выделением тепла, что вызывает изменение скорости нагрева образца при этом на кривых нагревания появляются соответствующие отклонения в виде перегибов и площадок параллельных оси времени. ДТА керамических материалов проводят в интервале температур 20-1200 градусов на дериватографе ОД –108 или О-1500Д, при постоянной скорости нагрева равной 10 градусов в минуту. Одновременно проводится запись кривых температуры, ДТА, термогравиметрической кривой и дифференциальной термогравиметрической кривой. В качестве эталона используется прокаленный глинозем.

Рентгенофазовый анализ (РФА) проводится на установках марки «Дрон» с ионизационной регистрацией рассеянных лучей ( излучения Cu K_, Co K_, Fe K_,). Детектором излучения является счетчик Гейгера. Сущность данного метода заключается в изучении дифракционной картины (дифрактограммы) получаемой при отражении рентгеновских лучей атомами кристаллической решетки кристаллов. По дифрактограмме определяют углы отражения () соответствующие максиумам, а оценивают их относительную интенсивность. По найденным для каждого пика значениям  и известной длине волны  определяют межплоскостное расстояние по формуле Вульфа –Брегга:

Расшифровка дифрактограммы проводится по американской рентгенометрической картотеке.

Электронные микроскопические исследования позволяют изучить микроструктуру объекта, границы зерен, фазовый состав, размер и вид кристаллов и пор при увеличении до 50000 раз. В растровых электронных микроскопах поверхность образца сканируется тонким электронным пучком, а вторичное преобразованное изображение передается на экран монитора. С этой целью на поверхность скола материала методом термического напыления наносится токопроводящее покрытие из хрома или золота. Подготовка образцов для исследования на электронном микроскопе проводится методом травления реплик плавиковой кислотой.

Изм	Лист	№ докум.	Подп.	Дата
Разраб.		Шульгович			Сырьевая база керамической промышленности РБ	Лит.			Лист	Листов
Пров.
Н. Контр.
Утв.

3. Сырьевая база керамической промышленности РБ

Для производства керамических изделий применяют следующие основные виды сырья: беложгущиеся глины и каолин, кварц, кварцевый песок, полевой шпат, пегматит, нефелиновый сиенит, сподумен, мел, магнезит, доломит, чистые однородные по составу разновидности цветных глин. В массы специального состава для изготовления разных видов технической керамики водят тальк, андалузит, окислы магния и др.

К сырьевым материалам предъявляются высокие требования в отношении однородности и стабильности их состава; включения инородных материалов не допускаются. Недостаточно чистые исходные материалы обогащают отмучиванием, флотацией, воздушной или электромагнитной сепарацией.

Сырьевые материалы подразделяются на пластичные и отощающие. К пластичным относятся глинистые. К отощающим все остальные материалы не обладающие пластичностью.

Пластичные составляющие

Глины — это полиминеральные осадочные породы, являющиеся результатом совместного действия выветривания и жизнедеятельности микроорганизмов. При затворении водой глина придаёт массе пластичность, что даёт возможность формовать изделия сложной формы с небольшим усилием сохранять её после снятия нагрузки и приобретать камнеподобное состояние после термообработки. Минеральный состав глин очень сложен. Основу составляет каолинит, монтмориллонит, минералы групп гидрослюд. Кроме этого присутствуют примеси кварцевого песка, полевых шпатов, карбонатов, растворимых солей и органических остатков. Частицы глинообразующих минералов имеют размер 0,001 — 10 мкм и в основном пластинчатую форму. Они не способны включать воду в свою химическую структуру, но удерживают её вокруг частиц в виде тонких плёнок (физически связанная вода). Поэтому большая часть глинистых минералов увеличивает свой объём, т.е. набухает.

Существует классификация глин по нескольким характеристикам.

1. По химическому составу глины подразделяются по содержанию Al₂O₃:

• высокоглинозёмистые — более 45%

• высокоосновные — 38 – 45%

• основные — 28 – 38%

• полукислые — 14 – 28%

• кислые — менее 14%

2. По содержанию красящих оксидов Fe₂O₃ и TiO₂ делят на 4 группы: от низкого содержания — не более 1% до высокого — Fe₂O₃ более 3%, TiO₂ больше 2%.

Невысокое содержание Al₂O₃ при значительном SiO₂ может свидетельствовать о запесоченности сырья или о том, что основным глинообразующим компонентом является монтмориллонит. Малое содержание Al₂O₃ при значительном содержании оксидов щелочных металлов свидетельствует о легкоплавкости глин.

Пластичность глин — основная характеристика для получения изделий лепкой, раскаткой и выдавливанием через мундштук. Чем пластичней глина, тем больше число пластичности (П = П₁ + П₂), тем легче формование из пластической массы.

По пластичности глины подразделяются на 5 групп: от высокопластичных до непластичных.

Нижний предел пластичности (П₂) — это минимальное содержание воды в глине, при котором на поверхности глиняного жгута диаметром до 3 см³ отмечается появление трещин (масса рассыпается в руках).

