Способ полусухого формования сырца кирпича на прессе

Реферат

 

Изобретение относится к производству строительных материалов и, в частности, к формованию огнеупорного, силикатного, керамического и других видов кирпича, преимущественно на колено-рычажном прессе. Технический результат - повышение качества сырца кирпича за счет придания ему равномерной высокой плотности по объему, повышения прочности и придания сырцу кирпича свойств, позволяющих использовать новые тенденции применения огнеупорного сырца кирпича в металлургии без обжига. Способ предусматривает дополнительное смешивание формовочной смеси на пути перемещения ее от емкости к неподвижной пресс-форме и формование формовочной смеси в несколько этапов по ходу колено-рычажного пресса, включающих этап воздействия на формовочную смесь верхним инструментом сверху-вниз и внедрение последнего в пресс-форму на глубину 20 - 25 мм при малом усилии и остановку; этап воздействия на формовочную смесь снизу-вверх нижним инструментом; этап воздействия на формовочную смесь обеими инструментами, верхним и нижним, при скорости верхнего инструмента выше скорости нижнего и движении обоих инструментов вверх; этап первой релаксации воздействия усилия на формовочную смесь, этап приложения двухстороннего максимального усилия на формовочную смесь при встречном движении верхнего и нижнего инструмента; этап вторичной релаксации усилия формования на формовочную смесь при расходящемся движении инструмента и этап повторного двухстороннего приложения максимального усилия колено-рычажного пресса к формовочной смеси и калибровки размеров кирпича. 20 ил.

Предполагаемое изобретение относится к области производства огнеупорных, строительных материалов и, в частности, к формованию сырца огнеупорного, керамического, силикатного и других видов кирпича на механическом колено-рычажном прессе.

Известен способ формования огнеупорного, керамического, силикатного и других видов кирпича на механическом прессе, заключающийся в одностороннем приложении усилия ползуна пресса к определенной дозе исходного материала, помещенной в пресс-форму.

Способ предусматривает наличие прессующего инструмента, расположенного под пресс-формой, подвижная пресс-форма устанавливается на позиции заполнения ее формовочной смесью, а затем переводится на позицию прессования, где и производится прессование с помощью рабочего инструмента (плунжера), имеющего преимущественно механический привод, ползун которого воздействует на прессующий инструмент и осуществляет уплотнение формовочной смеси в матрице, в результате чего последняя приобретает плотность, форму и размеры, предусмотренные для сырца кирпича. Затем пресс-форма с уплотненной формовочной, огнеупорной, силикатной или керамической смесью переводится на позицию выталкивания, где осуществляется выталкивание отформованного сырца кирпича за пределы пресс-формы, а затем подачи его на ленточный транспортер для последующего захвата его рабочим органом пакетировщика перед отправкой в устройство для затвердевания сырца и приобретения им свойств готового кирпича. См. например, Л.М.Хавкин "Технология силикатного кирпича", М., Стройиздат. 1982 г. , стр. 192-215; А. К. Корклит, А.П. Ларин, С.А. Лосев, В.Е. Верниковский "Производство огнеупоров полусухим способом", М., "Металлургия", 1972 г., стр. 170 - 325.

Недостаток известного способа заключается в неравномерной плотности отформованного кирпича по высоте, ограниченном ходе прессующего органа и соответственно ограниченной высоте и номенклатуре кирпича, в большом разбросе прочности кирпича.

Наиболее близким по технической сущности способом полусухого формования кирпича, принятым за прототип, является способ полусухого формования сырца кирпича на прессе, например силикатного, огнеупорного и других видов по патенту России N 2097178 с приоритетом от 12.04.96 г., заключающийся в формовании сырца кирпича в неподвижной пресс-форме в два этапа за цикл хода инструмента, причем на первом этапе в пределах 65 - 70% полного хода прессующего инструмента и 10 - 12% максимального усилия прессования осуществляют одностороннее приложение усилия снизу-вверх, а на втором этапе осуществляют двухстороннее двукратное приложение полного усилия формования.

