El factor principal en la producción de ladrillos sinterizados. – materias primas
El factor principal en la producción de ladrillos sinterizados. – materias primas (conocimientos basicos)
Generalmente hablando, cualquier materia prima que se pueda cocer en ladrillos comunes puede producir ladrillos huecos. Sin embargo, Los ladrillos huecos tienen múltiples agujeros., paredes delgadas, y cuerpos débiles, que requieren requisitos más estrictos para la preparación de materias primas y la mezcla de combustibles internos. Deben reducirse las impurezas nocivas, La distribución del tamaño de las partículas debería ser más razonable., y los componentes minerales deben estar completamente dispersos, disperso, y distribuido uniformemente para garantizar la plasticidad y la buena capacidad de unión de las materias primas para la fabricación de ladrillos.. Los requisitos básicos de las materias primas residen principalmente en su composición química., composición mineral, y propiedades físicas.
1、 La influencia de la principal composición química de las materias primas en la fabricación de ladrillos.
dióxido de silicio (SiO2): es el componente principal de las materias primas de los ladrillos sinterizados, con un contenido adecuado de 55-70%. cuando se excede, la plasticidad de la materia prima es demasiado baja, haciendo difícil formar, y el volumen se expande ligeramente durante la cocción., resultando en una disminución en la fuerza del producto.
trióxido de aluminio (AL2O3): El contenido de las materias primas para la fabricación de ladrillos debe ser 10-25%. Cuando es demasiado bajo, Reducirá la resistencia del producto y no resistirá la flexión.; si es demasiado alto, inevitablemente aumentará la temperatura de cocción, aumentar el consumo de carbón, y aclarar el color del producto.
trióxido de hierro (Fe203): Es un colorante en materias primas de ladrillo., con un contenido adecuado de 3-10%. Cuando es demasiado alto, Reducirá la resistencia al fuego del producto y hará que su color sea más rojo..
Óxido de calcio (CaO): también conocida como cal viva, A menudo aparece en forma de piedra caliza. (CaCO3) en materias primas. Es una sustancia nociva con un contenido que no excede 5%. De lo contrario, no sólo se reducirá el rango de temperatura de sinterización del producto, dificultando la calcinacion, pero cuando su tamaño de partícula es superior a 2 mm, También provocará una explosión de cal., absorción de humedad, aflojando, y pulverización del producto.
Óxido de magnesio (MgO): Es una sustancia dañina, cuanto menor sea el contenido, cuanto mejor, y no debe exceder 3%. Él, como sulfato de calcio (CaSO4) y sulfato de magnesio (MgSO4), hará que el producto experimente escarcha, Incluso la delaminación y la intemperie..
anhídrido sulfúrico (SO3): Lo mejor es no tenerlo en absoluto., y no puede exceder 1% a lo sumo. De lo contrario, El producto generará gas durante la calcinación., haciendo que el volumen del ladrillo se expanda, aflojar y aplastar.
2、 Análisis de minerales
El análisis mineral de materias primas ayuda a comprender algunas de sus propiedades físicas., para tomar las medidas de proceso correspondientes y realizar cambios para cumplir con los requisitos de la fabricación de ladrillos. Por ejemplo, El feldespato en las materias primas reducirá la resistencia a las heladas del producto., y cuando su contenido exceda 15%, el producto no será resistente a las heladas. Otro ejemplo es la montmorillonita. (suelo pengrun), que tiene una viscosidad extremadamente alta. Después de absorber agua, su volumen se expande dramáticamente, y después del secado, se contrae fuertemente. Su tasa de contracción lineal es mayor que 13-23%, provocando una gran cantidad de grietas secas en el cuerpo. La práctica ha demostrado que cuando el contenido de montmorillonita en la materia prima alcanza 20%, No se pueden evitar las grietas secas.. La bentonita de alta plasticidad se utiliza a menudo como aglutinante de cenizas volantes en la producción para producir varios ladrillos de cenizas volantes de alta calidad..
3、 Rendimiento físico
1. Composición de partículas: también conocida como distribución del tamaño de partículas.
Aunque cuanto más fino sea el tamaño de las partículas de la materia prima, cuanto mayor sea su superficie, mejor será su penetración del agua, y mejor será su plasticidad. Pero cuanto más finas sean las materias primas para fabricar ladrillos, cuanto mejor. Porque todas las materias primas finas no son propicias para el secado y tostado del producto., y el papel de las materias primas con diferentes tamaños de partículas en el producto es diferente.
Las partículas de polvo con un tamaño de partícula inferior a 0,05 mm se denominan partículas de plástico., que se utilizan para producir la plasticidad requerida para el moldeo.. por supuesto, Estas pequeñas partículas deben ser arcilla o esquisto., pandilla de carbón, u otros materiales con propiedades similares a la arcilla. De lo contrario, para arena de río, no importa lo finamente molido que esté, no hay plasticidad.