Верхний предел пластичности (П₁) — содержание воды в глине, при котором она приобретает свойства текучести (масса прилипает к рукам).

По чувствительности к сушке глины делят на 3 категории: высокочувствительные, среднечувствительные, малочувствительные.

По огнеупорности глины делят на легкоплавкие — огнеупорность ниже 1350 ⁰С, тугоплавкие — огнеупорность 1350 — 1580 ⁰С, огнеупорные — огнеупорность выше 1580 ⁰С. Для изготовления огнеупоров годятся только последние глины. Для фарфора и фаянса — огнеупорные и беложгущиеся тугоплавкие. Для строительной керамики и изделий хозяйственно-бытового назначения используют легкоплавкие глины.

Месторождения огнеупорных глин: Украина — Чесовьяское, Дружковское, Новорайское, Веселовское. Месторождения каолинов: Украина — Глуховецкое и Просяновское. Российские месторождения глин: Трошковское и Латненское. Каолины — Кыштынское и Журавлиный Лог. Месторождения легкоплавких глин: российское — Имбрийское (голубой цвет), Кучинское; в Беларуси — Гайдуковка (Минская обл.), Лукомль (Витебская обл.), Осетки, Секеровщина, Заполле, Гершоны, Щебринь. Тугоплавкие: Гародное, Туровское, Городок, Столинские хутора. Каолины: Ситница, Глушковичи.

Отощающие добавки.

Отощающие материалы играют в массах сложную роль, с одной стороны, улучшают усадку, способствуют бездефектной сушке изделий, с другой стороны снижают пластичность масс.

Кварцевые пески и кварцсодержащие материалы (кварцит, жильный кварц, трепел, диатомит, маршалит и др.) характеризуются содержанием SiO₂, Fe₂O₃, TiO₂ и щелочно-земельных оксидов.

Шамот — это огнеупорный материал, полученный путём обжига глин и каолина. В роли шамота выступает либо измельчённый и рассеянный бой изделий, бой огнеупорных капселей, либо специально изготовленный шамот из огнеупорных глин.

Плавни в технологии керамики играют важнейшую роль, т.к. они не только образуют стеклофазу, но и позволяют снижать температуру спекания и, следовательно, обжига изделия. Из наиболее распространенных плавней в керамической промышленности используются полевые шпаты, пегматиты, доломит, нефелин, сиенит, перлит, тальк и некоторые виды искусственных материалов, например, бой тарного стекла. Полевые шпаты (ортоклаз, альбит, анортит, микроклин), в чистом виде встречаются редко и для производства тонкой керамики применяются с определённым содержанием красящих оксидов (не более 0,3%), щелочей (не менее 12%) и калийнонатриевым модулем (K₂O/Na₂O) не менее 2%. Наиболее широко используются в России Карельское полевошпатовое сырьё (Чупинские полевые шпаты и пегматиты).

Одна из важных стадий керамического производства — это хранение и контроль сырья. Прибывшее на предприятие сырье должно проходить входной контроль, на каждую партию составляют паспорт с указанием всех определённых свойств и датой приёмки. Каждый компонент керамической массы должен хранится в отдельном отсеке складов сырья. Для карьерных глин желательно длительное вылёживание в условиях постоянной влажности или промораживания в ямах и на открытых площадках.

Дефекты, связанные с сырьевыми материалами можно условно разделить на 2 группы: возникающие из-за присутствия в сырье нежелательных примесей и возникающие из-за несоблюдения рецептуры масс.

I группа связана в основном с содержанием в сырье примесей ухудшающих цвет изделия (высаливание растворимых сульфатов, хлоридов в глинах, появление мушки из-за небольших включений, наличие гипса или муллита в глине), деформирующих изделие при обжиге (наличие карбонатов и слюд в глинах, органических веществ).

Дефекты относящиеся ко II группе, могут проявляться лишь после обжига изделий. Поэтому необходимо постоянный контроль промежуточных технологических параметров керамической массы на всех технологических стадиях. По составу масс типичные составы фарфоровых масс содержат половину пластичных и отощающих материалов. Фаянсовые массы содержат больше пластичных и мало полевых шпатов, в качестве плавня добавляют доломит, известняки. В майоликовых массах широко применяется как тугоплавкие, так и легкоплавкие глины в сочетании с кварцевым песком и различными плавнями (нефелин, доломит). Масса для производства строительной керамики содержит разнообразные местные легкоплавкие глины со значительным содержанием шамота, различных плавней.

В современном керамическом производстве стремятся использовать нетрадиционные виды сырья (пирофиллит, волластонит, диопсид, рисовую шелуху, а также широкую гамму техногенных материалов, как отходы (металлургические шлаки, гальванические шламы, золы ТЭЦ), так и заранее синтезированные.

Изм	Лист	№ докум.	Подп.	Дата
Разраб.		Шульгович			Общеинженерное оборудование керамической отрасли	Лит.			Лист	Листов
Пров.
Н. Контр.
Утв.

4. Общеинженерное оборудование керамической отрасли

ДРОБИЛЬНО-ПОМОЛЬНЫЕ МАШИНЫ

Дробилыю-помольные машины чрезвычайно разнообразны и могут быть классифицированы по следующим признакам.

