Разработка составов и технологии самоглазурованной керамической черепицы

Определение основных преимуществ глазурования поверхности керамической черепицы. Изучение процесса распределения щелочной добавки по толщине плитки при различных режимах сушки. Рассмотрение кривых изотермической кинетики для различных температур.

Рубрика Производство и технологии
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 02.02.2019
Размер файла 43,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ТарГУ им.М.Х.Дулати

Разработка составов и технологии самоглазурованной керамической черепицы

УДК. 666. 763

Султанаев К.Т., Кундызбаев А.А.

Тараз

Глазурование поверхности керамической черепицы способствует повышению морозо- и атмосферостойкости. Однако, глазурование является сложным и энергоемким процессом. Одним из перспективных в этом направлении является разработанная технология самоглазурующихся керамических плиток на основе вулканических стекол 4.

В качестве сырьевых материалов при изготовлении самоглазурующейся керамической черепицы применялись Ленгерская глина (ЛГ), стеклобой (СБ) и бой кирпича (БК). В качестве щелочных компонентов был использован фторид натрия, который имеет низкую вязкость при температуре обжига 950 0С с = 0.5-6 Па·с.

При технологии самоглазурования необходимыми условиями являются обеспечение выноса щелочного компонента на лицевую поверхность черепицы. Поскольку щелочь является сильным плавнем, то в процессе обжига образуется глазурный слой не уступающий по своим свойствам специально нанесенным покрытиям.

Щелочь в виде NaF, вводилась в количестве 1,2,3% сверх 100 мас.% составы сырьевых смесей приведены в таблице 18.

Образцы изготавливались следующим образом: бой кирпича дробили до фракции менее 1мм, затем смешивали с стеклобоем, Ленгерская глина и NaF, увлажняли массу до влажности 8-10% и прессовали образцы размерами 10010010мм методом прокатки при давлении 7-10 МПа.

Таблица 1 Составы сырьевых смесей

Компоненты

Массовое содержание в шихте

Бой кирпича

60

60

60

60

Стеклобой

10

10

10

10

Ленгерская глина

30

30

30

30

NaF

-

1

2

3

Оценку распределения щелочного компонента по толщине плитки выполняли методом кондуктометрического титрования.

Рис. 1. Зависимость содержания щелочного компонента в лицевом слое (1) и остаточной влажности сырца (2) при температуре 1200С.

Пробу материала для испытаний отбирали путем последовательного снятия слоев толщиной 1мм по высоте высушенной плитки при различных режимах сушки.

Тонкоизмельченную навеску от каждого слоя плитки помещали в сосуд с 50мм дистиллированной водой и перемешивали и замеряли электропроводность суспензии.

Образцы плиток подвергались односторонней сумме при 800С, 100, 120, 150, 175 и 2000С.

При легких режимах 80 и 1000С обеспечивается наибольший вынос щелочи. Однако, после обжига наблюдается вспучивание на отдельных участках плитки после термообработки.

Из рисунка 2 видно, что после сушки в течении 20 мин при температуре 1200

С остаточная влажность составляет 1-2%, а содержание щелочного компонента к этому времени достигает порядка 38-42 мг/г, увеличение температуры сушки до 200 0С позволило увеличить количество щелочной компонент в верхнем слое до 52мг/г.

при постоянном температуре 1200С - 15 мин

при постоянном температуре 2200С - 10 мин

Рис. 2. Распределение щелочной добавки по толщине плитки при различных режимах сушки

При таком режиме сушки содержание щелочи на тыльной стороне составляет порядка 10-12мг/г.

Таким образом, наиболее эффективным режимом является: I- ступень 120-130 0С, время выдержки 10-15 мин; II ступень 200-2300С, время выдержки 7-10 мин.

Усадка в процессе сушки и обжига плиток составляет порядка 0,1-0,3%. Плитки, обоженные при температуре 9500С-10000С, имеют блестящую стекловидную поверхность и темно-красный цвет.

Для изучения кинетики взаимодействия NaF, стеклобоя и Ленгерской глины образцы обжигали при температурах 950-10200С при различной выдержки по времени 10,15,20,25,30 мин.

Общий вид кривых зависимости степени превращения от времени =f(ф) представлен на рисунке 28.

Для описания кинетических кривых взаимодействия NaF с Ленгерской глиной и стеклобоем использовано уравнение Колмогорова - Ерофеева:

=1-еn (1)

где а - степень превращения; ф- время; n и k- кинетические параметры характеризующие порядок и скорость реакции.

