Основні технологічні параметри виробництва

Для одержання шамотних вогнетривів у технологічному процесі в якості вихідних компонентів використовують глини і каоліни.

В технології шамотних виробів вогнетривку глину застосовують для отримання опіснюючого матеріалу – шамоту та в якості зв’язки [7,9].

Вироби виготовляють пресуванням з напівсухих мас вологістю до 9% (напівсухе пресування), рідше з пластичних мас вологістю до 20% (пластичне пресування). Напівсухе пресування забезпечує здобуття виробам вищої якості, що характеризується постійністю форми і розмірів, однорідною будовою і вищою термічною стійкістю. При напівсухому пресуванні масу зволожують до 6-9%, перемішують під змішувальними бігунами та пресують на гідравлічному або коліно-важільному пресі. При пластичному пресуванні масу змішують у двовальному змішувачі, зволожують до вологості 16-19%, переробляють на стрічковому пресі та по виходу з нього розрізають на заготівки, які потім додатково пресують на допресовочних пресах.

Широке вживання отримав також спосіб напівсухого пресування з многошамотних мас, який передбачає максимальне зменшення кількості зв’язуючої глини (10-20%), в той час як в шамотних її кількість близько 50%, що є причиною великої усадки при сушці.

Також напівсухим способом виготовляють фасонні вироби масового виробництва простої та складної форм, які забезпечують більш високі техніко – економічні показники.

Для формування великомірних виробів використовують спосіб трамбування многошамотних мас, який в деякій мірі відтворює спосіб напівсухого пресування. Вироби, які виготовлені цим способом мають високу якість [8].

При напівсухому методі пресування шамотних виробів може бути реалізовано три технології:

1. З перервним зерновим складом шамоту – шихта складається з 45% глини та 55% шамоту фр 3-0мм. З такої шихти в основному виготовляють вироби простої конфігурації, а саме нормальні вироби.

2. З безперервним зерновим складом шамоту – шихта складається з 25-30% глинистого компоненту, 60-65 % шамоту фр 3-0мм та близько 10% тонкодисперстного шамоту фр.< 0,088мм. З такої шихти виготовляють вироби складної конфігурації.

3. З використанням суміші сумісного помелу шамоту і пластичного компоненту – особливість цієї технології в тому, що глина, яка йде на зв’язку також йде на тонке подрібнення разом із шамотом. Склад ССП: 30% глинистого компоненту та 70% шамоту фр. < 0,5мм. Шихта складається з 45-55% ССП та 50-55% шамоту фр. 3-0,5мм. З такої шихти зазвичай виготовляються вироби відповідального призначення.

Для виробництва шамотних вогнетривів використовують поверхнево – активні речовини, які підвищують пластичні властивості вогнетривких напівсухих мас і сприяють кращому ущільненню маси при формуванні. До таких речовин відносять лігносульфонати технічні (ЛСТ), які являють собою відходи целюлозно – паперової промисловості. ЛСТ – представляють кальцієві, натрієві, амонійні солі лігносульфонових кислот. Згідно до ОСТ 13-183-83 [4] ЛСТ марки “Б” відповідає наступним фізико – хімічним показникам: масова частка сухих речовин – не більше 47%; рН 20%-ного розчину – не менше 8,0%; границя міцності зразків на розтяг – не більш 0,6 Н/мм². Для кращого зчеплення шамотних зерен з глиною шамот слід замочувати глиняним шлікером. При вбиранні вологи шлікера шамотними зернами на поверхні їх в процесі замочування утворюється тонка глиниста плівка, що полегшує надалі зв'язок із з’вязуючою глиною. Погано обпалений пористий шамот, інтенсивно всмоктуючий вологу глину або шлікер, викликає пересушування поверхневої плівки, що надалі погіршує її зв'язок з останньою глиною. Тому при використанні пористого шамоту вологість маси має бути підвищеною.

На процес пресування значно впливає вибір зв'язки, так як саме вона надає високу міцність сирцю.

Перед подачою маси до обертової печі її брикетують для зменшення пиловиносу. Застосування пиловиносу у шихті знижує якісні показники виробів.

Щільність виробів залежить від співвідношення кількості глини та шамоту, щільності частинок шамоту, зернового складу шамоту, способу змішування та пресування, величини пресового тиску, температури випалу, а також від природи сировини.

У шамотного сирця із збільшенням тиску пресування з 30 до 200 МПа уявна щільність зменшується на 5%, тобто зміни складають 22%, а середній розмір пор зменшується в 5 разів.

При невисоких тисках пресування на початкових стадіях шлікер полегшує ковзання частинок, що приводить до інтенсивного ущільнення, а в області більш високого тиску інтенсифікує ущільнення внаслідок зниження твердості і міцності частинок.

Оптимальний зерновий склад сам по собі не забезпечує одержання щільних пресовок. Тиск пресування (Р) є більш суттєвим параметром ущільнення, тому щоб уникнути перепресовок потрібно підібрати Р правильно.

Вироби, які виготовлені напівсухим пресуванням звичайно сушать на вагонетках тунельних печей. Температура теплоносія при сушці на вході – 150-200 ºС, на виході – 40-50ºС. Час сушки – 14-21 годин. Випал - завершальна стадія виробництва вогнетривів, під час якого відбувається спікання - зникнення пустот. Температура випалу шамотних вогнетриві знаходиться в межах 1350-1450 ºС.

Технологічна схема виробництва шамотних вогнетривів для футеровки мартенівських печей

Технологічна схема виробництва шамотних вогнетривів для футеровки мартенівських печей представлена на рисунку 3.1

Розглядаючи технологічну схему виробництва шамотних вогнетривів видно, що вона складається з трьох технологічних ниток:

− лінії по приготуванню шамоту (опіснювача);

− лінії по приготуванню глинистого компонента для зв'язки;

− лінії приготування шлікеру, який використовується для зволоження шихти.