По технологическому назначению: машины первичного измельче­ния, в которые материал поступает непосредственно из склада или карь­ера; машины вторичного измельчения, в которые поступает мате­риал, уже прошедший первичное измельчение.

По величине частиц конечного продукта: дробилки—машины, из­мельчающие материал до величины частиц более 0,5 мм; мельницы — машины, измельчающие материал до величины частиц менее 0,5 мм.

По принципу действия и конструктивным особенностям:

щековые дробилки с простым (рис. 1, а) и сложным (рис. 1, б) движением подвижной щеки; первые измельчают материал раздавливанием, а вторые — раздавливанием и истиранием при периодиче­ском приближении подвижной щеки к неподвижной;

конусные дробилки с подвижным валом (рис. 1, в) и с непо­движной осью (рис. 1, г); эти дробилки измельчают материал раздавли­ванием и изгибом при постоянном приближении к неподвижному кону­су поверхности подвижного конуса, который совершает поступательные движения в горизонтальной плоскости (рис. 1, г) или круговые движе­ния (рис. 1, в), эксцентричные относительно внутренней поверхности неподвижного конуса;

валковые дробилки (рис. 1, д) измельчают материал в основном раздавливанием, частично истиранием, ударом или изгибом между двумя вращающимися навстречу друг другу валками с гладкой, риф­леной, ребристой или зубчатой поверхностями;

стругачи (см. рис. 5) измельчают материал ножами, закреплен­ными на вращающемся горизонтальном или вертикальном диске;

бегуны (рис. 1, е) измельчают материал раздавливанием и истира­нием между цилиндрической поверхностью катков и плоской поверхно­стью чаши;

дезинтеграторы (рис. 1, ж) измельчают материал ударами бы­стро вращающихся жестко закрепленных молотков—бил;

молотковые дробилки (рис. 1, з) измельчают материал уда­рами и частично истиранием быстро вращающихся шарнирно или жест­ко закрепленных молотков;

струйные мельницы измельчают материал в по­мольной камере в результате ударов летящих навстречу друг другу час­тиц, поступающих в нее с большой скоростью и под большим давле­нием;

кольцевые мельницы (рис. 1, и) измельчают материал раздавливанием и истиранием между криволинейными поверхностями коль­цевой дорожкой и роликами или шарами;

барабанные вращающиеся (рис. 1, к) и вибрационные (рис. 1, л) мельницы измельчают материал ударами и истиранием свободно падающих мелющих тел, последние поднимаются во вращаю­щемся барабане под действием центробежной силы, а в вибрационных мельницах — в результате вибрации барабана.

Материал измельчается мокрым (с добавлением воды) и сухим способами, в замкнутом и открытом цикле. При замк­нутом цикле измельченный материал направляется в сортировочные устройства, откуда куски или частицы недостаточной тонкости возвра­щаются для повторного измельчения, а материал с необходимой величи­ной частиц используется по назначению. При открытом цикле измель­ченный материал направляется в машины или аппараты для дальней­шей переработки или используется как готовый продукт.

Щековые дробилки

Щековые дробилки применяют для первичного (грубого) дробления материалов твердых и средней твердости. В щековых дробилках измель­чение материалов осуществляется раздавливанием (рис. 2, а), раздавливанием и истиранием (рис. 2, б) при периодическом приближении по­движной щеки 2 к неподвижной 1.

Щековые дробилки отличаются большим разнообразием конструкций и классифицируются по следующим основным признакам:

по характеру движения подвижной щеки — с простым (рис. 3 и рис. 2, а, в, г, ж), сложным (рис. 2, б и е) и комбинированным (рис. 2, д) движением;

по подвесу подвижной щеки — с верхним (рис. 2, а, б, г, д, е, ж) и нижним подвесом (рис. 2, в);

по количеству загрузочных отверстий — с одним (рис. 2, а—е) и дву­мя—спаренная (рис. 2, ж). Установлено, что производительность спа­ренной дробилки меньше двух обычных, так как неполадка одной вызы­вает остановку другой, усложняется технологическая схема и процесс обслуживания. Некоторая экономия металла не компенсирует эксплуа­тационные недостатки;

по конструкции механизма, передающего движение подвижной ще­ке, — с эксцентриково-шатунным (рис. 2, а, б, в, д, е, ж), кулачковым (рис. 2, г) и др.

Наибольшее распространение получили щековые дробилки с простым и сложным качаниями подвижной щеки, с эксцентриково-шатунным ме­ханизмом с двумя (рис. 2, а) и одной (рис. 2, б) распорной плитой, на рассмотрении которых мы и остановимся.

Дробилки с простым движением подвижной щеки имеют цельнолитую (см. рис. 3) или сборную станину. У дробилки на рис. 3 клиньями 3 крепится ребристая рабочая плита (щека) 2. Подвижная щека 6 с дробящей плитой 4 надета на ось 5.

