Способ удаления связки из керамических полуфабрикатов

 

727964

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 17.11.77 (2! ) 2544657/29-33 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.80.Бюллетень .% 14

Дата опубликования описания 18.04.80 (5l)M. Кл.

F 27 В 15/00

Государственный комитет ао делам изобретений и открытий (53) УДК 66.972. . 125 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. Н. Прозоров, Ю. А. Буевич, Г. А. Минаев и М. Н. Маркова

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт химического машиностроения (7!) Заявитель (54) СПОСОБ У АЛЕНИЯ СВЯЗКИ ИЗ КЕРАМИЧЕСКИХ

ПОПУФА БРИКА ТОВ .

Изобретение относится к способам термообработки различных иэделий в псевдоожиженном слое дисперсного материала и может быть использовано, в частности, при удалении технологической связки из керамических полуфабрикатов, получаемых преимущественно методом горячего литья под давлением.

Известен способ удаления технологической связки из керамических полуфаб-! о рикатов, полученных методом горячего литья под давлением, путем помещения их в холодный неподвижный слой дисперсного непористого материала и последующего нагрева до температур начала cners кания частиц керамического материала !1).

У этого способа низкая интенсивность процесса удаления связки, связанная с малой скоростью прогрева неподвижного слоя дисперсного материала, а также . большой выход бракованной продукции, выражающийся в трещинообразовании, оплавления или полной потере формы полуфабрикатов в результате невозможности

2 создания равномерного температурного поля в слое неподвижного дисперсного материала.

Известен также способ удаления технологической связки из керамических полуфабрикатов, полученных методом горячего литья, путем размещения их в псевдоожиженном слое дисперсного материала на перфорированных вставках, набранных в кассету, и последующего нагрева до температур начала спекания частиц керамического материала (2).

Данный способ является наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

По этому способу скорость псевдоожижающего агента (воздуха) устанавливают вблизи критической скорости для получения максимальных величин коэффициентов теплообмена между полуфабрикатами и псевдоожиженным слоем. Однако такой способ не позволяет проводить процесс удаления связки с максимальной интен727964

15 увеличение для различных дисперсных материалов пропорционально отношению

« с /А

Причину такого увеличения коэффициентов внешнего массообмена р легко установить, принимая во внимание, что с ростом числа вставок в слое увеличиваеч ся доля времени контакта поверхности

Ç5 тела с дискретной фазой слоя 1О, Однако увеличение возможно до некоторого определенного предела, характеризуемого влиянием торможения на гидродинамику псевдоожиженного слоя, т. е. величинами

40 Г. и . Таким образом, четко показано, > что величина отношения высоты слоя в секции к диаметру частиц должна быть строго увязана со скоростью псевдоожижения для достижения максимальной ин45 тенсивности массообмена при данной сте- пени торможения псевдоожиженного слоя.

Причем максимальные значения коэффициентов массобмена достигаются при скорости псевдоожижения, в 3,5-5,0 раэ превышающей скорость начала псевдоожижения дйоперсного материала.

Пример осуществления способа.

Исследование кинетики термообрабо1 ки изделий из технической керамики проводили в аппарате с нсевдоожиженным ,слоем непористой окиси алюминия со средним диаметром частиц с1; 0,09 мм.

Полуфабрикаты керамических изделий из живностью, в связи с чем увеличивается продолжительность процесса. Действитель. но, произвольное размещение перфорированных вставок в аппарате с псевдоожиженным слоем в сочетании со скоростью псевдоожижения приводит к снижению интенсивности массообмена между полуфабрикатами и псевдоожиженкым слоем непорисчых твердых частиц адсорбента, Так, экспериментами установлено, что торможение псевдоожиженного слоя. горизонтальными перфорированными вс тавками может приводить к значительному изменению гидродинамической обстановки в псевдоожиженном слое. При размещении в слое вставок изменяется темп роста прочности слоя от скорости псевдоожижения.

Бель изобретения — увеличение интенсивности массообмена между поверхностью полуфабрикатов и псевдоожиженным слоем в процессе удаления технологической связки при производстве керамических изделий.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемым способом удаления связки иэ керамических полуфабрикатов путем размещения их в псевдоожиженйом слое дисперсного материала на перфорированных вставках, набранных в кассеты, и последующего нагрева, отношение высоты слоя дисперсного,материала в одной секции кассеты к диаметру частиц . устанавливают в пределах Н /Д,, = 160— 190, а скорость с псевдоожижающего агента при этом поддерживают в 3,55,0 раз превышающей скорость начала поевдоожижения дисперсного материала.

