Прессованный и формованный огнеупорный кирпич: в чем разница?
Не менее важным, чем понимание самого огнеупорного материала, является то, как он формируется. Современному литейщику необходимо выбрать правильный огнеупор - как материал, так и форму - для правильной работы, чтобы обеспечить оптимальный процесс.
Знакомство
Огнеупорные Кирпич является одним из наиболее часто используемых теплоизоляционных материалов в промышленности на сегодняшний день. Обеспечивает надежную защиту оснастки, корпуса и оборудования от избыточного тепла, необходимого для производственного процесса. Кирпичи - это логичная форма, так как их можно штабелировать и склеивать, образуя практически любую конструкцию, будь то печь, печь или промежуточный ковш. Широко используемые огнеупорные материалы, входящие в состав кирпича, включают глинозем, кремнезем и хромит. Эксплуатационные характеристики этих кирпичей зависят от множества факторов, включая, помимо прочего, химический состав, пористость и термическую стабильность. Огнеупорный кирпич является примером «фасонных» огнеупоров. (1,2,3) Огнеупорный кирпич также известен как огнеупорный кирпич. Является ли огнеупорный кирпич основным, нейтральным или кислотным, является ключевым аспектом при подгонке кирпича к конкретному применению, среди прочих аспектов.
При выборе материала или типа или формы кирпича современный литейщик должен учитывать множество факторов. К ним относятся, помимо прочего, физическая прочность, теплоемкость, устойчивость к химическому воздействию, однородность, устойчивость к усадке или расширению, свойства выкрашивания и то, насколько хорошим изолятором является огнеупор. Химическая стойкость и свойства выкрашивания, как правило, больше связаны с идентичностью огнеупора, а не с тем, был ли он сформирован в кирпич путем прессования или формовки, при этом процесс формовки оказывает более значимое влияние на другие факторы.
Типичные методы производства
Прессованный огнеупорный кирпич
Прессование огнеупорного кирпича – это простая идея. В общих чертах, огнеупорный материал производится, и прежде чем он успевает отверждаться (или отверждается под действием тепла), он продавливается через направляющую в процессе, похожем на экструзию, или вырезается в процессе, как формочка для печенья. Эти методы могут использовать высокое давление или гидравлическое прессование для достижения конечного результата. Метод прессования возник из-за того, что ручная формовка изоляционных материалов была трудоемкой и дорогостоящей (4).
Существует несколько характеристик, которые должны быть достигнуты, чтобы гарантировать, что конкретный кирпичный материал хорошо подходит для метода прессования, как показано в таблице ниже (5):
Качество | Подробности |
Влага | Может варьироваться от 6 до 12% воды по массе. Вода, необходимая для прессования, добавляется машинами, поэтому свежую влажную глину использовать не нужно. |
Размер помола | Размер частиц, поступающих в оборудование для сухого прессования, должен быть как можно более однородным. Размер помола точно определяется оборудованием, но исторически чаще всего использовались глины с размером помола от 11 до 35 меш. |
Существует два основных метода прессования: сухое прессование и горячее прессование.
Преимущества метода прессования
Метод прессования широко известен благодаря усовершенствованиям в производстве огнеупорного кирпича, в частности, в отношении:
- Скорость и автоматизация
- Единообразие
- Стоить
- Срок службы материала
- Облегчать
Более современные применения метода прессования утверждают, что этот процесс еще более эффективен благодаря меньшему количеству отходов и системам для рекуперации излишков материала, возвращая их обратно в производственный процесс (7). Метод прессования не требует внешнего нагрева, а процесс осуществляется с помощью гидравлического давления, энергия для которого обычно получена из электричества. Таким образом, прессование является экологически безопасным выбором.
По сравнению с традиционными методами формовки глиняного кирпича, выкрашивание уменьшается на 35%, изменение объема при обжиге уменьшается на 45%, а пористость увеличивается почти вдвое (8).
Полусухое прессование
Сухое прессование происходит при температуре окружающей среды с использованием гидравлических цилиндров для выталкивания огнеупорных материалов в форму, расположенную по центру стола, содержащую полости. Форма подается из загрузочного ящика, расположенного сверху или сбоку, что обеспечивает правильное смешивание и составление материала.
Функция загрузочного ящика имеет важное значение для работы, так как без однородности, обеспечиваемой точным и эффективным смешиванием коробки, наполнение форм будет неэффективным, и, следовательно, общий процесс литья будет скомпрометирован.
При надавливании очень важно, чтобы оно применялось равномерно. Часто используется давление, превышающее 300-450 бар. «Трещина под давлением» - это явление при прессовании под высоким давлением, когда высокий уровень пластичности материала приводит к его раскаливанию при приложении давления, хотя добавление небольшого количества прокаленного материала и/или грога может смягчить это, как и более длительное (хотя и более медленное) приложение давления. Лучшим огнеупорным кирпичом, полученным этим методом, является тот, который изготовлен под самым высоким давлением.
Горячее прессование
Горячее прессование — это запатентованный процесс, первоначально разработанный компанией Union Carbide (в настоящее время Dow Chemical Company) для огнеупорного кирпича с более высоким содержанием углерода с использованием различных органических связующих. Смесь смешивается, как в процессе холодного прессования, но когда она достигает формы, она находится под давлением (как и раньше), а затем через нее пропускается электрический ток. Это повышение температуры и давления быстро приводит к улетучиванию связующих. Газообразные органические соединения улавливаются гидравлическим прессом, и поры, которые образуются вокруг них, полностью закрываются давлением. Это создает непроницаемый огнеупор, богатый углеродом, который примерно в 100 раз менее проницаем, чем если бы тот же кирпич был изготовлен с использованием обычных режимов формовки и последующего обжига. Еще одно преимущество заключается в том, что огнеупоры горячего прессования с высоким содержанием углерода немного превосходят обычные, поскольку имеют на 200 °C более высокую рабочую температуру (9).
