Le facteur principal dans la production de briques frittées – matières premières
Le facteur principal dans la production de briques frittées – matières premières (notions de base)
En général, toute matière première pouvant être cuite dans des briques ordinaires peut produire des briques creuses. Cependant, les briques creuses ont plusieurs trous, parois minces, et des corps faibles, qui exigent des exigences plus strictes pour la préparation des matières premières et le mélange des carburants internes. Les impuretés nocives doivent être réduites, la distribution granulométrique devrait être plus raisonnable, et les composants minéraux doivent être entièrement dispersés, Dispersé, et uniformément réparti pour assurer la plasticité et la bonne capacité de liaison des matières premières de fabrication de briques. Les exigences fondamentales des matières premières résident principalement dans leur composition chimique, composition minérale, et propriétés physiques.
1、 L'influence de la principale composition chimique des matières premières sur la fabrication des briques
Dioxyde de silicone (SiO2): est le composant principal des matières premières des briques frittées, avec un contenu approprié de 55-70%. En cas de dépassement, la plasticité de la matière première est trop faible, ce qui rend difficile la formation, et le volume augmente légèrement pendant le tir, entraînant une diminution de la résistance du produit.
Trioxyde d'aluminium (AL2O3): Le contenu des matières premières pour la fabrication des briques doit être 10-25%. Quand il est trop bas, cela réduira la résistance du produit et ne résistera pas à la flexion; Si c'est trop haut, cela augmentera inévitablement la température de cuisson, augmenter la consommation de charbon, et rendre la couleur du produit plus claire.
Trioxyde de fer (Fe203): C'est un colorant dans les matières premières de la brique, avec un contenu approprié de 3-10%. Quand c'est trop haut, cela réduira la résistance au feu du produit et rendra sa couleur plus rouge.
Oxyde de calcium (CaO): également connue sous le nom de chaux vive, apparaît souvent sous forme de calcaire (CaC03) en matières premières. C'est une substance nocive dont la teneur ne dépasse pas 5%. Sinon, non seulement la plage de température de frittage du produit sera réduite, ce qui rend la calcination difficile, mais lorsque sa taille de particule est supérieure à 2 mm, cela provoquera également une explosion de chaux, absorption d'humidité, relâchement, et pulvérisation du produit.
L'oxyde de magnésium (MgO): C'est une substance nocive, plus le contenu est bas, le meilleur, et ne doit pas dépasser 3%. Il, comme le sulfate de calcium (CaSO4) et sulfate de magnésium (MgSO4), provoquera le gel du produit, même le délaminage et les intempéries.
Anhydride sulfurique (SỐ 3): Il vaut mieux ne pas l'avoir du tout, et il ne peut pas dépasser 1% au plus. Sinon, le produit générera du gaz pendant la calcination, provoquant l'expansion du volume de la brique, desserrer et écraser.
2、 Analyse minérale
L'analyse minérale des matières premières permet de comprendre certaines de leurs propriétés physiques, afin de prendre les mesures de processus correspondantes et d'apporter des modifications pour répondre aux exigences de la fabrication de briques. Par exemple, le feldspath présent dans les matières premières réduira la résistance au gel du produit, et lorsque son contenu dépasse 15%, le produit ne résistera pas au gel. Un autre exemple est la montmorillonite (Sol Pengrun), qui a une viscosité extrêmement élevée. Après avoir absorbé l'eau, son volume augmente considérablement, et après séchage, ça se contracte fortement. Son taux de retrait linéaire est supérieur à 13-23%, provoquant un grand nombre de fissures sèches dans le corps. La pratique a montré que lorsque la teneur en montmorillonite de la matière première atteint 20%, les fissures sèches ne peuvent être évitées. La bentonite à haute plasticité est souvent utilisée comme liant pour les cendres volantes dans la production afin de produire diverses briques de cendres volantes de haute qualité..
3、 Performance physique
1. Composition des particules: également connu sous le nom de distribution granulométrique.
Bien que plus la taille des particules de la matière première est fine, plus sa superficie est grande, meilleure est sa pénétration dans l'eau, et meilleure est sa plasticité. Mais plus les matières premières pour fabriquer des briques sont fines, le meilleur. Parce que toutes les matières premières fines ne sont pas propices au séchage et à la torréfaction du produit, et le rôle des matières premières avec différentes tailles de particules dans le produit est différent.
