Дозування сировинних матеріалів

Виготовлення формувальних мас

Формувальні маси у залежності від прийнятого методу формування виробів (пластичного, напівсухого або шлікерного) готують по-різному. Загальним для усіх видів формувальних мас є введення у мінеральні компоненти води, що сприяє зв'язуванню глинистих часток при формуванні.

Крім цього технологічними операціями, які не залежать від виду методу формування виробів, є: дозування матеріалів та їхнє просіювання.

Сировину для готування формувальних мас подають устроями, що забезпечують рівномірну подачу та дозування матеріалів. Ці устрої - живильники та дозатори. Матеріал дозують по масі, або об'єму у співвідношенні, обумовленому заданими технологічними параметрами формувальної суміші.

Грудковий і порошкоподібний матеріал дозують по об'єму живильниками різноманітних конструкцій. Звичайно - це устрої безупинної дії. Похибка, що припускається при дозуванні 5%. Тип живильника вибирають у залежності від розміру шматків матеріалу, його вологості, текучості, а також інших фізичних властивостей. Дозування по масі більш точне і тому в особо відповідальних випадках, коли до керамічного матеріалу пред'являють високі вимоги по дотриманню геометричних розмірів і фізико-механічних властивостей, використовують вагові дозатори (ваги). Вагові дозатори бувають періодичної та безупинної дії.

Стрічковий живильник (рис. 5.26) застосовують для транспортування середньо шматкових матеріалів.

Рис. 5.26 Схема стрічкового живильника:

1 - барабан для натягування; 2 - опорні ролики; 3 - шибер; 4 - барабан, який веде;

5 - стрічка

Робочим транспортуючим органом таких живильників служить прогумована конвеєрна стрічка 5, що обгинає два барабани - головний 4 і натяжний. Над стрічкою встановлений бункер із матеріалом. З бічних сторін стрічка обмежена бортами, щоб матеріал не зсипався з конвеєра. Перед випускним отвором бункера встановлено рухливу заслінку-шибер 3, якої регулюють кількість матеріалу на стрічці живильника. Стрічкові живильники бувають похилі та горизонтальні, стаціонарні та пересувні. Продуктивність живильника визначається кількістю матеріалу на стрічці, тобто шириною стрічки та висотою прошарку матеріалу. Швидкість руху стрічки 0,1-0,35 м/с, легкі матеріали транспортують із більшою швидкістю.

Лотковий живильник (рис. 5.27) складається з рами, на якій змонтовано приводний устрій і підвісний лоток 4. Привід складається з електродвигуна, черв'ячного редуктора 2, двох кривошипів 9 із шатунами 8, що приєднані до лотка 4. Лоток спирається на дві пари роликів 6.

Рис. 5.27 Схема лоткового живильника:

1 - електричний двигун; 2 - редуктор; 3 - рама; 4 - лоток; 5 - шибер;

6 - ролик; 7 - бункер; 8 - шатун; 9 - кривошип.

Продуктивність живильника регулюють шибером 5 шляхом його підйому або опускання за допомогою штурвала. Лотковий живильник застосовують для рівномірної подачі матеріалів дрібних та середніх розмірів часток. Він працює наступним способом. Лоток приводиться в рух кривошипним механізмом. Матеріал надходить у лоток у завантажувального кінця живильника і подається на рухливий стіл. При русі столу вперед матеріал теж просувається вперед. При русі столу тому матеріал не може рухатися зі столом тому, тому що нова порція, що потрапила на лоток, утримує його. При кожному русі столу матеріал просувається до вивантажувального кінця столу на відстань, дорівнює ходу лотка, і, зрештою, зсипається в потрібне місце. Кількість подаваного матеріалу регулюють розміром ходу та шибером. Недолік лоткових живильників складається в тому, що при транспортуванні порошкоподібного матеріалу він, звичайно, обсипається з лотка і порошить. Підвісний хитний живильник - модернізований лотковий живильник. Підвісні живильники підвішують до нижньої частини бункера з глиною. Продуктивність лоткових і хитних живильників 5-38 м³/год.

Тарілчастий живильник (рис. 5.28) - найбільше поширений устрій, що дозує, для сухих порошкоподібних і дрібно кускових матеріалів.

