Реферат: Производство керамического кирпича 2

--PAGE_BREAK--


<img width=«12» height=«25» src=«ref-2_129994825-98.coolpic» v:shapes=«Прямая_x0020_соединительная_x0020_линия_x0020_44»>  Глинозапасник                                                                                                

                                                                     Дозатор

<img width=«29» height=«37» src=«ref-2_129994923-130.coolpic» v:shapes=«Прямая_x0020_со_x0020_стрелкой_x0020_8»>        Дозатор                                                                                                        Смесительный бак

<img width=«214» height=«35» src=«ref-2_129995053-223.coolpic» v:shapes=«Прямая_x0020_со_x0020_стрелкой_x0020_1»> <img width=«170» height=«35» src=«ref-2_129995276-204.coolpic» v:shapes=«Прямая_x0020_со_x0020_стрелкой_x0020_2»>


                                                                      Глиносмеситель

<img width=«12» height=«21» src=«ref-2_129995480-96.coolpic» v:shapes=«Прямая_x0020_соединительная_x0020_линия_x0020_11»>


                                                                      Шихтозапасник

<img width=«12» height=«27» src=«ref-2_129995576-101.coolpic» v:shapes=«Прямая_x0020_соединительная_x0020_линия_x0020_10»>                                                                                  

<img width=«12» height=«27» src=«ref-2_129995576-101.coolpic» v:shapes=«Прямая_x0020_соединительная_x0020_линия_x0020_9»>                                                                           Экструдер
                                                       Установка для резки и укладки сырца

<img width=«2» height=«26» src=«ref-2_129995778-75.coolpic» v:shapes=«Прямая_x0020_соединительная_x0020_линия_x0020_47»>                                                                  на печные вагонетки
                                               (передаточной тележкой)

<img width=«12» height=«27» src=«ref-2_129995576-101.coolpic» v:shapes=«Прямая_x0020_соединительная_x0020_линия_x0020_7»>


                                                   Туннельная сушилка

<img width=«12» height=«24» src=«ref-2_129995954-99.coolpic» v:shapes=«Прямая_x0020_соединительная_x0020_линия_x0020_6»>


<img width=«12» height=«25» src=«ref-2_129996053-100.coolpic» v:shapes=«Прямая_x0020_соединительная_x0020_линия_x0020_5»>                                           Туннельная печь (вагонетками)
                                                Разгрузка и пакетировка

<img width=«12» height=«25» src=«ref-2_129996053-100.coolpic» v:shapes=«Прямая_x0020_соединительная_x0020_линия_x0020_4»>


<img width=«12» height=«25» src=«ref-2_129993486-100.coolpic» v:shapes=«Прямая_x0020_соединительная_x0020_линия_x0020_3»>                               Вывоз пакетов готового кирпича (электрокаром)
                                                 Склад готовой продукции
Рисунок 1 — Технологическая схема производства глиняного кирпича

Глиняный кирпич производят пластическим прессованием путем экструзии (выдавливания) массы в виде сплошного бруса с последующим разрезанием его на отдельные изделия. Кирпич имеет следующую характеристику:По типу и размеру: одинарный полнотелый 250×120×65 (мм)

По морозостойкости: соответствует марке F«25»

По прочности: Предел прочности на изгиб 2,34 Мпа – М 125

Предел прочности на сжатие 16,97 Мпа– М 175
К основным технологическим процессам производства глиняного кирпича относятся: добыча сырья и его усреднение, подготовка добавок, корректирующих свойства исходного сырья, составление массы (шихты) путем дозирования компонентов в требуемом соотношении, обработка и подготовка массы для получения полуфабриката сырца, прессование полуфабриката, сушка и обжиг[4,5].

Ниже приведены технологические схемы подготовки и обработки сырья в зависимости от его свойств.

Глины с повышенной карьерной влажностью,превышающей формовочную влажность на 5… 8% и более, рекомендуется подготавливать по следующей схеме глинорыхлитель→ящичный питатель→ленточный конвейер с магнитным сепаратором→камневыделительные вальцы (ребристые)→ленточный конвейер→сушильный барабан (обезвоживание до формовочной влажности) → ящичный питатель с бункером → смеситель лопастной с пароводяным орошением → дальнейшая переработка зависит то свойств сырья.