Прототип обладает теми же недостатками, что и аналог, т.е. не обеспечивает полной гомогенности формовочной смеси в пресс-форме при однородном распространении всех фракций и кроме того не обеспечивает требуемой, например, самыми современными технологиями производства огнеупоров степени удаления воздуха из формуемой смеси в процессе формования в пресс-форме, а также управляемого сдавливания всех фракций смеси, что в совокупности снижает качество огнеупорного материала, особенно в свете новейшей технологии применения огнеупоров без предварительного отжига исходного материала, т.е. кирпича.

Недостаток прототипа способа устраняется тем, что формовочной смеси, помещенной в каретке, на пути перемещения последней от емкости (бункера) до засыпки придают дополнительное движение смешивания, перпендикулярное направлению движения смеси при перемещении ее из емкости в каретку и из каретки в пресс-форму, а формование смеси в кирпич осуществляют в несколько этапов, характеризующихся на первом этапе односторонним приложением усилия прессования ползуном при ускоренном перемещении верхнего инструмента сверху вниз, внедрением ползуна и верхнего инструмента на глубину 20 - 25 мм и остановку, затем односторонним приложением усилия прессования снизу-вверх посредством перемещения нижнего инструмента снизу-вверх при предварительной остановке верхнего инструмента, двусторонним формованием приложением усилия формования, создаваемого ползуном и прессующей рамой, при их движении в одном направлении снизу-вверх и скорости прессующей рамы и смонтированного на ней нижнего инструмента выше скорости ползуна и смонтированного на нем верхнего инструмента, снятием усилия прессования с прессующего инструмента (пластин) и релаксацией усилия формообразования кирпича при скорости ползуна, превышающей скорость прессующей рамы, осуществлением двухстороннего формования встречным движением верхнего и нижнего инструмента с максимальным усилием колено-рычажного пресса и замедлением скорости до нуля, снятием усилия формования и осуществлением вторичной релаксации усилия формообразования кирпича и, наконец, осуществлением вторичного двухстороннего приложения максимального усилия с замедленным движением инструмента.

Сопоставительный анализ с известными способами полусухого формования сырца кирпича огнеупорного, керамического, силикатного и других видов кирпича на прессе, преимущественно колено-рычажном, показывает,что заявленный способ, обеспечивающий формование смеси в кирпич в несколько этапов при двукратном приложении полного усилия формования с замедлением скорости до нуля при максимальном усилии, обеспечивает процесс формования как бы с выдержкой по времени, позволяет осуществить значительное повышение качества кирпича за счет более равномерного по объему сжатия формовочной смеси, и соответственно более однородной плотности отформованного и готового кирпича, повышенной точности его размеров за счет более полной релаксации, внутренних напряжений, вызванных давлением газовой воздушной фазы и давлением пленочной воды в межзерновых контактах, что способствует лучшей сохранности структуры отпрессованного кирпича, более высокой прочности готового кирпича за счет более тесных межзерновых контактов, и исключающей его расслоение.

