Prelucrarea argilei

Categoria: Referat Chimie

Descriere:

În linia tehnologică strungul se recomandă de instalat înaintea tobei de uscare. La pregătirea masei în stare uscată, ea la început se usucă până la umiditatea 8-10% ÅŸi apoi se mărunÅ£eÅŸte.
Toba de uscare se roteÅŸte lent...

Alcătuirea schemei tehnologice.

În natură argilele pure se întâlnesc rar. În mare parte ele conţin impurităţi din alte minerale. Din această cauză argila dobândită nu poate fi folosită de o dată pentru formarea articolelor din ea. În afară de aceasta, structura argilelor nu tot timpul contribuie la aceasta. Distrugerea structurii naturale parţial se obţine încă la stadia de afânare a argilei în timpul dobîndirei, şi mai departe prin prelucrarea ei în concasor, amestecarea bună. Dacă argila are umiditate, care nu permite realizarea măcinării, atunci ea prealabil se usucă.

Prelucrarea argilei cu utilaj permite de efectuat destrugerea structurii ei, de afânat bucăţi mari, şi de adus argilă la o masă omogenă, şi de măcinat impurităţi calcaroase, de eliminat fracţiile nisipoase măşcate. Prelucrarea mecanică şi pregătirea argilei este folosită la toate întreprinderile ceramice contemporane.

Exista trei metode de bază pentru prelucrarea şi pregătirea materiei prime: metoda semiuscată (cu umiditatea masei 8 – 13 %),metoda plastica(cu umiditatea masei 18 – 26 %),metoda umedă (cu umiditatea masei mai mult 30 %).

Metoda semiuscată   

Aceasta metodă se foloseşte atunci, când argila are structura compacta, impurităţi, umiditatea de cariera joasă, ce uşurează uscarea ei şi înlăturarea din argila măcinată a impurităţilor. Schema tehnologică principală este următoarea:

Alimentator cu cutii – este utilaj destinat pentru darea materialelor nisipoase cu volumul stabilit şi se instalează la începutul liniei tehnologice. Argila nimereşte pe dânsul prin gratia metalica cu celule 15X15cm, destinata pentru reţinerea obiectelor mari şi preîntâmpinarea accidentelor.

Adaosele se introduc în argila cu acelaşi alimentator cu care dozează argila.

Afânătorul pentru argilă este utilaj pentru afânarea şi împingerea argilei prin gratia alimentatorului cu cutii. Acest utilaj asigură darea uniforma a argilei în orice anotimp.

Pentru dozarea materialelor nisipoase inclusiv adaosele, ele se aşează în buncăre, care pot fi cu descărcare sub greutate proprie sau forţată.

Dezintegrator se referă la utilaj pentru măcinare preventivă a materialului argilos. Argilă, nimerind între valţuri, se apucă şi se macină. Unul dintre valţuri se află în rulmentul fix, iar altul poate să se deplaseze în caz de nimerire a obiectelor dure şi sub acţiunea arcului se întoarce în poziţie iniţială. Pietrele, nimerind pe arborele mic se aruncă peste arborele mare şi se înlătură.

Strungul se foloseşte pentru mărunţirea preventivă a bucăţilor de argilă. Argila nu trebuie să conţină pietre sau alte obiecte dure.

În linia tehnologică strungul se recomandă de instalat înaintea tobei de uscare. La pregătirea masei în stare uscată, ea la început se usucă până la umiditatea 8-10% şi apoi se mărunţeşte.

Toba de uscare se roteşte lent. Axa tobei este înclinată sub unghi de 5-6º, şi bucăţi de argilă în timpul rotirii se duc spre capătul de descărcare. Ca agent termic servesc gazele din cuptoare.

În tobele de uscare la capătul de descărcare se recomandă de suspendat lanţul, care contribuie la afânarea argilei. Acesta permite de obţinut argila cu umiditatea uniformă şi de majorat productivitatea tobei.

Colergang este unul din utilajul principal în industria ceramicii pentru prelucrarea argilei şi pregătirea masei pentru formare. El poate fi cu măcinarea uscată sau umedă, cu acţiunea periodică sau continuă.