В результате такой подготовки получают глину с усредненной требуемой формовочной относительной влажностью 19… 20% при температуре 40… 45°С и температуре отходящих газов 90… 100°С.

Рыхлую, запесоченную мало пластичную, быстро размокаемую глину, а также лёссовые суглинки при карьерной влажности, равной или меньшей формовочной, перерабатывают по следующей технологической схеме: ящичный питатель →камневыделительные вальцы( ребристые) → лопастный смеситель с пароводяным орошением→вальцы тонкого помола с зазором 3… 4 мм→ шихтозапасник → вальцы тонкого помола с зазором не более 2… 2,5 мм→ вальцы тонкого помола с зазором не более <metricconverter productid=«1 мм» w:st=«on»>1 мм (рекомендуются при наличии карбонатных примесей в сырье) →вакуумный пресс.

Глину средней плотности и пластичности и покрывные суглинкиперерабатывают по такой схеме: глинорыхлитель →ящичный питатель→камневыделительные вальцы (ребристые) → лопастный смеситель с паропрогревом и увлажнением водой →бегуны мокрого помола → вальцы тонкого помола с зазором 3… 4 мм→ шихтозапасник с многоковшовым экскаватором на 7… 10-суточное вылеживание →ящичный питатель с бункером → вальцы тонкого помола с зазором не более 2… <metricconverter productid=«2,5 мм» w:st=«on»>2,5 мм → вальцы тонкого помола с зазором не более <metricconverter productid=«1 мм» w:st=«on»>1 мм (рекомендуются при наличии карбонатных примесей в сырье) →смеситель с фильтрующей решеткой→вакуумный пресс[4].

Высокопластичные плотные, или алевролитовые, трудноразмокаемые в воде глиныперерабатывают по такой схеме: глинорыхлитель → ящичный питатель → зубчатая дробилка → лопастный смеситель с паропрогревом и увлажнением водой-→ бегуны мокрого помола → вальцы тонкого помола с зазором 3… 4 мм→ шихтозапасник с многоковшовым экскаватором на 7… 10-суточное вылеживание→ ящичный питатель с бункером → вальцы тонкого помола с зазором не более 2… <metricconverter productid=«2,5 мм» w:st=«on»>2,5 мм → вальцы тонкого помола с зазором не более <metricconverter productid=«1 мм» w:st=«on»>1 мм (рекомендуются при наличии карбонатных примесей в сырье) → смеситель с фильтрующей решеткой→вакуумный пресс.

Глинистые сланцы, аргилиты в природном виде или в виде отходов обогащения углей с наличием повышенного содержания карбонатных включений( плусухой способ подготовки сырья с пластическим способом формования сырца)перерабатывают по следующей схеме: приемный бункер→ленточный конвейер с шириной ленты <metricconverter productid=«1 м» w:st=«on»>1 м → зубчатые вальцы →ленточный конвейер с шириной ленты 1 м→ящичный питатель→ сушильный барабан с шаровой мельницей (или шахтная мельница) → лопастный смеситель с пароводяным орошением → лопастный смеситель с пароводяным орошением→ глинозапасник башенного типа→ вальцы тонкого помола с зазором не более 2… 2,5 мм→ вакуумный пресс.

Получаемый полуфабрикат-сырец высушивают до необходимой остаточной влажности и обжигают в кольцевых и туннельных печах непрерывного действия[5].

Глина добывается на карьере многоковшовым экскаватором. Многоковшовый экскаватор имеет рабочий механизм в виде бесконечной цепи, на которой укреплены ковши. Бесконечная цепь вращается вокруг стрелы, являющейся ее опорой. Стрела располагается параллельно откосу, прижимаясь к ней ковшами. Наполненные ковши опрокидываются над бункером. Доставляют глину на завод самосвалом.

Прежде чем начать обработку сырья необходимо ее вылеживание. Глину укладывают в конуса на открытом пространстве на 12-24 месяца. В результате вылеживания происходит размельчение плотной структуры глины, гниение растительных остатков, выветривание, вымораживание, равномерное распределение влаги, выбывание растворимых солей.

