Занятие №6. Расчет шихтового состава масс при изменении влажности

Материал для дистанц. обучения МДК-01. продолжение

Преподаватель Неклюдова Т.Л.

Занятие №5 27.03.2020

Занятие №5. Виды керамических масс. Расчет шихтового состава масс с учетом влажности сырья и заданной рабочей влажности масс (лекция).

План проведения занятия

1.Ознакомление с видами масс с различной рабочей влажностью и особенностями их использования. (табл.1)

2. Ознакомление с понятием рабочая влажность масс и ее определение.

3. Ознакомление с расчетом шихтового состава масс с учетом влажности сырья и заданной рабочей влажности массы.

Задание:

Прочитать предложенный материал

2. Законспектировать:

- разновидности керамических масс, рабочая влажность,

-область применения пластичных керамических масс, пресс-порошков и шликеров, достоинства и недостатки этих видов масс при использовании;

- пример расчета шихтового состава масс с учетом влажности сырья и заданной рабочей влажности массы.

Формовочные керамические массы содержат твердую фазу и временную технологическую связку. В качестве технологической связки применяют воду или термопластичные связки (парафин, твердые жиры и т.д.). Виды масс с водной технологической связкой отличаются содержанием воды (влажностью).

В производстве керамических изделий используют массы трех видов, характеристика которых представлена в таблице 1:

‑ Пластичные

‑ Жидкие (шликер)

‑ Порошкообразные

Из пластичных масс формуют каменно-керамическую посуду, художественную керамику, изготавливают изоляторы, трубы и другие изделия технического назначения.

Из жидких керамических масс с определенной текучестью и фильтрующей способностью отливают изделия в гипсовых или полимерных формах. Этот способ менее производителен, чем формование из пластичных масс и пользуются им в тех случаях, когда необходимо изготовить изделия сложной формы (скульптуры, вазы, сервизы, суповые чаши и.т.д.)

Порошкообразные массы применяют в тех случаях, когда наиболее удобным и производительным оказывается прессование или штампование изделий. Прессование изделий из порошков обеспечивает наиболее точно их размеры, но требует значительных усилий прессования (50-100 Мпа).

Таблица 1. Виды масс, их свойства и область применения

Вид массы. . Рабочая влажность формовочной массы W, %; плотность суспензиии ρ, г/см³	Шликер для сливного литья 29-32% ρ =1,72-1,74	Шликер для наливного литья 29-32% ρ =1,72-1,74	Пластичная формовочная масса , 18-24%	Пресс-порошок для прессования 3-11%
Вид изготавли-ваемых изделий	Тонкостенные (2-4мм) скульптуры, тонкостенные предметы посуды, имеющие рёбра жёсткости, вазы и другой пустотелый ассортимент	Приставные части изделий (носики, ручки и элементы приставного декора), Полнотелые изделия переменной толщины (до 7-9мм)	Тела вращения (чашки, блюдца, тарелки), другой полый и плоский и ассортимент с толщиной стенки более 3 мм. Изготовление стеновой керамики методом формования на ленточных прессах, экструзией	Изделия сложной формы и переменной толщины
Достоинства	1.Изготовление сложных тонкостенных изделий с приставными деталями. 2. Возможность быстрой смены выпускаемого ассортимента	1.Изготовление толстостенных изделий и изделий с переменной толщиной стенки. 2. Возможность быстрой смены выпускаемого ассортимента	Высокая производительность, автоматизация	1.Изготовление изделий сложной формы и переменной толщиной 2.Небольшая деформация и усадка, малые затраты на сушку из-за низкой влажности. 3.Высокая производительность, автоматизация
Недостатки	1.Высокая вероятность треска и деформации полуфабриката во время сушки и обжига. 2.Невысокая производительность. 3.Трудоемкость и слабая автоматизация	1.Невысокая производительность. 2.Трудоемкость и слабая автоматизация	1.Не такая тонкая стенка, как при литье. 2.Способ пригоден не для всех форм изделий.	Высокая стоимость оборудования и оснастки, как следствие, высокие затраты при изменении ассортимента