Colergang pentru măcinarea uscată cu acţiunea periodică este alcătuit din roţi de granit sau fier, care se rotesc pe un ax orizontal. Roţile se rotesc pe o cupă fixă fărâmiţind argila.

La colergang cu acţiunea continuă se roteşte cupa iar roţile se rotesc în jurul axei sale în plan vertical sub acţiunea forţei de frecare.

Dezintegrator cu coşuri este destinat pentru măcinarea argilei până la fineţea necesară. Coşurile se rotesc în direcţii opuse şi prin reglarea vitezei de rotaţie se poate de obţinut diferită fineţă de măcinare. Dezintegratorul se poate de folosit pentru măcinarea materialelor cu durabilitatea mica şi medie.

Ciur rotativ se foloseşte pentru ciuruire argilei uscate, şamotei şi altor adaoselor degresante.

Separator electromagnetic se foloseşte pentru extragerea particulelor metalice din masele prăfoase şi lichide. Pentru acesta se folosesc referitoare caracterului separatoare electromagnetice în formă de tobă care se instalează în calea deplasării prafului. Când materialul deplasat se apropie de câmpul magnetic particolele metalice se atrag de câtre toba şi în punctul inferior se înlătură din material.

Preparând masa ceramică este foarte important de stabilit umiditatea optimă materiei şi metode de formare. Umezirea masei câteodată după amestecarea uscată se efectuează în colergang cu apă sau aburi.

Amestecătoare pot fi cu un sau două valţuri şi cu instalaţia pentru alimentarea cu apă şi aburi.

Componentele masei se tratează preventiv şi apoi se aduc în amestecător, unde ele se umezează cu apă sau aburi şi se amestecă până la obţinerea masei omogene. După aceasta amestecător cu un valţ îndeplineşte rolul alimentatorului pentru agregatul de formare.

La avantajele metodei semiuscate se referă: distribuirea uniformă a adaoselor în masă, se asigură distrugerea şi mărunţirea bună a impurităţilor calcaroase, în majoritatea cazurilor nu este necesar de păstrat timp îndelungat în condiţii atmosferice.

Dezavantajele sunt: necesitate uscării materii prime în toba de uscare, ce este legat cu cheltuielile combustibilului şi ieşirea din funcţie rapidă a suprafeţelor de lucru utilajului de măcinare.

Metoda plastică.

Această metodă se foloseşte atunci cînd argila este afînată, unele, cu conţinutul mediu al diferitor impurităţi, se îmoaie bine la umezire şi uşor trec în masa omogenă. Schema principală de pregătire a materiei după această metodă este dată mai jos:

Argila din carieră se aduce la uzină în alimentator cu cutii, se dozează trece prin valţuri pentru înlăturarea pietrelor, colergangul pentru măcinarea umedă, valţuri pentru măcinarea fină, şi apoi se menţin în silozuri.

         Utilaj pentru înlăturarea pietrelorde argilă lucrează după principiul presei cu şurub. Argila trece prin gratii iar pietrele se înlătură.

         Colergangul pentru măcinarea umedă este destinat pentru măcinarea cu ajutorul roţilor grele. El poate fi cu cupa mobilă sau fixă. Roţile se află la distanţe diferite de la axa verticală. Masa se striveşte prin numeroase orificii care se află la fund. Umiditatea masei este de 18 – 26 %. Apa se aduce prin ţevi perforate îndoiate în inel; se poate de adus şi aburi.

         Colergangul este eficient de folosit pentru prepararea masei pentru producerea articolelor efective cu goluri, dar el are şi neajunsuri – conţine mult metal, necesită multă energie electrică, este greu.

         Valţuri pentru măcinarea fină sunt instalate de obicei după valţuri de măcinare brută şi colergangului. Spre deosebire de la valţuri pentru măcinarea brută acestea au distanţa dintre valţuri 0,8 – 3 mm, care se poate de regulat.

         Dimensiunile maximale a bucăţilor ce se încarcă este 30 mm.

