Массы для огнеупорного припаса
Назначение огнеупорного припаса — защитить обжигаемые изделия от прямого воздействия топочных газов и резких колебаний температуры, исключить засорение поверхности изделий и механические повреждения, предохранить изделия от слипания, способствовать выравниванию температуры изделия. Из огнеупорного припаса— плит и стоек устраивают этажерки на печных вагонетках, придающие необходимую устойчивость садки при максимальном использовании рабочего объема туннельной печи. В щелевых роликовых печах огнеупорные плиты, подставки, ролики обеспечивают перемещение обжигаемых изделий.
По форме капсели бывают круглые, квадратные, прямоугольные, овальные. Размеры капселей зависят от вида обжигаемых в них изделий с учетом наилучшего использования капсельного объема. В один капсель укладывают до 10 изделий. Масса его колеблется от 1 до 12 кг и более. Для утельного обжига тарелок применяют капсели с вырезным дном, с углубленным профилированным дном, кольцеобразной формы, а также разборные этажерки, собираемые из плит и стоек, или этажерки, стационарно устанавливаемые на печных вагонетках.
В связи с широким использованием в производстве туннельных печей типа ПАС для скоростного обжига изделий в УНИИСП разработан установочный огнеупорный припас (рис. 66 и 67). При утельном обжиге расход такого огнеупорного припаса снижается на 40% по сравнению с расходом обычного огнеупорного припаса. Отношение массы обжигаемых изделий к массе огнеупорного припаса составляет в туннельных печах 1:5, в роликовых щелевых печах колеблется от 1 :8 до 1 : 12 и более.
Рис. 66. Установочные огнеупоры для обжига плоских изделий 1, 2, 3 — плиты для устройства канализированного, пода и этажерок; 4, 5, 10, 12, 14 — стойки, 6, 8, 11 — капсели облегченной конструкции; 7, 9, 13 — подставки для многоярусной загрузки
Рис. 67. Установочные огнеупоры для обжига полых изделий 1, 2 — плиты для устройства канализированного пода и этажерок; 3, 4, 5 — стойки; 6, 7, 8, 9 — подставки для многоярусной загрузки изделий; 10 — подставки для уплотненной многоярусной загрузки
При загрузке туннельных вагонеток капселями круглой формы коэффициент заполнения печного объема составляет 0,45—0,5 при обжиге фарфора и 0,5—0,54 при обжиге фаянса. При комбинированной садке — на этажерках и в капселях использование печного объема повышается до 0,62—0,65 при обжиге фарфора и до 0,65—0,7 при обжиге фаянса.
С целью снизить такой порок, как «засорка», а также для продления срока службы огнеупорного припаса капсели, плиты и стойки покрывают специальными промазками (ангобами).
В себестоимости изделий расходы на огнеупорный припас составляют от 7 до 16% ввиду малой его оборачиваемости (глиношамотные капсели 4—5, круги и обечайки —50—60, плиты 80—120, стойки до 200—250 оборотов), а также несовершенства тепловых агрегатов, требующих для обжига изделий значительное количество огнеупорного припаса.
К огнеупорному припасу, предназначенному для использования в щелевых печах при скоростном обжиге изделий, предъявляются высокие требования по термостойкости, теплопроводности, теплоемкости, пределу прочности при разрыве, средней плотности.
Этим требованиям наиболее полно удовлетворяет припас из высокоглиноземистых и карбидокремниевых масс.
Эффективными способами повышения термостойкости огнеупорного припаса, в том числе и для скоростного обжига изделий, являются: повышение предела прочности за счет правильного подбора зернового состава, способа формования и оптимальной температуры обжига; повышение коэффициента теплопроводности за счет ввода в шамотные массы добавок карбида кремния, корунда, талька и др.; уменьшение модуля упругости за счет ввода в шамотные и карбидокремниевые массы технического глинозема; уменьшение коэффициента теплового расширения массы за счет ввода в их состав добавок, способствующих образованию в процессе обжига соединений с низким коэффициентом теплового расширения (муллит, кордиерит и др.).
Для скоростного обжига изделий благоприятно использование крупнозернистых материалов с пористой структурой, так как мелкозернистая плотная структура ухудшает эксплуатационные свойства огнеупорного припаса. Содержание стекловидной фазы должно быть не слишком большим, а кристаллическая фаза не должна быть непрерывной, так как разрывы в структуре облегчают распределение внутренних тепловых напряжений в черепке огнеупорного припаса. Повышенная пористость также способствует снижению внутренних напряжений при резких перепадах температур.
Повышение прочности огнеупорного припаса обязательно при организации скоростного обжига изделий, так как огнеупорный припас в этих случаях должен иметь минимальную толщину и массу. Толщина огнеупорного припаса, обладающего высокой термической стойкостью, должна превосходить толщину обжигаемых на нем изделий не более чем в 2—3 раза.