Les particules de poudre dont la taille des particules est inférieure à 0,05 mm sont appelées particules de plastique., qui sont utilisés pour produire la plasticité requise pour le moulage. Bien sûr, ces petites particules doivent être de l'argile ou du schiste, gang de charbon, ou d'autres matériaux ayant des propriétés semblables à celles de l'argile. Sinon, pour le sable de rivière, peu importe à quel point il est finement moulu, il n'y a pas de plasticité.
Les particules de matériau d'une granulométrie de 0,05 à 1,2 mm deviennent des particules de remplissage, qui sont utilisés pour contrôler le retrait excessif et la fissuration du produit et donner une certaine résistance au corps vert lors du formage du plastique.
Les particules grossières d'une taille de particule de 1,2 à 2 mm jouent un rôle de squelette dans le corps vert, appelées particules squelettes, qui sont bénéfiques pour drainer l'eau du corps vert pendant le séchage.
La granulométrie des matières premières pour la production de briques creuses ne doit pas dépasser 2 mm..
La composition raisonnable des particules doit être constituée de particules de plastique représentant 35-50%; Les particules de remplissage représentent 20-65%; Particules de squelette<30%; Aucune particule de plus de 3 mm n'est autorisée. Parce que cela réduit non seulement la résistance du produit, mais provoque également des fissures de séchage dues à un retrait inégal.
2. Indice de plasticité
L'indice de plasticité est un paramètre important pour évaluer les matières premières utilisées dans la fabrication des briques. Dans l'industrie de la fabrication de briques, la plasticité fait référence à la capacité d'un mélange de matériaux et d'eau à être extrudé à sa viscosité maximale et à conserver sa forme après avoir été libéré de la pression. L'ampleur de cette capacité est représentée par l'indice de plasticité.
Bien qu'un indice de plasticité élevé soit bénéfique pour le moulage par extrusion, il est sujet aux fissures pendant le séchage et le rôtissage; Le faible indice de plasticité, bien que bénéfique pour le séchage et le rôtissage, peut également apporter des difficultés au moulage. Si l'indice de plasticité est inférieur 7, non seulement le moulage par extrusion est difficile, mais la résistance du produit est également inférieure.
On considère généralement que lorsque l'indice de plasticité est supérieur à 15, on l'appelle argile à haute plasticité, et quand il est inférieur à 7, on l'appelle argile à faible plasticité. Seulement lorsque l'indice de plasticité est compris entre 7-15, l'argile à plasticité moyenne convient le mieux au moulage par extrusion. Plus la porosité du produit est élevée, plus la forme des pores est complexe, plus le mur est fin, et plus l'indice de plasticité requis lors du moulage est élevé.
L'indice de plasticité de diverses matières premières varie considérablement. L'indice de plasticité de l'argile est relativement élevé, certains peuvent atteindre 25 ou au-dessus, la gangue de charbon est relativement faible, parfois moins que 7, et le schiste boueux est au milieu, souvent 7-18.
Par certains moyens techniques, l'indice de plasticité des matières premières peut être ajusté dans une certaine plage ou les performances techniques lors du moulage par extrusion peuvent être améliorées. Pour matières premières à indice de plasticité élevé, ajout approprié de cendres de charbon, scories, cendres volantes, ou de la poudre de brique usagée peut être utilisée pour éclaircir; Pour matières premières à faible indice de plasticité, extraction précoce, altération naturelle, augmentation appropriée de la finesse, lessivage et relâchement de l'eau, ainsi que des méthodes mécaniques telles que l'agitation, roulant, vieillissement, mélange, et l'extrusion devrait être utilisée pour améliorer. De la poudre d'argile et de schiste avec un indice de plasticité plus élevé peut également être ajoutée en quantité appropriée pour ajuster l'indice de plasticité global du mélange.. Lors de la production de briques de cendres volantes, une quantité appropriée de bentonite peut être ajoutée comme liant, de sorte qu'une fine couche de bentonite adhère à la surface de chaque particule de cendre volante. En mélangeant, homogénéisation, et pressant, la plasticité peut être améliorée pour répondre aux exigences de moulage.
Il convient de souligner que lors de l'utilisation de plusieurs matières premières pour la production, la condition première est un mélange minutieux. Sinon, non seulement il ne parviendra pas à obtenir l'effet escompté, mais cela provoquera également des fissures de séchage et de retrait en raison des différents taux de retrait des différentes matières premières.