Дробящие плиты изготовляют из марганцовистой стали (с содержа­нием 12—14% Mn) или отбеленного чугуна, в большинстве составными с криволинейной поверхностью и параллельной зоной внизу. Криволи­нейная поверхность плит способствует созданию лучших условий для разрушения материала, увеличению производительности дробилок hа 10—20% и удлинению срока службы плит, а параллельная зона повы­шает однородность продукта дробления. Рифление плит характеризует­ся отношением высоты зуба к шагу (расстоянию между вершинами греб­ней) и принимается от 1 : 4 до 1:2. Чем меньше шаг зубьев, тем мельче и однороднее продукт дробления. Зубья одной плиты должны находить­ся против впадин другой, что обеспечивает изгиб материала.

Приводной вал 8 в современной дробилке смонтирован в подшипни­ках качения. На эксцентриковую часть этого вала надеты подшипни­ки качения, охватываемые головкой шатуна 9, а на выступающие за подшипники концы — маховики 7, один из которых является и шкивом. Маховики соединены с эксцентриковым валом многодисковыми фрик­ционными муфтами. Назначение этих муфт состоит в том, чтобы, не выключая двигателя, вращающего шкив, можно было плавно включить эксцентриковый вал 8 дробилки.

Эксцентриковый вал изготовляют из специальных сталей — хромоникелевой, хромомолибденовой или ва­надиевой, а для небольших машин — из Ст5. Регулирование ширины разгрузочной щели осуществляют клиньями 12 и 15 (см. рис. 3). При подъеме клина 12 (см. рис. 3) болтами 10 разгрузочная щель уменьшается.

Шатун 9, связанный с одной стороны с подвижной щекой 6, а с про­тивоположной стороны — с клином 15 распорными плитами 16, передает движение подвижной щеке. Распорная плита 16 при попадании в загру­зочное отверстие дробилки недробимого предмета перерезает предохранительные болты рис. 3 раньше, чем другая более ответственная деталь дробилки. Чтобы распорные плиты не выпадали, подвижная щека 6 оттягивается за ось 18 тягой 17 с пружиной 14, сжимаемой гайками 13. Круп­ные дробилки оборудуют централизованной автоматической системой густой и жидкой смазок.

Валковые дробилки

Валковые дробилки применяют для тонкого, мелкого, среднего и крупного измельчения горных пород и других материалов различной твердости, брикетирования материалов, удаления из глины каменистых включений и т. д. В валковых дробилках измельчение материала осу­ществляется раздавливанием, частично истиранием, ударом или изгибом между двумя вращающимися навстречу друг другу валками с гладкой, зубчатой или рифленой поверхностями.

Достоинства валковых дробилок: простота устройства, надежность в работе, небольшой расход энергии. Недостатки: дробилка с гладкими валками может измельчать относительно небольшие куски материала, небольшая производительность, наличие вибрации и необходимость равномерного непрерывного пита­ния валков во избежание сни­жения их эффективности.

Валковые дробилки можно классифицировать по следую­щим основным признакам.

По назначению и форме рабочей поверхности: 1) для тонкого, среднего и мелкого дробления материалов, с глад­кой поверхностью валков, с продольными по­лукруглыми выемками на од­ном из валков; 2) для крупного дробления гли­нистых материалов с зубчаты­ми валками; 3) для среднего и мелкого дробления глини­стых материалов и удаления камней с одним гладким и другим риф­леным валками и с валками, имеющими винтовую поверх­ность; 4) для крупного, среднего, мелкого, тонкого дроб­ления материалов и формования брикетов с дырчатыми валками и валками, имеющими полусферические выемки на двух валках.

Валковая дробилка мелкого и среднего дробления имеет конструктивное оформление, в основном подобное дробилке, показанной на рис. 4, валки—с гладкой, рифленой или зубчатой поверхностью и раз­лично оформленным приводом. Зазор между валками устанавливается 3—30 мм. У дробилок (см. рис. 4) на станине 4 установлены корпуса подшипников 3 и 11, в которых смонтированы валы валков 6 и 10. Корпуса 11 подшипников прикреплены к станине, а корпуса 3 подшипников удерживаются предохранительными пружинами 5, которые позволяют валку 6 отойти от валка 10 в случае попадания между ними недробимых предметов. Привод валков осуществляется через ременную передачу, шкив 9, вал 12 и шестерни /, 2, 7 и 8. Шестерни 6 и 7 изготовляют с длинными зубьями.

В валковых дробилках валки, подшипники, направляющие, пружин­ные амортизаторы и привод валков отличаются разнообразием конст­рукций. Привод валков осуществляется от электродвигателя через ре­дуктор и карданные валы, которые обеспечивают передачу вращения валкам даже при значительном отходе их друг от друга.

При разной окружной скорости валков с гладкой поверхностью они дробят материал раздавливанием и истиранием, а в дробилках с зубча­тыми валками — ударом и изгибом. Если один из вал­ков имеет продольные полукруглые выемки, то валки диаметром 600 мм могут захватывать куски материала размером 60 и даже 85 мм в поперечнике.

Бегуны

Бегуны широко применяют для мелкого и тонкого дробления мате­риалов мягких и средней твердости.

