2015-07-14
547
В умовах виробництв, які передбачають використання шлікерів (керамічних, поливних, емалевих), необхідним є постійний контроль їх основних технологічних параметрів, таких як вологість, щільність тощо. В деяких випадках виникає також необхідність корегування властивостей шлікеру із застосуванням добавок, що вводяться понад 100 % за сухою вагою дисперсної фази. При цьому для визначення кількості корегуючих добавок необхідно спочатку розрахувати вміст сухої твердої речовини (дисперсної фази) у складі шлікеру. Розрахунки проводять з урахуванням щільності сухої частки шлікеру (g сух.ч) та його густини (g шл).
Щільність сухої частки визначають, виходячи з шихтового складу технологічної суміші та щільності її окремих компонентів, за формулою:
(4.16)
де γ і – щільність і-го компонента технологічної суміші, г/см3; аі – вміст і -го компонента у складі суміші, мас. %.
Якщо бракує відомостей про щільність усіх компонентів технологічної суміші, для розрахунків вмісту сухої речовини та вологості шлікеру припускається, що щільність твердої частини шлікеру є сталою величиною γ сух.ч = 2,65 г/см3, оскільки щільність сировинних матеріалів, які використовуються в тонкокерамічних технологіях, коливається незначно. Наприклад, щільність глин - 2,68 г/см3, кварцового піску – 2,65 г/см3, польових шпатів – 2, 64 г/см3.
|
|
|
Густина шлікеру визначається за формулою:
(4.17)
де m – вага шлікеру в об’ємі мірної колби (визначається як різниця між вагою колби ємкістю 100 см3 зі шлікером та вагою пустої колби).
Для визначення вмісту сухої частини шлікеру q сух.ч (%) використовують формулу:
, (4.18)
де γ сух.ч – щільність сухої частини шлікеру, яка розраховується за формулою (4.13), або приймається рівною 2,65 г/см3; γ шл – густина шлікеру, яка визначається пікнометричним методом, г/см3.
Для визначення відносної вологості шлікеру (%) служить така формула:
, % (4.19)
З метою спрощення розрахунків, для шлікерів, що використовуються у виробництві, слід скласти таблицю, за якою за густиною шлікеру визначатимуться його вологість та вміст у ньому сухої речовини. При цьому для керамічних та поливних шлікерів мають бути складені окремі таблиці, оскільки такі шлікери відрізняються не лише за щільністю дисперсної фази, а й за вологістю, що обумовлено технологічними особливостями їх використання. Наявність таких таблиць спрощує і робить більш зручним визначення. Воно полягає у вимірюванні густини шлікеру, за показниками якої визначають вологість шлікеру та кількість його сухої частини. Приклад подання результатів розрахунку в табличному вигляді наведено в табл. 4.3.
|
|
|
У свою чергу за кількістю сухої частини шлікеру визначають кількість добавок, які вводяться до складу готового лікеру, за формулою:
(4.20)
де Х доб – кількість добавки, яку вводять до складу готового шлікеру, мас. ч.; q сух.ч – вміст сухої частини у складі шлікеру, мас. ч.; q доб. – вміст добавки, яку треба ввести до готового шлікеру, % понад 100 % на суху речовину, мас. ч.
Таблиця 4.3 – Вологість шлікеру та вміст в ньому сухої частини залежно від його густини при щільності сухої твердої речовини 2,65 г/см3
| Густина шлікеру, г/см3 | Вміст сухої частини, % | Вологість шлікеру, % | Густина шлікеру, г/см3 | Вміст сухої частини, % | Вологість шлікеру, % | Густина шлікеру, г/см3 | Вміст сухої частини, % | Вологість шлікеру, % |
| 1,20 | 26,77 | 73,23 | 1,42 | 47,50 | 52,50 | 1,64 | 62,55 | 37,45 |
| 1,21 | 27,88 | 72,22 | 1,43 | 48,29 | 51,71 | 1,65 | 63,13 | 36,87 |
| 1,22 | 28,96 | 71,04 | 1,44 | 49,08 | 50,92 | 1,66 | 63,72 | 36,28 |