Глинорыхлитель разрыхляет крупные комья глины и пропускает ее через решетку в бункер. Из бункера, через ящичный питатель, по ленточному транспортеру, глина поступает на камневыделительные вальцы. Вальцы состоят из гладкого и ребристого валков. Валки вращаются навстречу друг к другу. Вальцы предназначены для грубого помола глины и выделения каменистых включений. Плотная структура падающая на ребристый валок отскакивает и удаляется. Вальцы предназначены для грубого помола глины и выделения каменистых включений.

Для бесперебойной работы по выпуску кирпича, на территории завода устанавливается глинозапасник с запасом глины на 30 суток. В состав оборудования входят загрузочный мост и разгрузочный мост с многоковшовым экскаватором, а также комплект специальных ленточных конвейеров. Загрузочный мост перемещается вдоль глинозапасник и загружает его горизонтальными слоями. Разгрузочный мост движется так же, вдоль глинозапасник, а установленный на нем многоковшовый экскаватор — поперек.

По ходу движения над ленточным транспортером стоит магнит, вылавливающий из сырья металлические детали.

Из глинозапасника глина подается на вторую стадию дробления. На вальцах грубого и тонкого помола происходит измельчение сырья, а также измельчение нежелательных включений известняка. Вальцы состоят из двух гладких валков. Расстояние между валками определяет степень помола. Для грубого помола расстояние между валками составляет 2-3 мм, для тонкого – 1-1,5 мм.

Шамот, как брак керамического кирпича, поступает из отдела контроля этого же завода. Шамот подается в бункер, снабженный ящичным питателем. По ленточному транспортеру шамот поступает в молотковую дробилку. Дробление осуществляется свободными ударами быстро вращающихся молотков, шарнирно подвешенных к ротору. На следующей стадии идет домол шамота на вальцах грубого помола.

Далее шамот через дозаторы, параллельно глине, поступают в глиносмеситель. Тщательность перемешивания сырья с добавкой и равномерного увлажнения играют важную роль. Для этого применяют двухвальные смесители (глиномешалки) с фильтрующей решеткой предназначен для перемешивания керамической массы, очистки ее от корней и других инородных включений путем продавливания через отверстия решетки. Качество переработки глины в глиномешалках зависит от количества лопастей, от степени наклона лопастей, от длины глиномешалки. При всех равных условиях качество переработки глины в длинном смесителе будет выше. Валы с лопастями вращаются навстречу друг к другу, передвигая массу к выгрузочному отверстию, с одновременным пароувлажнением.

Для вылеживания шихты на заводе предусмотрен шихтозапасник, с запасом глиняной массы на 10 суток. Шихтозапасник оснащен тем же оборудованием, что и глинозапасник. Благодаря загрузке шихтозапасника горизонтальными слоями и вертикальной разгрузке его многоковшовым экскаватором обеспечивается тщательное перемешивание шихты. При вылеживании массы происходит равномерное распределение влаги, набухание глинистых частиц и обволакивание зерен шамота глиной. Установлено, что прочность изделий, подвергшихся вылеживанию, повышается на 20-30 %. Кроме того, шихтозапасник является буферной емкостью, позволяющей значительно повысить стабильность работы за счет разрыва технологической цепочки последовательно работающего оборудования.

Следующий этап технологической линии – формование. Формование происходит в вакуумном прессе. Назначением пресса является уплотнение рыхлой массы глинистого сырья с одновременным приданием ей правильной формы. Вакуумирование удаляет пузырьки воздуха. Влажность шихты должна равняться 12-16 %, что дает прочность свежеотформованного образца до 5 МПа.

Выходящий из пресса брус поступает на установки для резки и укладки сырца на печные вагонетки. Выходящий брус режется однострунным резчиком на мерные части, которые разрезаются на изделия многострунным резательным автоматом. Нарезанный сырец устанавливается автоматом на печные вагонетки в четыре прямоугольных пакета. Передаточной тележкой вагонетки подаются в туннельную сушилку. Сушка сырца продолжается 48 часов. Сушилка разделена на две зоны. Движение теплоносителя двух зонную противоточно-прямоточную. Отработанный теплоноситель поступает из печи в конце сушилки и направлен противотоком к движению изделия. Установка вентиляторов подсоса воздуха из атмосферы и вытяжка отработанного теплоносителя  позволяет уменьшить абсолютные значения аэродинамических давлений и возможности работы без форкамер и дверей, избежать подсоса воздуха извне.

