Технология | Керамикалық кеуекті кірпіштер

2.Өнім номенклатурасы.

Кәдімгі кеуекті керамикалық кірпіш. Кәдімгі кеуекті кірпіш деп қоспасы бар, саздан жасалынған немесе жоғарғы температурада өртелінген жасанды тас материалдарын атайды. Кірпіш тура кырлы және тік бұрышты параллелепипед пішінде жасалынады. Оның сызыктық мөлшері 250 х 120 х 65 мм, кейде - 250 х 120 х 88 мм. Кәдімгі кірпіш көбінде созымталдық кейде шала құрғақтық тәсілдерімен қалыпаталынады. Оны жасау үшін құрамында 50-75% кремнезем бар оңай балқығыш саздар және құнарсыздандырғыш материалдар ретінде ұнтақталған күйінде жарамсыз деп саналған керамикалық бұйымдар, кварцтік кұм, майдаланған көмір және сусыздандырылған (дегидратталынған) саз қолданады.
Қабырғалық керамика материалдары кеуектігі бойынша сипатталынып, онысы су сіңіргіштігімен бағаланады (мемлекеттік стандарт бойынша керамикалық қабырға материалдарының түріне және маркасына байланысты су сіңіргіштіктері ылғал массасы бойынша 6-20 %, ал көлемі бойынша 12-40% . Бұл талаптың бұлай қойылуының мәнісі мынада: керамикалық материалдардың су сіңіргіштігі келтірілген шамадан кем болганы - олардың кеуектігінің кемдігімен және жылу өткізгіштігінің жоғарылығымен сипатталады. Сондықтан, мұндай материалдардың қабырға үшін тиімділігінің төмендігін көрсетеді.
Керамикалық бұйымдардың беріктігі керамикалық сүйектің фазалық құрамына, кеуектілігіне және жарықсыздығына байланысты. Қабырғалық бұйымдардың беріктігі бойынша маркасы олардың қысқандағы беріктігі шектерін сипаттайды, бірақта конструкциялық бұйымдардың маркасын анытауда қысқандағы беріктік шегімен қатар игендегі беріктік шегінде ескереді. Оның себебі, кірпіш үй қабырғаларында ию күш әсерін де қабылдайды. Пайдаланатын жеріне байланысты керамикалык бұйымдар, мысалы, кәдімгі кірпіштер 75-тен 300-ге дейінгі маркада болады.
Керамикалық бұйымдардың сумен каныққан күйінде байқалардықтай бұзылу белгісінсіз (қабаттану, шетінеу, мүжілу, бояулану) ауыспалы мұздау және еру циклдар әсерінің нақтылы рет қайталану санына жылдамдылығымен сипатталады. Аязға төзімділік көрсіткіші ретінде маркасы алынған. Ол МемСт бойынша керамикалық бұйымдардың төзімділігіне сай ауыспалы мұздану және еру циклдарының ең көп санымен анықталады.
Ауыспалы мұздану және еру циклының сол ең көп саны бойынша керамикалық бұйымдардың структураларына байланысты мынандай маркалары болады: 15, 25, 35, 50, 75, 100.
Керамикалык бұйымдардың жылу өткізгіштігі кеуектілігі мен қуыстығына байланысты. Кеуектігі мен куыстығы ұлғайған сайын, керамикалық бұйымдардың тығыздығы мен жылу өткізгіштігі едәуір төмендейді, мысалы қабырғалық материалдардьң 1800-700 кг/м аралығындағы тығыздықтарына сәйкес, жылу өткізгіштік коэффициенттері 0,8-ден 0,21 вт/(м-°С) дейін төмендейді, Осыған сай, сыртқы қабырғаның қалыңдығы және қоршаулаушы конструкциялардың материал сыйымдылығы азаяды.

Кесте-1 Кірпіш маркасын анықтау.

Кіпрпіш
маркасы Қысқандағы мықтылық шегі, МПа Игендегі мықтылық шегі, МПа
50 5,0 1,0
75 7,5 1,8
100 10,0 2,2
125 12,5 2,5
150 15,0 2,8
200 20,0 3,4
250 25,0 4,0
300 30,0 4,4

Кесте-2 Мемлекеттік стандарт талаптары

Кәдімгі керамикалық кірпіш
аязға төзімділігі L B h γ m W λ
15 цикл≤ 250мм 120мм 88мм 1600-1900кг/м3 3-4кг 6-20% 0.8-0.21 вт/(м-0
3.Шикізат материалдарының сипаттамасы.