Способ формования поясняется схемой цикла прессования, где фиг. 1 - исходное положение пресс-формы и пресса; фиг. 2 - ход каретки на засыпку пресс-формы, вынос кирпича на транспортер; фиг. 3 - стояние каретки на позиции засыпки, укладка кирпича на транспортер; фиг. 4 - возврат каретки в исходное положение; фиг. 5 - включение пресса. Начало хода; фиг. 6 - одностороннее формование ползуном с верхним инструментом с его остановом; фиг. 7 - одностороннее формование нижним прессующим инструментом; фиг. 8 - двухстороннее формование за счет разных скоростей движения верхнего и нижнего инструмента; фиг. 9 - снятие усилия с пресс-пластин при Vn > Vp для первого сброса воздушных включений при формовании; фиг. 10 - двухстороннее формование встречным движением и с замедлением скорости до нуля; фиг. 11 - снятие усилия формования для внутреннего сброса воздушных включений; фиг. 12 - повторное двухстороннее формование с максимальным усилием и замедлением скорости; фиг. 13 - начало выталкивания отформованного сырца кирпича из пресс-формы; фиг. 14 - конец выталкивания сырца из пресс-формы. Захват кирпича захватным устройством; фиг. 15 - опускание прессующей рамы с инструментом на регулируемый упор. Засыпка смеси; фиг. 16 - открытие и закрытие дозатора - смесителя для заполнения каретки смесью; фиг. 17 - дробилка для перемешивания дозы смеси, поданной транспортером; фиг. 18 - бункер-накопитель смеси с транспортером подачи; фиг. 19 - циклограмма способа полусухого формования сырца кирпича на прессе преимущественно колено-рычажном; фиг. 20 - график усилий полусухого формования сырца кирпича на прессе преимущественно колено-рычажном.

Способ реализуют на механическом колено-рычажном прессе следующим образом.

В исходном положении пресса муфта пресса выключена, привод заторможен (на фиг. не показан), кирпич-сырец 1 поднят над пресс-формой 2 и захвачен удерживающим устройством 3, прессующая пластина 4, закрепленная на ползуне пресса (на фиг. не показан), поднята в крайнее верхнее положение, а пресс-пластина 5, закрепленная на прессующей раме (на фиг. не показана), опущена в крайнее нижнее положение, шибер-накопитель с кареткой 6, несущей, смеситель 7 с горизонтальной осью вращения от автономного электродвигателя, совершающий возвратно-поступательное движение с небольшим регулируемым временем останова над пресс-формой 2 находится перед началом засыпки формуемой смеси в пресс-форму 2, перед пресс-формой.

Способ полусухого формования сырца кирпича на прессе преимущественно колено-рычажном начинается с включения привода каретки 6 шибера-накопителя, которая начинает перемещаться по направлению установки как пресс-формой, формовочная смесь, находясь под воздействием смесителя 7, постоянно перемешивается перпендикулярно движений ее при протекании в пресс-форму 2. Одновременно с этим удерживающее устройство о захватывает кирпич 1 и переносит его на транспортер для удаления. При подходе каретки 6 с шибером-накопителем к ее крайнему положению при засыпке осуществляется краткий выстой последней и затем возврат каретки 6 в ее исходное положение под дозатор 8 для засыпки смеси из емкости 9, т. е. в ее исходное положение. Таким образом подготовительный этап к прессованию формовочной смеси заканчивается.

Начинается собственно следующий этап, этап формования сырца кирпича посредством прессования на колено-рычажном прессе (на фиг. не показан). Растормаживается тормоз пресса (на фиг. не показан), включается привод пресса (на фиг. не показан). Ползун пресса (на фиг. не показан) и закрепленная на нем пресс-пластина 4 ускоренно перемещаются вниз при относительно малом усилии (3-5% от максимального усилия в зависимости от формуемого материала), воздействуют на формовочную смесь, внедряются в пресс-форму на глубину 20 - 25 мм и останавливаются, т. е. осуществляется одностороннее приложение усилия к формовочной смеси сверху-вниз. Таким образом осуществляется этап подпрессовки усилием сверху- вниз или верхней подпрессовки. Затем осуществляют одностороннее приложение малого усилия (3-5% от максимального усилия в зависимости от формуемой смеси) формования смеси снизу-вверх посредством перемещения прессующей рамы (на фиг. не показана.) с закрепленной на ней пресс-пластиной 5 при установленном ползуне пресса (на фиг. не показан) и закрепленной на нем пресс-пластине 4, т.е. осуществляется подпрессовка формовочной смеси малым усилием снизу-вверх. При заданном перемещении пресс-пластины 5 (10 - 20 мм) по ходу пресса, заканчивается этап прессования формовочной смеси, называемый нужней подпрессовкой. Таким образом по ходу цикла работы пресса завершен суммарный этап формования, называемый "одностороннее последовательное прессование малым усилием сверху и снизу". Далее по циклу работы пресса осуществляют следующий этап - этап двухстороннего прессования (формования) огнеупорной или иной смеси движением ползуна и прессующей рамы (на фиг. не показаны), пресс-пластин 4 и 5,в одном направлении вверх, причем скорость движения прессующей рамы (пресс-пластина 5 больше скорости движения ползуна пресса (пресс-пластина 5) больше скорости движения ползуна (пресс-пластина 4) Vp > Vn; при 6 - 11% от максимального усилия и ходе прессующего инструмента 3 - 5 мм. Этим осуществляют снижение силы трения формовочной смеси о стенки пресс-формы 2, обеспечивается свободный выход воздуха из формуемой смеси через зазоры, образующиеся между пресс-пластинами 4 и 5 и боковыми пластинами 10, имеющими уклоны, расширяющие пресс-форму 2 кверху.

