Назначение и виды огнеупорного припаса

Ремесла | Мастера ремесла - о ремесле | Л.Ф.Акунова, В.А.Крапивин "Технология производства и декорирование художественных керамических изделий" | ЧАСТЬ I | КЕРАМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ | Огнеупорный припас и формы | Назначение и виды огнеупорного припаса

Назначение и виды огнеупорного припаса

Обжигательные камеры горнов имеют значительные размеры и изделия устанавливаются на обжиг в специальных огнеупорных коробах-капселях обычно круглой формы. Капсели ставят друг на друга в так называемые "столбы", высота которых достигает 3,5...4 м.

На вагонетках туннельных печей устраивают из огнеупорных стоек и плит этажерки, на которых в несколько ярусов (рядов) размещают обжигаемые изделия. Другое назначение огнеупорных материалов (огнеупорного припаса) - защита изделий от прямого воздействия топочных газов, резких температурных колебаний, засорки и механических повреждений. От огнеупорного припаса во многом зависит качество керамических изделий и эффективность производства в целом. Достаточно сказать, что оборачиваемость обычных (шамотных) капселей в горнах при обжиге фарфора составляет всего 3...5 оборотов и, если учесть, что масса капселей в 5...6 раз больше массы самих изделий, то станут понятными повышение стойкости и удлинение срока службы огнеупорного припаса в тонкокерамическом производстве. Расходы на огнеупорные материалы составляют в себестоимости изделий 12...16%. Условия эксплуатации огнеупоров в керамических печах очень тяжелые: высокая температура обжига, резкие температурные колебания, большие механические нагрузки; особенно усложняется работа огнеупорного припаса в современных скоростных печах, в которых время обжига сокращено до нескольких часов.

92. Капсели для полых изделий

Поэтому огнеупорные материалы, применяемые в тонкокерамическом производстве, должны быть прочными и термостойкими, иметь небольшое термическое расширение. Из огромного числа самых различных видов огнеупорного припаса можно отметить как основные: капсели, плиты, стойки и подставки. Капсели 1 для обжига полых изделий 2 имеют обычно цилиндрическую форму: диаметр их колеблется в пределах от 250 до 500 мм, высота от 100 до 300 мм (рис. 92). Для обжига крупных изделий изготовляются капсели овальной или прямоугольной формы. Особо крупные изделия (вазы, скульптуры) обжигаются в разборных капселях. Наиболее широко применяются капсели для обжига полых изделий следующих размеров (табл. 8).

Таблица 8

Показатели | Капсели
крупные (бандуры) | средние | малые | прямоугольные
Внешний диаметр (ширина), мм | 405-435 | 275-350 | 200-305 | 210-410
Высота, мм | 60-270 | 145-160 | 60-120 | 400-450
Масса, кг. | 6,2-15,5 | 4,5-7,6 | 2,5-7,2 | 6,8-22,0

С целью предохранения от деформации плоских 2 фарфоровых изделий (тарелок, блюдец и т.п.) для их обжига применяют капсели особой формы 1 (рис. 93) (табл. 9).

Таблица 9

Показатели | Капсели
тарелочные | блюдечные
Внешний диаметр, мм | 232-305 | 199-215
Высота, мм | 35-48 | 31-45
Масса, кг. | 1,2-2,0 | 0,9-1,2

Показателем качества капселей обычно является срок их службы - оборачиваемость (количество обжигов, которые выдерживают капсели). Средняя оборачиваемость крупных капселей при обжиге фарфора - 3...4 оборота, мелких - 8...10.

93. Капсели для плоских изделий

Размеры и форма стоек 1 и плит 2 этажерок печных вагонеток определяются размерами изделий. Обычно стойки делают высотой от 100 до 350 мм, сечением от 40х40 до 60x60 мм.

Плиты изготовляют толщиной от 20 до 40 мм, прямоугольной или квадратной формы, с размерами сторон от 300 до 800 мм.

Экспериментами установлено, что ширина огнеупорных плит должна быть не менее 40% длины. По форме стойки бывают двутавровые высотой от 100 до 250 мм, ступенчатые, используемые при обжиге изделий разной высоты, брусковые разных размеров (рис. 94).

94. Этажерка печной вагонетки

В последние годы на керамических заводах получили распространение скоростные печи с роликовым подом, в которых обжигаемые изделия перемещаются на огнеупорных плитах - лещадках. Условия их эксплуатации (цикл обжига менее 3 ч и нагрузка на одну лещадку более 2 кг) предъявляют жесткие требования к ним: термостойкость - не менее 20 смен, деформация - не более 2 мм.

Огнеупорный припас для тонкокерамического производства изготовляется из шамотных, кордиеритовых и карборундовых масс.