Parce que la qualité des briques extrudées ne dépend pas seulement de la plasticité des matières premières, mais a également une relation directe avec le coefficient de frottement entre les particules de matière première. Les particules ayant une surface lisse et sphérique sont plus susceptibles de s'écouler et de se compacter les unes avec les autres lorsqu'elles sont pressées, par rapport aux particules ayant une surface rugueuse plutôt qu'une surface sphérique.. En ajoutant certains additifs aux matières premières et au liquide noir des papeteries, ainsi que les déchets acides des usines chimiques et de galvanoplastie, l'effet spécial d'adsorption des ions et de lubrification qu'il produit à la surface des particules de boue améliore considérablement la fluidité de la boue lorsqu'elle est pressée, facilitant le compactage et la production de billettes de brique lisses et denses.
3. Taux de retrait
Pendant le processus de séchage du corps, à cause de l'évaporation de l'eau, les particules se rapprochent naturellement et rétrécissent en volume, ce qu'on appelle le retrait de séchage. Le pourcentage de sa longueur de retrait par rapport à la longueur d'origine de la billette est appelé taux de retrait sur la ligne de séchage.. Pour matières premières présentant un taux de retrait élevé dans la ligne de séchage, leurs produits doivent être séchés lentement, sinon de graves fissures de séchage apparaîtront dans le corps et des déchets se formeront. En production, il est nécessaire que le taux de retrait linéaire des matières premières soit inférieur à 6%. Sinon, les matières premières doivent être diluées.
Pendant la calcination, en raison d'une série de changements physiques et chimiques et de la perte de certaines substances présentes dans les matières premières, le produit fini est non seulement plus léger que la brique, mais diminue également légèrement en volume, ce qu'on appelle le retrait de calcination. Le pourcentage de sa longueur de retrait par rapport à la longueur du corps séché est appelé taux de retrait à la cuisson..
4. Coefficient de sensibilité à sec
Pendant le processus de séchage, à mesure que l'humidité du corps vert s'évapore progressivement, le volume diminue également progressivement. En raison du fait que le taux de séchage et le taux de retrait à l'intérieur et à l'extérieur de la billette sont toujours rapides à l'extérieur et lents à l'intérieur., c'est, la surface a déjà séché et a commencé à rétrécir, tandis que l'intérieur est encore “inchangé”, une fois que la quantité de retrait dépasse le coefficient élastique de la boue (1-2%), ce sera “développer” la surface de la billette, produire des fissures sur le réseau. C'est ce qu'on appelle la sensibilité au séchage de la boue, et est représenté par le coefficient de sensibilité au séchage. Plus le coefficient de sensibilité au séchage est grand, Le risque de fissuration pendant le processus de séchage de la billette est également plus grave.. Lorsque le coefficient de sensibilité au séchage est inférieur à 1, les problèmes pendant le processus de séchage sont moindres. Une fois que le coefficient de sensibilité au séchage est supérieur à 2, le risque de fissuration pendant le processus de séchage est également très important. Il est nécessaire de diluer les matières premières pour réduire le coefficient de sensibilité au séchage.
En général, plus l'indice de plasticité de l'argile est élevé, plus son taux de retrait linéaire au séchage et son coefficient de sensibilité au séchage sont élevés.
5. Plage de température de combustion
Si la température continue d'augmenter au-delà de la température de cuisson, la billette va progressivement se ramollir et se déformer, même fondre, et la pile de billettes s'effondrera. Évidemment, les briques crues ou insuffisamment cuites apparaîtront en dessous de la température de cuisson; Lorsque la température de cuisson est supérieure à la température de cuisson, il y aura une surchauffe, flux brûlant, et même effondrement de la pile de billettes. Évidemment, plus la plage de température de frittage est large, plus il est facile de contrôler le processus de torréfaction. Pour briques creuses, cette plage de température ne doit pas être inférieure à 50 ℃. En effet, la température transversale de la chambre du four ne peut pas être exactement la même., souvent avec des températures plus élevées au milieu et des températures plus basses sur les bords, ainsi que certaines différences de température se produisant près du haut et du bas, côtés intérieurs et extérieurs, murs du four, et les portes. Si la plage de température de cuisson est trop étroite, cela se produira inévitablement sur la même section où la brique du milieu est bien cuite et la brique latérale est sous-cuite; Ou si les briques du bord sont brûlées, les briques du milieu sont brûlées, ou si cette partie est sous le feu et cette partie est au-dessus du feu.
La température de frittage des briques en terre cuite est relativement basse, à propos 900 ℃, alors que celui des briques de gangue de charbon est relativement élevé, à propos 1000-1100 ℃, avec du schiste au milieu.