При двойном логарифмировании получаем:

Ln [-ln(l-a)=hlne+lnk], т.е. уравнение прямой у=ах+b где у2 ln[-ln(1-а)]; а=n х=ln ф b=lnR

На рисунке 4 представлены зависимости ln[-ln(l-а)]=h[lne+lnk] от ln ф для различных температур. Значения k и n найдены графически по наклону анаморлози кинетической кривой: глазурование черепица керамический

ln[-ln(1-а)=hln]+lnk (2)

Константу скорости определяли из уравнения Саковича

К= n·R1/n (3)

1 - 1020 0C; 2 - 980 0C; 3 - 950 0C

Рис. 3. Кривые изотермической кинетики для различных температур
Рис. 4. Зависимость для различных температур

Уравнения прямых и кинетические параметры для различных температур приведены в таблице 2.

Результаты математической обработки экспериментальных данных (таблица 19, рисунок 29) показывают, что процесс взаимодействия NaF c стеклобоем и Ленгерской глиной увеличивается с повышением температуры и времени выдержки. Увеличение n и К с возрастанием температуры свидетельствует об увеличении реакционных центров.

Таблица 2. Уравнения прямых и кинетических параметр

Т 0

У=ах+в

n

k

K

950

У=0,215х-1,78

0,215

0,230

3,25·10-5

980

У=0,318х-1,38

0,318

0,239

1,31·10-4

1020

У=0,385х-1,42

0,385

0,216

2,51·10-3

Энергию активации реакции определяли графически из угла наклона прямой зависимости ln K от 1/Т (рисунок 30) и по уравнению Аррениуса

ln K = ln Ао - (4)

где Ао - предэкспоненциальный множитель;

R- универсальная газовая постоянная .

Рис. 4. Зависимость lnK от 1/Т

Построенная в координатах lnK - 1/Т (рисунок 4) зависимость свидетельствует о том, что уравнение Аррениуса справедливо, так как опытные точки на графике располагаются на прямой. Из рисунка 28 следует, что константа скорости образования расплава резко увеличивается от 980 до 1020 0С. После обработки прямолинейных зависимостей определено для температур 950 - 1020 0С значение энергии активации Е равное для 950 0С-219,5 кДж/моль, для 980 0С-175,3 кДж/моль, для 1020 0С-143,4 кДж/моль.

Полученные результаты хорошо согласуются с опытными данными: резкое уменьшение энергии активации соответствует интенсивному плавлению шихты с добавкой фтористого натрия.

Литература

1. Канаев В.К. Новая технология строительной керамики. // Москва: Россия, 1990, 246 с.

2. Лемешов В.Г., Петров С.В. Керамика зернистого строения - особый класс огнеупоров. // Стекло и керамика, 1996, №4, С. 14-45.

3. Сайбулатов С.Ж., Станевич В.Т., Калмыкова Л.Ф., Баттаков Е.Е. Исследование технологических параметров производства и эксплуатационных характеристик черепицы из отходов угледобычи. // Комплексное использование минерального сырья, 1994, №6, С 85-88.

4. Будущее стеклотарной промышленности США. // Научн.-техн. реф. сб., Эксп.-инф. ВНИИЭСМ, сер. 9, вып.5, 1982.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Материалы для производства керамической черепицы. Технологическая схема производства пазовой штампованной, пазовой ленточной, плоской ленточной, волнистой ленточной, S-образной ленточной и коньковой желобчатой черепицы. Карта экологического контроля.

    курсовая работа [3,5 M], добавлен 30.11.2010

  • Анализ существующих технологий в производстве керамической черепицы. Номенклатура отделочных материалов. Подбор состава сырьевой смеси, Выбор технологического способа производства. Инновации в этой сфере. Режим работы и технологическое оборудование.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 18.02.2014

  • Изучение товарной продукции в виде керамической плитки для полов и сферы ее применения в строительстве. Потребительские свойства керамической плитки. Описании технологии ее производства. Характеристика сырья полусухого производства. Контроль качества.

    реферат [37,4 K], добавлен 11.03.2011

  • Плитки керамические для полов, общие сведения. Сырье для производства керамической плитки. Подготовка глины и приготовление раствора (сырьевой смеси). Формовка изделий, сушка, подготовка глазури, эмалировка, обжиг. Физико-механические свойства плиток.

    курсовая работа [158,1 K], добавлен 09.04.2012

  • Технологический процесс производства плитки на Липецком керамическом заводе. Структура и комплектация лаборатории, методики лабораторных испытаний. Экспериментальный контроль качества, свойств и состава сырья для производства керамической плитки.

