloceluloza, akrylan sodu, alginian sodu i tym podobne.
(2) Metoda wyciskania, w tym środki smarujące, glikole,
Alkohol poliwinylowy, metyloceluloza, skrobia, dekstryna, maltoza i gliceryna.
(3) Metoda wtrysku gorącego wosku, spoiwami są: wosk parafinowy, wosk pszczeli, środki smarujące: kwas oleinowy, gliceryna, kwas stearynowy i tym podobne.
(4) Metoda odlewania, środek wiążący: metyloceluloza, etyloceluloza, octan celulozy, poliwinylobutyral, polialkohol winylowy, akryl; plastyfikator: glikol polietylenowy, kwas fosforowy dioktanowy, nadtlenek dibutylu itp.; środek dyspergujący: gliceryna, kwas oleinowy; rozpuszczalnik: etanol, aceton, toluen itp.
(5) Metoda wtrysku, żywica termoplastyczna polietylen, polistyren, polipropylen, acetyloceluloza, żywica propylenowa itp., może również podgrzewać twardą żywicę fenolową; środek smarujący: kwas stearynowy.
(6) Metoda prasowania izostatycznego, alkohol poliwinylowy, metyloceluloza, przy użyciu odpadowej pulpy siarczynowej, fosforanu i innych soli nieorganicznych podczas formowania peletek.
(7) Metoda prasowania, metyloceluloza, dekstryna, alkohol poliwinylowy, odpady z pulpy siarczynowej, syrop lub różne sole nieorganiczne; odpady z pulpy siarczynowej, metyloceluloza, guma arabska, dekstryna lub sole kwasów nieorganicznych i nieorganicznych, takie jak kwas fosforowy lub fosforany.
(3) Domieszki do specjalnych wyrobów ogniotrwałych
Aby poprawić niektóre właściwości specjalistycznych wyrobów ogniotrwałych, należy kontrolować konwersję formy krystalicznej wyrobu, obniżyć temperaturę wypalania wyrobu oraz dodać niewielką ilość domieszki do masy papierniczej. Domieszki te to głównie tlenki metali, tlenki niemetali, tlenki metali ziem rzadkich, fluorki, borki i fosforany. Na przykład, dodanie 1%–3% kwasu borowego (H2BO3) do γ-Al2O3 może przyspieszyć konwersję. Dodanie 1%–2% TiO2 do Al2O3 może znacznie obniżyć temperaturę wypalania (do około 1600°C). Dodanie TiO2, Al2O3, ZiO2 i V2O5 do MgO sprzyja wzrostowi ziaren krystobalitu i obniża temperaturę wypalania produktu. Dodanie CaO, MgO, Y2O3 i innych dodatków do surowca ZrO2 pozwala na otrzymanie stałego roztworu cyrkonii sześciennej, który po obróbce w wysokiej temperaturze jest stabilny w temperaturach od temperatury pokojowej do 2000 °C.
(4) Sposób i sprzęt do mieszania
Metoda mieszania na sucho
Pochylony, silny mieszalnik przeciwprądowy produkowany przez Shandong Konyle ma objętość 0,05 ~ 30 m3, nadaje się do mieszania różnych proszków, granulek, płatków i materiałów o niskiej lepkości. Jest wyposażony w urządzenie do dodawania i rozpylania cieczy.
2. Metoda mieszania na mokro
W konwencjonalnej metodzie mieszania na mokro składniki różnych surowców umieszcza się w mieszalniku planetarnym wyposażonym w osłonę ochronną do drobnego mielenia. Po przygotowaniu zawiesiny dodaje się plastyfikator i inne domieszki w celu dostosowania gęstości płuczki, a następnie mieszaninę dokładnie miesza się w pionowym mieszalniku planetarnym do płuczki, a następnie granuluje i suszy w suszarce granulacyjnej rozpyłowej.