Влажность – один из основных параметров, контролируемых на стадиях подготовки масс, формования и сушки керамического полуфабриката. Каждый метод формования предусматривает применение массы определенного интервала влажности с допустимым допуском отклонения до 0,2-0,4%. Содержание воды в материале выражают в % по отношению к общей массе влажного или сухого материала. Первую величину называют относительной влажностью - Wотн (%), вторую абсолютной - Wабс (%). Расчет ведется по формуле:

Wабс = (m_вл – m_сух) / m_сух·100%;

Wотн = (m_вл – m _сух) / m_вл·100%;

где m_вл. и m_сух – масса влажного и сухого материала в г.

Влажность определяют гравиметрическим способом (высушиванием). Навеску материала массой 50 -100г взвешивают в бюксе на технических весах с точностью до 0,01г, затем сушат в сушильном шкафу при 105-110˚С в течение 2-4ч. Бюкс с высушенным материалом накрывают крышкой, переносят в эксикатор, охлаждают и взвешивают. Определения проводят на 2-3 параллельных пробах. Значения влажностей рассчитывают по вышеуказанным формулам. Погрешность определения влажности составляет около 0,1%. Обычно для технологических расчетов используют относительную влажность - Wотн (%), Для определения количества материалов во влажном и сухом состоянии используют формулы:

Для расчета количества материала с влажностью Wотн

М вл = m_сух·100% / (100 – Wотн) ;

Для расчета количества сухого вещества во влажном материале

М сух = m_вл· (100 – Wотн) / 100;

Для пересчета количества материала при изменении его влажности

с W₁ на W₂;

М _W₁ = М _W₁· (100 – W₁) / (100 – W₂) ;

При расчете шихтового состава массы рассчитывается содержание сырьевых компонентов с учетом их влажности и количество воды, необходимое для приготовления массы с рабочей влажностью. Нормальной рабочей влажностью для пластичных масс считается такое содержание воды, при котором масса хорошо формуется, не прилипая руке или металлу; для других видов масс нормальная рабочая влажность - это оптимальное количество воды, обеспечивающее нужные свойства (текучесть, прессуемость).

Колебания влажности масс, не нарушающие нормальное течение технологического процесса и не вызывающие появления дефектов и брака, допустимы в очень узких пределах (± 0,2-0,4%). Поэтому очень важным этапом приготовления керамической массы является расчет шихтового состава с учетом влажности сырья и заданной рабочей влажности масс.

Рассмотрим пример. Дан шихтовой состав массы и влажность сырья. Надо. рассчитать необходимое количество загружаемых сырьевых материалов с учетом их влажности и воды для получения 5т массы с влажностью 21% по приведенному рецепту.

Шихтовой состав фарфоровой массы.

Сырьевые материалы	Шихтовой состав, вес.%	Влажность сырьевых материалов,%
Глина Ново-Райская	20,0	19
Пегматит Ковдорский	30,0	0,5
Кварцевый песок ВС 050-1	20,0	5,0
Каолин Журавлиный Лог	25,0	15
Фарфоровый череп	5,0	0,5
	Σ=100	-

1. Необходимо глины Ново –Райской в абсолютно сухом состоянии, в т:

5*20/ 100= 1т

Необходимо глины с учетом ее карьерной влажности 18 % ;

1т*100 / (100 – 19) = 1,235 т

2. Необходимо пегматита в абсолютно сухом состоянии, в т:

5*30/ 100= 1,5т

Необходимо пегматита с учетом влажности 0,5 %;

1,5т*100 / (100 – 0,5) = 1,508 т

3.Необходимо кварцевого песка ВС 050-1 в абсолютно сухом состоянии в т:

5*20/ 100= 1т

Необходимо песка с учетом влажности 5 % ;

1т*100 / (100 – 5) = 1,053 т

4. Необходимо каолина в абсолютно сухом состоянии, в т:

5*25/ 100= 1,25т

Необходимо каолина с учетом влажности 15 % ;

1,25т*100 / (100 – 15) = 1,471 т

5. Необходимо фарфорового черепа в абсолютно сухом состоянии, в т:

5*5/ 100= 0,25т

Необходимо фарфорового черепа с учетом влажности 0,5 % ;

0,25т*100 / (100 – 0,5) = 0,251 т.