Las partículas de material con un tamaño de partícula de 0,05 a 1,2 mm se convierten en partículas de relleno., que se utilizan para controlar la contracción excesiva y el agrietamiento del producto y dar cierta resistencia al cuerpo verde durante la formación del plástico..
Las partículas gruesas con un tamaño de partícula de 1,2 a 2 mm desempeñan un papel esquelético en el cuerpo verde., llamadas partículas esqueléticas, que son beneficiosos para drenar el agua del cuerpo verde durante el secado.
El tamaño de las partículas de las materias primas para la producción de ladrillos huecos no debe exceder los 2 mm..
La composición de partículas razonable debe ser partículas plásticas que representen 35-50%; Las partículas de relleno representan 20-65%; Partículas esqueléticas<30%; No se permiten partículas mayores a 3 mm.. Porque no sólo reduce la resistencia del producto, pero también provoca grietas por secado debido a una contracción desigual.
2. Índice de plasticidad
El índice de plasticidad es un parámetro importante para evaluar las materias primas utilizadas en la fabricación de ladrillos.. En la industria ladrillera, La plasticidad se refiere a la capacidad de una mezcla de materiales y agua para extruirse hasta alcanzar su máxima viscosidad y mantener su forma después de liberarse de la presión.. La magnitud de esta capacidad está representada por el índice de plasticidad..
Aunque un alto índice de plasticidad es beneficioso para el moldeo por extrusión., es propenso a agrietarse durante el secado y el tostado; El bajo índice de plasticidad., aunque beneficioso para secar y tostar, También puede traer dificultades al moldeo.. Si el índice de plasticidad está por debajo 7, no sólo es difícil el moldeo por extrusión, pero la fuerza del producto también es menor.
Generalmente se cree que cuando el índice de plasticidad es mayor que 15, se llama arcilla de alta plasticidad, y cuando es menor que 7, se llama arcilla de baja plasticidad. Sólo cuando el índice de plasticidad está entre 7-15, La arcilla de plasticidad media es la más adecuada para el moldeo por extrusión.. Cuanto mayor sea la porosidad del producto., cuanto más compleja es la forma de los poros, cuanto más delgada es la pared, y cuanto mayor sea el índice de plasticidad requerido durante el moldeo.
El índice de plasticidad de diversas materias primas varía mucho.. El índice de plasticidad de la arcilla es relativamente alto., algunos pueden alcanzar 25 o superior, la ganga del carbón es relativamente baja, a veces menos que 7, y el esquisto fangoso está en el medio, a menudo 7-18.
A través de ciertos medios técnicos, el índice de plasticidad de las materias primas se puede ajustar dentro de un cierto rango o se puede mejorar el rendimiento técnico durante el moldeo por extrusión. Para materias primas con alto índice de plasticidad, adición adecuada de cenizas de carbón, escoria, Ceniza voladora, o se puede utilizar polvo de ladrillos de desecho para adelgazar; Para materias primas con bajo índice de plasticidad., extracción temprana, meteorización natural, aumento apropiado de finura, lixiviación y aflojamiento del agua, así como métodos mecánicos como agitación, laminación, envejecimiento, mezclando, y la extrusión debe usarse para mejorar. También se puede agregar polvo de arcilla y esquisto con mayor índice de plasticidad en una cantidad adecuada para ajustar el índice de plasticidad general de la mezcla.. Al producir ladrillos de cenizas volantes, Se puede añadir una cantidad adecuada de bentonita como aglutinante., de modo que una fina capa de bentonita se adhiera a la superficie de cada partícula de ceniza volante. mezclando, homogeneizar, y apretando, La plasticidad se puede mejorar para cumplir con los requisitos de moldeo..
Cabe señalar que cuando se utilizan múltiples materias primas para la producción, la condición principal es mezclar bien. De lo contrario, no sólo no logrará el efecto esperado, pero también provocará grietas por secado y contracción debido a las diferentes tasas de contracción de las distintas materias primas..
Debido a que la calidad de los ladrillos extruidos no sólo depende de la plasticidad de las materias primas, pero también tiene una relación directa con el coeficiente de fricción entre las partículas de materia prima.. Las partículas con una superficie lisa y esférica tienen más probabilidades de fluir y compactarse entre sí cuando se aprietan en comparación con las partículas con una superficie rugosa en lugar de esférica.. Añadiendo ciertos aditivos a las materias primas y al líquido negro de las fábricas de papel., así como residuos de ácido de fábricas químicas y de galvanoplastia., El efecto especial de adsorción de iones y lubricación que produce en la superficie de las partículas de lodo mejora en gran medida la fluidez del lodo cuando se aprieta., facilitando la compactación y producción de bloques de ladrillo lisos y densos.
