Файл: Справочник понаилучшим доступным технологиям и т с 4 2 0 1 5.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.11.2023
Просмотров: 347
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
83
Тип
Группа
Содержание определяющих химических компонентов, %
Магнезиально- шпинелидные
Периклазохромитовые
MgO
≥ 60, 5 ≤ Cr
2
O
3
≤ 20
Хромитопериклазовые
40
≤ MgO ≤ 60,
15
≤ Cr
2
O
3
≤ 35
Хромитовые
MgO < 40, Cr
2
O
3
> 30
Периклазошпинелидные
50
≤ MgO ≤ 85, 5 ≤ Cr
2
O
3
≤ 20,
Al
2
O
3
≤ 25
Периклазошпинельные
MgO > 40, 5
≤ Al
2
O
3
≤ 55
Шпинельные
25
≤ MgO ≤ 40,
55
≤ Al
2
O
3
< 70
Хромистые
Хромоксидные
Cr
2
O
3
≥ 90
Цирконистые
Бадделеитовые
ZrO
2
> 90
Бадделеитокорундовые
20
≤ ZrO
2
≤ 90, Al
2
O
3
≤ 65
Цирконовые
ZrO
2
> 50, SiO
2
> 25
Оксидные
Специальные из огнеупорных ок- сидов BeO, MgO, Al
2
O
3
, Cr
2
O
3
, ок- сиды редкоземельных элементов,
ZrO
2
, ThO
2
, Y
2
O
3
, Sc
2
O
3
и др.
Максимально достижимое содержание перечисленных оксидов, соединений и твер- дых растворов на основе этих оксидов
Углеродистые
Графитированные
C > 98
Угольные
C > 85
Углеродсодержащие
8
≤ C ≤ 85
Карбидокремниевые Карбидкремниевые
SiC > 70
Карбидкремнийсодержащие
15
≤ SiC ≤ 70
Бескислородные
Из нитридов, карбидов, боридов, силицидов и других бескислород- ных соединений (кроме углероди- стых)
Максимально достижимое содержание перечисленных соединений
В настоящее время в России осуществляется производство высокомагнезиаль- ных, магнезиально-шпинелидных и оксидоуглеродистых огнеупорных изделий различ-
Окончание таблицы 2.4
84 ных форм и размеров, а также неформованных огнеупорных материалов, с использо- ванием как отечественного сырья, так и импортируемого периклаза.
Технология производства огнеупоров включает в себя следующие основные пе- ределы:
- приемка, подготовка и хранение сырьевых материалов;
- формование полуфабриката;
- сушка;
- обжиг;
- сортировка и упаковка готовых изделий.
Общая технологическая схема производства огнеупорных изделий на примере основных огнеупоров показана на рисунке 2.8.
85
Рисунок 2.8 — Аппаратурно-технологическая схема производства основных огнеупоров
2.4.1
Приемка, подготовка и хранение сырьевых материалов
В качестве сырья при производстве огнеупоров используют огнеупорную глину, шамот, природное минеральное сырье — кварцит, доломит, магнезит, боксит, которое могут подвергать прокаливанию, а также искусственно получаемые материалы (спе-
86 ченный корунд, карбид кремния, плавленый муллит, спеченный периклазовый порошок и клинкер, плавленый периклаз, шпинель, хромконцентрат). Для получения формовоч- ных масс к измельченным сырьевым материалам добавляют заполнители и связующие самых разных видов: глиняный шликер, сульфитный щелок, каменноугольную смолу, нафталин, синтетические смолы, известковое молоко, воск, фосфорную кислоту, сажу, графит, серу. Сырье хранят в крытых боксах, предварительно измельченные закупае- мые материалы содержат в силосах, чтобы избежать их взаимодействия с водой.
Спеченный периклазовый порошок и клинкер для производства изделий и не- формованных огнеупоров получают обжигом сырого магнезита во вращающихся печах
90
× 3,5 и 170 × 4,5 м и высокотемпературных шахтных печах в одну или две стадии
(через кальцинацию с последующим брикетированием), конечная температура обжига превышает 1700 °C. Обожженные порошки и клинкер могут быть отгружены заказчи- кам.
Плавленый периклаз получают путем плавки кальцинированного магнезита в руднотермических электродуговых печах способом «на блок». Плавленую алюмомаг- ниевую шпинель получают путем совместной плавки кальцинированного магнезита и глинозема в руднотермической печи способом «на слив».