Принцип действия бегунов состоит в измельчении материа­лов раздавливанием и истиранием между цилиндрической поверхностью катков и плоской поверхностью чаши. Катки при помощи кривоши­пов шарнирно соединены с закрепленным на вертикальном валу хо­мутом, благодаря этому катки всей тяжестью опираются на материал, находящейся под ними, и свободно приподнимаются при увеличении слоя материала и попадании под них недробимых предметов.

Бегуны классифицируют по следующим основным признакам.

По технологическому назначению: для мокрого, сухого и полусухого измельчения; для измельчения и перемешивания и только перемешива­ния; для брикетирования сырьевой смеси; с металлическими катками и металлическим подом; с каменными катками и каменным подом.

По способу действия: периодического и непрерывного действия.

Ножевые глинорезки

Ножевые глинорезки (стругачи) нашли широкое распространение для предварительного измельчения глинистых материалов значительной влажности, мерзлых и большей крупности, чем материалов, поступаю­щих в валковую дробилку и бегуны.

Стругачи бывают с вертикальным и с горизонтальным (наиболее распространены) режущим диском. Последние имеют диск 1 с ножами 2, закрепленными под углом 30° в радиальных прорезях. Диск свободно надет на ось 3 и опирается на подпятник 4. Снизу к дис­ку прикреплен направляющий усеченный конус 7 с тарелкой 8, жестко соединенный с конической шестерней 10. Последняя находится в зацеп­лении с шестерней 11 и приводится во вращение от двигателя через клиноременную передачу или редуктор. Над тарелкой неподвижно уста­новлен скребок 9, направляющий измельченную глину к окну, прорезан­ному в кожухе. Кожух привинчен к кольцу и охватывает разгрузочную тарелку 8. Приемная воронка 6 башмаками соединена с кольцом, опирающимся на кронштейны, прикрепленные к балкам, на которых смонтированы: опорный стакан, два подшипника приводного вала или редуктор с дви­гателем. Глина, загружаемая в воронку 6, удерживается ребрами 5 и ре­жется ножами, вращающимися вместе с диском. Глиняная стружка че­рез отверстия в диске проваливается на разгрузочную тарелку 8 и скреб­ком направляется к разгрузочному окну. Толщину стружки регулируют выдвижением ножей.

Производительность стругача зависит от диаметра режущего диска, числа ножей и величины выступающей режущей части (определяющей толщину стружки), числа оборотов диска, а также от пластичности, степени замороженности и влажности глины.

Молотковые дробилки и мельницы

Молотковые дробилки и мельницы применяют для измельчения ма­териалов средней твердости и мягких, небольшой влажности и вязкости.

Принцип действия молотковых дробилок и мельниц состоит в измель­чении материалов ударами и истиранием при наличии колосниковой ре­шетки быстро вращающимися жестко или шарнирно за­крепленными молотками .

Молотковые дробилки и мельницы могут быть классифицированы по следующим основным признакам:

• по количеству роторов: однороторные и двух­роторные;

• с шарнирно подвешенными молотками и жестко за крепленными молотками;

• дробилки с колосниковой решеткой и без нее в загрузочной и разгрузочной частях дробилки;

• по конструктивному оформле­нию молотков: дробилки и мельни­цы с П-образными, плоскими, утол­щенными и другой конструкции мо­лотками.

Кроме того, молотковые дробил­ки и мельницы имеют различное оформление бронеплит, колосников, корпуса и т. д.

Достоинства молотковых дроби­лок и мельниц: простота конструк­ции, небольшие габаритные разме­ры, небольшая масса, большая сте­пень измельчения (10—200 и бо­лее), малые затраты на 1 т измель­чаемого материала.

Недостатки: быстрый износ молотков, колосни­ков и бронеплит при дроблении абразивных материалов и залипание колосниковой решетки при измельчении влажных пластичных материа­лов.

В молотковых дробилках и мельницах с шарнирно закрепленными молотками материал измельчается за счет на­капливаемой молотками кинетической энергии и истиранием при протягивании его по колосниковой решетке. Кинетическая энергия, а следовательно, и ударная сила молотков меняются от их массы и окружной скорости. В зави­симости от этих факторов молотковые машины делят на дробилки и мельницы.

Дробилками принято называть машины с небольшим количеством молотков массой 20—70 кг, вращающихся с небольшой скоростью 15—25 м/с. Продукт дробления содержит .малое количество мелких фракций.

Мельницами называют машины с большим количеством молотков массой 2—5 кг, вращающихся с большой скоростью 30— 200 м/с и более, продукт измельчения имеет большое количество мелких фракций.

Дробилки с П-образными молотками (рис. 6) широко приме­няются в установках небольшой производительности для измельчения сухих материалов мягких и средней твердости. Чугунный корпус дро­билки имеет основание и крышку 4, соединенные шарниром 3 на валу 1. Внутри корпуса, обложенного бронелистами 6 из отбеленного чугу­на, смонтирован ротор, а снаружи — шкивы. Ротор состоит из двух дис­ков 7 с отверстиями, к которым подвешены шесть молотков 5 П-образной формы со сменной рабочей поверхностью из головок узко­колейных рельсов. Расстояние между дисками фиксируется хомутом. Колосниковая решетка 10, надетая на ось 2, поддерживается амортиза­ционными пружинами 9.