         Pentru prelucrarea argilei se folosesc de asemenea şi cîteva valţuri cu distanţa dintre valţuri care se schimbă treptat. Argila adusă din carieră după alimentator cu cutii şi valţuri pentru înlăturarea pietrelor cu ecartamentul de 25 mm trece prin 3 valţuri cu ecartament de 8; 2 şi 0,6 mm.

         Silozuri pentru păstrarea argilei se folosesc pentru înbunătăţirea calităţilor tehnologice a argilei şi calitatea producţiei gata. Silozurile se fac cu pereţi din metal sau beton armat. Descărcarea lor se efectuează cu ajutorul şurubului pe fundul lui.

         Uneori se folosesc valţuri cu orificii. Exploatarea acestor valţuri majorează calitatea masei în comparaţie cu valţuri pentru măcinarea fină. Argila adusă pe valţuri cu orificii se striveşte şi se împinge parţial prin orificii lunguieţe, care sunt efectuate în ambele valţuri. Valţurile se rotesc cu viteze diferite 30 – 20 rot/min, argila trecută prin valţuri se aduce dupădestinare.

         Amestecarea componentelor masei ceramice (argila, adaose, apa) se efectuează în amestecător cu două valţuri.

         Dacă prin metoda plastică este necesar de umezit masa cu apă, aceasta se face în amestecător cu palete. Umezirea masei se efectuează cu ajutorul ţevei perforate, cu orificii de 1 – 2 mm. Apa se dozează în cantitate necesară pentru obţinerea masei cu umiditate de formare normală. Umiditatea de formare de lucru reală este mai mică de cît cea normală.

         Metoda umedă.

Principiul acestei metode este că, pereţii fin se macină în măcinarea umedă, componentele masei ceramice în mori cu bile, iar apoi se deshidratează masa pe prese – filtre, în tobe de uscare şi instalaţii de irosirea pînă la umiditatea necesară. Această metodă se foloseşte, cînd articolele se fabrică din masă cu multe componente, constituită din argilele neomogene şi greu conglomerate şi adaosele lor, cînd este necesar de pregătit masa pentru fabricarea articolelor ceramice cu formă complicată pe turnare, cînd dobîndirea argilei se efectuează cu ajutorul hidromonitoarelor şi alte cazuri.

Pregătirea materiei prime prin metoda umedă este următoarea. Argila, se dozează cu alimentator cu cutii, se urmăreşte pe dezintegrator, la care ea se macină pînă la bucăţi cu dimensiuni de 30 – 40 mm. După necesitate ea se mai macină adăugător la concasor cu valţuri. Materia primă se purifică de  impurităţi metalice cu ajutorul electromagnetelor care sunt instalate deasupra conveerelor. Argila, caoline, adaose topitoare, adaose degresante se aduc în buncăre intermediare şi se păstrează aparte, şi se dozează cu ajutorul cîntarului automatizat. Aşa fel de dozare automată asigură componenţa constantă a masei şi calitatea ei înaltă a articolelor finite.

Componentele masei ceramice se macină fin împreună sau aparte în morile cu bile pentru măcinarea umedă cu acţiune periodică.

Moara cu bile pentru măcinarea umedă din partea inferioară este acoperită cu material rezistent la uzură şi dur. Acest material se foloseşte pentru a irita inpurificarea masei cu metal. Corpurile de măcinare sunt bilele din cremene cu diametrul de 30 – 90 mm sau corpuri cilindrice.

Apa se dozează în cantitate necesară pentru obţinerea suspensiei cu umiditatea determinată 35 – 80 %. Materialele argiloase se macină mai repede dacă suspensia se încălzeşte cu abur aspru cu temperatura de 45 – 50 °C sau în ea se introduce pînă la 0,3 – 0,5 % substanţe active.

Durabilitatea ciclului depinde de gradul de măcinare al materialului, durităţii lui şi se află între 6 – 10 ore. Suspensia măcinată se verifică după o probă de control.

Suspensia gata se toarnă în rezervuar cu amestecător cu palete trecînd prin ciur şi separatoare electromagnetice.