Туннели сушилки загружаются вагонетками с изделиями периодически, и изделия с определенной температурой попадают в среду теплоносителя с его температурой и влажностью. При превышении температуры изделий по сравнению» с воздухом происходит интенсивная влагоотдача с поверхности (за счет охлаждения изделий) и возможно их растрескивание. При низкой температуре изделий происходит конденсация влаги воздуха на их поверхности, разогрев изделия при увеличении его средней влажности и создается перепад влажности между поверхностью и серединой, что также приводит к растрескиванию изделий. Таким образом, для качественной сушки при минимальном расходе тепла необходимо:

— укладывать кирпич на рамки с равномерным зазором не менее 3 см;

— максимально заполнять кирпичом поперечное сечение тоннеля;

— при менять паропрогрев глиняной массы перед прессованием, расход тепла на прогрев массы компенсируется уменьшением расхода тепла на сушку.

Движение печных вагонеток по туннельной печи осуществляется гидравлическим толкателем.

Это печь непрерывного действия, в прямолинейном канале которой, по рельсовому пути перемещаются вагонетки. Печь составляет в длину 148 м, состоит из четырех зон: зоны досушки, подогрева, обжига и охлаждения. Вдоль зоны обжига установлены автоматические горелки ГСС-20, работающие на природном газе. В конце пути установлен нагнетатель воздуха для охлаждения изделий и вагонеток. После нагрева этого воздуха, он затягивается в глубь печи как окислитель для горения топлива. Отработанные дымовые газы по воздуховодам поступают в туннельную сушилку. С целью достижения оптимального режима обжига сырца жесткого формования длина печи увеличивается на 36 м и создания дополнительной зоны досушки. Для сокращения температурного перепада по высоте канала и обеспечения возможности регулирования скорости нагрева сырца зона досушки разделена на три автономно регулируемые секции с интенсивной рециркуляцией теплоносителя. Первая секция — прямоточная. Рециркуляция осуществляется путем отбора отработанного теплоносителя из обжигового канала на стыке первой и второй секций и подачи его на первую позицию печи. Вторая секция — противоточная. Отработанный теплоноситель отбирается из печи на стыке третьей секции и зоны подогрева и подается частично во вторую секцию и частично в третью — прямоточную. Установленный режим обжига обеспечивает получение качественных изделий при продолжительности тепловой обработки 42 ч. Организация канализованного пола вагонеток ликвидирует недожог нижних радов садки.

После обжига вагонетка направляется на разгрузку и пакетеровку. Упаковка проводится автоматом-пакетеровщиком термоусадочной пленкой. Вывоз пакетов готового кирпича осуществляется электрокаром, загрузка пакетов на транспорт осуществляется козловым краном.
3 Режим работы завода и основных цехов
Отправным для расчета технологического оборудования, потоков сырья, состава рабочих и т.д. является режим работы завода, основных цехов.

Режим работы завода, цехов, определяет количество рабочих дней в году, количество смен работы в сутки и рабочих часов в смене.

Режим работы устанавливают в соответствии с трудовым законодательством по нормам технологического проектирования предприятий [10].

При 8 –часовой работе в смену режим работы предприятий строительных материалов рекомендуется следующий:

-для цехов с обжигом или другим непрерывно действующим оборудованием принимается режим с непрерывной работой цеха в сутки с учетом коэффициента использования оборудования для ежегодного капитального ремонта: Д=365к.

-для цехов с периодической работой оборудования по заготовке транспортировании сырья и полуфабрикатов, подготовка сырьевой смеси принята работа по непрерывной рабочей неделе с 260 рабочими днями в год.

При оттеке готовой продукции при любых видах транспорта, кроме железнодорожного применяется 2-сменная работа с 260 рабочими днями.

         При оттеке готовой продукции потребителю на железнодорожный транспорт применяется трехсменная работа по непрерывной рабочей неделе с 365 рабочими днями.

         Для того чтобы назначить режим работы предприятия, необходимо знать из каких технологических операций состоит процесс производства глиняного кирпича.  Данные режима  работы предприятия показаны в таблице 2.