Материал, измельченный в дробилке, просыпается сквозь отверстия в решетке. Через окно, закрываемое дверцей 8, осматривают и чистят колосниковую решетку. В молотковых дробилках и мельницах с жестко закрепленными мо­лотками измельчение материала осуществляется в основном ударами быстро вращающихся молотков, т. е. за счет кинетической энергии, на­капливаемой всей вращающейся системой. Молотки, нанося большой силы удары, весьма эффективно измельчают неабразивные и невязкие материалы, мягкой и средней твердости с пределом прочности до 150МПа (1500кгс/см²).

К молотковым измельчающим машинам с жестко закрепленными молотками можно отнести роторные дробилки, дезинтеграторы и аэробильные мельницы.

Дезинтеграторы

Материал через загрузочный карман подается внутрь вращающих­ся роторов, где подвергается действию двух сил: центробежной, направленной по радиусу, и силы удара, направленной тангенциально. По на­правлению равнодействующей материал отбрасывается на следующий ряд бил другого диска, вращающегося в противоположную сторону, ко­торый отбрасывает материал на третий ряд бил и т. д. Под действием встречных ударов материал измельчается. Тонкость помола в дезинтегра­торе повышается с увеличением числа рядов бил. Так, уже при четырех рядах бил получается весьма тонкий помол глины, в котором находится до 70—80% частиц материала меньше 0,54 мм.

Производительность дезинтегратора зависит от равномерности пита­ния, числа оборотов, диаметра роторов, крупности загружаемых кусков и может колебаться в широких пределах. При значительном увеличении скорости вращения роторов увеличивается тонкость помола и уменьша­ется производительность.

Для получения более тонкого помола следует применять дезинтегра­торы с большим количеством рядов пальцев.

Чтобы дезинтегратор работал нормально, необходимо материал по­давать механическим питателем, размером кусков—не более 25—35мм, влажностью—не более 8—11%.

Достоинства дезинтеграторов: возможность достижения тонкости помола, соответствующей требованиям технологического процесса про­изводства кирпича сухим способом и огнеупорных изделий; простота конструкций и ухода; возможность помола при большей, чем на других машинах, влажности глины; сравнительно малая чувствительность к изменениям влажности глины в пределах 8—11%. Недостатки: опас­ность поломки бил при попадании металлических предметов; быстрый износ пальцев-бил; сравнительно большой расход энергии; нарушение балансировки роторов при неравномерном износе бил, что вызывает быстрый износ подшипников; распушенность глины в результате домола.

Очистка дезинтегратора от глины может быть выполнена в течение 10—15 мин.

Шаровые мельницы

Шаровые мельницы широко применяют для грубого и тонкого помо­ла материалов. Принцип действия шаровых мельниц состоит в измельчении материала ударом и частично истиранием свободно падающих мелющих тел во вращающемся барабане.

Шаровые мельницы отличаются большим разнообразием конструк­ций: с коротким и длинном барабаном, без перегородок и с перегородками, с разными мелющими телами и т. д. Шаровые мельницы могут быть классифицированы по следующим основным признакам: по конструкции барабана и наличию перегородок: цилиндрические (рис. дрические (рис. 38)льницый .ащающимися роторами (установка ротора)водом8, а, б, г), конические (рис. 8, в), короткие (рис. 8, а, б) и длинные (рис. 8, г), с внутренними перегородками и без них (од­но- и многокамерные); по способу работы: периодического действия (рис. 8, а), непрерыв­ного действия — с периферической разгрузкой (рис. 8, б) и с разгрузкой через полую цапфу (рис. 8, в, г) по роду футеровки и характеру мелющих тел: с неметаллической фу­теровкой и неметаллическими мелющими телами, с металлической фу­теровкой и металлическими мелющими телами — шарами, короткими цилиндрами пли стержнями; по роду привода: с шестеренчатым приводом (рис. 8, а, в), с цен­тральным приводом (рис. 8, г).

Мельницы могут работать в открытом или замкнутом цикле. Послед­ние более современны, эффективны и перспективны. В мельницах можно измельчать материал как сухим, так и мокрым способом.

Достоинства шаровых мельниц: получение высокой и постоянной тонкости помола и регулирование ее; возможность подсушки материала в самой мельнице; простота конструкции; надежность в эксплуатации; возможность измельчения пород различной твердости.

Недостатки: зна­чительный расход энергии; большая масса и размеры; большой пусковой момент; сильный шум во время работы.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СОРТИРОВКИ И КЛАССИФИКАЦИИ

Сортировка и обогащение материалов оказывают существенное влияние на качество и стоимость конечного продукта.

Назначение сортировки:

до дробления — выделить куски материала, размеры которых боль­ше допускаемых для данной машины; выделить куски или частицы, размеры которых меньше, чем размеры конечного продукта;

после дробления и помола — разделить по крупности частицы ма­териала, из которых в определенной пропорции составляются массы или шихты, а при замкнутом цикле помола выделить крупные части­цы, чтобы направить их для повторного измельчения; удалить из ма­териала случайно попавшие в них металлические предметы или опил­ки; произвести обогащение материала.

