Вибір оптимальних технологічних параметрів виробництва шамотних вогнетривів і їх взаємозв’язок з основними властивостями виробів
Умови служби шамотних вогнетривів для футеровки вагранок і вимоги, які пред'являються до якості виробів. Взаємозв'язок властивостей вогнетривів з параметрами технології їх виготовлення. Оптимальні технологічні параметри виготовлення шамотних вогнетривів.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | украинский |
Дата добавления | 04.02.2010 |
Размер файла | 849,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Встановлено, що відносне ущільнення пресовок в даному інтервалі тиску зменшується з ростом відношення а:b, тобто величина а:b характеризує сукупність факторів, які утруднюють ущільнення пресовки.
Рівняння А.С.Бережного може бути застосовано без змінення загальної формули, а лише при інших значеннях констант а і b, Враховуючи це, для визначення залежності між тиском пресування і відкритою пористістю та щільністю випалених виробів його використовують для встановлення оптимальних параметрів пресування.
Для визначення коефіцієнтів рівняння а і b достатньо двох експериментів, які виконано при двох суттєво різних тисках Р1 і Р2 з визначенням істинної пористості пресовок або відкритої пористості випалених виробів П1 і П2.
Для вибору оптимального тиску пресування необхідно розрахувати константи а і b в рівнянні А.С.Бережного, виконати розрахунки пористості шамотних виробів при різних значеннях зусилля пресування та провести аналіз і відкритої пористості в залежності від технологічних параметрів виготовлення виробів: вологості маси і тиску пресування, зернового складу вогнетривкої шихти. Залежність відкритої пористості від тиску пресування і вологості мас з різким типом укладок зерен подати графічно.
При виборі оптимального тиску пресування при постійній вологості шамотної маси визначаємо константи а і b в рівнянні А.С.Бережного шляхом розв'язування системи рівнянь:
П1 =а-blg Р1
П2 = а-blg Р2
де П1 і П2 - відкрита пористість виробів, які сформовані при різних значеннях тиску пресування,%;
а,b - константи рівняння;
Р1 і Р2 - тиск пресування, Н/мм2.
Тоді значення констант рівняння А.С. Бережного можна розрахувати за формулами:
b = (П1-П2):lgР2/Р1
a = П1 +blg Р1
Розрахуємо коефіцієнти а і b для мас з різним типом укладки зерен.
Для мас безперервного зернового складу:
- вологість вогнетривкої маси 5%, тиск пресування Р1=20 Н/мм2, Р2=100 Н/мм2
b = (24,8 - 21,8):lg100/20 = 3,00: 0,699 = 4,29
а = 24,8 + 4,29lg20 = 24,8 + 4,29*1,301 = 30,38
П = 30,38 - 4,29 lgР,%
- вологість вогнетривкої маси 7,5%, тиск пресування Р1=20 Н/мм2, Р2=100 Н/мм2
b = (24,2 - 21,0):lg100/20 = 3,20: 0,699 = 4,58
а = 24,2 + 4,58lg20 = 24,2 + 4,58*1,301 = 30,16
П = 30,16 - 4,58 lgР,%
Для мас перервного зернового складу:
- вологість вогнетривкої маси 5%, тиск пресування Р1=20 Н/мм2, Р2=100 Н/мм2
b = (22,5 - 20,4):lg100/20 = 2,10: 0,699 = 3,00
а = 22,5 + 3,00lg20 = 22,5 + 3,00*1,301 = 26,4
П = 26,4 - 3,00 lgР,%
- вологість вогнетривкої маси 7,5%, тиск пресування Р1=20 Н/мм2, Р2=100 Н/мм2
b = (21,6 - 19,2):lg100/20 = 2,40: 0,699 = 3,43
а = 21,6 + 3,43lg20 = 21,6 + 3,43*1,301 = 26,10
П = 26,10 - 3,43 lgР,%
Результати розрахунку констант рівняння А.С. Бережного і одержання рівнянь зведемо в табл.3.2, знайдемо відношення констант а:b і проведемо аналіз зміни пористості виробів в залежності від технологічних параметрів виготовлення виробів.