Рис. 5.28 Тарілчастий живильник:

1 - скребок; 2 - регулювальний гвинт; 3 - вихідний патрубок; 4 - телескопічна

насадка; 5 - таріль; 6 - матеріал, який дозують

Робочий орган тарілчастого живильника - таріль 5, що обертається навколо вертикальної осі під випускним отвором бункера. Матеріал 6, що надходить із вихідного патрубка 3 бункера, розташовується на тарелі у виді усіченого конуса. Збоку в тарелі встановлений шкребок. При обертанні тарелі матеріал безупинно шкребком скидається з тарелі. Продуктивність тарілчастого живильника регулюють за допомогою телескопічної насадки 4 на вихідному кінці бункера. Цю насадку піднімають або опускають, змінюючи кількість матеріалу, що обсипається з конуса. Продуктивність живильника також можна змінювати, регулюючи положення шкребка, що скидає матеріал із тарелі, і швидкість обертання тарелі.

Циклічний ваговий дозатор установлюють, звичайно, під бункерами. Як правило, цей дозатор має коромисло з однаковими плечима, на одному з яких підвішені гирі, на іншому - ємність із матеріалом, що засипається. Принцип роботи дозатора 4 полягає в наступному: у бункер дозатора завантажується матеріал, що дозується, при досягненні певної маси припиняється подача матеріалу, відчиняється вихідна тічка, і порція матеріалу надходить на подальшу переробку. Після цього насипається нова порція і т.д.

Стрічковий ваговий дозатор (рис. 5.29) служить для безупинної подачі матеріалу і його зважування.

Рис. 5.29 Схема стрічкового вагового дозатора:

1 - приймальна лійка; 2 - заслінка; 3 - пересувний вантаж;

4 - коромисло; 5 - ролик; 6 - стрічка.

Основними елементами такого дозатора є короткий стрічковий конвеєр, установлений на коромислі 4 із вантажем, що врівноважує, 3, і система автоматики, що регулює подачу матеріалу.

При перевантаженні або недовантаженні конвеєра автоматично збільшується або зменшується подача матеріалу. Сумарна похибка при роботі таких ваг ±1 %.

5.6.2. Просіювання сировинних матеріалів здійснюється для їхнього розділення на фракції, виділяючи при цьому сторонні включення. Найбільш поширений механічний засіб поділу матеріалів на фракції за допомогою сит і грохотів. Вибір типу устаткування для просіювання залежить від характеристики матеріалу, його фізико-механічних властивостей, розмірів і форми часток, зернового складу, вологості, абразивності, липкості, спроможності злежуватися, змерзатися, куту природного укосу.

Сито-бурат (рис. 5.30) являє собою конічний барабан 2, розташований горизонтально, по утворюючої який закріплені сита 3 від дрібного до крупного, починаючи від основи з меншим діаметром.

Матеріал за рахунок конусності обертового барабана просувається до вихідного кінця (в основи з великим діаметром) і по шляху розсіюється на число фракцій, що відповідає числу сит. Фракція, що не пройшла скрізь саме крупне сито, повертається на помел або віддалиться як відходи.

Рис. 5.30. Сито-бурат:

1 - приймальний бункер; 2 - конічний барабан; 3 - сито; 4 - гвинт для кріплення;

5 - втулка; 6 - вал; 7 - огородження

Багатоступінчасті грохоти складаються із сит, що розташовані одне над іншим, від крупного до дрібного. Матеріал послідовно просівається через сита за рахунок струшування їх, розділяючись на число фракцій п+1 (де п - число сит). Струшування матеріалу в багатоступінчастих грохотах досягається за рахунок хитання сит (хитного сита) або вібрації (вібросита).

Хитні сита бувають похилі та горизонтальні на пружних стійках.

У хитному ситі з нахилом (рис. 5.31, а) рама 3 сита встановлена з ухилом 2-6% убік виходу матеріалу. Вона приводиться в рух від електродвигуна за допомогою ексцентрикового вала та шатуна 2. Нижній кінець сита закріплений шарнірно. При обертанні ексцентрикового вала верхній кінець сита робить рух по окружності, а нижній - по дузі матеріал при цьому струшується і, рухаючись убік розвантаження, просівається.

