Il fattore primario nella produzione di mattoni sinterizzati – materie prime
Il fattore primario nella produzione di mattoni sinterizzati – materie prime (conoscenza di base)
Parlando in generale, qualsiasi materia prima che può essere cotta in mattoni ordinari può produrre mattoni forati. Tuttavia, i mattoni cavi hanno più fori, pareti sottili, e corpi deboli, che richiedono requisiti più severi per la preparazione delle materie prime e la miscelazione dei combustibili interni. Le impurità nocive dovrebbero essere ridotte, la distribuzione delle dimensioni delle particelle dovrebbe essere più ragionevole, e i componenti minerali dovrebbero essere completamente dispersi, disperso, e distribuito uniformemente per garantire la plasticità e la buona capacità di adesione delle materie prime per la produzione di mattoni. I requisiti fondamentali per le materie prime risiedono principalmente nella loro composizione chimica, composizione minerale, e proprietà fisiche.
1、 L'influenza della principale composizione chimica delle materie prime sulla produzione di mattoni
Biossido di silicio (SiO2): è il componente principale nelle materie prime dei mattoni sinterizzati, con un contenuto adeguato di 55-70%. Quando superato, la plasticità della materia prima è troppo bassa, rendendo difficile la sua formazione, e il volume si espande leggermente durante la cottura, con conseguente diminuzione della resistenza del prodotto.
Triossido di alluminio (AL2O3): Il contenuto delle materie prime per la produzione di mattoni dovrebbe essere 10-25%. Quando è troppo basso, ridurrà la resistenza del prodotto e non resisterà alla flessione; Se è troppo alto, aumenterà inevitabilmente la temperatura di cottura, aumentare il consumo di carbone, e schiarire il colore del prodotto.
Triossido di ferro (Fe203): È un colorante nelle materie prime dei mattoni, con un contenuto adeguato di 3-10%. Quando è troppo alto, ridurrà la resistenza al fuoco del prodotto e renderà il suo colore più rosso.
Ossido di calcio (CaO): detta anche calce viva, appare spesso sotto forma di calcare (CaC03) nelle materie prime. È una sostanza nociva con un contenuto non superiore 5%. Altrimenti, non solo verrà ridotto l'intervallo di temperature di sinterizzazione del prodotto, rendendo difficile la calcinazione, ma quando la sua dimensione delle particelle è superiore a 2 mm, causerà anche un'esplosione di calce, assorbimento dell'umidità, allentamento, e polverizzazione del prodotto.
Ossido di magnesio (MgO): È una sostanza nociva, minore è il contenuto, meglio è, e non dovrebbe superare 3%. Esso, come il solfato di calcio (CaS04) e solfato di magnesio (MgS04), causerà il congelamento del prodotto, anche la delaminazione e gli agenti atmosferici.
Anidride solforica (SO3): È meglio non averlo affatto, e non può eccedere 1% al massimo. Altrimenti, il prodotto genererà gas durante la calcinazione, causando l'espansione del volume del mattone, allentare e schiacciare.
2、 Analisi minerale
L'analisi minerale delle materie prime aiuta a comprendere alcune delle loro proprietà fisiche, al fine di adottare misure di processo corrispondenti e apportare modifiche per soddisfare i requisiti della produzione di mattoni. Per esempio, il feldspato nelle materie prime ridurrà la resistenza al gelo del prodotto, e quando il suo contenuto supera 15%, il prodotto non sarà resistente al gelo. Un altro esempio è la montmorillonite (Terreno Pengrun), che ha una viscosità estremamente elevata. Dopo aver assorbito l'acqua, il suo volume si espande notevolmente, e dopo l'asciugatura, si contrae fortemente. Il suo tasso di restringimento lineare è superiore a 13-23%, causando un gran numero di crepe secche nel corpo. La pratica ha dimostrato che quando si raggiunge il contenuto di montmorillonite nella materia prima 20%, non è possibile evitare crepe secche. La bentonite ad alta plasticità viene spesso utilizzata come legante per le ceneri volanti nella produzione per produrre vari mattoni di cenere volante di alta qualità.
