Керамикалық кеуекті кірпіш

Керамикалық бұйымдардың  балқыта пісірілу динамикасы саздың құрамына, оларды күйдіргендегі пайда болатын қорытындының мөлшеріне және касиетіне тікелей байланысты. Сұйық балқытылманың көлемін көбейту және оның қоюлығын азайту арқылы керамикалық бұйымның балқыта пісірілуін белгілі бір шамаға дейін тездетуге болады. Бірақ, сұйық фаза көлемі тым көбейгенде бұйымдар деформацияланып, пішіндері өзгеріліп кетуі мүмкін.

Балқыта пісірілу процесі  қалыпталынған бұйымның структурасына да байланысты, мысалы шикі шихтаның майдалығы жоғары болған сайын түйіршіктерінің өзара түйісетін беті ұлғая түсіп, балқыған қорытындысында оңай еритін болады да тезірек пісіріледі. Мысалы, шала құрғақтай қалыпталынған бұйымдарын алайык. Масса түйіршіктері, созымталды қалыпталынған бұйымдардікіне қарағанда, бір-бірімен аздау түйісетіндіктен, оларды созымталдыкта қалыпталынған бұйымдарға қарағанда біраз жоғарылау температурада және ұзақтау күйдіреді. Осы себепті, ең жоғарғы күйдіру температурасында күйдірілетін бұйымдарды қалыңдықтары бойынша температурасы бірдей болғанша ұстайды, содан кейін темпер атурасын сағатына 100-150°С жылдамдықпен төмендетеді. Шынықпа деп аталатын Бұл кезеңде бұйымның пісірілу процесі тоқталмайды.   Тек  баяулатып,   сағатына  25-40°С  жылдамдықпен  суыта бастағанда керамика сүйегі кемеліне келе бастап, кеуектігін азайтуына және беріктігін жоғарылатуына мүмкіндік туады. Пештегі температура 800°С төмен түсе бере, бүйымды суыту үнемділігін сағатына 250-300°С жылдамдықпен пештен шығаруға қауіпсіз температур асына дейін толық салқындатады. Осындай берілген режимде күйдірілген бұйымды баяу суыту оның шытынап кету қаупін сейілтеді.

Керамикалық бұйымдардьң  жоғарыда келтірілген физикалық-химиялық өзгеруі негізінде олардың күйдірілу процесін шартты түрде үш кезеңге бөледі: 1-берілген белгі температураға дейін қыздыру; 2- изотермиялық            қыздыру; 3-суыту. Бірақта, шығарылатын бұйымдардың сапасы тек температуралық тәртіпке ғана емес, газдық режимге де байланысты, демек бұйым сапасына күйдіру мезгіліндегі газдық ортаның өзгерілу динамикасы да әсер етеді. Оған дәлел мынау: егер оттегі молдығы 1% - ға дейін болса, пештегі газдық ортасы қалпына келтіргіш (тотықсыздандырғыш) болып саналады, оттегі молдығы 1,5-2% - ға дейін болғанда - бейтарапты (нейтральдік), 2%-дан жоғары - тотықтырғыш орта болып саналады. Әсіресе, күйдірудің соңғы кезеңінде пеш кеңістігі температураның біркелкі болуын және шамалы болса да бұйымның тезірек пісірілуін нашар тотықсыздандырғыш орта қамтамасыз етеді. Қалай болғанда да, Бұл әтап үшін оптималдық температураны және газдық режимді тәжірибе жүзінде бакылап барып тағайындайды.

Сонымен, керамикалық  бұйымдар шикі шихтаның құрамына, майдалық дәрежесіне және бұйымдардың сипатына байланысты белгілі бір арнаулы режиммен күйдіріледі. Күйдіру барысында олар белгілі жылдамдықпен қыздырылады, жоғары шеткі температурада берілген уакыт бойы күйдіріледі, содан кейін жарылып кетпеуі үшін байсалдылықпен суытылады. Пештен шыққан бұйымдарды мемлекеттік стандарт талабына сай сорттайды.

Керамикалық бұйымдарды күйдіру үшін туннельді және сақиналы, саңылаулы және басқа типтегі пештерді пайдаланады. Бірак керамикалық өндірістің көпшілігінде туннельді пеш қолданылады.