3. Tasa de contracción
Durante el proceso de secado del cuerpo., debido a la evaporación del agua, las partículas se acercan naturalmente y reducen su volumen, que se llama contracción por secado. El porcentaje de su longitud de contracción con respecto a la longitud original del tocho se denomina tasa de contracción de la línea de secado.. Para materias primas con un alto índice de contracción en la línea de secado, sus productos deben secarse lentamente, De lo contrario, aparecerán graves grietas de secado en el cuerpo y se formarán desechos.. En producción, Se requiere que la tasa de contracción lineal de las materias primas sea menor que 6%. De lo contrario, las materias primas deben diluirse.
Durante la calcinación, debido a una serie de cambios físicos y químicos y a la pérdida de determinadas sustancias en las materias primas, el producto terminado no sólo es más ligero que el ladrillo, pero también reduce ligeramente su volumen, que se llama contracción por calcinación. El porcentaje de su longitud de contracción con respecto a la longitud del cuerpo seco se llama tasa de contracción por cocción..
4. Coeficiente de sensibilidad seca
Durante el proceso de secado, a medida que la humedad en el cuerpo verde se evapora gradualmente, el volumen también disminuye gradualmente. Debido al hecho de que la velocidad de secado y la tasa de contracción dentro y fuera del tocho son siempre rápidas en el exterior y lentas en el interior., eso es, la superficie ya se ha secado y ha comenzado a encogerse, while the inside is still “unchanged”, once the amount of shrinkage exceeds the elastic coefficient of the mud (1-2%), it will “expand” the surface of the billet, producing network cracks. This is called the drying sensitivity of the mud, and is represented by the drying sensitivity coefficient. The larger the drying sensitivity coefficient, The threat of cracking during the drying process of the billet is also more severe. When the drying sensitivity coefficient is less than 1, the problems during the drying process are smaller. Once the drying sensitivity coefficient is greater than 2, the risk of cracking during the drying process is also very serious. It is necessary to thin the raw materials to reduce the drying sensitivity coefficient.
Generalmente hablando, the higher the plasticity index of clay, the higher its drying linear shrinkage rate and drying sensitivity coefficient.
5. Burning temperature range
If the temperature continues to rise beyond the firing temperature, the billet will gradually soften and deform, even melt, and the billet stack will collapse. Obviously, raw or underfired bricks will appear below the firing temperature; When the firing temperature is higher than the firing temperature, there will be overburning, burning flow, and even collapse of the billet stack. Obviously, the wider the sintering temperature range, the easier it is to control the roasting process. For hollow bricks, this temperature range should not be less than 50 ℃. This is because the cross-sectional temperature of the kiln chamber cannot be exactly the same, often with higher temperatures in the middle and lower temperatures at the edges, as well as certain temperature differences occurring near the top and bottom, inner and outer sides, kiln walls, and doors. If the firing temperature range is too narrow, it will inevitably occur on the same section where the middle brick is fired well and the side brick is underfired; Or if the bricks on the edge are burned, the middle bricks are burnt, or if this part is under fire and that part is over fire.
The sintering temperature of clay bricks is relatively low, acerca de 900 ℃, while that of coal gangue bricks is relatively high, acerca de 1000-1100 ℃, with shale in the middle.
3、 Preparation and processing of raw materials
In order to make the mineral composition and particle size distribution of the raw materials more reasonable, ensure the uniformity and consistency of the entire raw material, have suitable plasticity index and drying sensitivity coefficient, and facilitate the extrusion molding of raw materials and the production of qualified products, it is necessary to systematically process and treat the raw materials.
1. Remove impurities
The tree roots, grass, large pebbles, sandstone, limestone, etc.. in the raw materials can be manually removed, but mainly by mechanical means, and can be removed by stone removal rollers and various sieve stone removal machines. The file type stone removal machine effectively removes the clay wrapped around the pebbles, and the extrusion purification machine can also effectively remove tree roots, grass, and gravel while stirring and extruding the mud. Due to the use of a pre installed impurity removal device, impurities can be removed without stopping the machine, which is very convenient.
2. Natural weathering
The extracted raw materials are stored in the open air for a period of time, allowing them to be exposed to sunlight, wind, rain, or frozen. With the help of the power of nature, they can be dispersed, disperso, and water can penetrate evenly. This is a simple and effective method to homogenize, increase their plasticity, and improve their drying performance. For shale, the weathering process can also decompose large blocks into smaller ones, reducing the burden of the crushing process.