Mikser planetarny
3. Metoda mieszania tworzyw sztucznych
Aby uzyskać wysoce wszechstronną metodę mieszania specjalnego materiału ogniotrwałego, nadającego się do formowania plastycznego lub formowania osadów, różne surowce, domieszki, plastyfikatory, środki smarne i woda są dokładnie mieszane w mieszalniku planetarnym, a następnie mieszane w wysokowydajnym mieszalniku intensywnym w celu usunięcia pęcherzyków powietrza z płuczki kompozytowej. Aby poprawić plastyczność płuczki kompozytowej, płuczka kompozytowa jest mieszana z materiałem czerstwym, a następnie poddawana ponownemu mieszaniu w maszynie do gliny przed formowaniem. Firma Koneile produkuje wysokowydajne i mocne mieszalniki, jak pokazano poniżej:
Wydajny i mocny mikser
Mieszalnik przeciwprądowy
4. Metoda mieszania półsuchego
Nadaje się do metod mieszania o niższej wilgotności. Zastosowanie metody mieszania półsuchego jest wymagane w przypadku specjalnych wyrobów ogniotrwałych formowanych maszynowo z granulowanych składników (gruboziarnistych, średnioziarnistych i drobnoziarnistych, trójstopniowych). Składniki miesza się w mieszalniku piaskowym, młynie mokrym, mieszalniku planetarnym lub mieszalniku wymuszonym.
Procedura mieszania polega na wymieszaniu na sucho różnych granulek, dodaniu wodnego roztworu zawierającego spoiwo (nieorganiczne lub organiczne) oraz dodaniu wymieszanego drobnego proszku (wraz z substancją ułatwiającą spalanie, środkiem spieniającym i innymi dodatkami). Środek ten jest dokładnie mieszany. Czas mieszania wynosi zazwyczaj 20–30 minut. Wymieszana masa powinna zapobiegać segregacji cząstek, a woda powinna być równomiernie rozprowadzona. W razie potrzeby masa powinna być odpowiednio uwięziona podczas formowania.
Zawartość wilgoci w materiale formowanym metodą prasowania jest kontrolowana w zakresie od 2,5% do 4%; zawartość wilgoci w produkcie formowanym metodą formowania metodą prasowania jest kontrolowana w zakresie od 4,5% do 6,5%; a zawartość wilgoci w produkcie formowanym metodą wibracji jest kontrolowana w zakresie od 6% do 8%.
(1) Parametry techniczne energooszczędnych mikserów planetarnych serii CMP produkowanych przez firmę Kone.
(2) Parametry techniczne mieszalnika do piasku mokrego
5. Metoda mieszania błota
Metoda mieszania płuczki wiertniczej służy do produkcji specjalnych ogniotrwałych wyrobów ceramicznych, w szczególności zawiesiny płuczki wiertniczej do formowania wtryskowego gipsu, odlewów i formowania wtryskowego. Metoda działania polega na mieszaniu różnych surowców, środków wzmacniających, środków zawieszających, domieszek oraz 30–40% czystej wody w młynie kulowym (młynie mieszającym) z wykładziną odporną na zużycie, a następnie mieszaniu i mieleniu po upływie określonego czasu, tworząc zawiesinę płuczki wiertniczej do formowania. W procesie wytwarzania płuczki wiertniczej konieczna jest kontrola gęstości i pH płuczki wiertniczej, zgodnie z właściwościami materiału i wymaganiami samego odlewu.
Przeciwprądowy mikser o dużej mocy
Głównym sprzętem stosowanym w metodzie mieszania błota jest młyn kulowy, sprężarka powietrza, urządzenie do usuwania żelaza na mokro, pompa błota, odgazowywacz próżniowy itp.
6. Metoda mieszania i ogrzewania
Spoiwa na bazie parafiny i żywicy są substancjami stałymi (lub lepkimi) w normalnej temperaturze i nie można ich mieszać w temperaturze pokojowej; należy je podgrzać i wymieszać.
Parafina jest stosowana jako spoiwo w procesie odlewania ciśnieniowego na gorąco. Ponieważ temperatura topnienia parafiny wynosi 60–80°C, jest ona podgrzewana do temperatury powyżej 100°C podczas mieszania i charakteryzuje się dobrą płynnością. Następnie do ciekłej parafiny dodaje się drobno sproszkowany surowiec i po dokładnym wymieszaniu przygotowuje się materiał. Placek woskowy formowany jest metodą odlewania ciśnieniowego na gorąco.
Głównym urządzeniem mieszającym służącym do podgrzewania mieszanki jest podgrzewany mieszadło.
Czas publikacji: 20-10-2018