Шамотные огнеупоры являются наиболее распространенными, так как для их изготовления применяют недефицитное сырье, используемое в фарфорово-фаянсовом производстве, - огнеупорную глину: каолин, а также шамот, получаемый путем дробления вышедших из строя капселей. Шамотные огнеупоры при температуре обжига выше 1200°С имеют низкую термическую стойкость и недостаточную механическую прочность. Состав шамотной массы, (%): глина огнеупорная - 30...40, каолин - 10...15, шамотный порошок - 50...55. Все компоненты массы послойно загружают в бетонированные резервуары - ямы, увлажняют и в течение суток пропаривают паром. Затем масса влажностью 18...20% пропускается два-три раза через глиномялку (рис. 95) и выдерживается в течение суток.

95. Глиномялка

Капсели из шамотной массы формуются в гипсовых формах на станках, аналогичных станкам для формовки керамических изделий. Плиты и стойки изготовляют на гидравлических или фрикционных прессах. Сушку производят в камерных сушилках. Обжигается шамотный припас до температуры 1380...1400°С. Для повышения термостойкости шамотных огнеупоров в состав масс на некоторых заводах вводят 5...10% талька 3MgOo4SiO2oH2O.

Добавка глинозема АlО3 до 15 ч. в шамотные массы повышает термическую стойкость, огнеупорность и снижает деформацию капселей под нагрузкой, поэтому такие капсели имеют большую оборачиваемость и в них меньше засоряются изделия. При этом важно, чтобы размер частиц глинозема не превышал 3 мкм, помол глинозема осуществляется в струйных мельницах.

Кордиеритовые огнеупоры значительно превосходят шамотные по термостойкости и механической прочности. Поэтому срок службы кордиерий товых огнеупоров в 8...10 раз больше-шамотных.

Состав кордиеритовой массы, %: шамот кордиеритовый - 39, глинозем технический - 15, глина огнеупорная - 25, каолин - 10, тальк - 11,0.

При обжиге тальк образует с кварцем соединение кордиерит 2MgOХ2Al2O3•5SiO2 с небольшим коэффициентом термического расширения, что способствует повышению термической стойкости огнеупоров. Однако процесс приготовления кордиеритовых огнеупоров довольно сложен, поэтому такие огнеупоры изготовляют на специализированных предприятиях или на крупных керамических заводах.

Карборундовые (карбидокремниевые) огнеупоры обладают высокой огнеупорностью, термической стойкостью, теплопроводностью, имеют низкий коэффициент термического расширения и используются при обжиге на высокую температуру, в том числе и в скоростных печах. Вместе с тем карборунд SiC подвержен в процессе эксплуатации при высоких температурах окислению, причем не только от действия кислорода, но и от углекислоты и водяного пара:

SiC + 2O>SiO2+CO2
SiC + 3CO2>SiO + 4CO
SiC + CO2>SiO2 + 2C
SiC + 3H2O>SiO2 + 3H2O + CO

При окислении на поверхности зерен карборунда выделяется SiO2, которая препятствует дальнейшему окислению, но при температуре выше 1350°С защитное действие SiO2 снижается. С целью повышения сроков службы огнеупоров из карборунда их покрывают слоем ангоба с высоким содержанием глинозема.

Карборундовые капсели отливаются в гипсовых формах. Стойки и плиты изготовляют на гидравлических прессах или способом пневмотрамбования. Обжигается карборундовый припас при 1380...1400°С (рис. 96).

96. Схема приготовления карборундовых огнеупорных изделии

В зависимости от способа изготовления и назначения карборундовых огнеупорных изделий используют массы различного состава. Состав для плит и стоек (%): 1. Карборунд марки КЧ: фракция № 100-34, фракция № 10-12, фракция № 6-12. 2. Глина огнеупорная молотая - 19. Состав для капселей (%): карборунд - от 30 до 70, глинозем - 10, глина - от 20 до 30, шамот - от 20 до 30, сульфитно-спиртовая бражка - 2.

Необходимость дальнейшего сокращения продолжительности обжига керамических изделий, связанная с экономией топливно-энергетических ресурсов, заставляет проводить широкие научные исследования и эксперименты по получению новых, более эффективных огнеупорных материалов. Одним из них является рекристаллизованный карбид кремния. По одной из технологий карбид кремния высокой чистоты подвергается тонкому помолу и из него приготавливается шликер для литья изделий в гипсовых формах. Изделия после сушки обжигаются в среде защитного газа при температуре свыше 2000°С. В результате достигаются высокие прочностные и другие характеристики, аналогичные свойствам момокристаллического карбида кремнии. Прочность на растяжение в 20...25 раз, а износостойкость в 10 раз превышает показатели обычного карбида кремния. Температура эксплуатации таких огнеупоров до 1650°С. При обжиге на 1250°С и длительности цикла 90 мин эти огнеупоры выдерживают 1400 оборотов.