На фиг. 1 представлен график функции порозности Е:. =f (мз) для различного количества; на фиг. 2 - зависимость показателя в уравнении 6=0,42Am с э от (

Как показали эксперименты, торможение слоя вставками увеличивает пороэность слоя в результате уменьшения скорости подъема 1.азовых пузырей и, следовательно, доли времени койтакта дискретйой фазы слоя %, с погруженной, "поверхностью, причем это увеличение является функцией отношения Н /d. (фиг. 1).

С другой стороны, как было установлено, механизмы теплообмена и массообмена псевдоожиженного слоя с погру4 женной в него поверхностью существенно различны. В то время как теплообмен определяется в основном присутствием в слое твердых частиц и отводом тепла ими от поверхности тела, массообмен при наличии испарения с поверхности сильно зависит от количества газа, контактирующего с поверхностью тела. Другими словами, в отличие от теплообмена, на внешний массообмен должна оказывать более существенное влияние величина доли времени контакта поверхности с газовыми пузырями.

Такой вывод прямо подтвержден экс. периментами с керамическими полуфабрикатами (фиг. 3), в которых получены результаты определения коэффициентов внешнего массообмена от скорости псевдоожижения в свободном и эаторможенном слоях. Можно видеть, что максимум коэффициентов сдвигается в сторону

/, меньших величин скорости с увеличением числа размещаемых в слое вставок, что эквивалентно (при сохранении постоянной высоты слоя засыпки} уменьшению расстояния между вставками Н . При этом

727964

0,5

04 дЮ

4), ф сек

ЮЯ

Asz./

5 стеатитовой массы СПК-1 размещали в

1 слое на горизонтальных перфорированных вставках с живым сечением 45-55%.

Расстояние между вставками изменили от 14,5 до 44 мм, что отвечало изменению отношения Н f А„. в пределах

160-490. Скорость псевдоожижения поддерживалась в пределах 3,5-5,0 от скорости начала псевдоожижения дисперсного материала. Причем для отношения 10

Н /4 160, что соответствует макси-, мальному количеству вставок в аппарате, скорость минимальна са =3,5 co „ .

Из фиг. 3 видно, что максимальная интенсивность массообмена при максималь- ном расстоянии между вставками (Нс d„=

=490) наблюдается при скорости, в 5 раз превышающей критическую (кривая 1).. дальнейшее увеличение л не приводит к росту интенсивности удаления связки (кривая выходит на прямую). При максимальном торможении слоя (Нс/4„=160) максимальная интенсивность соответствует скорости 3,5 ж,ц, (кривая 2).

При меньшей скорости процесс замедляется, так как коэффициент падает.

Изобретение позволяет значительно увеличить интенсивность процесса удаления технологической связки из керамических полуфабрикатов при осуществлении его в псевдоожиженном слое, заторможенном в различной степени горизонтальными перфорированными вставками с распо6 ложенными на них изделиями. Таким образом, экономическая эффективность изобретения состоит в сокрашении длительности процесса термообработки и увеличении производительности оборудования.

Формула изобретения

Способ удаления связки из керамичес ких полуфабрикатов путем размещения их в псевдоожиженном слое дисперснот оматериала на перфорированных вставках, набранных в кассеты, и последующего нагрева, о т л и ч а ю m и и с я тем, .что, с целью интенсификации процесса массообмена псевдоожиженным слоеь. и полуфабрикатами, отношение высоты слоя дисперсного материала в одной секции кассеты к диаметру частиц устанав- ливают в пределах Нс/Д „=160-490, а скорость псевдоожижаюшего агента при этом поддерживают в 3,5-5,0 раз пре; вышаюшей скорость начала псевдоожижения дисперсного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Грибовский П. О. Горячее литье керамических изделий. М., Госэнергоиэдат, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР № 450070, кл. Г 27 В 15/00, 1972 (прототип).

72 7964

PpA3/д ч nifPm din

Ю/У ЮУЮ

Фиг.5

Составитель Л. Мапук

Редактор И. Марголис ТехредМ. Келемещ Корректор О, Ковинская

Заказ 1116t40 Тираж 671 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам, изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4