Дальнейшим движением ползуна и прессующей рамы (пластины 4 и 5) вверх осуществляют следующий этап формообразования кирпича, заключающийся в снятии усилия прессования с пресс-пластины 4 и 5 и релаксации усилия формообразования в формуемой смеси при скорости ползуна (на фиг. не показан), превышающей скорость прессующей рамы (на фиг. не показана) Vn > Vp. Этим осуществляют отрыв ползуна (пресс-пластины 4) и сброс давления воздуха в воздушных включениях, образовавшихся в формуемой смеси в процессе формообразования кирпича и, следовательно, создают условия для более тесного контакта элементов смеси (массы) при дальнейшем повышении усилия прессования, т.е. снижения размеров микрозазоров между зернами и повышения плотности. На этом этот этап заканчивается.

При дальнейшем движении ползуна колено-рычажного пресса по ходу осуществляют этап двухстороннего формования кирпича 1 встречным движением ползуна и прессующей рамы (на фиг. не показаны.) пресс-пластин 4 и 5 с применением максимального усилия и замедлением скорости встречного движения до нуля. С окончанием этапа формования кирпичу 1 придают окончательные размеры.

Дальнейшим продолжением цикла работы пресса осуществляют этап вторичной релаксации усилий формообразования за счет изменения движения пресс-пластин 4 и 5 на обратные.В течение этого этапа остаточные включения воздуха высокого давления разрывают пленочные образования в формуемой смеси, а формование кирпича вступает в последний этап, называемый "калибровкой размера", при котором скорость формообразования замедляется до нуля при повторном максимальном усилии.

При дальнейшей работе пресса (на фиг. не показан) осуществляют этап выталкивания отформованного кирпича 1 из пресс-формы 2, захват кирпича 1 захватным устройством 3, опускание прессующей рамы на регулируемый упор 11, наполнение шибера-наполнителя с кареткой 6 формуемой смесью через дозатор 3 из емкости 9. На этом цикл работы пресса и способ формования сырца кирпича на прессе заканчивается.

Начинается повторный цикл. Формовочная смесь из бункера (емкости) 9 поступает на транспортер 12 и из него через перемешивающую дробилку 13 в дозатор 8 и шибер-наполнитель каретки 6, и так далее, как описано выше.

Циклограмма способа полусухого формования сырца кирпича, представленная на фиг. 19, дает четкое понятие о последовательности этапов формования кирпича, а график усилий полусухого формования огнеупорного кирпича представляет порядок и соотношение действующих усилий.