3、 Prestazione fisica
1. Composizione delle particelle: noto anche come distribuzione granulometrica.
Anche se più fine è la dimensione delle particelle della materia prima, maggiore è la sua superficie, migliore è la sua penetrazione dell'acqua, e migliore è la sua plasticità. Ma più pregiate sono le materie prime per fabbricare i mattoni, meglio è. Perché tutte le materie prime pregiate non favoriscono l'essiccazione e la tostatura del prodotto, e il ruolo delle materie prime con particelle di dimensioni diverse nel prodotto è diverso.
Le particelle di polvere con una dimensione inferiore a 0,05 mm sono chiamate particelle di plastica, che vengono utilizzati per produrre la plasticità richiesta per lo stampaggio. Certo, queste piccole particelle devono essere argilla o scisto, banda del carbone, o altri materiali con proprietà simili all'argilla. Altrimenti, per la sabbia del fiume, non importa quanto finemente sia macinato, non c'è plasticità.
Le particelle di materiale con una dimensione di 0,05-1,2 mm diventano particelle di riempimento, che vengono utilizzati per controllare il ritiro eccessivo e la fessurazione del prodotto e conferire una certa resistenza al corpo verde durante la formatura plastica.
Le particelle grossolane con una dimensione delle particelle di 1,2-2 mm svolgono un ruolo scheletrico nel corpo verde, chiamate particelle scheletriche, che sono utili per drenare l'acqua dal corpo verde durante l'essiccazione.
La dimensione delle particelle delle materie prime per la produzione di mattoni forati non deve superare i 2 mm.
La composizione particellare ragionevole dovrebbe tenere conto delle particelle di plastica 35-50%; Le particelle di riempimento rappresentano 20-65%; Particelle di scheletro<30%; Non sono ammesse particelle più grandi di 3 mm. Perché non solo riduce la resistenza del prodotto, ma provoca anche crepe da essiccazione dovute a ritiro irregolare.
2. Indice di plasticità
L'indice di plasticità è un parametro importante per valutare le materie prime utilizzate nella produzione dei mattoni. Nel settore della produzione di mattoni, la plasticità si riferisce alla capacità di una miscela di materiali e acqua di essere estrusa in forma alla sua massima viscosità e di mantenere la sua forma dopo essere stata rilasciata dalla pressione. L'entità di questa capacità è rappresentata dall'indice di plasticità.
Sebbene un elevato indice di plasticità sia vantaggioso per lo stampaggio per estrusione, è soggetto a screpolature durante l'essiccazione e la tostatura; Il basso indice di plasticità, sebbene utile per l'essiccazione e la tostatura, può anche portare difficoltà allo stampaggio. Se l'indice di plasticità è inferiore 7, non solo lo stampaggio per estrusione è difficile, ma anche la forza del prodotto è inferiore.
Si ritiene generalmente che quando l'indice di plasticità è maggiore di 15, si chiama argilla ad alta plasticità, e quando è inferiore a 7, si chiama argilla a bassa plasticità. Solo quando l'indice di plasticità è compreso tra 7-15, l'argilla a media plasticità è la più adatta per lo stampaggio per estrusione. Maggiore è la porosità del prodotto, più complessa è la forma dei pori, più sottile è il muro, e maggiore è l'indice di plasticità richiesto durante lo stampaggio.
L'indice di plasticità delle varie materie prime varia notevolmente. L'indice di plasticità dell'argilla è relativamente alto, alcuni possono raggiungere 25 o superiore, la ganga di carbone è relativamente bassa, a volte meno di 7, e nel mezzo c'è lo scisto fangoso, Spesso 7-18.