3、 Préparation et transformation des matières premières
Afin de rendre la composition minérale et la distribution granulométrique des matières premières plus raisonnables, assurer l’uniformité et la cohérence de l’ensemble de la matière première, avoir un indice de plasticité et un coefficient de sensibilité au séchage appropriés, et faciliter le moulage par extrusion de matières premières et la production de produits qualifiés, il est nécessaire de traiter et de traiter systématiquement les matières premières.
1. Élimine les impuretés
Les racines des arbres, herbe, gros cailloux, grès, calcaire, etc. dans les matières premières peut être retiré manuellement, mais principalement par des moyens mécaniques, et peut être enlevé par des rouleaux d'élimination des pierres et diverses machines d'élimination des pierres à tamis. La machine à enlever les pierres de type lime enlève efficacement l'argile enroulée autour des cailloux., et la machine de purification par extrusion peut également éliminer efficacement les racines des arbres, herbe, et du gravier tout en remuant et en extrudant la boue. Grâce à l'utilisation d'un dispositif d'élimination des impuretés préinstallé, les impuretés peuvent être éliminées sans arrêter la machine, ce qui est très pratique.
2. Altération naturelle
Les matières premières extraites sont stockées à l'air libre pendant un certain temps, leur permettant d'être exposés au soleil, vent, pluie, ou congelé. Avec l'aide du pouvoir de la nature, ils peuvent être dispersés, Dispersé, et l'eau peut pénétrer uniformément. C'est une méthode simple et efficace pour homogénéiser, augmenter leur plasticité, et améliorer leurs performances de séchage. Pour le schiste, le processus d'altération peut également décomposer de gros blocs en blocs plus petits, réduire le fardeau du processus de concassage.
3. Rétention des matériaux coincés (aussi une forme de vieillissement):
Après avoir été écrasé, mixte, et mélangé de manière appropriée avec de l'eau, le matériau de boue est entassé et stocké dans l'entrepôt de matériaux pendant plus de 72 heures pour pénétrer complètement dans l’eau, desserrer et homogénéiser le matériau de boue. Cela peut non seulement améliorer la plasticité et faciliter le moulage, mais aussi réduire le stress lors du séchage et de la torréfaction, et réduire les fissures. Nous avons cette expérience: la boue qui n'a pas été utilisée après avoir été remuée le premier jour est particulièrement facile à extruder et à façonner le lendemain, quelle est la raison.
4. Traitement mécanique
Le traitement mécanique a pour but d'améliorer certaines propriétés techniques de la boue. Ses méthodes incluent le broyage, mélange, en remuant, affûtage, etc.
(1) Écrasement
Le but du broyage est de réduire la taille des particules, augmenter la surface spécifique, permettre à la boue d'entrer plus pleinement en contact avec l'eau, raccourcir le chemin permettant à l'eau de pénétrer dans la boue, et rendre la boue uniformément et complètement humide. L'équipement approprié doit être sélectionné en fonction des propriétés physiques, taille de bloc, et degré d'écrasement requis pour le matériau.
Par exemple, pour les matières premières fragiles, dur, et ont une faible teneur en humidité naturelle, il est conseillé d'utiliser un équipement de concassage à impact. Si divers concasseurs à marteaux et concasseurs à percussion sont utilisés pour broyer finement diverses gangues et schistes de houille moyennement dure; Utilisez un concasseur à cage pour broyer finement divers schistes plus durs et naturellement à haute teneur en eau.; Utilisation d'un concasseur à rouleaux pour broyer des schistes mous à haute teneur en humidité naturelle; Utilisez un broyeur à boulets sec pour broyer la gangue de houille ou le schiste avec une teneur en humidité naturelle inférieure 3%; Utiliser des concasseurs à mâchoires ou des concasseurs à percussion plus grands pour broyer la gangue de charbon ou les schistes de dureté moyenne ou supérieure.; Utilisation d'une machine à rouleaux dentés pour broyer du schiste mou et de l'argile.
(2) Mélange
Le but du mélange est de mélanger complètement des poudres ayant des propriétés différentes, “pénétrer” l'un l'autre, compléter les forces et les faiblesses de chacun, et améliorer les performances globales des poudres. En raison de la dispersion des particules de poudre sèche, il y a plus de possibilités de contact mutuel, ce qui facilite le mélange, tandis que la poudre humide a formé des amas plus gros, avec moins de possibilités de contact mutuel entre les poudres, ce qui rend difficile un mélange complet.