| 1,23 | 30,00 | 70,00 | 1,45 | 49,84 | 50,16 | 1,67 | 64,31 | 35,69 |
| 1,24 | 31,09 | 68,91 | 1,46 | 50,60 | 49,40 | 1,68 | 64,88 | 35,12 |
| 1,25 | 32,12 | 67,88 | 1,47 | 51,35 | 48,65 | 1,69 | 65,45 | 34,55 |
| 1,26 | 33,14 | 66,86 | 1,48 | 52,09 | 47,91 | 1,70 | 66,01 | 33,99 |
| 1,27 | 34,15 | 65,85 | 1,49 | 52,82 | 47,18 | 1,71 | 66,68 | 33,32 |
| 1,28 | 35,13 | 64,87 | 1,50 | 53,54 | 46,46 | 1,72 | 67,23 | 32,77 |
| 1,29 | 36,11 | 63,89 | 1,51 | 54,24 | 45,76 | 1,73 | 67,77 | 32,23 |
| 1,30 | 37,06 | 62,94 | 1,52 | 54,94 | 45,06 | 1,74 | 68,30 | 31,70 |
| 1,31 | 38,01 | 61,99 | 1,53 | 55,63 | 44,37 | 1,75 | 68,83 | 31,17 |
| 1,32 | 38,93 | 61,07 | 1,54 | 56,32 | 43,68 | 1,76 | 69,35 | 30,65 |
| 1,33 | 39,84 | 60,16 | 1,55 | 56,98 | 43,02 | 1,77 | 69,83 | 30,17 |
| 1,34 | 40,75 | 59,25 | 1,56 | 57,65 | 42,35 | 1,78 | 70,38 | 29,62 |
| 1,35 | 41,64 | 58,36 | 1,57 | 58,31 | 41,69 | 1,79 | 70,88 | 29,12 |
| 1,36 | 42,51 | 57,49 | 1,58 | 58,96 | 41,04 | 1,80 | 71,38 | 28,62 |
| 1,37 | 43,38 | 56,62 | 1,59 | 59,60 | 40,40 | 1,81 | 71,87 | 28,13 |
| 1,38 | 44,21 | 55,79 | 1,60 | 60,08 | 39,92 | 1,82 | 72,36 | 27,64 |
| 1,39 | 45,06 | 54,94 | 1,61 | 60,70 | 39,30 | 1,83 | 72,84 | 27,16 |
| 1,40 | 45,89 | 54,11 | 1,62 | 61,32 | 38,63 | 1,84 | 73,32 | 26,68 |
| 1,41 | 46,71 | 53,29 | 1,63 | 61,90 | 38,10 | 1,85 | 73,79 | 26,21 |
ПРИКЛАДИ РОЗРАХУНКІВ
Приклад 1. Визначити вологість фаянсового шлікеру, якщо його густина становить γ шл =1,72 г/см3. Щільність сухої твердої частини шлікеру прий-няти γ сух.ч = 2,56 г/см3.
Користуючись табл. 4.3, визначаємо, що вологість фаянсового шлікеру з густиною 1,72 г/см3 становить 32,77 %, а вміст у ньому сухої частини складає 67,23 %.
Приклад 2. Визначити вологість шлікеру поливи з густиною γ шл =1,70 г/см3, якщо до його складу входить фрита – 98 мас. % та бентоніт – 2 мас. %. Склад фрити, мас. %: SiO2 – 53,0; Al2O3 – 10,0; Na2O – 4; K2O – 3; CaO – 10; MgO – 4; B2O3 – 16. Щільність бентоніту γ бент = 2,7 г/см3.
За формулою (4.15) з використанням даних табл. 4.1 визначаємо щільність фрити:
г/см3 .
Потім за формулою (4.13) розраховуємо щільність сухої частини шлікеру:
%.
Далі за формулою (4.18) розраховуємо вміст сухої частини шлікеру:
%.
Вологість глазурного шлікеру визначаємо за формулою 4.19:
W ш = 100 – 66,54 = 33,46 %.
Приклад 3. Визначити наважку триполіфосфату натрію, яку треба ввести до готового шлікеру поливи в кількості 2 % понад 100 % на суху речовину з метою збільшення його плинності. Склад шлікеру поливи наведено в попередньому прикладі. Щільність фрити становить 2,614 г/см3.
Аналогічно попередньому прикладу розраховуємо щільність сухої частини шлікеру за формулою (4.13):
г/см3
і визначаємо вміст сухої частини шлікеру за формулою (4.18):
%.
Далі за формулою (4.20) визначаємо кількість триполіфосфату натрію, який треба ввести до 100 мас. ч. готового шлікеру:
мас. ч.
ЗАДАЧІ ДЛЯ ПРАКТИКИ
1. Визначте вологість фарфорового шлікеру, якщо його густина становить 1,75 г/см3.
2. Обчисліть кількість сухої частини фаянсового шлікеру з густиною 1,70 г/см3 та розрахуйте кількість матеріалів і води для отримання 500 кг шлікеру.
3. Визначте кількість води, необхідної для дозволоження 100 кг шлікеру, який має густину 1,83 г/см3, до досягнення ним густини 1,72 г/см3.
4. Визначте наважку добавки КМЦ, який треба ввести в кількості 1 % для покращення адгезії шару поливи до керамічної основи. Вихідні дані для розрахунків, зокрема склад фрити та поливи, а також густина лікеру поливи, наведені в табл. 4.4.