Хитне сито на пружних стійках (рис. 5.31, б) також приводиться в рух від електродвигуна через ексцентриковий механізм і шатун. При такому приводі сито робить несиметричні коливання. При ході шатуна вперед стоїки 6 піднімають раму 3, при ході назад – опускають. Під дією інерційних сил матеріал підкидається та просівається, рухаючись до вивантажувального кінця. Хитні сита прості по устрою, точно розсіюють матеріал.

Рис. 5.31. Схеми хитних сит: а – із нахилом; б – на пружних стійках

1 - електричний двигун; 2 - шатун; 3 - рама; 4 - кріплення; 5 - сито;

6 - пружні стійки; 7 - станина

Недолік їх у тому, що вони передають вібрацію на конструкції будинків, тому їх не рекомендується встановлювати на верхніх поверхах.

Вібраційного сита мають високий коефіцієнт корисної дії, споживають мало електроенергії при високій продуктивності. Частота коливань 900-1500 у хвилину при невеликій амплітуді. Завдяки частим коливанням матеріал, що знаходиться на ситі, розшаровується, що полегшує його розсів. Вібраційні грохоти бувають механічні та електромагнітні. Найбільше поширені механічні віброгрохоти. По типі приводу вони підрозділяються на ексцентрикові (гіраційні) і інерційні.

У гіраційному віброситі (рис. 5.32,а) на ексцентрикову частину вала приводу встановлені підшипники 3, що закріплені на рухливій рамі із ситами 4. При обертанні вала рама набуває вертикальних коливань. Інерційні сили врівноважуються маховиками 5 із противагами, установленими на ексцентриковому валі. Нахил сит можна регулювати. Промисловість випускають віброгрохоти з двох- і триступінчастим просіюванням.

В інерційному віброситі (рис. 5.32.б) вібрація створюється при обертанні неврівноважених мас. Коливання власне сита виникають під дією сил інерції дебалансового вала. Вал / із диском 2 змонтований на підшипниках 3, закріплених на рухливій рамі 4 сита, установленої на пружних стійках 6. При обертанні рама вібрує під дією сил інерції дебалансу. Раму встановлюють похило убік виходу матеріалу.

Інерційний дебалансовий віброгрохот (рис. 5.33) використовують для проціджування та очищення від крупних часток тонкодисперсних керамічних мас. Грохот має станину 7, до якої за допомогою пружин 6 підвішений рухливий корпус 5.

Рис. 5.32. Схеми вібросит:

а – гіраційного: 1 - вал, 2,3 - підшипники, 4 - сито, 5 - маховик,

6 - електричний двигун;

б – інерційного: 1 - вал, 2 - диск із дебалансами, 3 - підшипник, 4 - рама,

5 - сито, 6 - пружні стійки.

У нижній частині цього корпуса прикріплений електродвигун 8 із дебалансами, а у верхній частині над перегородкою 2 прикріплене сито 3. При обертанні двигуна з дебалансами рухливий корпус разом із сіткою вібрує. Шлікерна маса через розподільну трубку подається на сітку і, пройшовши через неї, зливається через патрубок /, а відсів віддалиться через патрубок 4.

Рис. 5.33. Схема інерційного дебалансового віброгрохоту

1, 4 - патрубки для зливання очищеного шлікеру та відсіву, 2 - перегородки,

3 - сито, 5 - рухомий корпус, 6 - пружини, 7 - станина, 8 - електричний двигун

з дебалансами

Грохоти-вібратори застосовують для проціджування тонкодисперсних керамічних мас через сита № 04, 008, 0063. Випускають різноманітні конструкції грохотів – на пружних стійках із нахилом, на підвісках, переносні вібратори, дебалансові грохоти тощо.

Сита, застосовувані в устроях для просіювання, можуть бути аркушевими зі штампованими отворами і дротовими. Для крупно шматкових матеріалів застосовують сита (решета) з аркушевої сталі з круглими, іноді овальними й щілинними отворами. Для розсіву дрібно- і тонко здрібнених матеріалів використовують дротового сита, плетільні або тканинні зі сталевого, мідного або бронзового дроту. Відповідно до розміру сторони осередку у світлі (отворів) у міліметрах сита характеризуються відповідним номером сітки.

5.6.3. Отримання пластичних формувальних мас здійснюють згідно загальної технологічної схеми (рис. 5.34) на вальцях тонкого помелу, дірчастих вальцях, бігунах мокрого помелу, лопатевих змішувачах.

