ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Режимы обжига из "Строительная керамика " На поведение керамических изделий в процессе обжига основное влияние оказывают физико-механические свойства масс, из которых они изготовлены (табл. 1—4). Составы керамических масс, из которых изготовлены испытываемые образцы, приведены в табл. 5. [c.387] При нагреве от 20 до 600° С наблюдается незначительное повышение прочности. Дальнейший нагрев от 600° С до максимальмой температуры обжига сопровождается значительным увеличением прочности. Значение модуля упругости в пределах температур до 700° С остается практически постоянным. При температурах выше 800° С керамические массы приобретают упругопластично-вязкие свойства, что приводит к резкому снижению модуля упругости. [c.387] У черепка, обожженного при максимальной температуре, прочность в 8—15, а модуль упругости в 5—11 раз выше, чем у необожженных масс. [c.387] Изменение объема при нагреве характеризуется расширением в интервале температур от 20 до 600° С и усадкой в последующем интервале до максимальной температуры обжига. [c.387] В пределах температур, соответствующих расширению, наблюдаются три резко отличных интервала изменения объема при нагреве незначительное расширение в интервале 20—200° С, более интенсивное при температурах 200—400° С и резкое расширение в интервале температур 400—600° С. [c.387] В пределах температур, соответствующих усадке, наблюдается непрерывный рост температурного коэффициента усадки с увеличением температуры обжига. В интервале температур 600—800° С усадка весьма незначительна. При температурах выше 800° С, при которых керамические массы приобретают способность к пластическим деформациям, коэффициент усадки резко возрастает. Для обожженных образцов в интервале температур 400—600° С также наблюдается резкое увеличение температурного коэффициента линейного расширения. Его абсолютное значение в этом наиболее опасном интервале для обожженного черепка ниже, чем для необожженных масс. [c.387] Примечание. Знак — указывает на усадку. [c.390] Для определения режимов обжига в туннельных печах необходимо установить максимально допустимые скорости нагрева и охлаждения изделий и время выдержки их при максимальной температуре. Максимально допустимые скорости нагрева и охлаждения для всех интервалов температур выбираются на основе учета возникающих в изделии термических напряжений, в результате лабораторных исследований и непосредственных экспериментальных работ в туннельных печах. [c.391] При расчете Д доп для канализационных труб используют уравнение для полого цилиндра (коэффициент формы рассчитан, исходя из принятых размеров труб). Напряжения, возникающие при обжиге плиток в туннельных печах, соответствуют распределению напряжений в диске. В связи с этим расчет А/доп для плиток следует вести по уравнениям для диска. При расчете бдоп для плиток используют уравнение для неограниченной пластины, для труб — уравнение для цилиндра. [c.394] Значения 0доп, установленные на основе лабораторных исследований, верны лишь для идеальных условий, предполагающих параболическое распределение температур в теле изделий и отсутствие отклонений в зависимости между скоростями нагрева и охлаждения н перепадами температур. В практических условиях обжига в туннельных печах при переменных скоростях нагрева и охлаждения в различных температурных интервалах не достигается параболического распределения температур в теле изделий. Наблюдаются также значительные отклонения в зависимости между перепадами температур в теле изделий и скоростями нагрева и охлаждения. В связи с этим фактические значения максимально допустимых скоростей нагрева и охлаждений оказываются значительно меньшими по сравнению с рассчитанными на основе данных лабораторных исследований. [c.394] Из приведенных соотношений следует, что в практических условиях обжига в туннельных печах максимально допустимые скорости нагрева и охлаждения должны быть примерно в 3 раза меньше по сравнению с рассчитанными для идеальных условий. [c.395] Эксплуатационные свойства керамических изделий определяются в значительной мере спеканием черепка. Спекание может характеризоваться интервалом температур, считая от температуры появления усадки до температуры нулевого водопоглощения, соответствующей максимальной усадке. В обжиге строительной керамики режим обжига обрывается на этапе, обеспечивающем появление минимально необходимого количества жидкой фазы для образования спаек или связок между дегидратированными частицами глинообразующих минералов, декарбонизированными частицами известняка и зернами кварца, что создает условия для достаточной механической и атмосферной стойкости изделий. В связи с этим для изделий строительной керамики практическое значение имеет интервал обжига, т. е. интервал между температурой, при которой изделия приобретают свойства, регламентируемые ГОСТами, и температурой, при которой изделия размягчаются и деформируются. Участок режима в области спекания соответствует интервалу конечных температур обжига. Решающее значение на этом участке режима имеет минеральный состав обжигаемой массы. Если масса характеризуется коротким интервалом обжига и склонна к деформации, то замедленный подъем температуры в конечной стадии обжига и удлинение выдержки существенно улучшают условия обжига. Для большинства изделий строительной керамики достаточна выдержка при конечной температуре в течение 0,5—3,5 ч. [c.395] При выборе режима обжига по значениям максимально допустимых скоростей нагрева и охлаждения учитывают следующее. [c.395] При однорядном обжиге керамических плиток скоростными следует считать такие режимы, которые обеспечивают получение качественных изделий при длительности обжига 15—100 мин. При более длительных сроках обжига конвейерные печи должны были бы иметь весьма большую нереальную в производстве длину. [c.396] При выборе режимов скоростного однорядного обжига устанавливают максимально допустимые скорости нагрева и охлаждения, исключающие возможность появления трещин, условия нагрева в период дегидратации, длительность выдержки при максимальных температурах. Для скоростного однорядного обжига, характеризующегося резким подъемом температуры (5000—10 000°С/ч), особое значение имеет выбор режимов нагрева в процессе удаления из керамической массы гидратной влаги либо газов, условно называемом процессом дегидратации. [c.396] Методика определения режима обжига по максимально допустимым скоростям удаления гидратной влаги сводится к следующему. [c.396] В остальных интервалах температур, кроме интервала дегидратации, режим скоростного однорядного обжига выбирают по максимальным скоростям нагрева и охлаждения, определяемым допустимыми термическими напряжениями изделий, а также при наличии температурного буфера между максимальной температурой обжига и температурой 600—700° С. При скоростных режимах однорядного обжига максимальная температура обжига, как правило, на SOSO С выше по сравнению с обычным режимом в туннельной печи. Длительность выдержки при максимальной температуре для неглазурованных плиток должна составить 4—5 мин, для глазурованных — от 5 до 20 мин (в зависимости от свойства глазури). [c.398] Однорядный обжиг керамических плиток можно осуществлять при весьма больших скоростях нагрева и охлаждения, не опасаясь появления трещин (табл. 7). Однако в период дегидратации требуется уменьшение скорости нагрева по сравнению с указанными в табл. 7, так как в противном случае возможно появление дефектов. [c.398] При скоростных режимах обжига, характеризующихся резким подъемом температуры, может произойти взрыв керамических плиток как в период удаления остаточной влаги, так и в период удаления гидратной влаги. Причина взрываемости плитокизбыточное давление водяных паров, возникающее в материале. Зависит оно от свойств материала (пористости, газопроницаемости и др.) и скорости его нагрева. При резком подъеме температуры давление водяных паров, образующихся в процессе дегидратации, превосходит прочность материала. [c.398] Вернуться к основной статье