Сырьевые материалы (периклазовые порошки, клинкер и плавленые материалы) подвергают измельчению до необходимых фракций. Для грубого измельчения исполь- зуют валковые и конусные дробилки, тонкое измельчение проводят в трубных и вибро- мельницах. Фракционированный материал, а также графит и хромконцентрат подают в бункера над смесителями. Дозирование материалов в смесители периодического дей- ствия, где масса гомогенизируется, производят при помощи весовых дозаторов. При необходимости в смеситель вводят связующее. Неформованные материалы (торкрет- массы, набивные массы) сразу после перемешивания затаривают для отгрузки потре- бителю.
2.4.2
Формование полуфабриката
После смесителя массу для изготовления изделий подают на гидравлические прессы. Спрессованные изделия (сырец) передают на термообработку или высокотем- пературный обжиг. Также в производстве огнеупоров применяют такие способы фор- мования, как виброформование, вибролитье, шликерное литье.
87
2.4.3
Сушка
Сушку полуфабриката ведут в камерных или туннельных сушилках, ее продол- жительность в зависимости от размеров и формы изделий составляет от суток до не- скольких недель. Крупноразмерные изделия сушат при контролируемой влажности воздуха-теплоносителя. Остаточная влажность перед началом обжига должна быть менее 1 %.
2.4.4
Обжиг
Оксидоуглеродистые изделия направляют в термопечь, где при температуре
240
°C — 260 °C происходит их термообработка. Высокомагнезиальные и магнезиаль- но-шпинелидные изделия подают на вагонетках в туннельную печь, где происходит обжиг изделий при температуре свыше 1650 °C.
2.4.5
Сортировка и упаковка готовых изделий
Изделия после термопечи и туннельной печи подвергают сортировке по внеш- нему виду и размерам. В особых случаях проводят послеобжиговую обработку огне- упорных изделий путем шлифовки, полировки или токарной обработки сухим либо мок- рым способом. Готовую продукцию проверяют на соответствие нормативной докумен- тации. После физико-химических испытаний, а также проверки на соответствие требо- ваниям к форме, размерам и структуре продукцию упаковывают. Транспортировку па- кетов с изделиями и «биг-бэгов» с неформованными материалами потребителям осу- ществляют автомобильным и железнодорожным транспортом.
2.4.6
Меры по сокращению воздействия на окружающую среду и
повышению ресурсоэффективности производства
Основными решениями, направленными на сокращение негативного воздей- ствия на окружающую среду и повышение ресурсоэффективности производства огне- упоров, являются:
- оптимизация состава сырья с целью уменьшения температуры обжига и сокра- щения его цикла;
- использование по возможности сухого способа подготовки сырья;
- интерактивное компьютерное управление режимом обжига с целью снижения затрат энергии на обжиг;
88
- снижение уровня шума и вибрации путем улучшения изоляции источников, а также улучшение (если необходимо) звукоизоляции производственных зданий.
25>
1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 17
2.5
Санитарно-технические изделия
Данный раздел подготовлен специалистами в химической технологии керамики с использованием отечественных и зарубежных источников информации, основными из которых являются учебник по химической технологии керамики [84], справочник ЕС
[80], [100] и энциклопедия [91].
Технология производства санитарно-технических изделий (СТИ) включает в себя следующие переделы:
- приемка и хранение сырьевых материалов;
- приготовление шликера и глазури;
- формование полуфабриката;
- оправка и подвялка полуфабриката;
- сушка полуфабриката;
- глазурование;
- обжиг;
- сортировка и упаковка готовых изделий.
2.5.1
Приемка и хранение сырьевых материалов
Для производства санитарных керамических изделий, как и для других керами- ческих изделий, применяют пластичные и отощающие материалы.
Пластичные материалы — это огнеупорные, тугоплавкие глины и каолины пер- вичные или обогащенные.
Отощающие материалы — кварцевый песок, бой обожженных изделий, полевой шпат, пегматит, гранит.
Товарный вид и высокие гигиенические свойства СТИ придает глазурное покры- тие. Составы глазурей многокомпонентны. Для приготовления глазури используют по- левые шпаты, глины, каолины, кварцевый песок, мел, доломит, цирконовый концен- трат, оксид цинка, углекислый барий, фритты и ряд других компонентов регулирующих свойства глазурного покрытия. Для окрашивания глазурей используют пигменты или красящие окислы.