Способ полусухого формования сырца кирпича на прессе был проверен в промышленных условиях на колено-рычажном прессе на Семилукском огнеупорном заводе ОАО на производстве огнеупорного кирпича КУ-18, состав шихты которого: 1. Боксит Al2O3 - 55 + 2% 2. Смесь совместного помола - 45 + 2% 3. Доувлажнение шликером в смесителе до влажности - 4,5 - 6% Зерновой состав фракции 2 - 6 мм - 16% Содержание фракции 0,5 - 0,9 - не более 12% Проход через сито N 009 в пределах - 43 -47% Формование изделий на прессах с кажущейся плотностью сырца не менее - 2,85 г/см3 Допускается уменьшение кажущейся плотности на 0,05 г/см3.

Из экспериментальной проверки полусухого формования сырца кирпича на прессе колено-рычажном следует, что формование сырца кирпича в неподвижной пресс-форме в несколько этапов за цикл хода прессующего инструмента с введением дополнительного смешивания формуемой смеси в направлении, перпендикулярном ее движению, при поступлении в неподвижную пресс-форму, а сам цикл хода прессования сырца кирпича на прессе включает этап верхней подпрессовки при малом усилии, этап нижней подпрессовки при малом усилии, этап прессования формовочной смеси при однонаправленном движении верхнего и нижнего инструмента вверх, этап первой релаксации усилия, воздействующего на формуемую смесь (полуфабрикат), этап встречного движения инструмента и приложения максимального усилия к формуемой смеси, этап вторичной релаксации усилия воздействующего на формуемую смесь (полуфабрикат сырца кирпича) и этап калибровки сырца кирпича максимальным усилием пресса, повышает физико-механические свойства сырца кирпича, в том числе прочностные характеристики готового сырца кирпича, а главное позволяет повысить качество не только кирпича строительного, но и огнеупорного, особенно в свете новейшей теории применения металлургических огнеупоров без предварительного обжига кирпича перед укладкой.

Формула изобретения

Способ полусухого формования сырца кирпича на прессе, преимущественно, механическом колено-рычажном, включающий загрузку формовочной смеси из емкости в неподвижную пресс-форму посредством подвижного шибера-накопителя с кареткой, одностороннее и двухстороннее двухкратное приложение усилия прессования к дозе полусухой формовочной смеси, помещенной в неподвижную пресс-форму, отличающийся тем, что формовочной смеси, помещенной в шибер-накопитель с кареткой придают дополнительное движение смешивания перпендикулярное направлению движения смеси при перемещении из емкости в шибер-накопитель с кареткой и затем из шибера-накопителя с кареткой в неподвижную пресс-форму, а формование смеси в кирпич осуществляется в несколько последовательных этапов за один ход пресса, включающих последовательную одностороннюю подпрессовку формовочной смеси путем одностороннего приложения малого усилия равного 3 - 5% от максимального усилия прессования ползуном пресса при ускоренном перемещении верхнего инструмента вниз, внедрения последнего в неподвижную пресс-форму на глубину 20 - 25 мм и его остановку, последовательного одностороннего приложения малого усилия, равного 3 - 5% от максимального усилия к формовочной смеси снизу-вверх посредством перемещения нижнего инструмента вверх при предварительной остановке верхнего инструмента, двухстороннее формование помещенной в неподвижную пресс-форму подпрессованной на предыдущих этапах формовочной смеси, путем приложения усилия прессования, равного развиваемого ползуном и прессующей рамой при их движении в одном направлении вверх, равного 6 - 12% от максимального на ходе прессующего инструмента 3 - 5 мм, и скорости прессующей рамы и смонтированного на ней нижнего инструмента выше скорости ползуна и смонтированного на нем верхнего инструмента, релаксацию усилия формообразования кирпича путем снятия усилия верхнего и нижнего инструмента при скорости ползуна, превышающей скорость прессующей рамы, затем выполняют двухстороннее формование кирпича встречным движением верхнего и нижнего инструмента с приложением максимального усилия колено-рычажного пресса и замедлением скорости до нуля, последующее снятие усилия формования кирпича противоположно направленным движением инструмента и осуществление вторичной релаксации усилий формообразования кирпича с последующим вторичным двухсторонним приложением максимального усилия с замедлением движения инструмента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19