Attraverso determinati mezzi tecnici, è possibile regolare l'indice di plasticità delle materie prime entro un certo intervallo o migliorare le prestazioni tecniche durante lo stampaggio per estrusione. Per materie prime ad alto indice di plasticità, opportuna aggiunta di ceneri di carbone, scorie, cenere volante, oppure per la diluizione è possibile utilizzare polvere di mattoni di scarto; Per materie prime con scarso indice di plasticità, estrazione anticipata, agenti atmosferici naturali, opportuno aumento di finezza, lisciviazione e allentamento dell'acqua, così come metodi meccanici come l'agitazione, rotolamento, invecchiamento, miscelazione, e l'estrusione dovrebbe essere utilizzata per migliorare. È inoltre possibile aggiungere polvere di argilla e scisto con indice di plasticità più elevato in quantità adeguata per regolare l'indice di plasticità complessivo della miscela. Quando si producono mattoni di cenere volante, come legante può essere aggiunta un'opportuna quantità di bentonite, in modo che un sottile strato di bentonite aderisca alla superficie di ciascuna particella di cenere volante. Mescolando, omogeneizzante, e spremere, la plasticità può essere migliorata per soddisfare i requisiti di stampaggio.
Va sottolineato che quando si utilizzano più materie prime per la produzione, la condizione primaria è la miscelazione accurata. Altrimenti, non solo non riuscirà a raggiungere l’effetto atteso, ma causerà anche crepe da essiccazione e ritiro dovute ai diversi tassi di ritiro delle varie materie prime.
Perché la qualità dei mattoni estrusi non dipende solo dalla plasticità delle materie prime, ma ha anche una relazione diretta con il coefficiente di attrito tra le particelle della materia prima. Le particelle con una superficie liscia e sferica hanno maggiori probabilità di fluire e compattarsi tra loro quando vengono schiacciate rispetto alle particelle con una superficie ruvida anziché sferica. Aggiungendo alcuni additivi alle materie prime e al liquido nero delle cartiere, così come gli acidi di scarto provenienti da fabbriche chimiche e galvaniche, lo speciale effetto di adsorbimento ionico e di lubrificazione che produce sulla superficie delle particelle di fango migliora notevolmente la scorrevolezza del fango quando spremuto, facilitando la compattazione e la produzione di billette di mattoni lisce e dense.
3. Tasso di contrazione
Durante il processo di essiccazione del corpo, a causa dell'evaporazione dell'acqua, le particelle si avvicinano naturalmente e si restringono di volume, che si chiama ritiro da essiccazione. La percentuale della sua lunghezza di ritiro rispetto alla lunghezza originale della billetta è chiamata tasso di ritiro della linea di essiccazione. Per materie prime con elevato tasso di ritiro nella linea di essiccazione, i loro prodotti dovrebbero essere asciugati lentamente, in caso contrario si formeranno gravi crepe nel corpo e si formeranno scorie. In produzione, è necessario che il tasso di ritiro lineare delle materie prime sia inferiore a 6%. Altrimenti, le materie prime dovrebbero essere diluite.
Durante la calcinazione, a causa di una serie di cambiamenti fisici e chimici e della perdita di alcune sostanze nelle materie prime, il prodotto finito non è solo più leggero del mattone, ma si restringe anche leggermente di volume, che è chiamato ritiro da calcinazione. La percentuale della sua lunghezza di ritiro rispetto alla lunghezza del corpo essiccato è chiamata tasso di ritiro in cottura.
4. Dry sensitivity coefficient
Durante il processo di essiccazione, as the moisture in the green body gradually evaporates, the volume also gradually decreases. Due to the fact that the drying rate and shrinkage rate inside and outside the billet are always fast on the outside and slow on the inside, questo è, the surface has already dried and started to shrink, while the inside is still “unchanged”, once the amount of shrinkage exceeds the elastic coefficient of the mud (1-2%), it will “espandere” 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.