Таблиця 3.2 - Рівняння А.С. Бережного
Принцип укладки зерен |
Вологість маси,% |
Значення констант |
Відношення a:b |
Рівняння |
||
а |
b |
|||||
Безперервний |
5 |
30,38 |
4,29 |
7,08 |
П=30,38-4,29lgP |
|
7,5 |
30,16 |
4,58 |
6,59 |
П=30,16-4,58lgP |
||
Перервний |
5 |
26,4 |
3,00 |
8,80 |
П=26,4-3,00lgP |
|
7,5 |
26,1 |
3,43 |
7,61 |
П=26,1-3,43lgP |
||
Згідно з теоретичними даними для одержання виробів з мінімальною пористістю величина відношення констант рівняння а:b повинна зменшуватися. Як видно з одержаних даних для мас з перервним і безперервним зерновим складом, підвищення вологості маси до 7,5% сприяє зниженню величини а:b на 1,19 і 0,49 відповідно. Це зумовлено пластифікуючою дією води, яка знижує тертя мінеральних частинок в процесі пресуваня і забезпечує краще ущільнення маси.
Для підтвердження вищевказаного, використовуючи одержані рівняння (табл.3.2), виконаємо розрахунки величини відкритої пористості в інтервалі тиску пресування 20-100 Н/мм2, а також величину зміни пористості (?П) при підвищенні тиску пресування на 20 Н/мм2 в заданому інтервалі за формулою
?П = Пп - Пп-1,
де Пп, Пп-1, - пористість виробів, які сформовані при меншому і більшому тисках пресування відповідно,%
Результати розрахунку зведемо до табл.3.3.
Таблиця 3.3 - Розрахункові значення відкритої пористості, %
Тиск пресування, Р, Н/мм2 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
||||
lgP |
1,301 |
1,602 |
1,778 |
1,903 |
2,00 |
||||
Принцип укладки |
Безперервний |
Вологість маси |
5% |
24,79 |
23,50 |
22,75 |
22,22 |
21,78 |
|
?П,% |
1,29 |
0,75 |
0,53 |
0,44 |
|||||
?П =24,79-21,78=3,01% |
|||||||||
7,5% |
24,20 |
22,82 |
22,02 |
21,44 |
21,00 |
||||
?П,% |
1,38 |
0,80 |
0,58 |
0,44 |
|||||
?П=24,20-21,00=3,00% |
|||||||||
Перервний |
5% |
22,50 |
21,59 |
21,06 |
20,69 |
20,40 |
|||
?П,% |
0,91 |
0,53 |
0,37 |
0,29 |
|||||
?П=22,50-20,4=2,10% |
|||||||||
7,5% |
21,64 |
20,61 |
20,00 |
19,57 |
19,24 |
||||
?П,% |
1,03 |
0,61 |
0,43 |
0,33 |
|||||
?П=21,64-19,24=2,40% |
|||||||||
Графічна ілюстрація залежностей відкритої пористості шамотних вогнетривів від тиску пресування і вологості мас представлена на рис 3.1
Аналіз одержаних даних свідчить про те, що незалежно від принципу укладки зерен, підвищення тиску пресування сприяє ущільненню маси і зниженню відкритої пористості виробів. Причому, для мас як з безперервним, так і з перервним зерновим складом збільшення вологості маси від 5% до 7,5% в інтервалі тиску пресування 20-100 Н/мм2 забезпечує зниження відкритої пористості виробів на 0,01% і 0,3% відповідно.
Слід також відмітити, що в області більш високого тиску пресування(вище 60Н/мм2) інтенсивність зменшення величини відкритої пористості знижується, що викликано збільшенням тертя частинок і підвищенням вмісту у масі дрібних фракцій матеріалу, внаслідок руйнування зерен опіснювача під дією значних пресових навантажень.
Розрахуємо величину тиску пресування для виробів, які виготовлені за різними технологіями, що забезпечує виробництво вогнетривів з відкритою пористістю - 21,7%
Для розрахунку тиску пресування, який забезпечить задане значення відкритої пористості шамотних вогнетривів - 21,7%, скористаємося одержаними рівняннями.
