Практический опты интенсификации обжига морозостойкой керамики

Морозостойкие керамические материалы

Лиокумовичем Л.М. было предложено опыт изготовления серого кирпича в напольных печах перенести на кольцевые печи. Вода в зону высоких температур (в зону обжига) подавалась путем разбрызгивания. Полученный таким образом кирпич имел прочность  на  23…25 %  больше,  чем  кирпич,  изготовленный  по традиционным технологиям. Н.И. Михальчиков считает, что ввод влаги в зону высоких температур способствует созданию местной восстановительной среды. Идет восстановление оксида железа и образование легкоплавких эвтектических соединений. Кроме того, он не исключает возможности каталитического действия водяного пара. П.С. Ковалев и А.Е. Лубковский, изучая влияние парогазовой среды при обжиге глины, установили оптимальную температуру подачи пара 850 °С. При этом была получена наивысшая прочность изделий – 68 МПа. Подача пара при температуре 950 °С позволила снизить этот показатель до 40 МПа.

Для получения высокопрочных керамических изделий из легкоплавких глин Р.Б. Оганесян и Б.Н. Виноградов рекомендуют следующий режим тепловой обработки с обжигом в потоке перегретого водяного пара. Первая стадия тепловой обработки проходит в воздушной среде при температуре 250…300 °С/ч до 800 °С со скоростью ее подъема. Образцы выдерживают при 800 °С в воздушной среде в течение 30…60 мин. На второй стадии изделия нагревают до 950…1 100 °С со скоростью 250 °С/ч в среде перегретого водяного пара. Изделия на этой стадии обжигают при давлении 0,105 МПа. Образцы выдерживают при конечной температуре в течение 60…80 мин. По этой технологии в лабораторных услови- ях получена керамика прочностью до 300 МПа.

А.С. Садунас совместно с коллегами разработал технологию получения кирпича при восстановительно-окислительном обжиге. В туннельной печи обжиг кирпича производится путем создания участка восстановительной среды. В зоне восстановительного обжига поддерживается избыточное давление порядка 0,3 МПа.

Нехорошев А.В. предложил технологию получения глиняного кирпича в пневматолитотермических условиях при 700 °С и атмосферном давлении в парогазовой среде по режиму, включающему 7 этапов.

Хофманн и Бергхольц разработали промышленную технологию совмещенной сушки и обжига кирпича, которая по классификации может быть отнесена к пневматолитотермической категории. Авторы осуществили тепловую обработку кирпича при температуре до 700 °С в среде водяного пара при избыточном давлении 0,2 МПа.

Все вышеперечисленные разработки и исследования посвящены интенсификации тепловой обработки кирпича с целью снижения температуры обжига и изменения качества изделий.

Результаты исследований показывают, что прочность керамики, получаемой в пневматолитотермических условиях, зависит в основном от состава газовой и жидкой фаз, который можно регулировать изменением технологических параметров обжига с учетом химико-минералогического состава сырья. Обжиг в регулируемой  парогазовой  среде  (в  пневматолитотермических условиях) дает возможность понижения температуры до 800 °С (вместо 1 000 °С), а в некоторых случаях даже ниже.

Парогазовая смесь и водяные пары значительно ускоряют аморфизацию  мономинеральных  монтмориллонитовых  и  легкоплавких полиминеральных глин. Если аморфизация пород в окислительной среде достигается при 850…900 °С, то в парогазовой среде и среде водяных паров – при 700 °С.

Другим  фактором,  интенсифицирующим  реакционную  способность поверхности оксидов, находящихся в глине, при участии водяных паров, по мнению А.И. Леонова, является возникновение активированного переходного состояния поверхностных химических соединений.

Активирующее  воздействие  нетвердых фаз  в пневматолитотермических условиях можно объяснить и с позиций УХАКС – механизма, выдвинутого Ю.Е. Пивинским.

По мнению авторов, повышение реакционной способности твердых реагентов в присутствии паров воды следует дополнить эффектами дегидратационного диспергирования, а пнев- матолитотермические процессы целесообразно использовать вместо термических при производстве кирпича, керамзита и плиток различного назначения.