5. Обчисліть вологість лікеру поливи, якщо відомі його склад та густина (див. табл. 4.4).
|
|
|
Таблиця 4.4 – Вихідні дані (варіанти завдань)
| Номер варіанта | Склад фрити, мас. % | Склад поливи, мас. % | Густина шлікеру, г/см3 | ||||||
| SiO2 | Al2O3 | B2O3 | Na2O | CaO | ZrO2 | фрита | глина | ||
| 55,00 | 5,00 | 15,00 | 4,00 | 15,5 | 5,50 | 95,0 | 5,0 | 1,78 | |
| 57,00 | 5,50 | 15,50 | 5,00 | 12,00 | 5,00 | 96,0 | 4,0 | 1,66 | |
| 53,00 | 10,00 | 16,00 | 4,50 | 10,50 | 6,00 | 97,0 | 3,0 | 1,64 | |
| 51,00 | 10,50 | 16,50 | 5,50 | 10,00 | 6,50 | 98,0 | 2,0 | 1,81 | |
| 58,00 | 5,00 | 17,00 | 3,00 | 10,00 | 7,00 | 95,0 | 5,0 | 1,59 | |
| 50,00 | 5,50 | 17,50 | 3,50 | 17,00 | 6,50 | 96,0 | 4,0 | 1,55 | |
| 49,00 | 7,00 | 18,00 | 4,00 | 15,00 | 7,00 | 97,0 | 3,0 | 1,78 | |
| 47,00 | 7,50 | 18,50 | 5,00 | 14,50 | 7,50 | 98,0 | 2,0 | 1,71 | |
| 55,50 | 3,5 | 15,00 | 4,50 | 13,50 | 8,00 | 95,0 | 5,0 | 1,68 | |
| 57,00 | 3,0 | 15,50 | 5,50 | 14,50 | 5,00 | 96,0 | 4,0 | 1,75 | |
| 53,50 | 8,00 | 16,00 | 3,00 | 13,50 | 6,00 | 97,0 | 3,0 | 1,69 | |
| 51,00 | 8,50 | 16,50 | 3,50 | 14,00 | 6,50 | 98,0 | 2,0 | 1,72 | |
| 48,50 | 10,00 | 17,00 | 4,00 | 13,50 | 7,00 | 100,0 | - | 1,65 | |
| 52,50 | 6,50 | 17,50 | 4,50 | 12,5 | 6,50 | 99,0 | 1,0 | 1,78 |
ЛІТЕРАТУРА ДО РОЗДІЛУ 4
1. Мороз И.И. Фарфор, фаянс, майолика. – К.: Изд-во «Техніка», 1975. – 351 с.
2. Технология эмали и защитных покрытий: Учеб. пособие / Под ред. Л.Л. Брагиной, А.П. Зубехина. – Харьков: НТУ «ХПИ»; Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2003. – 484 с.
3. Эмалирование металлов / Под. ред. В.В. Варгина. – Л.: Машиностроение, 1972. – 496 с.
4. Ящишин Й. М. Технологія скла. Частина 1. Фізика і хімія скла: – Львів: Видавництво НУ «Львівська політехніка», 2000. – 187 с.
5. Методы исследования и контроля в производстве фарфора и фаянса / под ред. Августиника А.А., Юрчака И.Я..– М.: Легкая индустрия, 1971.– 431 с.
6. Справочник по производству строительной керамики. Т.1: Общие сведения и контроль производства / Под ред. Юшкевича М.О.– М.: Гос. изд.–во литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1961.– 463 с.
7. Мороз И.И., Комская М.С., Сивчикова М.Г. Справочник по фарфоро-фаянсовой промышленности. Т.1.– М.: Легкая промышленность, 1976. – 296 с.
8. Брагина Л.Л., Зубехин А.П., Белый Я.И. и др. Технология эмали и защитных покрытий. Учебное пособие. – Харьков: НТУ «ХПИ», 2003. – 484 с.
9. Кривоносова Н.Т., Чеберко А.И. Совершенствование производства санитарных керамических изделий. Монография.–Запорожье, 2008.– 345 с.
10. Гузман И.Я., Балкевич В.В. Белякова А.В. и др. Химическая технология керамики. Учебное пособие.– М.: ООО РИФ «Стройматериалы», 2003.– 496 с.
|
|
|
11. Крупа А.А., Городов В.С. Химическая технология керамических материалов. Учебное пособие.– К.: Вища школа, 1990.– 399 с.
12. Гулоян Ю.А. Технология стекла и стеклоизделий. Учебник. – Владимир: Транзит-Икс, 2003.– 480 с.