    курсовая работа [897,7 K], добавлен 25.02.2012

  • Классификация кислотостойких керамических материалов: сырье, технология получения. Особенности производства кислотостойкой керамической плитки: выбор и обоснование технологической схемы и режимов. Расчет производственной программы и потребности в сырье.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 26.05.2013

  • Общая характеристика керамической плитки, предназначенной для внутренней облицовки стен, знакомство с физико-механическими показателями. Анализ деятельности ОАО "Стройфарфор" в области обеспечения качества продукции, особенности технического контроля.

    дипломная работа [2,4 M], добавлен 05.12.2014

  • Керамические плитки - изделия, изготовленные из смеси глины разных сортов, с добавлением других натуральных компонентов. Технология их изготовления и сферы использования, оценка ассортимента на современном рынке. Методы испытаний плитки по UNI EN.

    курсовая работа [612,9 K], добавлен 10.01.2013

  • Сущность процесса сушки. Расчет сушильной установки. Аппаратное обеспечение процесса сушки. Технологические основы регулирования сушилок с кипящим слоем. Определение момента окончания сушки по разности температур. Автоматизация сушильных установок.

    дипломная работа [2,7 M], добавлен 25.01.2011

  • Современные методы сушки материалов, оценка их преимуществ и недостатков, используемое оборудование и инструменты. Определение основных материальных потоков, а также технологических параметров сушки. Расчет типоразмера барабана выбранной сушилки.

    курсовая работа [540,6 K], добавлен 05.02.2014

  • Составление графика зависимости степени выщелачивания от времени при различных температурах. Методика определения энергии активации. Расчет порядка реакции. Оценка зависимости скорость выщелачивания от температуры и давления газообразного реагента.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.01.2015

  • Расчет режима работы завода. Основные требования к керамическим плиткам. Сырье и исходные материалы, технологические этапы производства изделий. Описание штатной ведомости предприятия. Теплотехнические расчеты. Автоматизация керамического производства.

    дипломная работа [4,1 M], добавлен 15.06.2014

  • Ассортимент выпускаемой продукции, применяемого сырья на заводах керамической промышленности. Производство керамического кирпича по методу пластического формования. Расчет материального баланса цеха формования, сушки, обжига и склада готовой продукции.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 06.12.2010

  • Исследование влияния различных видов сушильных агентов на эффективность сушки формовочных смесей и стержней. Расчет сушильного агрегата в процессе сушки стержня воздухом, проходимым через сушило. Теплотехнические основы сушильного процесса, теплообмен.

    курсовая работа [4,5 M], добавлен 04.11.2011

  • Определение и построение кривой скорости сушки. Cопоставление расчетного и опытного значений коэффициента массоотдачи. Определение критерия Рейнольдса. Расчет интенсивности испарения влаги. Динамический коэффициент вязкости воздуха и скорость обдува.

    лабораторная работа [1,0 M], добавлен 27.03.2015

  • Общая характеристика и принцип действия сушилки Т-4721D, предназначенной для сушки ПВХ. Теплообменные процессы в сушилке. Инженерный анализ технологического процесса как объекта автоматизации. Разработка функциональной схемы автоматизации процесса сушки.

    курсовая работа [52,7 K], добавлен 22.11.2011

  • Номенклатура выпускаемой продукции. Требования к сырью для бетона, процесс его производства. Производственная мощность предприятия и режим работы. Расчет и подбор технологического оборудования. Контроль технологического процесса и качества продукции.

    курсовая работа [442,2 K], добавлен 09.06.2011

  • Определение вариантов возможных конструктивных и эргономических решений. Определение вариантов возможных цветографических решений. Керамическая бутылка для оливкового масла со сборным укупориванием пробкой. Расчет использования материала для ярлыка.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 23.03.2017

  • Приготовление огнеупорной суспензии на водном связующем. Формирование керамической оболочки. Зачистка остатков питателей и промывников. Капиллярно-люминесцентный контроль. Технологии в литейном производстве. Показатели экономической эффективности.

    дипломная работа [3,5 M], добавлен 26.10.2014

  • Сушка - технологический процесс, используемый в химической, фармацевтической и пищевой промышленности. Основные виды сушки. Распылительная сублимационная сушка. Эффективность применения вакуума при сушке сублимацией. Определение эвтектических температур.

    курсовая работа [4,0 M], добавлен 23.02.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.