Способ пластического формования керамических изделий и устройство для его осуществления

 

Использование: изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к формованию керамического кирпича на ленточных прессах, и может быть реализовано на действующих кирпичных заводах. Сущность изобретения: отличительной особенностью предлагаемого способа пластического формования является то, что смазку поверхности формуемого бруса жидкостью осуществляют вне полости мундштука при давлении жидкости, уравновешивающем давление глиняной массы на стенки формообразователя. Заявленное устройство для осуществления данного способа включает узел смазки, который установлен на прессе между прессовой головкой и мундштуком и снабжен автономной системой циркуляции жидкости. Причем его контактирующая с формуемой глиняной массой поверхность выполнена из пористого износостойкого материала, а мундштук изготовлен из высокохромистого белого чугуна 2 c. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к формованию стенового кирпича на ленточных прессах.

Известен способ пластического формования кирпича на ленточных прессах, включающий экструдирование материала через мундштук пресса и подачу смазывающего агента на внутреннюю его формобразующую поверхность [1] Для осуществления этого способа в конструкции мундштука предусматривают систему подачи жидкости через орошаемую рубашку (чешую).

С одной стороны, этот прием весьма эффективен для снижения коэффициента трения, т. к. смазку рабочей поверхности мундштука и глиняного бруса осуществляют в зоне наибольшего сжатия керамической массы, а с другой стороны, применение орошаемых мундштуков приводит к переувлажнению поверхности глиняного бруса, что отрицательно влияет на качество кирпича-сырца при последующей сушке изделий. К тому же орошаемый мундштук сложен в изготовлении, вызывает перерасход жидкого агента и приводит к загрязнению рабочих мест на формовочном участке, а его защитная рубашка (чешуя) недолговечна в эксплуатации и из-за интенсивного абразивного изнашивания подвержена частой замене.

Известно [2] что с целью улучшения сушильных свойств керамической смеси, т. е. предотвращения образования на изделиях сушильных трещин, рекомендуется торцевую и ложковую поверхность кирпича-сырца покрывать влагозадерживающими жидкими пленками, выравнивающими скорость сушки поверхностных и внутренних слоев материала изделия и величину усадки в этих слоях по времени. Однако традиционные способы нанесения на поверхность изделий влагозадерживающих покрытий (использование орошаемых мундштуков, нанесение покрытий на поверхность бруса после его выхода из полости мундштука и др.) приводят к перерасходу дорогостоящих покрытий, не обеспечивают равномерности слоя и поэтому на практике этот метод не нашел распространения ввиду низкой экономичности.

Целью изобретения является снижение расхода смазывающего материала, улучшение качества изделий и экологических условий труда на формовочном участке, а также снижение себестоимости продукции, и она достигается в заявленном способе пластического формования кирпича путем разделения операций: подачи смазывающего агента на поверхность формуемого бруса и формирования его окончательных геометрических параметров, по месту осуществления на прессе.

Способ сводится к тому, что смазку поверхностного слоя бруса осуществляют вне полости мундштука при давлении жидкости, уравновешивающем давление глиняной массы на стенки формообразующего устройства, а затем брус направляют в полость мундштука. При этом смазку поверхности бруса можно осуществлять влагозадерживающими жидкостями, например водными растворами этиленгликоля или глицерина и т.п. По предлагаемому способу брус, вышедший из прессовой головки, поступает в узел смазки, в котором на его поверхности по всему периметру подают смазывающую жидкость под давлением, равным или немного превосходящим давление прессуемой глиняной массы на стенки формообразующей полости смазывающего узла пресса, благодаря чему обеспечивается весьма экономное расходование смазывающего агента и непрерывный перенос его в виде тонкого слоя (пленки) на рабочую поверхность мундштука при последующем прохождении бруса через его полость. При прохождении бруса через полость мундштука, т.е. через зону более высокого сопротивления движению, происходит втирание тонкого слоя жидкой смазки в поверхность глиняного бруса с образованием на ней тонкой равномерной жидкой пленки. В результате формовочные свойства поверхностного слоя бруса улучшаются за счет повышения пластичности и спонтанно затираются поверхностные дефекты формования, что обеспечивает улучшение товарного вида изделий. Переувлажнения поверхностного слоя не происходит, что в конечном итоге уменьшает склонность глиняной массы к образованию сушильных трещин и поверхностной корки на изделиях.