При правильном расчете сумма всех компонентов в сухом состоянии рана 5т.

6. Необходимо добаввить воды к 5т сухой шихты, чтобы получить влажность массы 21% ;

5т*100 / (100 – 21) = 6,329 т

Чтобы определить количество воды, которое надо добавить в шихту, состоящую не из сухих, а из влажных компонентов, надо из полученной величины вычесть суммарное количество всех компонентов с учетом влажности: 1,253 +1,508+1,053+1,471+0,251= 5,518 т.

Итого количество воды для приготовления массы составит 6,329 – 5,518 = 0,811 т или 811 л.

Полученные данные сводят в таблицу.

Сырьевые материалы	Шихтовой состав, вес.%	Влажность сырьевых материа-лов,%	Количество сырья в абсолютно сухом состоянии, т	Количество сырья с учетом влажности, т	Количество воды для приготов-ления массы, т
Глина Ново-Райская	20,0	19	1	1,235
Пегматит Ковдорский	30,0	0,5	1,5	1,508
Кварцевый песок ВС 050-1	20,0	5,0	1	1,053
Каолин Журавли-ный Лог	25,0	15	1,25	1,471
Фарфоро-вый череп	5,0	0,5	0,25	0,251
	Σ=100	-	Σ=5 т	Σ=5,518 т	0,811 т

Занятие №6. Расчет шихтового состава масс при изменении влажности

(практическое занятие).

План проведения занятия

1. Законспектировать пример расчета шихтового состава масс при изменении влажности сырья.

2. Произвести расчет шихтового состава масс при изменении влажности сырья по заданию.

Задание: произвести необходимые расчеты практического задания, в тетради можно записать и выслать на проверку только итоговую таблицу.

В реальном производстве влажность сырья может изменяться при поступлении новой партии сырья, времени года, нарушении условий хранения. Для получения керамической массы с заданной рабочей влажностью на производстве постоянно проводят контроль влажности сырья, и при необходимости осуществляют корректировку количества загружаемых материалов и количества добавляемой в массу воды. Рассмотрим пример.

Необходимо рассчитать количество загружаемых материалов с учетом их влажности и количества воды для получения 1500 кг (в абсолютно сухом состоянии) массы с влажностью 22 % по приведенному рецепту:

глина латненская 60% с влажностью 16%; шамот 40% с влажностью 0,5%.

Произвести корректировку загрузки при изменении влажности глины до 13%.

Порядок расчета.

Шихтовой состав фарфоровой массы.

Сырьевые материалы	Шихтовой состав, вес.%	Влажность сырьевых материалов,%
Глина Латненская	60,0	16
Шамот	40,0	0,5
	Σ=100	-

1. Необходимо глины в абсолютно сухом состоянии, в кг:

1500*60/ 100= 900 кг

Необходимо глины с учетом ее карьерной влажности 16 % ;

900 *100 / (100 – 16) = 1071 кг

2. Необходимо шамота в абсолютно сухом состоянии, в кг:

1500*30/ 100= 600 кг

Необходимо пегматита с учетом влажности 0,5 %;

600*100 / (100 – 0,5) = 603 кг

При правильном расчете сумма всех компонентов в абсолютно сухом состоянии равна 1500 кг.

3. Необходимо добавить воды к 1500 кг сухой шихты, чтобы получить влажность массы 22% ;

1500*100 / (100 – 22) = 1923 кг

Итого количество воды для приготовления массы составит

1923 - 1674 = 249 л.

Полученные данные сводят в таблицу.