Рис. 5.34. Загальна технологічна схема отримання пластичних мас

При переробці глиняної маси на вальцях тонкого помелу завдяки швидкому додатку великого навантаження, що діє в однім напрямку на прошарок глини незначної товщини, глина одержує значні пружні деформації, а пластичної глини набувають анізотропну будівлю та ущільнюються нерівномірно. При здрібнюванні глиняної маси на бігунах глина піддається впливу повільно зростаючих навантажень, що чергуються з розвантаженням і зміною напрямку дії навантаження щодо геометричних осей шару глини. У цих умовах пластичні деформації глини значно великі, пружні ж деформації менше значні, чим при обробці на вальцях. Можливість утворення анізотропної будівлі маси та нерівномірності ущільнення бігунами також значно менше, чим вальцями.

У бігунах мокрого помелу (рис. 5.35) відбувається поділ грудок глини, стирання цих грудок і твердих включень, зволоження, а також продавлювання обробленої маси через отвори у дні бігунів.

Бігуни бувають із верхнім і нижнім приводом, з обертовими ковзанками навколо вертикального вала, з обертовою або нерухомою чашею. На бігунах опрацьовують глиняну масу вологістю, близької до формувальної. Для забезпечення безперебійної роботи бігунів необхідно навантажувати їх такою кількістю матеріалу, що вони спроможні переробити за одне обертання.

Рис. 5.35. Бігуни мокрого помелу:

1,2 – катки бігунів, 3 – решітчасте дно, 4 – таріль, що обертається,

5 – привід бігунів

Дірчасті вальці забезпечують непогане проминання зв'язаних глин завдяки продавлюванню їх через отвори у валеннях, незначну анізотропність і задовільну рівномірність ущільнення маси, як і на бігунах.

Продавлюючись через порівняно невеликі отвори в чаші бігунів або у плитах дірчастих вальців, глиняна маса розділяється на дрібні гранули. Кожна така гранула набуває певного орієнтування глиняних часток, що у периферійних прошарках гранули ринуться розташуватися нормально до поверхні отворів, а в центральних прошарках - паралельно. У результаті при наступному ущільненні цих розрізнених гранул утворюється маса, що не має анізотропної будівлі, тобто, яка не дає тріщин у виробах по площинах ковзання прошарків глини.

Перемішування маси, звичайно, проводять у двох вальних лопатевих змішувачах. Тут маса багаторазово, послідовно розрізається в різноманітних напрямках і перемішується лопатнями. У цій машині глиняна маса, звичайно, також воложиться. Процес зволоження глиняної маси визначається розмірами поверхні зіткнення глинистих часток із водою, співвідношенням між кількістю води та глини, тривалістю взаємодії води та глини. Час взаємодії повинно бути достатнім для того, щоб рівномірно підволожити масу.

Двовальний лопатевий змішувач (рис. 5.36) являє собою ночви / із розташованими усередині уздовж нього двома обертовими валами 2. На валах по гвинтовій лінії укріплено лопаті 3. При обертанні валів лопати перелопачують масу, змішуючи її з подаваної через перфоровану трубу водою, і пересувають до розвантажувального отвору.

Рис. 5.36. Схема дволопатевого змішувача:

1 - корито, 2 - вали, 3 - лопаті, 4 - підшипник, 5 - редуктор з

електродвигуном

5.6.4. Отримання шлікеру може здійснюватися декількома методами (рис. 5.37, 5.38).

Рис. 5.37. Технологічна схема отримання шлікеру з використанням окремо

приготовлених суспензій з тонкомелених кам’янистих і глинистих матеріа-

лів

Рис. 5.38. Технологічна схема отримання шлікеру по методу сумісного

мокрого помелу сировинних компонентів

На багатьох керамічних підприємствах глину розпускають і готують шлікер у кульових млинах мокрого помелу періодичної дії (рис. 5.24) спільно або роздільно з матеріалами, що отощають. На деяких заводах глину розпускають у пропелерних мішалках.

При готуванні шлікеру в кульових млинах, в ці млини завантажують підготовлену глину, отощувачі, плавні та воду у визначених співвідношеннях. У процесі помелу цієї маси у млинах, одночасно здійснюється та перемішування її компонентів.

Після отримання шлікеру, його вивантажують у спеціальні басейни, де він зберігається до використання.

