2020-06-12
198(лекция и практическое занятие).
План проведения занятий
1. Законспектировать причины и цели проведения корректировки состава; пример расчета шихтового состава масс при изменении минерального сырья.
2. Произвести расчет шихтового состава масс при изменении минерального состава сырья по заданию.
Задание: произвести необходимые расчеты практического задания, записать в тетради, выслать на проверку только итоговую таблицу.
В данной лекции речь снова пойдет об основных керамических расчетах, используемых в производстве керамических материалов. Ранее мы с вами познакомились с методикой корректировки состава при изменении влажности сырья.
В реальном производстве новая партия сырья может отличаться минеральным составом от предыдущей партии сырья, причина в том, что мы используем природное сырье, состав которого изменяется при использовании сырья другого месторождения (смена поставщика сырья), и даже добыче сырья с другого слоя и места карьера. Наиболее часто в производстве приходиться корректировать состав массы при изменении количества примеси в сырье (например, количество примеси кварцевого песка в глине) или при изменении соотношения количества минералов в сырье (например, изменение количества свободного кварца в пегматите). Колебания минерального состава допустимы в определенных пределах, которые определяются ГОСТ и ТУ на данный вид сырья в данном производстве. Например, количество свободного кварца в пегматите должно быть не более 30%. Если изменения в минеральном составе превышают требования ГОСТ и ТУ, сырье не допускается в производство. Для получения керамической массы с заданным рациональным составом на производстве либо постоянно проводят контроль минерального состава сырья (глина с собственного карьера), либо используют данные технических сертификатов на сырье от поставщика (привозное сырье), соблюдая правила приемки сырья, и при изменении минерального состава осуществляют корректировку количества загружаемых материалов (шихтового состава). Рассмотрим примеры.
Пример 1. Изменение количества кварцевых примесей в сырье. Рассчитать необходимое количество загружаемых материалов для получения 2500 кг массы по приведенному рецепту:
Глина 80%; кварц 20%.
Произвести корректировку загрузки при изменении содержания примеси кварца в глине с 9% до 10,5 %.
Порядок расчета.
Шихтовой состав массы (табл.1).
| Сырьевые материалы | Шихтовой состав, вес.% |
| Глина | 80,0 |
| Кварц | 20,0 |
| Σ=100 |
1. Необходимо глины в абсолютно сухом состоянии, в кг:
2500*80/ 100= 2000 кг
2. Необходимо кварца в абсолютно сухом состоянии, в кг:
2500*20/ 100= 500 кг
При правильном расчете сумма всех компонентов в абсолютно сухом состоянии равна 2500 кг.
3. Необходимо определить количество кварца, вводимого с глиной из предыдущей партии сырья. Для этого умножим вес сухой глины на количество в % примеси кварца.
2000*9 / 100 = 180 кг, соответственно количество чистой глины составит 2000 – 180 = 1820 кг
Чтобы определить общее количество кварца в массе, надо суммировать количество кварца из расчета шихтового состава с количеством кварца, вводимого с глиной: 500 + 180= 680 кг.
Итого рациональный состав массы составит (табл.2).
| Сырьевые материалы | Рациональный состав, кг |
| Глина | 1820,0 |
| Кварц | 680,0 |
| Σ=2500 |
При использовании новой партии глины мы должны сохранить рациональный состав. Количество кварца, вводимого с глиной новой партии, составит 2000*10,5 / 100 = 210 кг, соответственно количество чистой глины уменьшится. Значит, если мы ничего не изменим, то в массе повысится количество кварца и снизится количество глины, следовательно, масса станет менее пластичной, что повлияет на процесс формования, и менее прочной в сухом состоянии, что может привести к треску и сколам.
Поэтому надо провести корректировку состава для сохранения рационального состава массы, для этого снижаем количество кварца, вводимого с кварцевым песком и увеличим количество глины.
Количество глины новой партии пересчитаем исходя из количества глины в рациональном составе с учетом примесей, составит
1820*100 / (100-10,5) = 2033,5 кг, соответственно количество кварца вводимого с глиной составит
2033,5*10,5 / 100 = 213,5 кг.
Количество вводимого с кварцевым песком кварца составит
2500-2033,5=466,5 кг.