1,2 - безперервний зерновий склад маси;
3,4 - перервний зерновий склад маси;
1,3 - вологість маси 5%;
2,4 - вологість маси 7,5%
Рисунок 3.1 - Вплив тиску пресування і вологості маси на зміну відкритої пористості шамотних вогнетривів
для мас з безперервним типом укладки зерен:
- вологість маси 5%: П = 30,38-4,29lgP
21,7 = 30,38-4,29 lgP
lgP = (30,38-21,7)/4,29
lgP = 2,023
Р = 102,023 = 105,4 ? 105 Н/мм2
- вологість маси 7,5%: П = 30,16-4,58lgP
21,7 = 30,16-4,58 lgP
lgP = (30,16-21,7)/4,58
lgP = 1,847
Р = 101,847 = 70,3 ? 70 Н/мм2
для мас з перервним типом укладки зерен:
- вологість маси 5%: П = 26,4-3,00lgP
21,7 = 26,4-3,00 lgP
lgP = (26,4-21,7)/3,00
lgP = 1,566
Р = 101,566 = 36,8 ? 37 Н/мм2
- вологість маси 7,5%: П = 26,1-3,43lgP
21,7 = 26,1-3,43 lgP
lgP = (26,1-21,7)/3,43
lgP = 1,282
Р = 101,282 = 19,14 ? 19 Н/мм2
Результати розрахункових значень тиску пресування, який забезпечує одержання виробів з відкритою пористістю 21,7%, наведено в табл.3.4.
Таблиця 3.4 - Розрахункові значення тиску пресування,Н/мм2
Принцип укладки Тиск пресування, |
Вологість маси,% |
||
5 |
7,5 |
||
Безперервний |
105 |
70 |
|
Перервний |
37 |
19 |
|
Порівнюючи результати розрахунку пресових зусиль видно, що вологість вогнетривкої маси суттєво впливає на величину тиску пресування, і досягнення заданої пористості може бути реалізовано при менших зусиллях пресування маси. Для мас безперервного зернового складу таким тиском пресування є тиск 70 Н/мм2 при вологості маси 7,5%, а для мас з перервним принципом укладки зерен оптимальний тиск пресування - 19 Н/мм2 при вологості маси 7,5%.
Для остаточного вибору технологічних параметрів необхідно враховувати той факт, що важливою експлуатаційною вимогою до шамотних виробів для футеровки вагранок є висока границя міцності при стиску.
Як видно з даних результатів визначення границі міцності при стиску шамотних виробів (див. табл. 3.1), сформованих із мас безперервного зернового складу, з підвищенням тиску пресування границя міцності виробів при вологості 5% збільшується в 1,42 рази, а при вологості 7,5% - у 1,57 рази. Це зумовлено структурою вогнетриву, розмірами пор і їх розташуванням.
Для виробів, сформованих із мас перервного зернового складу, границя міцності при стиску з підвищенням тиску пресування підвищується при вологості маси 5% в 1,40 раз і для вологості 7,5% в 1,40 рази що також пояснюється особливостями структури виробу і розподілом пор за розмірами.
Відмічено, що незалежно від вологості маси і тиску пресування границя міцності при стиску для шамотних виробів вище у випадку їх виготовлення із мас перервного зернового складу.
Таким чином, враховуючи характер зміни границі міцності вогнетривів, можна стверджувати, що при однаковій пористості - 21,7% границя міцності виробів із мас перервного зернового складу буде вище границі міцності вогнетривів безперервного зернового складу.
Тому, для виготовлення шамотних вогнетривів для футеровки вагранок пропонуються наступні оптимальні технологічні параметри:
Для вогнетривів у зоні плавки та горіння треба використовувати речовинний склад шихти, який передбачає використання перервного типу укладки зерен:
шамот фр. 3 - 0,5 мм - 55%, ССП фр. <0,088мм-45%;
вологість маси - 7,5%; тиск пресування - 19 Н/мм2.
А для інших зон вагранок можна використовувати безперервний тип укладки зерен: - шамот фр. 3 - 0 мм - 85%,
- глина фр. 2-0 мм - 15%, - вологість маси - 7,5%;
- тиск пресування - 70 Н/мм2.
Висновки і рекомендації
1 З проведеного аналізу умов служби шамотних вогнетривів, встановлено, що вони повинні володіти високою границею міцності при стиску, що є визначальною їхньою властивістю
2 Був встановлений вплив хіміко-мінералогічного та речовинного складу на властивості вогнетривів, залежність щільності укладки при пресуванні від зернового складу вогнетривких порошків, вплив параметрів пресування на ущільнення вогнетривких мас, особливості процесів структурно-фазових перетворень при термічній обробці шамотних вогнетривів та теоретичні аспекти границі міцності при стиску шамотних вогнетривів для футеровки вагранок та шляхи ії поліпшення.