Для підтримки часток шлікеру у зваженому стані, а також для прискорення процесу розпускання глини у воді в басейнах установлюють пропелерні мішалки (рис. 5.39).

Рис. 5.39 Пропелерна мішалка:

а - мішалка у зборі з басейном, б - устрій мішалки.

1 - привід мішалки, 2 - картер, 3 - басейн, 4 - рама, 5 - трилопатевий гвинт,

6 - вал.

Пропелерна мішалка являє собою вертикальний вал 6 із закріпленим на нижньому кінці трилопатевим гвинтом 5. Вал приводиться в обертання електродвигуном через редуктор. Весь привод / розміщається над басейном 3. При обертанні гвинта утвориться безупинний потік маси: гвинт жене шлікер униз, вдаряючись об дно басейну, маса піднімається біля стінок уверх. Шматки матеріалу, ударяючись об лопати, дно та стінки басейну, поступово подрібнюються.

Для перекачування з басейну в басейн рідкого шлікеру вологістю більш 40%, отриманого у наслідок мокрого помелу матеріалу в кульових млинах і після його ситового збагачення застосовують мембранні (рис. 5.40) або заглибні (рис. 5.41) насоси.

Рис. 5.40. Мембранний насос

1,4 — усмоктувальний і нагнітаючий клапани 2 — мембрана 3 — мембранна камера 5 — робочий циліндр 6 — плунжер 7 — повітряний ковпак 8 — кривошипний механізм 9 — привод, 10 — станина

Ці насоси застосовують також для подачі шлікеру на зневоднювання в баштову розпилювальну сушарку.

Відцентровий заглибний насос призначено для перекачування на відстань 100 м і висоту до 25 м шлікерної маси вологістю 40% і більш із змістом твердих часток до 30% і розміром часток до 5 мм.

Переносні електромагніти застосовують для очищення рідкого шлікеру від магнітних часток. Вони мають електромагнітні котушки, поміщені в коробці з листової сталі чи латуні. До полюсів електромагніта прикріплені полюсні наконечники у виді металевої гребінки, що розташовується за межами коробки. Матеріал, що протікає по жолобі через гребінку електромагніта, розбивається на дрібні струмки, наконечники, що омивають з усіх боків, які витягають із маси магнітні частки.

Готову суспензію, що пройшла скрізь сито і магнітний сепаратор, зливають у збірну мішалку для змішування з розрідженими глинистими матеріалами, а потім подають у видаткові мішалки, де витримують готовий шлікер 50—70 год. При наявності у глинах значної кількості розчинних солей шлікер збезводнюють на фільтр-пресах. Збезводнені коржі знову розпускають у воді у пропелерних мішалках. При зневоднюванні у фільтрпресах разом із водою з маси йдуть розчинні солі, що поліпшує робочі властивості ливарного шлікеру.

5.6.5. Отримання порошкових мас може здійснюватися за шлікерною технологічною схемою двома способами (рис. 5.42).

Обидва способи передбачають отримання шлікеру, із якого потім виготовляють прес-порошок двома способами.

За першим - шлікер частково збезводнюють у фільтрпресах (рис. 5.43), потім у вакуум-м'ялках. Після чого його піддають остаточному сушінню, подрібнюванню та просіюванню та додаванню пластифікатора.

За другим - прес-порошок одержують зневоднюванням шлікеру вологістю 45-59% у розпилювальній сушарці (рис. 5.44).

Рис. 5.42. Технологічна схема приготування прес-порошку за шлікерною

технологією

Розпилювальна сушарка конструкції НДІбудкераміки (рис. 5.44) являє собою зварену металеву вежу. Вона складається з циліндричної частини і конічного днища, що закінчується циліндричною горловиною із секторним затвором. Для одержання теплоносія по периметрі циліндричної частини вежі установлені вісім інжекційних газових пальників. У центрі кришки сушарки знаходиться вибуховий клапан 3 діаметром 800 мм. Він являє собою тонку алюмінієву мембрану, затиснуту між двома сталевими фланцями.

Рис. 5.43. Схема прес-фільтра.

Фільтрпрес (а), фільтрувальне полотно (б), корж керамічної маси (в)

1-гідравлічний затвор; 2 - кран; 3 - упорне колесо; 4 - колесо; 5- ручки рам;

6 - рами; 7- опори; 8 - штанга; 9- канал; 10- насос; 11- гайка; 12- полотно.