Проверим, сколько кварца будет введено в массу
466,5 + 213,5 = 680 кг, значит расчет сделан верно.
Полученные данные сводят в таблицу (табл.3).
| Сырье-вые матери-алы | Шихтовой состав, вес.% | Количество сырьевых материа-лов, кг | Рациональ- ный состав в абсолютно сухом состоянии, кг | Количество кварца, введенного с глиной из преды-дущей / из новой партии, кг | Количество сырья с учетом корректиров-ки, кг |
| Глина | 80,0 | 2000 | 1820 | 180 / 213,5 | 2033,5 |
| Кварц | 20,0 | 500 | 680 | 466,5 | |
| Σ=100 | Σ=2500кг | Σ=2500 кг | Σ=2500 |
Пример 2. Изменениие минерального состава кварц-полевошпатового материала. Рассчитать необходимое количество загружаемых материалов для получения 2500 кг массы по приведенному рецепту: каолин 48%; пегматит 27%; кварц 25%. Произвести корректировку загрузки при замене пегматита с содержанием свободного кварца 29% на полевой шпат с содержанием кварца 8%.
Порядок расчета.
Кварц-полевошпатовые материалы применяются в производстве тонкой керамики и фарфора. К ним относятся полевые шпаты с низким содержанием свободного кварца и пегматиты с содержанием свободного кварца от 24 до 30%. Для расчета рационального состава мы будем использовать теоретический полевой шпат, не содержащий свободного кварца.
Шихтовой состав массы (табл.1).
| Сырьевые материалы | Шихтовой состав, вес.% |
| Каолин | 48,0 |
| Пегматит | 27,0 |
| Кварц | 25,0 |
| Σ=100 |
4. Необходимо каолина в абсолютно сухом состоянии, в кг:
2500*48/ 100= 1200 кг
5. Необходимо пегматита в абсолютно сухом состоянии, в кг:
2500*27/ 100= 675 кг
6. Необходимо кварца в абсолютно сухом состоянии, в кг:
2500*25/ 100= 625 кг
При правильном расчете сумма всех компонентов в абсолютно сухом состоянии равна 2500 кг.
7. Необходимо определить количество кварца, вводимого с пегматитом из предыдущей партии сырья. Для этого умножим вес сухого пегматита на количество в нем % свободного кварца.
675*29 / 100 = 195,75 кг, соответственно количество теоретического полевого шпата составит 675 – 195,75 = 479,25 кг
Чтобы определить общее количество кварца в массе, надо суммировать количество кварца из расчета шихтового состава с количеством кварца, вводимого с пегматитом: 625 + 195,75= 820,75 кг.
Итого рациональный состав массы составит (табл.2).
| Сырьевые материалы | Рациональный состав, кг |
| Каолин | 1200,0 |
| Полевой шпат теорет. | 479,25 |
| Кварц | 820,75 |
| Σ=2500 |
При использовании новой партии полевошпатового сырья мы должны сохранить рациональный состав. Количество кварца, вводимого с полевым шпатом новой партии, составило бы 675*8 / 100 = 54 кг, соответственно количество теорет. полевого шпата увеличится. Значит, если мы ничего не изменим, то в массе повысится количество плавней и снизится количество кварца, следовательно, масса станет менее прочной и более легкоплавкой, что может привести к сильной огневой деформации и даже расплавлению массы при обжиге. Если бы мы рассчитывали состав глазури, то она стала бы более легкоплавкой, и при обжиге могла бы стечь с изделия, вскипеть или впитаться в керамическую подложку.
Поэтому надо провести корректировку состава для сохранения рационального состава массы, для этого увеличиваем количество кварца, вводимого с кварцевым песком и уменьшаем количество нового полевого шпата.
Количество полевого шпата новой партии пересчитаем, исходя из количества теорет. полевого шпата в рациональном составе с учетом количества в нем свободного кварца, оно составит:
479,25*100 / (100-8) = 520,92 кг, соответственно количество кварца вводимого с этим полевым шпатом составит
520, 92 *8 / 100 = 41,67 кг.
Количество вводимого с кварцевым песком кварца составит
2500 – 1200 - 520,92=779,08 кг.