Parlando in generale, 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, quanto più ampio è l'intervallo di temperature di sinterizzazione, più facile sarà controllare il processo di tostatura. Per mattoni forati, questo intervallo di temperatura non dovrebbe essere inferiore a 50 ℃. Questo perché la temperatura della sezione trasversale della camera del forno non può essere esattamente la stessa, spesso con temperature più alte al centro e temperature più basse ai bordi, così come alcune differenze di temperatura che si verificano vicino alla parte superiore e inferiore, lati interni ed esterni, pareti del forno, e porte. Se l'intervallo della temperatura di cottura è troppo ristretto, accadrà inevitabilmente nella stessa sezione in cui il mattone centrale è cotto bene e il mattone laterale è poco cotto; O se i mattoni sul bordo sono bruciati, i mattoni centrali sono bruciati, o se questa parte è sotto fuoco e quell'altra parte è sotto fuoco.
La temperatura di sinterizzazione dei mattoni di argilla è relativamente bassa, Di 900 ℃, while that of coal gangue bricks is relatively high, Di 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, eccetera. 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. La macchina per la rimozione delle pietre del tipo a lima rimuove efficacemente l'argilla avvolta attorno ai ciottoli, e la macchina per la purificazione dell'estrusione può anche rimuovere efficacemente le radici degli alberi, grass, e ghiaia mescolando ed espellendo il fango. Grazie all'uso di un dispositivo di rimozione delle impurità preinstallato, le impurità possono essere rimosse senza fermare la macchina, il che è molto conveniente.
2. Agenti atmosferici naturali
Le materie prime estratte vengono conservate all'aria aperta per un periodo di tempo, permettendo loro di essere esposti alla luce solare, vento, piovere, o congelato. Con l'aiuto della forza della natura, possono essere dispersi, disperso, e l'acqua può penetrare in modo uniforme. Questo è un metodo semplice ed efficace per omogeneizzare, aumentare la loro plasticità, e migliorare le loro prestazioni di asciugatura. Per lo scisto, il processo di alterazione può anche decomporre i blocchi di grandi dimensioni in blocchi più piccoli, riducendo il peso del processo di frantumazione.
3. Ritenzione del materiale bloccato (anche una forma di invecchiamento):
Dopo essere stato schiacciato, misto, ed opportunamente miscelato con acqua, il materiale fangoso viene accumulato e immagazzinato nel magazzino materiali per più di 72 ore per penetrare completamente nell'acqua, allentare e omogeneizzare il materiale del fango. Ciò non solo può migliorare la plasticità e facilitare lo stampaggio, ma riducono anche lo stress durante l'essiccazione e la tostatura, e ridurre le crepe. Abbiamo questa esperienza: il fango non utilizzato dopo la mescolatura del primo giorno è particolarmente facile da estrudere e modellare il giorno successivo, qual è il motivo.
4. Lavorazione meccanica
Lo scopo del trattamento meccanico è quello di migliorare alcune proprietà tecniche del fango. I suoi metodi includono la frantumazione, miscelazione, mescolando, macinazione, eccetera.
(1) Frantumazione
Lo scopo della frantumazione è ridurre la dimensione delle particelle, aumentare la superficie specifica, consentire al fango di entrare più pienamente in contatto con l'acqua, abbreviare il percorso affinché l'acqua penetri nel fango, e rendere il fango uniformemente e completamente bagnato. L'attrezzatura adatta dovrebbe essere selezionata in base alle proprietà fisiche, misura del blocco, e il grado di frantumazione richiesto per il materiale.
Per esempio, per materie prime fragili, difficile, e hanno un basso contenuto di umidità naturale, si consiglia l'utilizzo di attrezzature di frantumazione ad urto. Se vengono utilizzati vari frantoi a martelli e frantoi a urto per frantumare finemente varie ganghe e scisti di carbone medio duro; Utilizzare un frantoio a gabbia per frantumare finemente vari scisti più duri e naturalmente ad alto contenuto di acqua; Utilizzo di un frantoio a rulli per frantumare scisti teneri con un elevato contenuto di umidità naturale; Utilizzare un mulino a sfere a secco per macinare la ganga di carbone duro o lo scisto con un contenuto di umidità naturale inferiore 3%; Utilizzo di frantoi a mascelle o frantoi a urto più grandi per frantumare la ganga di carbone o lo scisto con durezza media o superiore; Utilizzando una macchina a rulli dentati per frantumare scisto morbido e argilla.