Осуществление данного способа с помощью известных устройств не представляется возможным.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является мундштук с регулируемой в зависимости от изменения давления глиняной массы в его полости подачей смазывающего агента [3] прототип.

Известная конструкция мундштука содержит корпус, плиту, соединенную прокладкой с корпусом, магистраль подачи смазывающего агента и регулятор подачи смазки, состоящий из емкости с впускным и дренажным отверстиями, и днищем в виде мембраны. Мембрана регулятора реагирует на изменение давления формуемой массы и перекрывает впускное отверстие, уравновешивая тем самым давление смазывающего агента, поступающего в полость мундштука, с давлением глиняной массы в полости.

Недостатками известного устройства являются: 1. Усложнение конструкции мундштука при относительно быстром абразивном изнашивании его рабочей поверхности.

2. Частое засорение кольцевого канала подачи смазывающего агента по всему периметру внутренней поверхности мундштука из-за падения напора (давления) жидкости по длине кольцевого канала и неравномерности давления глиняной массы на стенки в полости пресса и мундштука, в частности, что обуславливает ненадежную работоспособность регулятора давления, периодическую неравномерность покрытия поверхности глиняного бруса смазывающим агентом, частые остановки пресса на очистку кольцевого канала и его высокую трудоемкость.

Предлагаемое устройство для формования керамических изделий на ленточном прессе включает прессовую головку, мундштук и автономный узел подачи смазки под давлением, уравновешивающим давление глиняной массы на его стенки, отличается тем, что автономный узел подачи смазки размещен между прессовой головкой и мундштуком, выполнен полым с замкнутой системой циркуляции жидкости, при этом контактирующая с глиняной массой поверхность его выполнена из пористого материала, например керамики, а мундштук изготовлен из высокохромистого белого чугуна.

В известных устройствах для пластического формования керамических изделий мундштук, как правило, выполняет две технологические функции, а именно: окончательное формирование глиняного бруса со строго регламентированными выходными размерами и орошение его поверхности жидкостью непосредственно в полости мундштука, что снижает трение и устраняет на изделиях такой вид дефектов, как "драконов зуб".

Предлагаемое техническое решение позволяет не только разделить по месту выполнения функций известного орошаемого мундштука, что весьма положительно уже влияет на качество торцуемых изделий, но и позволяет существенно повысить в целом надежность и долговечность технологической оснастки для формования изделий на ленточных прессах за счет применения износостойких материалов и предотвращения засорения (закупорку глиной) каналов узла смазки.

На чертеже схематично показан продольный разрез устройства.

Устройство установлено на ленточном прессе и содержит мундштук 1, выполненный цельнолитым из высокохромистого белого чугуна, узел подачи смазки 2, который соединен шлангами с насосом 3 и баком для смазывающей жидкости 4. Автономный узел подачи смазки 2 установлен между мундштуком 1 и прессовой головкой 5 и состоит из корпуса 6, внутри которого по периметру выполнен сквозной проточный канал 7, и стенки 8 из пористого материала (обожженной керамики), отделяющей полость канала 7 от формуемой массы. Стенка 8 имеет поры (отверстия) 9, соединяющие полость канала 7 с поверхностью движущегося бруса. Насос 3 имеет параметры по напору жидкости, уравновешивающие давление формуемой массы на стенку 8 корпуса узла подачи смазки, например 6-16 кг/см², и по расходу жидкости, обеспечивающему покрытие поверхности бруса непрерывной тонкой пленкой, и соединен с предохранительным 10 и подпорным 11 клапанами.