Проверим, сколько кварца будет введено в массу
779,08 + 41,67 = 820,75кг, значит расчет сделан верно.
Полученные данные сводят в таблицу (табл.3).
| Сырье-вые матери-алы | Шихтовой состав, вес.% | Количество сырьевых материа-лов, кг | Рациональ- ный состав в абсолютно сухом состоянии, кг | Количество кварца, введенного с преды-дущим пегматитом / с новой партией полевого шпата, кг | Количество сырья с учетом корректиров-ки, кг |
| Каолин | 48,0 | 1200 | 1200 | 1200,0 | |
| Пегматит /полевой шпат | 27,0 | 675 | Полевой шпат теорет. 479,25 | 195,75 / 41,67 | 520,92 |
| Кварц | 25,0 | 625 | 820,75 | 779,08 | |
| Σ=100 | Σ=2500кг | Σ=2500 кг | Σ=2500 |
Задание: На основании данных примеров каждый студент по вариантам должна выполнить два расчета:
1) Рассчитать количество загружаемых материалов (шихтовой состав) и рациональный состав для получения заданного количества (в абсолютно сухом состоянии) масс по приведенному рецепту.
2) Произвести корректировку загрузки при изменении минерального состава одного из сырьевых компонентов.
3) Дать комментарии о том, как изменятся свойства массы и, какие дефекты возможно возникнут, если не проводить корректировку шихтового состава при смене сырья в данных заданиях.
Жду ваши ответы. Всего доброго.
Задание для группы 1. (Решают Андросов, Воробьев, Гришин, Жигунов, Журавлев)
Пример 11. Рассчитать необходимое количество загружаемых материалов для получения 7т массы по приведенному рецепту: глина красная 70%; шамот 20%; кварцевый песок 10%
Произвести корректировку загрузки при изменении содержания примеси кварца в глине с 11% до 6%.
Пример 21.Рассчитать необходимое количество загружаемых материалов для получения 3000 кг глазури по приведенному рецепту:
Каолин 10%; доломит 19%; пегматит 46%; кварцевый песок 25%.
Произвести корректировку загрузки при изменении содержания кварцевого песка в пегматите с 26% до 30%.
Задание для группы 2 (Решают Заметалов, Захваткина, Зиборов, Краснов, Куров)
Пример 12. Рассчитать необходимое количество загружаемых материалов для получения 5000 кг массы по приведенному рецепту: глина красная 85%; кварц 10%; мел 5%. Произвести корректировку загрузки при изменении содержания примеси кварца в глине с 3% до 6%.
Пример 22. Рассчитать необходимое количество загружаемых материалов для получения 3500 кг глазури по приведенному рецепту:
Каолин 10%; доломит 16%; пегматит 49%; кварцевый песок 25%.
Произвести корректировку загрузки при изменении содержания кварцевого песка в пегматите с 30% до 24%.
Задание для группы 3 (Решают Муминов, Первозванский, Пронькина, Саватеев, Стеклянникова)
Пример 13. Рассчитать необходимое количество загружаемых материалов для получения 2000 кг массы по приведенному рецепту: глина красная 60%; кварц 10%; шамот 30%. Произвести корректировку загрузки при изменении содержания примеси кварца в глине с 17% до 11%.
Пример 23. Рассчитать необходимое количество загружаемых материалов для получения 6000 кг массы по приведенному рецепту: каолин 51%; пегматит 28%; кварц 21%. Произвести корректировку загрузки при замене пегматита с содержанием свободного кварца 24% на пегматит с содержанием кварца 30%.
Задание для группы 4 (Решают Сурский, Ювженко, Никоноров, Смутилова, Егоров)
Пример 14. Рассчитать необходимое количество загружаемых материалов для получения 3500 кг массы по приведенному рецепту: глина красная 70%; кварц 20%; мел 10%. Произвести корректировку загрузки при изменении содержания примеси кварца в глине с 11% до 5%.
Пример 24. Рассчитать необходимое количество загружаемых материалов для получения 4000 кг массы по приведенному рецепту: каолин 50%; пегматит 28%; кварц 22%. Произвести корректировку загрузки при замене пегматита с содержанием свободного кварца 24% на пегматит с содержанием кварца 30%.