Керамикалық бұйымдарды жасарда саздық массаны, әдетте илеуі, жұмсақ саздан, каолиннен және жұмсақтылығы жоқ қоспалардан (ширақтандырушы және жанып кетуші қоспалардан, оңай балқитындардан) тұратын құрамалардан дайындайды. Саздар мен каолиндерді керамикалық өндірісте саздық материалдар деп біріктіре атайды. Кейбір керамикалық бұйымдарды өндірерде диатомиттерді, трепельдерді және таза немесе саз косылған сланцыларды, кеуектендірушілерді және т.б. қоспаларды пайдаланады.
3.1.Саздық материалдар. Саздар деп кұрамы өте майда түйіршікті шөгінді тау жыныстарын айтады. Оны сумен араластырып илегенде созымталды, жұмсақ балшық береді. Балшықтан қалыпталынған бұйымдар жоғарғы температурада өртелуі нәтижесінде мықты және суға берілмейтін жасанды тасқа айналады.Көпшілігінде дала шпаттарының мүжіле бұзылуынан пайда болған саздың химиялық құрамы, әдетте, түрлі оксидтердің проценттік мөлшерімен, ал минералдық құрамы кристалдық структурасы бар сулы алюмосиликаттар шамасымен сипатталады. Түрлі саздардың, қандай болғанда да, құрамдарында міндетті түрде мынадай оксидтер болады: кремнезем SіО2 (40 %-дан 70% аралығында болады); глинозем А12О3 (15-35%); К2О + Nа2О (1-5 % шамасында болады) және химиялық байланыстағы су Н2О - 5-15 %. Бұлардан басқа саздарда тағы басқа оксидтер кездесіп тұрады, мысалы, ТiO, Мg0, СаСО3 және МgСОз. Алюмосиликаттық минералдардың ішінен ең көп тарағандары - каолинттік (каоллинит - А12О3 2SіО2-2Н2О және галлуазит - А12О3-2SiO24Н2О монтмориллонит - А12О3-4SіО24Н2О), монтмориллониттік (монтмориллонит - А12О3-4SіО2nН2О, бейделлит - А12Оз-ЗSіО2 nН2О) минералдар және слюданың түрлі дәрежедегі гидратациялану өнімдері - гидрослюдалары. Саздар кұрамалайтын айтылған минералдардан басқа саздарда кездесетін кварцтер, дала шпаты, темір тотықтарының гидраттары және т.б. қосындылар міндетті түрде керамикалық материалдар технологиясына да, олардың негізгі қасиеттеріне де әсерлерін тигізеді. Мысалы, аз да болса кальций және магний карбонаттары саздардың отқа төзімділіктерін төмендетеді және де СаСО3 ірі кесектері болса, онда қыш материалдарын өртеген кезде кәдімгі әк қосындысы пайда болады. Ал, ол ауада көлемін үлкейте гидратталынып, жасалынған керамикалық материалдардың өзінен-өзі жарықтанып кетуіне себеп болады. Саздағы құмдық қосындылар кремнезем мөлшерінің көбейіп кетуіне әкеліп соғады, осыған байланысты саздың созымталдығы төмендейді, өртелген бұйымның кеуектілігі жоғарылап, мықтылығы төмендейді. Глиноземнің мөлшері басымдау болған сайын саздардың созымталдығы және отқа төзімділігі жоғарылай түседі. Сілтілік және сілтілік жер металдарының болуы бұйымдардың қалыпталуын нашарлатады, отқа төзімділігін төмендетеді, және бұйымдар бетінде ақ дақтар тудырады. Саздарда болатын айтылған қосымшалар желдің және судың ағымымен саздар пайда болған жерлерінен екінші бір жерлерге айдалынып кешірілу нәтижесінде қосылады. Сондықтан, мұндай саздарды екінші рет кұралған қосымшалары бар саздар деп атайды. Бұлардың өртелініп жасалынған материалдардың түстері әр алуан болуы мүмкін. Химиялык кұрамы бойынша ең таза, көпшілігінде каолиниттен кұралған саздарды каолиндер деп атайды. Каолиндік бағалы саздарды негізгі құрама ретінде фаянстық және фарфорлық бұйымдарды жасағанда қолданады. Каолиндік саздар дала шпаттарынын мүжілініп бұзылуынан пайда болған жерінде құрылып жататындықтан бірінші саздар деп аталады. Қосындысыз таза болғандықтан, олар ақ түсті, созымталдығы және отқа төзімділігі жоғары болады.
3.2.Дегидратталған саз. 450-6000С температурада күйдірілген және күйдіру барысында химиялық байланыс пен гигроскопиялық судың жартысын жоғалтқан сазды – дегидратталған саз деп атайды. Бұл үрдіс барысында дегидратация деңгейі 40-80%-ды құрайды, ал саздың созымталдығы нөлге дейін түседі. Оның нағыз тығыздығы 2,41; ал көлемдік тығыздығы – 1000-1100 кг/м3.
3.3.Майдаланған көмір. Құрылыс керамикалық бұйымдарды өндіру барысында саз құрамына майда ұнтақталған көмірді аз көлемде қосады, бұл майдаланған көмір бір жағынан технолгиялық отын, пеште жану процесіне үстеме болады, ал екінші жағынан бу түзгіш ретінде болады. Әр түрлі көмірлер қолданылуы мүмкін. Аязға төзімді кірпіш алу үшін сазбен жоғары калоридті көмір, яғни антрацитті араластырады, көмір жанып болған соң, жабық кеуектер ішінде сұйылтылған бет қалыптастырады, соның арқасында алынатын бұйымның, яғни кірпіштің беріктігі артып, суды сіңіруі төмендейді. Антрациттің нағыз тығыздығы (г/см3) 1,66, таскөмірдікі 1,58. Үймелі тығыздығы 1700-1620 кг/м3. Майдаланған таскөмірдің көлемдік салмағы 860-570 кг/м3