3. Stuck material retention (also a form of aging):
After being crushed, mixed, and appropriately mixed with water, the mud material is piled up and stored in the material warehouse for more than 72 hours to fully penetrate the water, loosen and homogenize the mud material. This can not only improve plasticity and facilitate molding, but also reduce stress during drying and roasting, and reduce cracks. We have this experience: the mud that has not been used up after stirring on the first day is particularly easy to extrude and shape the next day, which is the reason.
4. Mechanical processing
The purpose of mechanical treatment is to improve certain technical properties of mud. Its methods include crushing, mezclando, emocionante, grinding, etc..
(1) Crushing
The purpose of crushing is to reduce particle size, increase specific surface area, enable the mud to come into contact with water more fully, shorten the path for water to penetrate the mud, and make the mud evenly and fully wet. Suitable equipment should be selected based on the physical properties, block size, and degree of crushing required for the material.
Por ejemplo, for raw materials that are brittle, hard, and have low natural moisture content, it is advisable to use impact type crushing equipment. If various hammer crushers and impact crushers are used to finely crush various medium hard coal gangue and shale; Use a cage crusher to finely crush various harder and naturally high water content shale; Using a roller crusher to crush soft shale with high natural moisture content; Use a dry ball mill to grind hard coal gangue or shale with a natural moisture content below 3%; Using jaw crushers or larger impact crushers to crush coal gangue or shale with medium hardness or higher; Using a toothed roller machine to crush soft shale and clay.
(2) Mixing
The purpose of mixing is to fully mix powders with different properties, “penetrate” each other, complement each other’s strengths and weaknesses, and improve the overall performance of the powders. Due to the dispersion of dry powder particles, there are more opportunities for mutual contact, making it easy to mix, while wet powder has formed larger clusters, with fewer opportunities for mutual contact between powders, making it difficult to mix thoroughly.
Además, powders with similar bulk densities are easier to mix well, while powders with significantly different bulk densities are more difficult to mix well. Por ejemplo, the bulk density of fly ash is only about half of that of shale or coal gangue, and if it is light, it will float upwards, making it difficult to mix well. Por lo tanto, in the production of fly ash shale bricks or fly ash coal gangue bricks, several types of dry powder are often sent in proportion to the cage crusher or the hammer crusher with the sieve bar (sieve plate) removed for dry mixing, which has the best effect.
(3) Stirring
The plasticity of powder is achieved by the thorough mixing and penetration of water. The main function of adding water and stirring is to ensure that the water and powder are fully mixed, and to make the water fully penetrate into the interior of each powder as much as possible to form the required plasticity for molding. Experiments have shown that for the same raw material, when stirred for only two minutes, the dry cracking of extruded bricks can reach up to 4%. Sin embargo, when stirred for more than three minutes, under the same conditions, the dry cracking is only 1%. A strong mixer (mixing extruder) is used to mix the mud and then force it out through a double screw mud tank, allowing water to penetrate better into the mud particles and achieve better results.
As mentioned above, the purpose of stirring is to thoroughly mix the water and mud. Por lo tanto, it is necessary to sprinkle water evenly at the beginning of mixing the powder to fully utilize its function.
(4) Grinding and grinding
The purpose of grinding is to further mix various mud materials thoroughly, allow water to penetrate further, make the overall performance of the mud materials uniform and consistent, facilitate molding, and prevent cracks caused by uneven shrinkage. Just like kneading dough, “the better the dough is kneaded, the better the Mantou tastes”.
Actualmente, the most commonly used grinding equipment includes various fine crushing roller machines, wheel mills, kneading machines, and stirring extruders.
Fine crushing roller machine: The roller machine used in brick making not only crushes and squeezes the mud due to the significant difference in linear speed between the two roller surfaces, but also rubs and tears the squeezed “mud skin” for further mixing in the next process.
Wheel mill: The linear speed of the roller surface of the double roller machine is about 10 meters per second, and the high-speed fine crushing double roller is above 12 meters per second. The time for the mud to be forcefully squeezed at the intersection of the two rollers is extremely short. The linear speed of the wheel surface of the wheel mill is less than 2m/second, so its action time on the mud is much longer. Es más, the linear velocity of each point in the axial direction of the wheel surface varies with its distance from the center of the grinding disc. Por lo tanto, it not only crushes and crushes the mud, but also has various functions such as kneading, tearing, and mixing, thereby playing a comprehensive effect on the roller and mixer combined.
Plasticizing materials
Plasticizing materials are additive materials that can improve the plasticity, bonding ability, and flowability of raw materials. High plasticity clay and shale are used as plasticizers. Other plasticizers mainly include soda, sodium silicate, hydroxymethyl cellulose (CMC), caustic soda, and methyl cellulose (MC).
Inorganic plasticizers are mostly plasticized by changing the pH value and the adsorbed cations on the surface of the raw material particles, thereby affecting the thickness of the hydration film. The molecules of organic plasticizers in water
