Устаткування для сушіння.

По конструкції конвекційні сушарки бувають наступних типів: конвеєрні, камерні, тунельні. Джерелом теплоти в цих сушарках служить нагріте повітря, що направляється відцентровими вентиляторами із зони охолодження тунельних печей, а також повітря, подаване з калориферів, встановлених усередині або поза сушарками.

Конвеєрні сушарки (рис. 7.2) являють собою камеру 4, виконану зі сталевих швелерів і обшиту з внутрішньої та зовнішньої сторін листовою сталлю. Між листами обшивання покладений шар теплоізоляції з мінеральної вати. Усередині камери 4 переміщається ланцюговий конвеєр 2.

Рис. 7.2 Конвеєрна сушарка.

1 - завантаження виробів, 2- конвеєр, 3- між ярусні перегородки, 4- камера,

5- люльки, 6- вигризка виробів, 7- калорифер.

Через спеціальні вікна, розташовані по обох торцевих сторонах сушарок, відбувається з однієї сторони завантаження 1, із протилежної - вивантаження 6 виробів. Конвеєрний ланцюг розташовано таким чином, що створюється декілька горизонтальних рядів, відділених між собою перегородками 3 із пресованого картону. Верхній ряд, де немає подачі теплого повітря, служить для повернення гіпсових форм. Між першими та другим горизонтальним рядом знаходиться вільний простір, у якому розміщений пароповітряний калорифер 7. Потоки нагрітого калорифером 7 повітря, надходять через бічні колектори, рухаються в горизонтальному напрямку від середини сушарки до обох її торців. Нижня частина сушарки використовується для збору та відведення відпрацьованого повітря через поперечну трубу, що приєднана до відсмоктувального вентилятора. Пройшовши вентилятор, частину повітря викидається назовні через трубу, а частина ежектується через регульований шибером патрубок і в суміші з гарячим повітрям із калорифера направляється в сушарку. Конструкція сушарки дозволяє замість калорифера використовувати гаряче повітря із зони охолодження тунельної печі.

Конвеєрні сушарки застосовують, головним чином, для сушіння тонкостінних виробів, відформованих на формувальних верстатах або відлитих на ливарних машинах.

Камерні сушарки (рис. 7.3) являють собою камери з установленими в них полицями, на яких розміщаються призначені для сушіння вироби. Камерні сушарки бувають з одно - і багаторазовою циркуляцією повітря. Такі сушарки можуть обігріватися паровими калориферами, гарячим повітрям із зони охолодження тунельної печі або комбінованим способом - паровими калориферами і гарячим повітрям.

Рис. 7.3. Камерна сушарка

1 - топка; 2- віконце для спостереження; 3- канал; 4- каркас; 5- стіни робочої камери; 6- ходок; 7- газохід; 8- шибер; 9- димова труба; 10- подина; 11 - газові канали.

Камерні сушарки застосовують, головним чином, для сушіння високомистецьких і особливо відповідальних великогабаритних виробів.

Тунельна сушарка (рис. 7.4) - це канал, обмежений металоконструкціями і теплоізоляційними матеріалами, довжиною 20...45 м, висотою 1,5...1,7 м, шириною 1,1м.

Рис. 7.4. Тунельна сушарка

1 - притоковий канал, 2, 6 - заслінки, 3 - двері, 4 - вагонетка з виробами,

5 - тунель, 7 - витяжний канал.

Принцип роботи тунельної сушарки полягає в наступному. По рейковому шляху каналу рухаються вагонетки, які завантажені виробами, що підлягають сушінню, назустріч їм надходить гаряче повітря, що здійснює сушіння. Тунельні сушарки застосовують переважно для сушіння великогабаритних виробів.

В останні роки у виробництві керамічних виробів застосовують більш сучасні типи сушарок, у яких як теплоносій використовують інфрачервоні промені, струму високої частоти.

Випал

У залежності від призначення та характеру керамічного матеріалу у виробництві, наприклад, художньої кераміки використовують однократний або дворазовий випал.

При однократному випалі вироби після сушіння надходять на глазурування і далі - на високотемпературний випал. Однократний випал застосовують в основному для деяких товстостінних виробів художньої кераміки, а також скульптури. При дворазовому випалі, - вироби після сушіння піддають першому випалові, потім - глазуруванню і другому (политому) випалові. Дворазовий випал - основний вид теплової обробки керамічних виробів.

Призначення випалу полягає в тім, що б додати черепкові міцність, достатню для глазурування та транспортування виробів, а також забезпечити максимально можливий ступінь дегазації (дегідратації) маси. При цьому порцеляновий напівфабрикат максимально звільняється від органічних і інших газоподібних складових. Це позитивно позначається на якості политого випалу та продукції у цілому: різко знижуються відходи при политому випалі, досягаються більш високі якісні показники та експлуатаційні властивості готової продукції.

Використовують дві схеми дворазового випалу виробів:

1. Випал здійснюється при температурі значно нижче температури политого випалу;

2. Температура випалу перевищує температуру политого випалу. По першій схемі обпікаються, наприклад,(порцелянові вироби, тобто перший випал здійснюється при температурі 850...1000⁰С, другий - при 1260...1450°С.

При виробництві ж фаянсових виробів використовують другу схему, коли температура першого випалу складає 1280°С, а другого (після глазурування) - 1140...1160°С (фаянсова схема). Кістяну порцеляну та майоліку також обпалюють за фаянсовою схемою. Перший випал виробів здійснюється в різних типах випалювальних печей.

У процесі першого випалу з виробів віддаляється механічно зв’язана та гігроскопічна вода (при температурі 110...1300⁰С), відбувається дегідратація глинистої речовини, і часткове видалення хімічно зв’язної гідратної води (при температурі 500..600°С), вигоряння органічних речовин і часткова декарбонізація (термічне розкладання) вуглекислих магнію MgСО₃ і кальцію СаСО₃. У результаті цих фізико-механічних процесів керамічний напівфабрикат здобуває механічну міцність і звільняється від газоподібних складових. Ступінь звільнення залежить від температури та тривалості випалу, чим вище температура та тривалість випалу, тим менше в масі напівфабрикату залишається газоподібних продуктів, тим вище якість политого випалу та продукції у цілому.

Наприклад, декарбонізація вуглекислого кальцію СаСО₃ починається при температурі 920°С і закінчується при температурі 1000°С. Якщо перший випал вести при температурі, що не перевищує 850°С, то процес декарбонізації вуглекислого кальцію не відбудеться відкладеться до другого (политого) випалу, що небажано, тому що це ускладнить протікання другого випалу буде сприяти утворенню дефектів на гартованих виробах.

Однак температура першого низькотемпературного випалу може підвищуватися до визначеної межі, після якого її ріст небажаний, тому що при цьому різко знижується пористість черепка по водопоглинанню утрудняється процес глазурування виробів.

Випал керамічних виробів здійснюється як у циклічному так і у безперервному режимах.

При випалі кераміки у циклічному режимі використовують муфельні печі (рис. 7.5).

При випалі кераміки у безперервному режимі використовують тунельні печі (рис. 7.6).

Рис. 7.5. Муфельна піч циклічної дії

1 - робочий простір; 2- муфельна стіна; 3- газоходи.

Рис. 7.6. Кільцева тунельна піч:

а - поперечний перетин; б - план: 1 - вогнетривка цегла, 2 - глиняна цегла,

3 - глинобетон, 4 - канал обпалення, 5 - “ходки”, 6 - паливні трубки,

7 - канал для збирання диму, 8 - димовий очелок, 9 - клапани.