(2) Miscelazione
Lo scopo della miscelazione è miscelare completamente polveri con proprietà diverse, “penetrare” l'un l'altro, integrare i rispettivi punti di forza e di debolezza, e migliorare le prestazioni complessive delle polveri. A causa della dispersione di particelle di polvere secca, ci sono più opportunità di contatto reciproco, rendendolo facile da mescolare, mentre la polvere bagnata ha formato ammassi più grandi, con minori opportunità di contatto reciproco tra le polveri, rendendo difficile mescolare accuratamente.
Inoltre, le polveri con densità apparenti simili sono più facili da miscelare bene, mentre le polveri con densità apparenti significativamente diverse sono più difficili da miscelare bene. Per esempio, la densità apparente delle ceneri volanti è solo circa la metà di quella dello scisto o della ganga di carbone, e se è leggero, galleggerà verso l'alto, rendendo difficile mescolare bene. Perciò, nella produzione di mattoni di scisto di ceneri volanti o di mattoni di ganga di carbone di ceneri volanti, diversi tipi di polvere secca vengono spesso inviati in proporzione al frantoio a gabbia o al frantoio a martelli con barra crivellante (piatto del setaccio) rimosso per la miscelazione a secco, che ha l'effetto migliore.
(3) Mescolando
La plasticità della polvere si ottiene mediante l'accurata miscelazione e penetrazione dell'acqua. La funzione principale dell'aggiunta di acqua e dell'agitazione è garantire che l'acqua e la polvere siano completamente miscelate, 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%. Tuttavia, 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. Perciò, it is necessary to sprinkle water evenly at the beginning of mixing the powder to fully utilize its function.
(4) Grinding and grinding
Lo scopo della macinazione è quello di mescolare ulteriormente accuratamente vari materiali di fango, consentire all'acqua di penetrare ulteriormente, rendere le prestazioni complessive dei materiali del fango uniformi e coerenti, facilitare lo stampaggio, e prevenire le crepe causate da un restringimento irregolare. Proprio come impastare la pasta, “migliore è l'impasto, migliore è il sapore del Mantou”.
In questo momento, le apparecchiature di macinazione più comunemente utilizzate comprendono varie macchine a rulli di frantumazione fine, mulini a ruota, macchine impastatrici, e mescolando estrusori.
Macchina a rulli per frantumazione fine: La macchina a rulli utilizzata nella produzione di mattoni non solo frantuma e spreme il fango a causa della significativa differenza di velocità lineare tra le due superfici del rullo, ma anche strofina e lacera lo spremuto “pelle di fango” per un'ulteriore miscelazione nel processo successivo.
Mulino a ruota: La velocità lineare della superficie del rullo della macchina a doppio rullo è di circa 10 metri al secondo, e il doppio rullo di frantumazione fine ad alta velocità è sopra 12 metri al secondo. Il tempo necessario affinché il fango venga spremuto con forza all'incrocio dei due rulli è estremamente breve. La velocità lineare della superficie della ruota del mulino è inferiore a 2 m/secondo, quindi il suo tempo di azione sul fango è molto più lungo. Inoltre, la velocità lineare di ciascun punto nella direzione assiale della superficie della mola varia con la sua distanza dal centro del disco abrasivo. Perciò, non solo frantuma e frantuma il fango, ma ha anche varie funzioni come impastare, lacrimazione, e miscelazione, svolgendo così un effetto completo sul rullo e sul mixer combinati.
Materiali plastificanti
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