Туннельдік пеш деп - ұзындығы 160 м дейін, биіктігі 1,7 м, ені 3,1 м дейін болатын күйдіргіш каналды айтады.

Бұл каналдың ішімен алдын-ала кептірілген күйдірілетін шикі бұйымдар тиелген вагонеткалар рельспен ыстық газдың бағытына қарсы жүреді. Ұзындығы бойынша пеш туннелі қыздыру, күйдіру және суыту зоналарына бөлінген. Вагонетка пештің бас жағынан кіріп ыстық газ ағымы бар бөлігінен өтеді, одан кейін газдық желдеткішпен (вентилятормен) пештің аяқ жағынан баса топталып, пешке айдалатын суық ауа зонасы арқылы өтіп 5СН-80°С дейін суыйды. Мұнымен кабат қыздыру зонасының басталар жерінде орналасқан түтін тартқыш күйдіру зонасына   ыстық   газдың   үзіліссіз   тартылып   тұруын   қамтамасыз   етеді. Сөйтіп, пеш туннелінде қарама - қарсы тасқьш ағымы пайда болады. Шикі бұйым тиелген вагонетка пеш туннелінің басынан кіріп, дайын керамикалық бұйымдармен екінші жағынан тоқтаусыз шығып жатады. Туннельдік пештерде әр алуан отындар (қатты, сұйық және газ тәрізді) пайдалануы мүмкін.

Туннельдік пештерде, сакина пештерімен салыстырғанда, күйдіру процесі айтарлықтай тезірек жүреді. Қалыпталынған өнімді вагонеткаға қалау және дайын керамикалық бұйымдарды пісіру процестері толық механикаланған, пеш жұмысының режимі автоматалынған және шығарылатын бұйымдар сапасы жоғары болып келеді.

Бұйымдардың күйдірілу  сапасына әсер ететін факторларды ескермеген жағдайларда мемлекеттік стандарт талабына сай емес ақаулы бұйымдар алынып қалуы сирек емес. Сондықтан, олардың негізгі физикалық қасиеттері тұрақты бақылауда болады. Соның нәтижесінде, пештен шыққан бұйымдардың арналуы бойынша қолдануға жарамды немесе жарамсыз екенін лаборатория қызметкерлері міндетті түрде тұрақты бақылайды.

Бұйымдардың су сіңіргіштігінің  жоғарылығы (күйдіруінің, жетілмегендік  белгісі) күйдіру температурасының төмендігінен немесе ең жоғаргы температурада кем уақыт түратындығынан болады. Тым күйіп кеткенде, демек өте жоғарғы температурада немесе тым ұзақ күйдіргенде, бұйымдардың түсі қоңырлау, мөлшері көбірек кішірейген болады, ал бетінде көтерілген және көбіктенген жерлері байқалады.

Бұйымдардың деформациялануы  ең жоғарғы температурада күйдірілгенде немесе вагонетканы онша тегістелмеген пеш оттығына тұрғызғанда немесе пештің төбесі мен төменгі жағындағы температуралары берілген айырмашылықта үхталмағандығынан блуы мүмкін.

Бұйымдардың үштарындағы  және ернеулеріндегі жарықтар, әдетте, онша жетілдіре кептірілмеген бұйымдарды күйдіргенде пайда болады. Сондай-ақ, күйдірудің бас кезінде температураны тым жылдам көтергенде де және пештің қыздыру зонасында пеш биіктігі бойынша температура айырмашылығы үлкен болғанда да жарықтардың пайда болулары әбден мүмкін.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Өндірістің жұмыс істеу режимі

 

Өнеркәсіптің жұмыс істеу тәртібі жылдың жұмыс күні санымен, тәуліктегі сменалар санымен және жұмыс сменасындағы жұмыс сағатымен анықталады. Зауыттағы негізгі агрегаттардың жұмыс түрін, сменалық жұмысты, құрал - жабдықтардың өтпелі және жобалық жөндеу үшін қажетті уақыт резервін және де керамика бұйымдарын өндіретін өнеркәсіптерді техникалық жобалау нормаларын ескере отырып, келесі жұмыс тәртібін қабылдаймыз:

1. Жылдағы тәулік саны.....................................................................................365

2. Мейрам күндері мен демалыс күндері...........................................................60

3. Жылдық есептік тәуліктер саны....................................................................305

4. Апталық жұмыстың ұзақтығы, тәулік..............................................................5

5. Тәуліктегі жұмыс сменасының саны................................................................2

6. Жұмыс сменасының ұзақтығы, сағат...............................................................8

Жұмыс уақытының жылдық қоры:

Е_К = К-Т

Ек - жұмыс уақытының жылдық қоры, сағат.