4.Өндірісті әдісті таңдау.

Шикізатты өңдеу және массаны дайындаудың негізгі 3 тәсілі бар: жартылай құрғақ (масса ылғалдылығы 8-13%), созымталдық (масса ылғалдылығы 18-26%) және шликерлік (масса ылғалдылығы 45-60%). Әдістер шикізат материалдырың қасиеттері мен алынатын бұйым сапасына байланысты тағайындалады. Бұл жобада кірпішті өндіру әдісі созымталдық таңдалаған.

1.4.-сурет. Созымталдық әдіспен алынатын кірпіш өндірісінің технологиясы.
1-автосамосвал, 2-жәшікті жібергіш, 3-ленталы конвейер, 4-тас бөлгіш вальцтар, 5-ұсақ майдалау вальцтері, 6-сазды араластырғыш, 7-ленталы пресс, 8-кескіш автомат, 9,13-төмендеткіш, 10- сөрелі вагонетка, 11-тасымалдағыш арба, 12-кептіргіш камерасы, 14-вагонетка, 15-туннельді пеш, 16-күйдірілген кірпіш қоймасы.
Керамикалық кірпішті алудағы созымталдық әдіс. Бұл әдіс өте тиімді әдіс болып саналады. Себебі саз массасын созымталдық әдіспен дайындау жұмысы мынандай процестерді қамтиды: сазды карьерден шығаруды, оны және құнарсыздандырғыш қоспаларды майдалауды, оларды алдын-ала араластырып ылғалдауды, шихтаны ұлпа етіп майдалауды және саз массасын дайындауды. Осы аталған процестерді тек мұқият орындағанда ғана, жақсы сапалы керамикалық бұйымдар алуға мүмкіндік туады.
Алдын-ала араластыру үшін шихта араластырғышқа ұсакталған сазды және құнарсыздандырғыштарды өлшемдеп салады. Керек болған жағдайда ғана суды немесе буды береді. Созымтал саз массасын толық ұнтақтауды тегіс немесе тісті бетті жанышқыларда (вальцаларда), жүгіртпелерде және басқа жабдықтарда орындайды. Уқалай араластыру және майдалау нәтижесінде саздық массасының қалыптану және кұрғау қасиеттері жақсара түседі. Ең жақсы нәтиже, әсіресе, ылғалдылығы қалыптау үшін кажет шамадағы саз массасын илегенде алынады.
Егерде саздық массада суды біртіндеп өзіне тартып алатын созымталды кою саз араласқан болса, онда оларды, саз араластырғышта, сумен немесе бумен ылғалдандыра қосымша өңдейді. Әсіресе, бумен қыздырылған масса аздаған ылғалдылық шамада өте ыңғайлы қалыпталынып, престің өнімділігін 8-10 %-ға көбейтеді және шала фабрикаттың құрғату ұзақтыгы 40-50 %-ға қысқарылады.
Қалыпталынған шала фабрикаттардың біркелкі ылғалдылықта болатындығынан, олардың беріктігі жоғарылау болып, бүлінгендер саны аз шығады.
Шликерлік әдіспен дайындау ылғалдылығы тым жоғары, суда оңай-ақ езіліп кететін, тас түйірлері араласқан шикізат қорын немесе көп құрамалы массаны пайданаларда қолданған тиімді. Бұл технологиялық схема мынандай операцияларды қамтиды: сазды шығару, ірілеу, майдалау, сазды суда ыдырату, кесек тастарды ажырату мақсатымен саздық сұйық ерітіндіні елек торы арқылы өткізу және сұйық ерітінді сусыздандыру. (масса ылғалдылығы 45-60%). Алынған шликерден тікелей құю тәсілімен бұйымдар қалыптауға болады.Бірақ көпшілігінде шликерді шашыратұыш мұнара кептіргішінде құрғатып барып пайдаланады. Майда тамшыларға мембрандық сораппен 1,2-2,5 МПа қысымда шашыратылған шликер ыстық газдар ағымында өте тез, небәрі 3 с ішінде, берілген ылғалдық дәрежеде кеуіп бітеді. Бұйымдардың үсті тегіс, түзік қырлы және механикалық төзімді болып қалыптан шығады.
Жартылай құрғақ әдіспен дайындалатын материалдар алдын-ала жанышқаларда майдаланған соң, кептіргіш барабанда ылғалдылығын 6-8%-ға жеткізе кептіріледі, одан кейін ұнтақтағышта тағы да майдаланады, еленеді, 8-12%-ға дейін суланады және жақсылап араласттырылады. Майда саз ұлпасын сумен немесе бумен суландыруды екібілікті саз араластырғышта немесе шахталық бумен суландырғышта үдемелі араластыра отырып, жүргізіледі.Нәтижеде сумен біркелкі араласқан саз массасы аланады.Алынған массаны гидравликалық немесе механикалық пресстерде қалыптайды. 2.Пластикалық әдіспен дайындағанда саз біркелкі масса алынғанша өңделеді. Ол үшін шикізат алдымен жанышқыларда, одан кейін айнала жүгірмелерде майдаланудан өтеді. Одан эрі шикізат сазараластырғышка түсіп 18-25%-ға дейін суланып созымталды біркелкі масса алынганша иленеді. Содан кейін таспалы (ленталы) пресске түсіріледі. Пресстен үзіліссіз шығатын кескін (брус) автомат арқылы қірпіш қышқа кесілініп, камералық немесе туннельдік кептіргіш пеш вагонеткаларына тиеледі. Алдын-ала кептірілген қыштар үздіксіз істейтін сақиналық немесе туннельдік пештерінде күйдіріледі.
5.Құрал-жабдықтар сипаттамасы.