Ciurul vibrator se foloseşte pentru filtrarea maselor ceramice. El constă din rama rotundă cu o gratie. Ciurul efectuează oscilaţii cu ajutorul vibratorului.

Ciurul inert deasemenea se foloseşte pentru filtrarea suspensiilor. Masa se strecoară în urma efectuării mişcărilor oscilatoare.

Separatoare electromagnetice se folosesc pentru purificarea maselor ceramice lichide de impurităţi metalice. Separator electromagnetic constă din cutia în care se montează electromagnete particulele metalice se atrag de către electromagnet după care separatorul se extrage dim masă, curentul se deconectează şi separatorul se curăţă. În unele cazuri este mai eficient de instalat separatoarele pe calea mişcării suspensiei dintrun vas în altul.

Din rezervuarul cu amestecător cu palete suspensia se pompează în amestecător pentru păstrarea intermediară a masei ceramice înainte de deshidratarea ei. Pentru menţinerea componentelor masei în stare suspendată amestecătoarele se folosesc împreună cu şurubul cu palete, care se roteşte cu viteza 60 – 70 rot/min. Deshidratarea suspensiei se efectuează prin excluderea porozităţii (în prese filtru – metoda mecanică), prin evaporarea (în tobe de uscare, instalaţii pulverizatoare – metoda termică), sau prin curentul electric.

Presa filtru se foloseşte pentru deshidratarea suspensiei de la umiditatea de la 50 – 70 % pînă la 24 – 28 %. Suspensia, nimerind în cameră se îndesează şi se transformă peste 1,5 – 3 ore într-un precipitant în formă de strat. Dezavantajele presei filtru sînt: consumul de muncă înalt, productivitatea mică (pînă la 0,5 tone/oră), gabaritele mari şi volum de metal mare, neomogenitatea straturilor ce se primesc. În legătură cu ultima masă, care se pregăteşte pentru articolele pentru formarea plastică, trebuie să se prelucreze în presele – vid numai puţin de două ori. Productivitatea presei filtru se poate de dedicat cu accelerarea filtrării masei la 15 – 20 %, ce se atinge cu încălzirea cu abur aspru sub presiune 1,5 – 2 atm pînă la temperatura de 40 – 50 °C.

Pentru deshidratarea continuă a suspensiei se folosesc filtre – vid, care constau din elementul de filtrare şi uscare. Toba de filtrare se roteşte într-un rezervuar, unde în continuu nimereşte suspensia. Din rezervor suspensia se scoate cu suptafaţa tobei rotitoare, pe care ea se deshidratează în urma eliminării apei din mase, cu ajutorul vidului ce se formează în interiorul tobei. Masa îndesată se scoate de pe suprafaţa tobei cu utilaj special. Mai departe, masa deshidratată în tobă pînă la 20 – 25 %, se prelucrează în toba de uscare. Prin urmare se obţine masă cu umiditate 8 – 9 %, care este bună pentru prepararea articolelor prin metoda semiuscată.

Dezavantajul este că productivitatea este mică şi consum de energie mare.

Instalaţia de pulverizare se foloseşte pentru uscarea suspensiilor. Suspensia se aduce în camera de uscare sub presiune înaltă (pînă la 40 atm) prin duze. Suspensia se pulverizează şi atingîndu-se cu aer încălzit în calorifere se usucă şi cade jos. Pentru pomparea suspensiei în instalaţia de pulverizare se folosesc pompele cu membrană. Aducerea suspensiei, poate fi în diferite moduri de jos şi de sus.

Materialul uscat prezintă masa afînată cu umeditate de 8 – 13 %, constituită din particule de formă sferică. Acest praf de presare posedă o fluiditate înaltă, ce asigură: umplerea golului a presformelor, obţinerea articolelor cu unghiuri drepte şi faţe a articolelor netede. Utilizarea instalaţiei de pulverizare dă un efect economic şi tehnic mare.

Experienţa a arătat că producerea conductelor de canalizare din ceramică este mai eficient de efectuat prin metoda plastică dar cu pregătirea materiei prime prin metoda semiuscată.