Сырьевые материалы	Шихтовой состав, вес.%	Влажность сырьевых материа-лов,%	Количество сырья в абсолютно сухом состоянии, кг	Количество сырья с учетом влажности, кг	Количество воды для приготов-ления массы, кг
Глина	60,0	16	900	1071
Шамот	40,0	0,5	600	603
	Σ=100	-	Σ=1500 кг	Σ=1674 кг	249 кг

При изменении влажности глины до 13% надо произвести корректировку загрузки по количеству глины и воды. Для расчета количества глины с другой влажностью воспользуемся формулой для пересчета количества материала при изменении его влажности

с W₁ на W₂;

М _W₁ = М _W₁· (100 – W₁) / (100 – W₂) ;

В нашем примере W₁=16 %; W₂=13 %

М _W₁ = 1071· (100 – 16) / (100 – 13) = 1034 кг.

Суммарное количество всех компонентов с учетом влажности теперь составит: 1034 + 603= 1637 кг

Итого количество воды для приготовления массы при использовании глины с изменившейся влажностью составит:

1923 - 1637 = 286 л.

Вывод: надо уменьшить количество глины в шихтовом составе, так как глина стала более сухой, для сохранения нужной влажности массы надо увеличить количество воды.

Обычно так и поступают на производстве: при снижении влажности сырьевого компонента снижают его количество в загрузке, увеличивая пир этом количество воды; при увеличении влажности сырьевого компонента увеличивают его количество в загрузке, уменьшая при этом количество воды. Проведение такой корректировки необходимо для сохранения неизменными рационального состава массы и влажности.

Задание: На основании данного примера каждая подгруппа по вариантам должна:

1) рассчитать количество загружаемых материалов с учетом их влажности и количества воды для получения заданного количества (в абсолютно сухом состоянии) массы с рабочей влажностью по приведенному рецепту:

Произвести корректировку загрузки при изменении влажности одного из сырьевых компонентов.

Вариант 1.

А. Рассчитать необходимое количество загружаемых материалов с учетом их влажности и воды для получения 1500 кг (в абсолютно сухом состоянии) массы с влажностью 18% по приведенному рецепту:

Тальк сырой 20% с влажностью 2%; тальк обожженный 55,5% с влажностью 2%; глина часов-ярская 15% с влажностью 12%; бентонит 4% с влажностью 15%; пегматит 3% с влажностью 1%; мел 2,5% с влажностью 2%.

Б. Произвести корректировку загрузки при изменении влажности глины до 19%.

Вариант 2.

А. Рассчитать необходимое количество загружаемых материалов с учетом их влажности и воды для получения 1000 кг (в абсолютно сухом состоянии) массы с влажностью 32% по приведенному рецепту:

Каолин 26% с влажностью 10%; тальк 2% с влажностью 2%; глина часов-ярская 23% с влажностью 12%; пегматит 28% с влажностью 1%; кварцевый песок 21% с влажностью 0,5%.

Б. Произвести корректировку загрузки при изменении влажности глины до 17%.

Вариант 3

А. Рассчитать необходимое количество загружаемых материалов с учетом их влажности и воды для получения 1000 кг (в абсолютно сухом состоянии) массы с влажностью 22% по приведенному рецепту:

Каолин 25% с влажностью 10%; глина часов-ярская 22% с влажностью 12%; пегматит 30% с влажностью 1%; кварцевый песок 21% с влажностью 0,5%; бентонит 2% с влажностью 15%.

Б. Произвести корректировку загрузки при изменении влажности каолина до 14%.

Вариант 4.

А. Рассчитать необходимое количество загружаемых материалов с учетом их влажности и воды для получения 1500 кг( в абсолютно сухом состоянии) массы с влажностью 16% по приведенному рецепту:

Тальк сырой 80% с влажностью 2%; глина часов-ярская 2% с влажностью 12%; бентонит 2% с влажностью 15%; карбонат бария 12% с влажностью 0,3%; оксид цинка 4% с влажностью 0,5%.

Б. Произвести корректировку загрузки при изменении влажности глины до 15%.

1-ая подгруппа (Ювженко Владимир, Краснов Роман и далее) вариант 1

2-ая подгруппа (Стеклянникова Анжелика, Смутилова Даша и далее) вариант 2

3-я подгруппа (Зиборов Степан, Саватеев Павел и далее) вариант 3

4- ая подгруппа (Пронькина Виктория, Первозванский Артем и далее) вариант 4

Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 510; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!