Обогащением называют процесс удаления из материалов ненужных и вредных примесей с целью увеличения содержания ценного вещест­ва. Обогащение на месте добычи приводит к снижению стоимости го­товой продукции за счет транспортных перевозок, упрощению схемы технологического процесса производства, уменьшению удельного рас­хода сырья, улучшению его качества и качества готовых изделий и к рациональному использованию примесей.

Процесс обогащения основывается на использовании различных особенностей материалов: крупности, формы кусков или частиц, их цве­та и блеска, плотности и объемной массы, скорости падения в водной и воздушной среде, магнитной восприимчивости, поверхностной энергии минералов, величины заряда на поверхности, электропроводимости ма­териалов и др. Процессу обогащения в большинстве случаев сопутст­вует дробление, помол и сортировка материалов.

Сортировку и обогащение материалов осуществляют механичес­ким, гидравлическим, воздушным, магнитным, флотационным и дру­гими способами.

Механическая сортировка

Механическая сортировка, т. е. разделение частиц или кусков ма­териала, по крупности, производится при помощи машин, снабженных ситами или решетами. Такие машины называются грохотами, а про­цесс просеивания — грохочением.

Решета (листовые сита) штампуют из металлических листов на ды­ропробивных прессах. Отверстия решет (рис. 9, а) обычно выполнены круглыми, реже квадратными, овальными, шестиугольными и прямоугольными. Размер отверстий более 3 мм. Круглые отверстия (рис. 9,б) для предупреждения забивания имеют коническую форму с уг­лом при вершине 14°. Недостаток решет: небольшая площадь отвер­стий — до 50% площади всего листа. Для увеличения площади отвер­стий их размещают в шахматном порядке.

Сита (сетки) плетут или ткут из стальной, медной, бронзовой и дру­гой проволоки, конского волоса, шелковых или других нитей (рис. 9, в, г). Отверстия сеток бывают квадратные или прямоугольные. Пло­щадь живого сечения сит составляет до 70%. Сита с прямоугольными — щелевидными отверстиями повышают в 1,5—2 раза производительность грохотов, лучше самоочищаются. Однако при большом количестве уд­линенных зерен (лещадок) невозможно получить необходимый зерно­вой состав сортируемых материалов. Недостатки проволочных сит: не­ровная поверхность, что приводит к быстрому их засорению и износу и возможность раздвигания проволок в ситах.

В последнее время начали применять резиновые сита и сита из син­тетических волокон.

Резиновые сита бывают: 1). струнные (рис. 9, к) с натянутыми в поперечном направлении резиновыми шнурами; шнуры поддерживаются продольными планками и крепятся к угольникам (без завязывания узлов), пропуская их через отверстия размером меньше на 1,5—2 мм; 2) штампованные, (рис. 9, и) из износостойкой резины, секции сит соединяются стержнями, пропускаемыми через проушины; в случае износа сито может быть перевернуто; 3) колосниковые (рис. 9, м) из резиновых колосников, собранных на несущих тросах в полот­но толщиной 45 мм с ячейками 70x70 мм; 4) листовые армированные, предварительно напряженные, свободно подвешенные (рис. 9, д) толщиной 20—25 мм с размером ячеек 40—160 мм. Достоинства рези­новых сит по сравнению с металлическими: не забиваются благодаря мембранному пружинящему эффекту, возрастает производительность в 2—2,5 раза, повышается износоустойчивость в 15—25 раз, легче в 1,5— 2 раза, незначительно изменяются размеры ячеек, самоочищаются, уменьшаются расходы на ремонт и эксплуатацию, уменьшается запы­ленность воздуха и производственный шум.

Сита из синтетических материалов — полиамидов, полиэфирных смол, полипропилена, полиэтилена и других изготовляют из нитей раз­личной толщины. Точность размеров ячеек у них примерно такая, как у металлических, но эти сита отличаются более высокой износоустойчи­востью, способностью к повышенным резонансным колебаниям, что уве­личивает их пропускную способность, они просты в обслуживании, во­достойки, устойчивы к высоким температурам (ткани из тефлона вы­держивают температуру до 300°С), истиранию и химическим вещест­вам. В новых полимерных ситах закладывается арматура, фиксирую­щая размер ячеек и увеличивающая грузоподъемность.

Неподвижные колосниковые грохоты устанавливают перед дробил­ками первичного дробления, над бункерами, смесителями, ящичными питателями и т. д. Грохот состоит из колосников (стержней) прямо­угольного, клиновидного, трапециевидного или круглого сечений. Ко­лосники устанавливают на гребенках или соединяют болтами с муфта­ми, обеспечивающими постоянство зазора между колосниками. Досто­инством грохотов является простота и прочность конструкции. Недос­татками—низкая производительность, и необходимость проталкивания материала вручную даже при наклоне грохота 30—50°.