Для регулирования литейных свойств основного и глазурного шликера исполь- зуют добавочные материалы — электролиты: неорганические — силикат натрия, каль-
89 цинированную соду, гидрат окиси бария; органические — углещелочной реагент, танин, сложные полиакрилаты, производные карбоксиметилцеллюлозы.
Сырьевые материалы поступают на склад в насыпном или упакованном виде в железнодорожных вагонах или автотранспортом. Сырье хранят в отдельных отсеках закрытого склада. При поступлении на склад все сырьевые материалы подвергают входному контролю.
Общая технологическая схема производства СТИ показана на рисунке 2.9. Ори- ентировочные составы массы и глазури указаны в таблице 2.5.
Рисунок 2.9 — Технологическая схема производства санитарно-технических изделий из керамики
90
Таблица 2.5 — Ориентировочные состав массы и глазурей для производства санитарно- технических изделий
Наименование сырья
Содержание, % в массе в глазури
Каолины
25
–33 2
–7
Глины
10
–26 1
–5
Полевошпатное сырье
15
–40 20
–28
Кварцевый песок
20
–30 20
–27
Карбонатное сырье
0
–3 8
–10
Другие добавки
1
–5
До 25
Бой изделий
0
–10 0
–3
2.5.2
Приготовление шликера и глазури
Начало технологического процесса изготовления санитарных керамических из- делий — массоприготовление (приготовление шликера).
Основные задачи этого технологического передела — разрушение природной структуры сырьевых материалов, их дезагрегирование, удаление вредных примесей, правильное дозирование шихтовых компонентов и придание однородности массе пу- тем тонкого измельчения компонентов.
Отощающие компоненты массы при необходимости подвергают крупному дроб- лению в щековых или конусных дробилках, мелкому дроблению на молотковых дро- билках или бегунах.
Дробление глин при необходимости производят на горизонтальном стругаче.
При использовании глин с высоким содержанием вредных примесей (раствори- мых солей) применяют прессовый метод подготовки глин — роспуск в бассейнах с по- следующим обезвоживанием на фильтр-прессах и дальнейшим роспуском полученных
«коржей».
Последующей операцией по приготовлению шликера является тонкий помол компонентов и приготовление водной суспензии, пригодной для литья. Существует не- сколько методов приготовления шликера для производства СТИ (в зависимости от спо- соба измельчения): совместный помол отощающих и глинистых компонентов, раздель- ный и комбинированный.
91
При раздельном и комбинированном методе для помола отощающих применяют шаровые мельницы мокрого помола, конусные или шаровые мельницы сухого помола.
Роспуск глин производят в пропеллерных мешалках.
В процессе приготовления шликер проходит многократное ситовое и магнитное обогащение. Окончательной стадией приготовления шликера является доведение его до литьевых параметров при помощи электролитов и выдержка.
Для эффективного разжижения глинистого шликера используют электролиты
(силикаты и карбонаты натрия, натриевые соли карбоновых кислот и др.), которые до- бавляют непосредственно при роспуске глинистых или при роспуске «коржей», образо- вавшихся после фильтр-пресса. Количество электролитов обычно составляет 0,1–
0,3 % от массы глинистых компонентов.
Отходы массы, образуемые при производстве СТИ (избыток шликера из форм, брак формования, подвялки и сушки, отходы оправки) возвращают в производство по отдельной технологической нитке, используя роспуск и фильтр-прессование.
Количество шликера, полученного из возвратных отходов и добавляемого в ос- новной, не должно превышать 30 %.
Особое внимание при производстве СТИ уделяют качеству воды (содержанию в ней растворимых примесей), для эффективности процесса шликерного литья воду ча- сто подвергают предварительной очистке. Качество воды особо важно при производ- стве СТИ способом литья под давлением.
Глазурь аналогично шликеру готовят путем совместного помола всех входящих в нее компонентов в шаровых мельницах мокрого помола. Соотношение материалов, воды и шаров обычно принято 1:1:1,3. Для лучшей адгезии к поверхности полуфабри- ката в состав глазури вводят клеящие вещества (карбометилцеллюлозу и ее производ- ные).
2.5.3
Формование
Формование (шликерное литье) СТИ производят сливным или наливным спосо- бом в гипсовые и полимерные пористые формы.
Основные операции традиционного шликерного литья в гипсовые формы (сборка форм, заливка шликером, выдержка шликера в форме для набора массы, слив избытка шликера, выдержка набранного слоя для закрепления полуфабриката, разборка форм) выполняют с использованием механизированных стендов, на которых одновременно производят несколько десятков полуфабрикатов.