Мембрана розривається при підвищенні тиску усередині сушильної камери і цим охороняє від руйнування вежу розпилювальної сушарки. Гас підводиться до пальників 4 по кільцевому колектору 5. Подачу гасу в кожнім пальнику регулюють корковими гранами. Крім того, на кільцевому колекторі встановлений газовий кран, за допомогою якого автоматично підтримується температурний режим у вежі сушарки.

Для розпилення шлікеру в межах конусної частини днища сушарки від шлікерного колектора 8 зроблені відводи усередину сушильної камери. Відводи закінчуються різьбленням, на яку навернені форсунки 7 розпилення шлікеру усередині камери з діаметром сопла 1,5—2,1 мм. Форсунки спрямовано вертикально нагору. Шлікер подається у форсунку під тиском 1— 1,2 МПа.

Смолоскипи розпилення шлікеру по діаметрі та висоті менше діаметра та висоти сушарки, що виключає влучення шлікеру на стінки та кришку сушарки, а також налипання шлікеру на них.

Продукти згоряння гасу попадають у сушильну камеру з тунельних насадок пальників і рівномірно обігрівають весь робочий простір сушарки. Крапельки шлікеру, вилітаючи з форсунок і, потрапляючи в нагрітий робочий простір, швидко віддають вологу та у виді гранул осідають у конічну частину днища і через секторний затвор висипаються на стрічковий конвеєр 10.

Рис. 5.44. Розпилювальна сушарка:

/ — циклон - промивач, 2 — фільтр очищення шлікеру, 3 — проти

вибуховий клапан. 4 — пальник, 5 — газовий колектор. 6 — корпус,

7 — форсунка, 8 — шлікерний колектор, 9 — витяжний парасоль,

10 — конвеєр

Якщо порошок осідає на стінках конічного днища і зависає (при порушенні режиму роботи сушарки), у короткочасну роботу включають один із трьох, або всі три вібратори, які змонтовано зовні конічного днища. У конусному днищі нижче форсунок установлений витяжний парасоль 9 із патрубком для видалення із сушарки відпрацьованих газів і випаруваної вологи. Патрубок приєднано до малогабаритного циклону-промивачу, що, у свою чергу, підключений до відцентрового вентилятора. Сушарку обладнано системою автоматичного регулювання, що забезпечує стабільність роботи сушарки та видачу готового прес порошку заданої вологості.

На ряді заводів ці розпилювальні сушарки перероблено по кресленнях НДІбедкераміки шляхом установки пучка форсунок із соплами меншого діаметра і зміни системи відсмоктування газів, що відходять, що дозволило збільшити продуктивність сушарок.

З огляду на те, що в баштові розпилювальні сушарки може надходити шлікер різної вологості (у залежності від його складу) і, крім того, одержуваний прес-порошок також може мати різну вологість, основною технічною характеристикою баштових розпилювальних сушарок є їхня продуктивність по кількості випаруваної зі шлікеру вологи в годину. Однак для зручності користування приводяться також дані про продуктивність сушарок по кількості одержуваного прес-порошку, при цьому обов'язково указується вологість шлікеру та одержуваного порошку.

Питання для самоконтролю за розділом 5

1. Що відносять до основних виробничих процесів

2.Що відносять до додаткових виробничих процесів

3. Що відносять до підсобних виробничих процесів

4. Що відносять до допоміжних виробничих процесів

5. Як відбувається видобуток глин, які застосовують машини і механізми

6. Як відбувається складування глин, які застосовують машини і механізми

7. Що включає в собі обробка глин і які методи обробки глин є.

8. Коли і які машини і механізми використовують для обробки глин

9. Що включає в собі підготовка непластичних матеріалів

10. Коли і які машини і механізми використовують для підготовки непластичних матеріалів

11. Як визначається склад шихти для виготовлення керамічних мас

12. Як і чим здійснюють дозування сировинних матеріалів для виготовлення керамічних мас

13. Як і чим здійснюють просіювання сировинних матеріалів для виготовлення керамічних мас

14. Методи отримання пластичних формувальних мас

15. Методи отримання шлікеру

16. Методи отримання порошкових мас

Дата добавления: 2014-10-17