Устройство работает следующим образом. Одновременно включают подачу формуемой массы (пресс) и насос, который обеспечивает циркуляцию жидкости по каналу 7, откуда она через поры 9 под уравновешивающим давлением подается на поверхность движущегося бруса. Настройку на необходимое давление циркулирующей жидкости обеспечивают подпорным 11 и предохранительным 10 клапанами.

Глиняный брус после выхода из головки пресса вначале поступает в узел подачи смазки, а затем в полость мундштука, где осуществляется доуплотнение и окончательно формируются его размеры.

Таким образом, заявленное устройство в результате разделения операций по месту осуществления позволяет предотвратить труднорегулируемое избыточное поступление жидкости в полость мундштука на входе и выходе из него, в результате чего ликвидируется вынос агента из полости мундштука, загрязнение рабочего места на формовочном участке, устраняются негативные последствия переувлажнения поверхностных слоев бруса и при этом осуществляется стабильная непрерывная смазка внутренних стенок мундштука, благодаря чему достигается снижение трений движущейся глиняной массы в полости мундштука, и упрощена конструкция мундштука.

В предлагаемом устройстве для повышения качества изделий (длительная стабильность размеров и улучшение товарного вида) мундштук выполнен из высокохромистого белого чугуна уникального по абразивной износостойкости и антикоррозионным свойствам металлического сплава. Это обеспечивает повышение срока службы мундштука в 5-10 раз в условиях воздействия высокоабразивной и коррозионной среды, каковой является увлажненная керамическая смесь. Высокохромистые белые чугуны в структуре карбидной фазы содержат очень твердые и достаточно прочные тригональные и кубические карбиды хрома и поэтому являются уникальными по сопротивлению, абразивному изнашиванию металлическими сплавами, а высоколегированная хромом металлическая основа этих сплавов обеспечивает им высокую коррозионную стойкость даже в морской соленой воде и в кислых и щелочных водных растворах. Примером таких сплавов могут быть чугуны марок: ИЧХ20Р, ИЧХ2ОТ и др. содержащие 2,5-3,0% углерода, 17-23% хрома и в качестве микролегирующих и модифицирующих элементов до 0,1-0,15% бора, титана и др.

Контактирующая с формируемой глиняной массой внутренняя стенка корпуса узла подачи смазки также подвержена интенсивному изнашиванию, поэтому ее выполняют из износостойкого пористого материала керамики, который в увлажненном состоянии легко (формовкой) приобретает необходимую форму и в котором наколами весьма просто выполняются тонкие сквозные отверстия-поры, а в обожженном состоянии приобретает высокую твердость и абразивную износостойкость, являясь при этом весьма стойким материалом к воздействию коррозионной среды.

Применение в способе известных влагозадерживающих материалов в качестве смазки позволяет, наряду с повышением сушильных свойств изделий, снизить коэффициент трения, в результате повышается производительность пресса и снижаются энергозатраты на формование бруса.

Формула изобретения

1. Способ пластического формования керамических изделий, включающий выдавливание глиняного бруса через мундштук ленточного пресса и подачу смазывающего агента на его поверхность под давлением, уравновешивающим давление глиняной массы на стенки мундштука, отличающийся тем, что подачу смазывающего агента на поверхность глиняного бруса производят до направления его в мундштук, а смазывание внутренних стенок последнего осуществляют по всей длине с помощью глиняного бруса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве смазывающего агента применяют влагозадерживающие жидкости, например водные растворы этиленгликоля или глицерина.

3. Устройство для формования керамических изделий, включающее прессовую головку, мундштук и автономный узел подачи смазывающего агента под давлением, уравновешивающим давление глиняной массы на его внутренние стенки, отличающееся тем, что автономный узел подачи смазывающего агента размещен между прессовой головкой и мундштуком и выполнен с замкнутой системой его циркуляции, при этом контактирующая с глиняной массой поверхность автономного узла выполнена из пористого материала, например керамики, а мундштук из высокохромистого белого чугуна.

РИСУНКИ

Рисунок 1