 

Таблица 2 – Режим работы предприятия

Наименование операций

Сменность

Количество рабочих дней в году (Д)

1  Заготовка сырья в карьере

2

260

2 Транспортировка сырья

2

260

3 Подготовка сырьевых материалов

2

260

4 Формование

2

260

5 Сушка и обжиг

3

365

6 Транспортирование и складирование готовой продукции

2

260

7 Отпуск продукции потребителю

2

260


4 Материальные расчеты процесса
Материальный расчет производства заключается в определении количества загружаемых и получаемых продуктов на каждой стадии технологического процесса с обоснованием расходных коэффициентов по сырью и составам и количеством отходов [7].

Материальный расчет каждой стадии технологического процесса производят на основании закона сохранения масс.
∑Gисх = ∑Gполуч + ∑Gотх
где ∑Gисх и ∑Gотх— сумма масс исходных и полученных материалов;

∑Gотх— потери (отходы)
Расчет ведется в порядке обратном технологическому потоку, начиная с отпуска готовой продукции.

В курсовой работе дана производительность 20 млн. шт/год, переводим в м3, получается 20 000 000×0,25×0,12×0,065=38999,99(94) м3, округляем до 40 тыс. м3/год.
Таблица  3 – Потребность в сырье и полуфабрикатах



Наименование технологической операции

Потери, %

Производительность, м3

в год

в сутки

в смену

в час

Склад готовой продукции



40000

153,85

76,925

9,62

Транспортировка и складирование готовой продукции

0,5

40200

154,62

77,31

9,66

Сушка и обжиг

6

42612

116,75

38,92

4,865

Формование

2

43464,24

167,17

83,59

10,45

Подготовка сырьевых материалов

10

47810,664

183,887

91,944

11,49

Транспортировка сырья

0,5

48049,72

184,81

92,405

11,55

Заготовка сырья в карьере

1

48530,22

186,65

93,325

11,67


5 Расчет основного аппарата
Туннельная сушилка.
При проектировании туннельной сушилки для обжига керамических кирпичей, исходя из технологических соображений, выбирают систему садки и соответствующий тип вагонетки. При этом необходимо использовать уже существующие в промышленности серийные типовые размеры печных вагонеток [7].

При заданной годовой производительности сушилки Пг расчетную часовую производительность Пч определяют по формуле:

    продолжение
--PAGE_BREAK--Пч=Пг/24∙
Zp
∙
K
в
=20000000/24∙303∙0,96=2865 шт/ч;

где Zp— число рабочих дней в году;

       Кв — коэффициент использования рабочего времени, равный 0,96.
Требуемую емкость сушилки Еп подсчитывают по формуле:

<img width=«514» height=«106» src=«ref-2_129996353-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1027">


где τц – длительность цикла, ч;

       Б – отходы сушки, % .

Расчетную длину рабочей части сушильного канала Lpподсчитывают по формуле:

<img width=«22» height=«21» src=«ref-2_129996426-265.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">= n
вр
∙
l
в
=42∙3=126 м;

где lв– габаритная длина одной вагонетки, м;

       nвр— количество вагонеток в рабочей части сушилки.

Общую длину сушилки и общее количество вагонеток nв определяют по формуле:

L
=
Lp
+
n
вф
∙
l
в
=126+2∙3=132 м;

n
в
=
n
вр
+
n
вф
=42+2=44 шт.

где nвф– количество вагонеток в форкамерах.

Интервал времени U3между двумя загрузками вагонеток составит:

U
3
=60<img width=«20» height=«16» src=«ref-2_129996691-221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">/ n
вр
=60∙36/42=51 мин.

Масса материала после сушки будет

G
м
= 2989·5= 14945 кг/ч.

Q
мат
=14945 (1,12 ·1100 — 0,837·20) = 18 162 060 кдж/ч.

Масса шамотного слоя одной вагонетки равен:

3·3·0,14·1800=2270 кг.

Вес шамотного слоя, отнесенный к 1 ч работы сушилки, составит

<img width=«111» height=«40» src=«ref-2_129996912-278.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">
 кг


Масса изоляционного слоя одной вагонетки

3·3·0,21·700=1320 кг

или на 1 ч работы

<img width=«109» height=«40» src=«ref-2_129997190-271.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033"> кг

Масса металлических частей вагонетки

<img width=«111» height=«40» src=«ref-2_129997461-275.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">кг/ч.