Формованный огнеупорный кирпич
Формованный метод является логическим продолжением ручного формования кирпича, сродни традиционному производству сырцового кирпича. Формовка является еще одним популярным современным методом формовки огнеупорных материалов. Эти материалы, также называемые «огнеупорными бетонами», образуются, когда предварительно отвержденный огнеупорный материал заливается в какую-либо форму с желаемой формой и размером конечного продукта, где огнеупорному материалу дают отверждаться на месте и удаляют на более поздней стадии (10). В зависимости от идентичности пресс-формы, она может быть использована повторно или выброшена после использования. Естественно, повторное использование предпочтительнее как с экономической, так и с экологической точки зрения. Формованный метод является ключевым при производстве монолитных огнеупоров, т.е. цельных непрерывных конструкций, особенно востребованных для применений с самыми высокими эксплуатационными требованиями.
Вкратце, процесс заключается в помещении равномерно смешанного огнеупорного материала в форму, которая обычно изготавливается из стали. Материал оставляют для затвердевания в форме в течение длительных периодов времени, обычно не менее 24 часов (11). После выхода из формы материал обжигается, как если бы это был любой другой тип огнеупорного материала. Интересно, что температуру и атмосферу вокруг плесени можно контролировать, а это означает, что такие свойства, как влажность, могут быть модулированы для получения определенных конечных результатов (12).
Преимущества и недостатки формованного метода
Формованный метод допускает широчайший спектр материалов, пористости и содержания влаги. Из-за отсутствия требований к давлению формованный метод является более простым с точки зрения конструкции и эксплуатации и, следовательно, имеет меньшую стоимость. Кроме того, пресс-формы могут быть изготовлены практически любой формы и размера и могут быть использованы повторно (14). Однако из-за отсутствия внешних сил формованный метод занимает больше времени, чем прессованный.
Что больше подходит?
Как прессованные, так и формованные огнеупоры имеют свои преимущества, поэтому, естественно, необходимо учитывать конкретный вариант использования, а также любые требования, предъявляемые к производству имеющимися ресурсами, потребность в автоматизации и т. д. Общим преимуществом обоих методов является относительная скорость по сравнению с изготовлением кирпича вручную и одинаковая форма, размер и отделка (13).
Следует отметить, что формирование формы - путем прессования или формовки - это только часть разговора о выборе и проектировании огнеупора. Не менее важен и способ отверждения материала, т.е. при какой температуре и как долго. Кроме того, прессование и формовка в первую очередь связаны с производством кирпича, в том числе монолитов, и это только часть истории для огнеупорных паст и других сложных продуктов.
Консультирование по оксиду марганца
- Огнеупорный кирпич представляет собой блоки из высокотермостойкого керамического или керамического материала, состоящего в основном из огнеупорных материалов, таких как кремнезем или хромит
- Эти кирпичи находят широкое применение в промышленности, от футеровки промежуточного ковша при непрерывной разливке до огнеупорного кирпича для печей
- Кирпич в основном изготавливается формованным или прессованным методом, в зависимости от желаемого результата огнеупорного кирпича
- Оба метода производства имеют значительные преимущества по сравнению с формовкой вручную, особенно с точки зрения скорости и консистенции, при этом процесс прессования является самым быстрым
- Прессование использовало гидравлическое давление для сжатия незатвердевшего кирпичного материала в форму, которая впоследствии обжигалась. К преимуществам относятся скорость, однородность и лучшие пористые свойства. Горячее прессование — это разновидность, которая в значительной степени является запатентованной по своей природе и использованию
- Процесс формовки эффективен и надежен, хотя и медленнее, чем метод прессования. Он широко толерантен ко многим материалам
Ссылки
1 У. Э. Ли и В. М. Рейнфорт, Керамические микроструктуры - контроль свойств путем обработки, Чепмен и Холл, Лондон, 1994
2 К. Матусмото, Хим. Abst., 1963, 59, 3626
3 Т. Р. Лайман и У. Дж. Транс. Ceram. Soc. 1937, 36, 110
4 Ф. К. Стеймке, бакалаврская диссертация, Горная школа Университета Миссури, 1941 г
5 Патент США US1911152, 1929 г.
6 Э. Агарь, Дж.Ам. Ceram. Soc., 1925, 8. 122
7 Патент Китая CN2312120Y, 1996 г.
8 Д. Х. Крузон и К. А. Смит, Дж.Ам. Ceram. Soc., 1925 г., 8, 829
9 К. Шахт (ред.), Справочник по огнеупорам, CRC Press, Бока-Ратон, США, 2004
10 А. М. Гарберс-Крейг, Джей С. Афр. Inst. Горнодобывающая промышленность Металлург., 2008, 108, 491
11 В. Н. Душ Сантуш, Дж.Евр. Ceram. Soc., 2003, 23, 745
12 А. В. Гропьянов, Преломление. и Indust. Ceram., 2009, 50, 198
14 Д. Макмикан, J. Inst. Инженеров, 1920 г., 1, 380
13 Д. Д. Гилкрист (ред.), Топливные печи и огнеупоры, Пергам, Оксфорд, 1977
Для отправки комментария необходимо войти на сайт.