К - жұмыстың күнтізбелік уакыты, сағат (305x24)

Т - негізгі    қондырғылардың    (пештің)    жобаланған тоқтатылуы, сағат

(15x24)

 

                   Е_к = (305x24) - (15x24) = 6960                                           (1)

              

6 Өндірістік бағдарлама

 

Өндірістік қуат - бұл берілген бұйым түрлерін максималды шығарудың   мүмкінділігі.

Өндірістік бағдарлама - нормаланған уақыттағы бұйымның әрбір түрін шығарудағы өндірістік қуат.

1.Жылдық өнімділіктің  санын м³-қа айналдырамыз:

13000000 х 0,25 х 0,12 х 0,088 = 34320м³

 

2. Өнімді жылдық жұмыс күнінің санына бөлеміз:

13000000/305 = 42623 штук; 34320/305 = 113м³

 

3. Шықкан нәтижеден жұмыс күнінің ауысымын табамыз:

42623/2 = 21311,5 штук; 113/2=56,5 м³

 

4. Енді ауысым сағатын табамыз:

21311,5 /8 = 2664 штук; 56,5 /8 = 7м³

 

1 - кесте. Шығару бағдарламасы.

 

Шикізат аты	Шығару бағдарламасы
		жылына		күніне		ауысымына		сағатына
		дана	м3	дана	м3	дана	м3	дана	м3
Кеуекті керамикалық кірпіш	13000000	34320	42623	113	21311,5	56,5	2664	7

 

7 Шикізат араласпасының құрамын анықтау

 

Сазбалшық құрамында түрлі минералдармен қоса түрлі оксидтер (глинозем А1₂0₃ - 32-35%, кремнезем Si0₂ - 55-85%, темір оксиді Ғе₂0₃, кальций оксиді СаО - 2-3%, натрий оксиді Na₂0 - 5-6% , магний оксиді MgO - 2-3%) және калий оксиді К₂0 - 5-6%), бос және химиялық байланысқан су болады. Сазбалшықтың қасиетіне қоспалар үлкен әсер етеді. А1₂0з-пен байланысқан Sі0₂-нің көп мөлшерінде сазбалшықты минералдарға саздың байланысу, жабысу кдсиеттері азаяды, күйдірілген бүйымның кеуектері көбейіп, оның беріктігі төмендейді. Жүдеудеткіш қоспалар табиғи және жасанды болуы мүмкін. Табиғи түріне жүқа саз, кварцты және далашпатты құмдар, маршалит, ал жасанды түріне - өндіріс қалдықтары (түйіршіктелген шлак пен күл, керамикалық өндірістің түйіршектелген қалдығы,        мылонафт), арнайы дайындалған (дегидратирленген саз, шамот) жатқызуға болады. Жүдеудеткіш қоспаларға құм жатады.

Сазға жүдеудеткіш коспа қосу аркылы біз іникізаттың құрамын жақсартамыз. Егер отқа төзімді сазды 1300-1400° температураға дейін күйдіріп майдаласақ, онда біз шамот материалын аламыз. Ол негізінен 45%-ке дейін глиноземнен, 50-60%-ке дейін кремнеземнен түрады. Олар жоғары температурада муллитті қалыптастырады. Қоспалардың көп болуынан шамот 1100-1400°С-та балқи бастайды. Шамот отқа төзімді сазды жүдеудету үшін арналған.