3 За рівнянням А.С. Бережного для одержання виробів з мінімальною пористістю величина відношення а:b повинна зменшуватися. Аналіз рівнянь свідчить про те, що підвищення тиску пресування сприяє ущільненню маси і зниженню відкритої пористості. З цього можна зробити висновок, що ми повинні використовувати вироби, сформрвані із мас перервного зернового складу,речовинний склад яких: шамот фр. 3 - 0,5 мм - 55%, ССП фр. < 0,088мм-45%; вологість маси - 7,5%; тиск пресування - 20 Н/мм2.
4 Для поліпшення визначального показника - границі міцності при стиску необхідно регулювати розмір пор: крупні пори більш різко зменшують міцність ніж дрібні; їх рівномірне розподілення та форму: зменшення розміру пор та регулювання їх розподілення збільшують міцність вогнетривів; підібрати оптимальний тиск пресування.
Література
1 Стрелов К.К., Мамыкин П.С. Технология огнеупоров. - М.: Металлургия, 1978. - 376с.
2 Іващенко Л.В. Взаємозв'язок основних властивостей вогнетривів з параметрами технології: Конспект лекцій. - Дніпропетровськ: НМетАУ, 2002. - 61 с.
3 Плотников Л.А. Огнупоры в черной металлургии. - М.: Металлургия, 1973. - 272с.
4 Огнеупорное производство: Справочник под ред. Д.И. Гавриша. - М.: Металлургия, 1965. - Том 2. - 578 с.
Подобные документы
Умови експлуатації шамотних вогнетривів для футеровки мартенівських печей і вимоги до їх якості, особливості технології виробництва та характеристика сировинних матеріалів. Технологічна схема виробництва, напрямки покращення якості шамотних вогнетривів.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 04.02.2010Хімічний склад сировинних матеріалів для виготовлення високоглиноземістих вогнетривів. Способи підготовки маси і пресування виробів на основі андалузиту, кіаніту, силіманіту. Технологія виробництва високоглиноземістих вогнетривів, галузі їх використання.
реферат [387,4 K], добавлен 11.01.2015Характеристика сировинної бази виробництва. Обґрунтування і вибір способу виробництва. Підготовка зв’язуючої глини. Підготовка шамоту. Приготування виробів. Технологія середньо-мулітових вогнетривів. Робота сушильного апарату. Робота дезинтегратора.
курсовая работа [20,5 K], добавлен 23.01.2006Вплив різних факторів на зношення вогнетривів в зоні металу, в шлаковому поясі та на ділянці завантаження шихти. Різновиди конверторів в залежності від способу дуття. Аналіз сучасного стану і перспектив розвитку вогнетривів; периклазовуглецеві вироби.
доклад [226,0 K], добавлен 04.02.2010Області застосування вогнетривів. Показники властивостей піношамотних виробів. Карбідкремнієві вогнетриви, особливості застосування. Класифікація теплоізоляційних матеріалів. Фізико-хімічні властивості перліту. Теплопровідність теплоізоляційної вати.
курсовая работа [126,0 K], добавлен 30.09.2014Вимоги щодо сортування, транспортування та зберігання фарфорового посуду. Сировинні матеріали, що використовуються у виробництві керамічних виробів. Приготування фарфорової маси. Утільний випал виробів. Виготовлення поливи та способи глазурування.
курсовая работа [44,6 K], добавлен 13.03.2013Наукова організація праці при технології виготовлення столярно-будівельних виробів. Приклади віконних та дверних блоків. Вбудовані й антресольні шафи. Алгоритм технологічного процесу виготовлення столярно-будівельних виробів. Розрахунок матеріалів.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 06.07.2011Характеристика конструкції деталі, умов її експлуатації та аналіз технічних вимог, які пред’являються до неї. Розробка ливарних технологічних вказівок на кресленні деталі. Опис процесів формування, виготовлення стрижнів і складання ливарної форми.
курсовая работа [186,3 K], добавлен 05.01.2014Склад сировини для виробництва. Біологічні основи сортування сировини і напівфабрикату. Процеси виробництва. Асортимент хутряних та овчинно-шубних виробів та поліпшення їх якості. Вимоги до якості хутряних та овчинно-шубних виробів та зберігання.
курсовая работа [50,9 K], добавлен 21.11.2008Розробка технологічного процесу, обґрунтування вибору моделей та матеріалів. Вибір режимів обробки виробів, обладнання і пристосувань, розробка технологічної послідовності виготовлення виробів. Технологічні розрахунки та розпланування швейного цеху.
курсовая работа [439,3 K], добавлен 23.04.2010