En outre, les poudres ayant des densités apparentes similaires sont plus faciles à bien mélanger, tandis que les poudres ayant des densités apparentes très différentes sont plus difficiles à bien mélanger. Par exemple, la densité apparente des cendres volantes n'est qu'environ la moitié de celle de la gangue de schiste ou de charbon, et s'il fait clair, il flottera vers le haut, ce qui rend difficile de bien mélanger. Par conséquent, dans la production de briques de schiste à cendres volantes ou de briques de gangue de charbon à cendres volantes, plusieurs types de poudre sèche sont souvent envoyés au prorata du broyeur à cage ou du broyeur à marteaux avec barre tamiseuse (plaque de tamis) retiré pour mélange à sec, qui a le meilleur effet.
(3) En remuant
La plasticité de la poudre est obtenue grâce au mélange minutieux et à la pénétration de l'eau.. La fonction principale de l'ajout d'eau et de l'agitation est de garantir que l'eau et la poudre sont complètement mélangées., et faire pénétrer l'eau complètement à l'intérieur de chaque poudre autant que possible pour former la plasticité requise pour le moulage. Des expériences ont montré que pour une même matière première, lorsqu'il est agité pendant seulement deux minutes, la fissuration à sec des briques extrudées peut atteindre jusqu'à 4%. Cependant, lorsqu'il est agité pendant plus de trois minutes, dans les mêmes conditions, la fissuration sèche est seulement 1%. Un mixeur puissant (extrudeuse de mélange) est utilisé pour mélanger la boue puis la faire sortir à travers un réservoir de boue à double vis, permettant à l'eau de mieux pénétrer dans les particules de boue et d'obtenir de meilleurs résultats.
Comme mentionné ci-dessus, le but de l'agitation est de bien mélanger l'eau et la boue. Par conséquent, il est nécessaire d'arroser uniformément l'eau au début du mélange de la poudre pour utiliser pleinement sa fonction.
(4) Broyage et broyage
Le but du broyage est de mélanger soigneusement divers matériaux de boue., permettre à l'eau de pénétrer davantage, rendre la performance globale des matériaux de boue uniforme et cohérente, faciliter le moulage, et éviter les fissures causées par un retrait inégal. C'est comme pétrir de la pâte, “mieux la pâte est pétrie, meilleur est le Mantou”.
Maintenant, l'équipement de broyage le plus couramment utilisé comprend diverses machines à rouleaux de concassage fin, broyeurs à roues, pétrins, et agitateur d'extrudeuses.
Machine à rouleaux de concassage fin: La machine à rouleaux utilisée dans la fabrication de briques écrase et presse non seulement la boue en raison de la différence significative de vitesse linéaire entre les deux surfaces des rouleaux., mais aussi frotte et déchire ce qui est pressé “peau de boue” pour un mélange ultérieur lors du prochain processus.
Moulin à roues: La vitesse linéaire de la surface du rouleau de la machine à double rouleau est d'environ 10 mètres par seconde, et le double rouleau de concassage fin à grande vitesse est au-dessus 12 mètres par seconde. Le temps nécessaire pour que la boue soit pressée avec force à l'intersection des deux rouleaux est extrêmement court. La vitesse linéaire de la surface de la roue du broyeur à roues est inférieure à 2 m/seconde, donc son temps d'action sur la boue est beaucoup plus long. De plus, la vitesse linéaire de chaque point dans la direction axiale de la surface de la meule varie en fonction de sa distance par rapport au centre du disque de meulage. Par conséquent, non seulement il écrase et écrase la boue, mais a également diverses fonctions comme le pétrissage, déchirure, et mélanger, jouant ainsi un effet complet sur le rouleau et le mélangeur combinés.
Matériaux plastifiants
Les matériaux plastifiants sont des matériaux additifs qui peuvent améliorer la plasticité, capacité de liaison, et fluidité des matières premières. L'argile et le schiste à haute plasticité sont utilisés comme plastifiants. Les autres plastifiants comprennent principalement la soude, silicate de sodium, hydroxyméthylcellulose (CMC), soude caustique, et méthylcellulose (MC).
Les plastifiants inorganiques sont principalement plastifiés en modifiant la valeur du pH et les cations adsorbés à la surface des particules de matière première, affectant ainsi l'épaisseur du film d'hydratation. Les molécules de plastifiants organiques dans l'eau