Подвижные колосниковые грохоты применяют для тех же целей, что и неподвижные. Одновременно с грохочением они выполняют функции питателен. Грохот (рис. 10) имеет две подвижные колосниковые решет­ки 1 и 2, подвешенные на подвесках 3 и 4 под углом 14—16° к горизон­ту. Каждая решетка соединена с эксцентриками 5 и 6, закрепленными на валу 7, которые смещены на 180°, поэтому когда одна решетка дви­жется вперед, другая движется назад. Вал приводится в движение от электродвигателя 8 через клиноременную передачу и две пары цилинд­рических шестерен. Решетки 1 и 2, совершая возвратно-поступательные движения в противоположные стороны, то опускаются, то поднимаются, а материал, находящийся на них, перемещается по уклону к выход­ному концу грохота и куски меньше 40 мм проваливаются через щели между колосниками. При ширине грохота 1,5—2 м и длине 3—3.5 м его производительность составляет более 150 т/ч, а расход энергии— 0,037—0,052 кВт/ч на 1 т материала.

Плоские качающиеся грохоты принцип действия плоских качающихся грохотов основан на взаимо­действии сил тяжести с силами инерции и трения. Сортировка возмож­на при обеспечении относительного перемещения материала по гро­хоту.

Вибрационные грохоты применяют для сортировки сухих материалов и жидких масс. В них вибрация решета вызывается полностью или час­тично динамическими причинами, незначительной амплитудой и большой частотой колебаний (800—3000 кол/мин). Материал при грохочении расслаивается — тонкие частицы оказываются под крупными, что ускоряет и делает более качественным процесс грохоче­ния, грохоты характеризуются высокой производительностью; неболь­шим удельным расходом энергии, высоким к. п. д. (>90%). Различают две основные группы вибрационных грохотов: .механические и электри­ческие (электромагнитные).

Барабанные грохоты применяют для сортирования порошкообраз­ных глиняных масс, кварца, шамота и других материалов. Грохот пред­ставляет собой слегка наклонный цилиндр, иногда усеченный конус или многогранную усеченную призму со стенками из решет или сит. Многогранные барабанные грохоты называются буратами.

Достоинства барабанных грохотов: медленное и равномерное враще­ние без толчков и сотрясений, что позволяет устанавливать их в верх­них этажах зданий и над бункерами; простота конструкции.

Недостатки: низкий к. п. д. (0,45—0,6) в результате использования лишь части поверхности сита; значительные габаритные размеры и большая масса конст­рукции; сложность изготовления барабанных решеток.

Барабанные многогранные грохоты, так называемые бураты, применяют для сорти­ровки сухих материалов с ве­личиной частиц 1,3—3,5 мм и более. На горизонтальном валу грохота (рис. 11), смонтированном в подшипниках 2, за­креплены втулки 6 с крестови­нами, которые с угольниками образуют каркас. К каркасу барашками 7 крепятся рамки 5 с сетками 4 разных разме­ров. Материал поступает через воронку 3. Вначале отсеиваются самые мелкие фракции, затем средние и, наконец, наиболее крупные и каждая направляется в свой бункерный отсек.

ПИТАТЕЛИ И ДОЗАТОРЫ

Питатели и дозаторы применяют для получения шихт и масс в строгом соответствии с рецептом и, следовательно, они оказы­вают влияние на качество конечных продуктов. Питатели служат для непрерывной и равномерной подачи материалов в количестве, необхо­димом для обеспечения производительности машины соответственно процентному содержанию материалов в шихте или массе. Дозаторы предназначены для отмеривания по объему или массе необходимых доз материалов соответственно их процентному содержанию в шихте или массе. Питатели в большинстве случаев выполняют и роль дозаторов. Питатели и дозаторы подразделяют на объемные и весовые.

Виды питателей объемных: дозатор а — пластинчатый; б — цепной; в —лотковый; г — барабанный; д - секторный: е — цилиндрический; ж — тарельчатый; з — винтовой; и — качающая воронка; к — лопастной.

МАШИНЫ ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ И НАСОСЫ ДЛЯ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ ЖИДКИХ МАСС

Основной целью смешивания является получение однородной массы (или шихты), состоящей из разных материалов. При смешивании мате­риалов стремятся получить массу, легко поддающуюся формованию, в которой зерна отощающих материалов равномерно покрыты пластич­ными или связующими материалами и смочены водой. Процесс смеши­вания является весьма ответственной операцией, оказывающей суще­ственное влияние на качество конечного продукта.

Смешивающие машины отличаются большим разнообразием конст­рукций, их можно подразделить на: машины для смешивания сухих и пластичных материалов; машины и устройства для перемешивания жидких масс и поддержания их во взвешенном состоянии; машины не­прерывного и периодического действия.

Машины для смешивания

Лопастные смесители являются смесителями непрерывного действия с принудительным перемешиванием, отличаются простотой конструк­ции, большой производительностью и легкостью обслуживания.

Недостатки лопастных смесителей: не обеспечивается тщательное смешение компонентов и лопасти смесителя вгоняют воздух в смеши­ваемую массу,


29-04-2015, 04:07