Туннельдік пеш деп – сурет 1.6. көрсетілгендей, ұзындығы 160 м дейін, биіктігі 1,7 м, ені 3,1 м дейін болатын күйдіргіш каналды айтады.
Суретте көрсетілгендей, бұл каналдың ішімен алдын-ала кептірілген күйдірілетін шикі бұйымдар тиелген вагонеткалар рельспен ыстық газдың бағытына карсы журеді. Ұзындығы бойынша пеш туннелі қыздыру, күйдіру және суыту зоналарына бөлінген. Вагонетка пештің бас жағынан кіріп ыстық газ агымы бар бөлігінен өтеді, одан кейін газдық желдеткішпен (вентилятормен) пештің аяқ жағынан баса топталып, пешке
1.6. Туннельдік пештің ұзындығы бойынша кесінді көрінісі.

айдалатын суық ауа зонасы арқылы өтіп 5(Н80°С дейін суыйды. Мұнымен қабат қыздыру зонасының басталар жерінде орналасқан түтін тартқыш күйдіру зонасына ыстық газдың үзіліссіз тартылып тұруын қамтамасыз етеді. Сөйтіп, пеш туннелінде қарама-қарсы тасқын ағымы пайда болады. Шикі бұйым тиелген вагонетка пеш туннелінің басынан кіріп, дайын керамикалық бұйымдармен екінші жағынан тоқтаусыз шығып жатады. Туннельдік пештерде эр алуан отындар (қатты, сұйық жэне газ тәрізді) пайдалануы мүмкін.
Туннельдік пештерде, сақина пештерімен салыстырғанда, күйдіру процесі айтарлықтай тезірек жүреді. Қалыпталынған өнімді вагонеткаға қалау және дайын керамикалық бұйымдарды пісіру процестері толық механикаланған, пеш жұмысының режимі автоматталынған жэне шығарылатын бұйымдар сапасы жоғары болып келеді.
Пышақты саз кескіш (стругач) - нәзік, пластикалық тұтқыр, бірақ құрылысы бойынша тығыз саздың ірі бөлшектерін алдын-ала пайдалануға арналаған. Машинаның негізгі бөлшектері: бункер, айналмалы пышақты диск, және сүйреуші.
Саз пышақпен ені 50мм және қалыңдығы 1-5 мм түріндегі ......