Способ полусухого формования керамических изделий

 

Использование: производство керамического кирпича, черепицы и подобных изделий . Сущность изобретения: на формуемую смесь одновременно прикладывают ударное частотное воздействие 20-35 Гц и статическое сжатие при соотношении ударной нагрузки к статическому сжатию 50-100. Меньшее значение-частоты ударной нагрузки создают при обработке смеси влажностью 8-12%, а большее - при влажности 6-8%. Ударное частотное воздействие начинают через 0,5-1,0 с от начала действия статического сжатия, а осадку исходной смеси доводят до 50-60% ее начального значения . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 28 В 1/26, 1/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° Ь

О (21) 4889036/33 (22) 06.12.90 (46) 15.09,92. Бюл, ¹ 34 (71) Восточный горно-обогатительный комбинат (72) Н.А.Ганза, И.К.Седлер, П.М.Мацалевич, В.н.шишкин, В.А,Лисовский и Г,Г.Письменный (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1458231, кл. В 28 В 1/08, 1989.

Авторское свидетельство СССР № 1342737, кл. В 28 B 1/08, 1987. (54) СПОСОБ ПОЛУСУХОГО ФОРМОВАНИЯ

КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к строительному делу, конкретно к производству керамических строительных изделий, и может быть использовано при производстве кирпича, черепицы, облицовочных плиток и подобных изделий.

Цель изобретения — повышение качества и прочности сырого и готового изделия путем интенсификации силового воздействия на формуемую смесь и увеличения плотности сырья при формовании.

На чертеже представлен общий вид стенда для формования керамических изделий, конкретно кирпича, паданному способу.

Стенд содержит основание 1, на котором смонтирована рама 2. К верхнему несущему элементу рамы 2 жестко прикреплены силовые пневмоцилиндры 3, штоки 4 кото,„ Ы„„1761479 А1 (57) Использование: производство керамического кирпича, черепицы и подобных изделий, Сущность изобретения: йа формуемую смесь одновременно прикладывают ударное частотное воздействие 20-35

Гц и статическое сжатие при соотношении ударной нагрузки к статическому сжатию

50-100. Меньшее значение. частоты ударной нагрузки создают при обработке смеси влажностью 8-12%, а большее — при влажности 6-8%. Ударное частотное воздействие начинают через 0,5-1,0 с от начала действия статического сжатия, а осадку исходной смеси доводят до 50-60% ее начального значения. 1 ил. рых зафиксированы на подвижной плите 5, где закреплен кожух 6 ударного механизма

7, боек которого (не показан) взаимодействует с хвостовиком 8 пуансона 9, Формующая матрица 10 закреплена на платформе

11 и имеет подвижное дно 12, связанное со штоком 13 цилиндра выталкивания 14, который расположен на основании 1.

Осуществляют предлагаемый способ полусухого формования керамических изделий следующим образом. В матрицу 10 при опущенном подвижном дне 12 засыпают исходную смесь. Далее подают сжатый воздух в силовые пневмоцилиндры 3, которые опускают плиту и создают статическое воздействие через пуансон 9 на исходную смесь в матрице 10. Затем подают энергоноситель в ударный механизм 7, боек которого начинает наносить удары по хвостовику 8. Удар1761479

55 ное частотное воздействие передается на исходную смесь в матрице 10 через пуансон

9, составляющий с хвостовиком 8 единое целое и являющийся, таким образом, средством одновременной передачи статического и частотного ударного воздействия, После окончания формовки изделия-сырца подвижная плита 5 силовыми и невмоцилиндрами 3 поднимается вверх, а изделие-сырец выталкивается подвижным дном 12 из матрицы 10 и поступает на дальнейшую обработку.

Пример. По способу полусухого формования керамических изделий для создания статического давления использованы два силовых пневмоцилиндра, совместно развивающие усилие 15000 Н при давлении сжатого воздуха 0,6 МПа, В качестве ударного механизма использован погружной пневмоударник типа M-32K с энергией единичного удара 140 Дж и частотой ударов

20-35 Гц. Размеры полости матрицы

250х120х122 мм, высота засыпки матрицы

120 мм, высота получаемого изделия-сырца (в данном случае — кирпича) — 60-65 мм, Режимы формования полностью соответствовали описываемому способу.

Установлено, что при комбинированном воздействии статической и частотной ударной нагрузок происходит активация частиц исходной смеси, их упорядочение. Активация частиц приводит к интенсификации физико-химических процессов при сушке и обжиге изделия-сырца. Это обьясняется тем, что в веществах, имеющих кристаллические решетки (например, глина с добавками угля, граншлака и др.), при воздействии на них силовых ударных волн происходит деформация решеток, появляются дефекты в виде дислокаций. Последние при ударной частотной обработке скапливаются вокруг естественных неоднородностей и дефектов кристаллических решеток, что приводит к зарождению наведенной микротре циноватости в частицах, образованию в них свободных поверхностей, что благотворно сказывается на качестве спекания при обжиге. Установлено, что для получения кондиционного изделия-сырца и качественного готового изделия достаточно, чтобы отношение одновременно действующих ударной частотной нагрузки и статического сжатия находилось в пределах 50-100. Повышенное качество изделий достигнуто при статическом усилии сжатия 0,48 МПа и давлении во фронте ударной волны сжатия 2448 МПа (соотношение второго к первому, 50-100).