Теплоемкость металлических частей вагонетки смет =0,5 кдж/кг·ºС.
Определяют производительность аппарата:

<img width=«275» height=«38» src=«ref-2_129997736-1445.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">

где    <img width=«20» height=«22» src=«ref-2_129999181-234.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037"> – мощность производства (часовая) по переработке материала или готовой продукции;

 <img width=«17» height=«22» src=«ref-2_129999415-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039"> – производительность одного аппарата (принимается по паспортным данным);

 <img width=«27» height=«19» src=«ref-2_129999638-282.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041"> – 0,942 – нормативный коэффициент использования оборудования.
         По результатам расчетов составляют техническую характеристику основного аппарата, которая включает сведения о виде получаемой продукции.
6  Выбор типового серийного основного аппарата
Процесс сушки керамических изделий представляет собой превращение содержащейся в них воды из жидкого состояния в парообразное и последующее удаление ее в окружающую среду. При этом необходимым условием сушки является наличие внешнего источника тепла, нагревающего изделия. Наиболее ответственной является сушка высоковлажного полуфабриката изделий хозяйственной и строительной керамики, изготовленного пластическим формованием.

Простейшим видом сушки является сушка изделий на воздухе, когда испарение влаги из материала происходит за счет тепловой энергии солнца. В настоящее время сушка изделий осуществляется за счет тепла, получаемого от специальных установок [6,7].

Анализируя процессы, происходящие при сушке материалов, необходимо отметить следующее:

1) содержащаяся в материале вода при температуре 80—90оС испаряется. В этом случае имеет место поверхностное испарение или так называемая внешняя диффузия влаги;

2) при испарении влаги с поверхности материала в окружающую среду влага из внутренних слоев изделия перемещается к его поверхности. Происходит так называемая внутренняя диффузия влаги.

Если в процессе сушки замерять температуры материала и окружающей среды, то обнаруживается, что температура изделия ниже температуры воздуха. Следовательно, во время сушки поверхность твердого тела, имеющего относительно низкую температуру, соприкасается с газом, нагретым до более высокой температуры. Между ними происходит теплообмен. Поэтому процесс сушки можно рассматривать как комплекс параллельно протекающих явлений:

а) испарения влаги с поверхности материала;

б) внутренних перемещений (диффузии) влаги в материале;

в) теплообмена между материалом и окружающей газообразной средой.

При испарении влаги с поверхности изделий влажность поверхностных слоев по сравнению с внутренними слоями уменьшается и возникает так называемый перепад (градиент) влажности.

Внешним показателем процесса сушки является изменение веса материала во времени. Графическое изображение зависимости влажности материала от длительности сушки носит название кривой сушки. Характер кривой определяется влажностью и размерами изделия, способом его формования, а также температурой, влажностью и скоростью теплоносителя. Совокупность указанных факторов определяет режим сушки. Режимом сушки называется изменение интенсивности влагоотдачи изделия путем изменения температуры, относительной влажности и скорости движения теплоносителя.

Изменение режима сушки вызывает изменение интенсивности влагоотдачи изделия, которая определяется количеством влаги, испаряемой с единицы поверхности высушиваемого изделия в единицу времени.

Интенсивность влагоотдачи измеряется в граммах на <metricconverter productid=«1 м2» w:st=«on»>1 м2 в час.

Сушка зависит от параметров окружающей среды (температуры, влажности и скорости движения теплоносителя), формы связи влаги с материалом, состава, структуры, влажности и температуры полуфабриката.

Если сушку проводят при малых перепадах температуры между полуфабрикатом и средой, малых скоростях и высокой влажности теплоносителя, то влажность полуфабриката медленно уменьшается от исходной w, а температура повышается до температуры мокрого термометра tМ. Центр заготовки прогревается медленнее, чем поверхность. Это период прогрева полуфабриката [6].

На втором этапе (период постоянной скорости сушки) влажность заготовки меняется по линейному закону при постоянной температуре.