Құм минерологиялық құрамына (кварцты, далашпатты, слюдалы және т.б.), пайда болу ортасына (аллювиалды, делювиальды, әоловты, мүхитты және т.б.), дәннің ірілігіне (майда 0,05-0,25, орташа 0,25-0,5, ірі 0,5-1,0, өте ірі 1,5-Змм) байланысты бөлінеді. Кейбір табиғи күйдегі шикізаттарда керекті қасиеттер болмауы мүмкін. Мұндай шикізаттар қоспалар қосуды қажет етеді. Осылай пластикалық сазға жүдеудеткіш қоспаларды 6-10%-дейін қоссақ (құм, шлак, шамот және тағы басқалар), күйдіру және кептіру кезіндегі саздың шөгуін төмендетуге болады. Саздың байланыстыру (жабыстыру) қабілетін және шөгуіне 0,001 мм-ден төмен фракциялар үлкен әсер етеді. Кәдімгі саздың, суглинкалардың және супесьтің табиғи ылғалдылығы 18%, таспалы саз 35%. Глиноземнің құрамы аз болғанда қалыпталатын массадан алынатын дайын бұйымның беріктігін өте мұқият қадағалау керек. Шикізаттың түйіршіктелген құрамына келетін болсақ: өлшемі 2 мк-нан аз фракциялар 24-50%», ал өлшемі 2-20 мк - 30-47% болуы керек. Өлшемдері 20 мк-нан үлкен фракциялар 6-34% шегінде мүмкін болады.

Жүдеудеткіш қоспалар: құм, шамот, дегидратталған саз. Күйдіретін қоспалар ретінде ағаш кесінділері, көмір, қазанды силикаттарды және т.б. қолданылады. Дегидратталған сазды 600°С температурада қыздыру нәтижесінде алады. Дегидратталған саз материалды жүдеудетуге тиімді болып саналады. 50% дегилратталған сазды пластикалыға қосу, кірпішті күйдіру және кептіру   ұзақтығын қысқартуды қамтамассыз етеді Шамот жүдеудеткіш материал ретінде майдаланған күйінде сазды массаға қосылады. Ол массаның ауалық және оттық шөгуін төмендетіп оған белгілі қасиеттер (температураға тұрақтылық, механикалық беріктік, үлкен температуралық өндеуде деформацияланбау т.б.) береді.

Күйген газдан алынатын шамотпен қатар керамика өндірісінде қалдықтарынан (ақау керамикалық бұйымдардың қалдықтары, капсельдер, шамотты бұйымдар, бүрын жылу агрегаттарын қалауда қолданылады) алынатын шамотты қолданамыз. Ондай шамоттың кеуектілігі жоғары болады, сондықтан өндіріс қалдықтарынан жасалған шамоттан дайындалған бұйымдардың да кеуектілігі артып, механикалық беріктігі төмендейді.

Саздың карьерлік ылғалдылығы-21%

Иілгіштік саны - 20

Кептірусезгіштік коэффициент- 1,55

Толық шөгуі - 11,4%

Ауалық шөгуі -7%

Сазымыз орташа иілгіш және кептіру сезгіштігі орташа болғандыктан оған иілгіштігін, отыру коэффициентін және кептіруге сезімталдық коэффициентін төмендететін қоспалар қосу керек, мысалы - ағаш жаңқалары. Ағаш жаңқалары өте белсенді түрде сазды қалыптау кезіндегі иілгіштігін төмендетеді, кептіруден кейінгі жартылай фабрикат пен шикізаттың беріктігін жоғарылатады, ылғал беруді жақсартады және ауалық отыруын төмендетеді. Ағаш жаңқалар күйдіру кезінде жанғыш қоспа ретінде болады, сондықтан олар дайын өнімдердің кеуектілігін жоғарылатады. Кірпіш массасының төмендеуі, жылу оқшаулығыш және дыбыс оқшаулағыштың жоғарылауы және де дайын өнімдердің тығыздығының төмендеуі осы кеуектіліктің жоғарылауы арқылы болады. Жанғыш қоспалар ретінде ағаш жаңқалары қолданылады. Жаңқаның ылғалдылығы - 30%, гранулометриялық құрамы: 5 мм-ден үлкен фракциялар қолданылмайды, 1-ден 5-ке - 85%; 1 мм - ден кіші - 15%. Ерігіш коспа ретінде шамот қолданылады. Шамоттың ылғалдылығы -5-9%. Гранулометриялық қүрамы: дәндер ірілігі 1-ден 5мм-ге дейін-85%), 1 мм-ден кіші - 15%. Шамотты қолдану мақсаты, ол иілгіштікті төмендетеді, кептіру кезіндегі отыру коэффициентін төмендетеді, соның арқасында өнімнің беріктігі жоғарылайды.