Установлено, что для некоторых типов исходного сырья для получения качественных изделий-сырца и впоследствии готового продукта, необходимо и достаточно, чтобы ударное частотное воздействие осуществлялось при давлении во фронте ударной волны сжатия не менее 24 МПа. При меньшем значении указанного параметра наблюдалась недостаточная степень спрессования, частицы глины и добавок недостаточно сближались друг с другом, чтобы повысить активацию реакций при обжиге.

Кроме этого, не происходило достаточного упорядочивания частиц, что было заметно на изломе изделия-сырца, С другой стороны, в зависимости от жирности глины, состава добавок, гранулометрического состава исходной смеси, для получения качественного изделия необходимо, чтобы в некоторых случаях давление во фронте ударной волны составляло 48

МПа. При увеличении указанного давления до некоторых пределов (порядка 55 МПа) не наблюдалось улучшение качества изделиясырца, а при дальнейшем росте давления происходило интенсивное трещинообразование, влекущее за собой разрушение изделия-сырца.

Для предупреждения появления крупных сквозных трещин в изделии-сырце при обработке исходной смеси разной начальной влажности необходимо, чтобы при большей влажности (конкретно 8-12%} частота ударной нагрузки уменьшалась, а при меньшей влажности (6-8%) — увеличивалась. Это обусловлено требованием наиболее благоприятного режима газовыделения из пор формуемого изделия.

При большей влажности газовыделение затруднено, поэтому при высокой частоте обработки газы, не успевшие выйти, разрывают тело изделия-сырца, Под газами здесь подразумеваются воздух и водяные пары.

Известно, что в исходной смеси содержится как свободная вода, так и связанная. Пр высокой влажности (8-12%) преобладае первая, которая интенсивно испаряется пр воздействии ударной частотной нагрузки н; исходную смесь. При ударе часть энерги удара переходит в тепло, что увеличивае испарение. Образующиеся пары начинаю. истекать из тела формуемого изделия-сыр ца, Если при этом частота ударов будет вы сокая, то при истечении паров будет резк( повышаться их давление, что приведет > образованию сквозных трещин, Установлено, что оптимальная частот при влажности исходной смеси 8-12% со ставляет 20 Гц, а при влажности 6-8%—

25-35 Гц. Последнее обусловлено тем, чт< паров выделяется меньше, что и позволяе. увеличить частоту ударной нагрузки и павы

1761479 сить таким образом производительность за счет уменьшения времени формования.

Установлено, что для некоторых видов изделия-сырца наиболее благоприятен режим, когда ударную частотную обработку начинают через 0,5-1,0 с после начала действия статического сжатия, что также обусловлено режимом газовыделения. Общее время обработки 3-5 с. При повышенной влажности исходного сырья для обеспечения равномерного распределения давления начинающей испаряться воды необходимо некоторое время, которое составляет, как было установлено, 0,5-1,0 с. Получаемая уравновешенность давления по всему объему формуемого изделия-сырца предупреждает возникновение где-либо в объеме начальных локальных напряжений, которые приводят в дальнейшем к появлению сквозных трещин, т,е. к браку.

И, наконец, установлено, что при заявляемом способе формования осадку исходной смеси в зависимости от влажности и грансостава следует доводить до 50-60 / от ее исходного значения, что обусловлено требованием оптимального заполнения объема формуемого изделия.

Прочность отформованных по способу и отожженных керамических кирпичей соответствует марке 80-150 при использовании исходной смеси, из которой в обычных условиях получают кирпич марки 75, Описанный способ формования керамических изделий позволяет улучшить каче5 ство (прочность) получаемого изделия-сырца и готовой продукции.

Формула изобретения

Способ полусухого формования керами10 ческих изделий, включающий формовку изделия осадкой исходной смеси путем статического сжатия и ударного, частотного воздействия пуансоном на изделие в форме с частотой 20-35 Гц, отличающийся

15 тем, что, с целью повышения качества и прочности сырого и готового изделия посредством интенсификации силового воздействия на формуемую смесь и увеличения плотности сырья при формовании, отноше20 ние одновременно действующих ударной частотной нагрузки к статическому сжатию создают в пределах 50-100, при этом меньшее значение частоты ударной нагрузки создают при обработке исходной смеси

25 влажностью 8-12%, а большее — влажностью 6-87, ударное частотное воздействие начинают через 0,5-1,0 с от начала действия статического сжатия, а осадку исходной смеси доводят до 50-60 ее начального зна30 чения.