При сушке испарение воды происходит диффузионным путем. Движущей силой является разность парциальных давлений пара у поверхности и в объеме теплоносителя. Уменьшение влажностивовнешних слоях заготовки сопровождается появлением градиента влажности в ее объеме, что вызывает диффузию капельножидкой воды из объема заготовки к поверхности.
<img width=«189» height=«154» src=«ref-2_129999920-6616.coolpic» hspace=«5» vspace=«3» v:shapes=«Рисунок_x0020_1»>
Рисунок 2 – Диаграмма сушки полуфабриката: I– период подогрева; II– период постоянной скорости сушки; III– период падающей скорости сушки; IV– гигроскопическое состояние; 1 – влажность; 2,2`- температура поверхности и центра; 3 – скорость сушки; 4 – градиент температуры; 5 – усадка.
При наличии градиента температуры на процесс влагопроводности накладывается процесс термовлагопроводностни: вода стремится переместиться в области с меньшей температурой. Термовлагопроводность связана с уменьшением поверхностного натяжения и вязкости воды при повышении температуры и движением пузырьков воздуха в капиллярах. При интенсивном подводе теплоты возможно испарение влаги в глубинных слоях заготовки и удалении воды по механизму паропроводности. Движущей силой процесса является перепад давления водяного пара.

Коэффициент влагопроводности К зависит от структуры, влажности и температуры материала и увеличивается с ростом размера капилляров и частиц твердой фазы.

Интенсивность сушки может быть повышена несколькими способами или их комбинацией:

— совмещением направления процессов влагопроводности и термовлагопроводностни при увеличении температуры заготовки по сравнению с температурой окружающей среды (теплоносителя); этот способ используют при сушке полых изделий (электроизоляторов, тиглей), помещая нагреватели во внутреннюю полость заготовки.

— увеличением коэффициента влагопроводности путем повышения пористости заготовки и размеров частиц твердой фазы.

— снижением общего давления в сушиле.

При удалении воды в порах заготовки образуются вогнутые мениски жидкости. Капиллярное давление увеличивается, уменьшается толщина прослоек жидкости, частицы сближаются, образуя каркас. При влажности, близкой к критической, капиллярные силы уравновешиваются силами трения, сближение частиц и усадка заготовки прекращается. Дальнейшее снижение влажности происходит за счет освобождения объема пор без изменения размеров.

Изменение размеров полуфабриката в сушке характеризуют линейной или объемной усадкой, выраженной в процентах.

Усадка зависит от влажности заготовки и размера частиц твердой фазы. Линейная усадка в сушке заготовок пластического формования составляет 6-8%.

Величины критической влажности и усадки зависят от режима сушки. Наибольшую усадку имеют заготовки, высушенные в равновесных условиях. Чем выше температура и ниже влажность теплоносителя, тем меньше усадка. Рост градиента влажности в объеме заготовки увеличивает разницу между фактической и максимально возможной усадками. Эта разница (недопущенная усадка) вызывает появление механического напряжения. Если последнее превысит предел прочности материала, то в теле заготовки образуется трещина.

Причиной появления трещин в период постоянной скорости сушки полуфабриката является перепад влажности между наружными и внутренними частями заготовки. Критерием трещинообразования могут служить максимально допустимая разность между средней (интегральной) влажностью заготовки Wtи влажностью ее поверхности Wпов [6].

Продолжительность сушки зависит от толщины высушиваемого изделия и не зависит от его плотности и площади поверхности.

В период падающей скорости сушки усадки отсутствуют, поэтому сушку можно интенсифицировать, повысив температуру и скорость движения теплоносителя.

В процессе сушки могут возникать различные дефекты.
Техническая характеристика туннельной сушилки



            Производительность, годовая, млн.шт:

25-28

            Продолжительность работы сушилки в году

303 дней (7272 ч)

            Температура сушки

1100°С

            Влажность сырцапосле сушки:

5%

            Длительность сушки, ч:

36

            Брак при сушке:

8%

            Размеры сушильного канала, м:

       длина

       ширина

       рабочая высота

            Размеры сушильной вагонетки, м:

       длина

       ширина

            Емкость вагонетки, шт:

            Количество вагонеток, шт:



2500 мм

1200 мм

1700 мм
3

3,86

250-280 шт.

20-22

            Топливо — газ следующего состава

       СО2

       С2Н4

       СО

       СН4

       Н2

       N2



6,8

0,2

21,7

0,6

15,2

55,6

            Температура подавае­мого газа

300оС
    продолжение
--PAGE_BREAK--