Производство огнеупоров и контроль влажности
Многообразие условий применения огнеупорных материалов обусловило появление большого и непрерывно увеличивающегося ассортимента огнеупоров. Огнеупорные материалы классифицируют по способу формования, способу упрочнения; степени огнеупорности; cоставу и т.д. Тем не менее существует общий набор технологических операций для многих огнеупорных изделий (рис. 1).
Рис. 1
Применение влагомеров Микрорадар возможно на трех технологических переделах – обогащение сырья, формование огнеупорных материалов, сушка изделий. ( на рисунке можно как-нибудь выделить). Приведем примеры применения влагомеров в выделенных точках для наиболее распространенных видов огнеупорных изделий.
-
Обогащение сырья
I.1.Обогащение природных магнезитов
Обогащение природных магнезитов производится ступенчато. Первоначально, для удаления кусков доломита, проводится обогащение в тяжелых жидкостях с получением концентрата содержащего 45-46 % MgO. В дальнейшем полученный концентрат обогащается методом флотации, до содержания MgO 96,5% (в пересчете на прокаленное вещество).Т.к. в ряде случаев это оказывается ниже требований к чистоте исходного материала применяется дополнительное химическое обогащение. Одним из способов такого обогащения является солянокислый способ (рис.2).
Рис. 2
Датчики влажности при обогащении природных магнезитов необходимы на двух стадиях:
- Cтадия получения флотконцентрата - измерение влажности флотконцентрата для дальнейшего регулирования процесса сушки.
- Получение периклазового клинкера солянокислым методом - измерение влажности периклазового клинкера после вакуум фильтра перед сушкой и прокаливанием.
1.2. Обогащение хромитовых руд.
Хромитовые руды обогащаются механическими (промывка, гравитация, флотация, магнитная и электростатическая сепарация), химическими и пирометалургическими методами.
Применение влагомеров при обогащении хромитовых руд как и при обогащении природных магнезитов определяется необходимостью точного измерения влажности флотконцентрата перед сушкой.
1.3. Обогащение огнеупорных глин и каолинов.
Большое содержание кварца, а также железистых минералов и других примесей снижает качество огнеупорных глин и каолинов, что вызывает необходимость их обогащения.
Применяют мокрый, сухой, электромагнитный и комбинированный способы обогащения.
Мокрый способ широко распространен при обогащении первичного каолина и состоит из следующих операций: размола, отделения песка путем его осаждения, коагуляции суспензии, обезвоживания на фильтр прессах до33-35%, сушки коржей до15-17% влаги.
Сущность сухого способа обогащения состоит в следующем. Каолин просушивают до 3-5% содержания влаги, а затем подвергают избирательному дроблению и воздушной сепарации.
При электрофорезном обогащении каолина суспензия, прошедшая стадию мокрого обогащения, подается в электрофорезные машины, где каолин слоем 5-10мм осаждается на вращающемся аноде, снимается скребком и поступает в сушку.
Применение датчиков влажности во всех описанных способах обогащения
Мокрый способ - измерение влажности на стадии сушки коржей после вакуум фильтра. Сухой способ - на стадии сушки каолина перед избирательным дроблением. Электрофорезное обогащение - на стадии сушки массы полученной при снятии с анода.1.4.Обогащение кварцитов
Для производства динасовых изделий требуется кремнеземистый материал, содержащий SiO2, 97-98,5 %.Минеральные примеси - мусковит, хлорит, гематит, глинистые и сланцевые компоненты - снижают качество кварцита. В результате промывки, примеси и мелкий кварцит класса 0-5мм отводятся в шлам, а, разделенный на классы 5-45 мм и 45-1005мм, отмытый кварцит с влажностью 2,5% поступает в дробильно-помольное отделение основного производства.
Влагомер необходим для измерения влажности кварцитового концентрата (2,5%) перед подачей в дробильно-помольное отделение основного производства.
2. Формование огнеупорных материалов.
2.1. Полусухое прессование.
Сущность способа полусухого прессования состоит в следующем: засыпанную в пресс-форму, слабо увлажненную порошкообразную массу, подвергают прессованию одноразово или ступенчато (рис.3)
Вода при прессовании участвует в передаче давления. Величина критического давления резко уменьшается при повышении влажности. Но нужно иметь ввиду, что, хотя у влажных масс уплотнение и достигается при значительно меньших давлениях, увеличение количества воды в массе сверх некоторого оптимального количества недопустимо, так как удаляемая при сушке влага увеличивает пористость сырца. Массы с излишней влажностью при известных давлениях прессования ведут себя как упругое тело, объем которого после снятия приложенного давления восстанавливается, поэтому переувлажненные массы легко перепрессовываются. Так же отрицательно на прессовании сказывается недостаточная влажность прессуемого материала.
Рис.3
Измерение и регулирование влажности прессуемой массы обуславливает качество получаемой продукции. Превышение влажности массы выше нормы (3-8%) приводит к увеличению пористости изделий и проявлению эффекта перепрессовки, влажность меньше нормы приводит к потерям времени на прессовании и уменьшении прочности получаемого продукта.
2.2.Метод пластического формования
Способ формования заключается в следующем. Массу с влажностью более 16% предварительно уплотняют в ленточном прессе, из которого она выходит в виде непрерывной ленты требуемой формы, резрезаемой затем на заготовки нужного размера. В дальнейшем заготовки доформовывают на допресовочных прессах (рис.4)
Рис.4
Величина прессового давления в ленточных прессах зависит от реологических свойств массы в первую очередь от ее влажности, пластичности связки и степени отношения.
Измерение влажности непрерывной ленты после пресса позволит увеличить производительность оборудования и повысить качество выпускаемой продукции.
2.3. Метод шликерного литья.
Шликерное литье представляет собой метод формования изделий из шликеров. Шликерами называют высококонцентрированные суспензии порошкообразных материалов в жидкости. Метод шликерного литья применяют для получения тонкостенных изделий или изделий больших размеров и сложной формы. Шликер готовят следующими методами: одностадийным - непосредственным мокрым помолом твердого компонента; двухстадийным - предварительным сухим помолом твердого компонента и затем мокрым помолом; суспендированием- смешением порошка сухого помола с жидкостью.
Применение влагомеров при производстве огнеупоров данным способом определяется необходимостью контроля влажности шликера в процессе его приготовления. Влажность шликера влияет на качество изделия, поскольку она определяет такие свойства шликера как текучесть, тиксотропию и дилатенсию.
3. Сушка огнеупорных изделий.
В технологии производства огнеупоров применяют как сушку сырца в специальных сушилах, где изделия сушат на полочных вагонетках, туннельных сушилах, так и непосредственно в туннельных печах на печных вагонетках.
Влажность огнеупорных изделий перед сушкой составляет, %:
а) для шамотных изделий:- при пластическом формовании -18-22;
- при полусухом прессовании - 5-9;
б) для динасовых изделий- 3-9;
в) для периклазовых и хромпериклазовых - 4-5.
На основании опытных данных считают достаточным в процессе сушки удалять влагу из шамотных изделий полусухого прессования, при обжиге их в туннельных печах до2-3% и при обжиге во всех других печах до 4-5%.
Допускаемая конечная влажность для динассовых изделий равна1-2%, для периклазовых 0,6-1,0%
Применение влагомеров в процессе сушки позволяет избежать пересушки или недосушки огнеупорных изделий.
Более подробно смотрите в разделах " НАШИ ВЛАГОМЕРЫ"