С целью повышения оборачиваемости капселей и плит и снижения засорения глазурованных изделий при обжиге применяют ангобирование. Ангоб наносят на поверхность огнеупоров тонким слоем 0,5...1,0 мм. Составы ангобов для огнеупоров: 1. Против засорения, %: глинозем технический - 70, глина огнеупорная - 21, доломит - 7, бентонит - 2. 2. Против прилипания, %: глинозем - 80, глина огнеупорная - 20.

ЧАСТЬ I
Предисловие
Введение
Общие сведения о керамике
Раздел I. КЕРАМИЧЕСКОЕ СЫРЬЕ
Глава 1. Основные сведения о полезных ископаемых
1.1. Классификация горных пород 1.2. Формы залегания полезных ископаемых. Классификация керамического сырья
Глава. 2. Глинистое сырье
2.1. Происхождение глин 2.2. Структура глинистых минералов 2.3. Химический состав глин
Глава 3. Свойства глин
3.1. Пластичность, связующая способность и зерновой состав 3.2. Усадка 3.3. Спекание и огнеупорность 3.4. Основные месторождения глинистого сырья СССР
Глава 4. Отощающие материалы и плавни
4.1. Кварц и шамот 4.2. Плавни 4.3. Карбонатные породы, тальк пирофиллит
Глава 5. Обогащение сырья
5.1. Обогащение каолинов и глин 5.2. Обогащение полевошпатового и кварцевого сырья
Раздел II. КЕРАМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Глава 6. Керамические массы
6.1. Майолика, фаянс, тонкокаменные изделия 6.2. Фарфор 6.3. Расчеты керамических масс
Глава 7. Приготовление керамических масс

7.1. Дробление материалов
7.2. Тонкий помол материалов
7.3. Процеживание и магнитное обогащение
7.4. Приготовление жидких керамических масс
7.5. Обезвоживание керамических масс
7.6. Промин и вакуумированне

Глава 8. Формование изделий
8.1. Литье 8.2. Формовка 8.3. Прессование 8.4. Оправка и приставка деталей
Глава 9. Сушка
9.1. Режимы сушки 9.2. Конструкции сушилок
Глава 10. Обжиг
10.1. Физико-химические процессы при обжиге 10.2. Основные типы обжигательных печей 10.3. Электрические печи 10.4. Контроль и регулирование процессов сушки и обжига 10.5. Контроль производства
Глава 11. Огнеупорный припас и формы
11.1. Назначение и виды огнеупорного припаса 11.2. Назначение форм. Гипс и его свойства 11.3. Изготовление моделей, капов и форм
Раздел III. ГЛАЗУРИ И КРАСКИ
Глава 12. Глазури

12.1. Классификация глазурей
12.2. Фриттованные глазури
12.3. Бессвинцовые глазури
12.4. Приготовление глазурей
12.5. Декоративные глазури
12.6. Расчет составов глазурей
12.7. Дефекты глазурей

Глава 13. Керамические краски
13.1. Пигменты 13.2. Подглазурные и надглазурные краски 13.3. Окрашивание ангобов 13.4. Окрашивание глазурей 13.5. Препараты золота и серебра. Люстры
Раздел IV. ДЕКОРИРОВАНИЕ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
Глава 14. Основные способы декорирования керамических изделий
14.1. Способы нанесения декора на керамический материал 14.2. Инструменты и приспособления для живописи керамическими красками
Глава 15. Виды и различные приемы ручной росписи
15.1. Ручные способы декорирования 15.2. Возможные виды брака при выполнении отводок
Глава 16. Роспись надглазурными красками
16.1 Возможные дефекты надглазурной живописи в результате обжига 16.2. Роспись по сырой глазури и эмали
Глава 17. Роспись подглазурнымя красками
17.1. Живопись по сырому материалу 17.2. Роспись растворами солей 17.3. Роспись высокотемпературными красками 17.4. Глазурование 17.5. Дефекты глазури
Глава 18. Декорирование восстановительными глазурями
Глава 19. Ангобирование

19.1. Украшение изделии ангобами
19.2. Рисунок ангоба посредством рожка или пипетки
19.3. Нанесение ангоба в процессе формовки литьем
19.4. Нанесение ангоба с помощью аэрографа (пульверизацией)
19.5. Нанесение ангоба по готовому контуру и пастилаж
19.6. Фляндровка и мраморение
19.7. Другие декоративные способы нанесения ангоба (резерваж, роспись по гравированному контуру, сграффито)

Глава 20. Механические способы декорирования
Глава 21. Декорирование глазурями
21.1. Декоративные глазури 21.2. Глазури, применяемые при декорировании майолики и гончарных изделий
Глава 22. Золочение, серебрение, платинирование
Глава 23. Художественные работы по композиции
Глава 24. Скульптурные способы, применяемые при декорировании керамических изделий
ЧАСТЬ II

[AD]

|  | Copyright©1987-2004 VISION