ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОРУНДОГРАФИТОВЫХ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к черной металлургии, преимущественно к производству огнеупорных изделий.
Известна технологическая линия для производства корундографитовых огнеупорных изделий способом изостатического прессования, например, из книги авт. И.Д.Кащеев «Оксидноуглеродистые огнеупоры», Москва, Интермет Инжиниринг, 2000, [1], с. 148.
Технологическая линия [1] для производства корундографитовых огнеупорных изделий (погружаемых стаканов, стопор-моноблоков, защитных труб и др.), содержит склад сырьевых компонентов, пост загрузки компонентов шихты (глина, графит, электрокорунд, карбид кремния, кристаллический кремний) и жидкого связующего в стационарные бункеры посредством пневмотранспорта и бункеров-осадителей и/или кюбелями, серийные весовые дозаторы компонентов шихты и связующего, состоящие из грузоприемной емкости и весоизмерительного устройства, z-образные смесители, расходные бункеры и расходные емкости для массы, пост засыпки массы в пресс-формы с вибростолом, изостатический пресс, сушило с температурой теплоносителя в пределах 80-95°С, пост глазурования изделий методом окунания для защиты графита от выгорания в обжиге, туннельную печь для обжига изделий при 1350°С и склад готовых изделий.
Основной недостаток известной технологической линии заключается в том, что корундографитовые изделия, получаемые на этой технологической линии, имеют невысокие служебные свойства вследствие несовершенства подготовки массы и частичного выгорания углерода в изделиях при обжиге в туннельной печи. Кроме этого, большое количество бункеров с системами их заполнения существенно усложняет конструкцию линии. Линия требует
значительных производственных площадей, в том числе высотных этажерок, для размещения комплекса бункеров и туннельной печи.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков и повышение качества корундографитовых изделий.
Технический результат, который может быть получен при использовании технологической линии для производства корундографитовых огнеупорных изделий, заключается в повышении их качества за счет улучшения процесса подготовки формовочной массы, включающего смешивание компонентов шихты в охлаждаемых смесителях интенсивного действия при регулируемой подаче жидкого связующего в соответствии с технологическим режимом перемешивания, последующего вызревания массы, сушки изделий при повышенной температуре и обжига в восстановительной атмосфере. Кроме этого, замена стационарных бункеров для компонентов шихты на передвижные емкости-накопители, служащие одновременно грузоприемными емкостями весовых дозаторов, минимизирует бункерное хозяйство и повышает компактность технологической линии.
Сущность полезной модели заключается в том, что технологическая линия, включающая склад сырьевых компонентов, пост загрузки компонентов шихты и жидкого связующего в бункеры, весовые дозаторы, смесители, пост засыпки массы в пресс-формы с вибростолом, изостатический пресс, сушило, пост для глазурования изделий, обжиговую печь и склад готовых изделий, дополнительно содержит камеру вызревания массы, установленную после смесителя, пост разборки и сборки пресс-форм, расположенный параллельно посту засыпки массы в пресс-формы, при этом пост засыпки массы, пост разборки и сборки пресс-форм и изостатический пресс образуют замкнутый рольганговый контур движения пресс-форм, а также установку рентген-контроля изделий, пост механической обработки изделий, периодическую печь для термообработки глазурованных изделий, пост облицовки изделий теплоизоляционным материалом и пост посадки
металлических обечаек на изделия, установленные в указанной последовательности между обжиговой печью и складом готовых изделий, а пост глазурования расположен между станком для механической обработки изделий и периодической печью для термообработки глазурованных изделий. Кроме этого, бункеры для компонентов шихты выполнены передвижными в форме конусных емкостей-накопителей с разгрузочной воронкой, служащих одновременно грузоприемными емкостями весовых дозаторов, устанавливаемых на весоизмерительное устройство с программным блоком, а для компонентов жидкого связующего - в виде сосудов-дозаторов, соединенных с пневмосистемой и стационарно установленных на весоизмерительное устройство с программным блоком, смесители интенсивного действия оборудованы системой охлаждения, пост засыпки массы в пресс-формы содержит установку рыхления и весового дозирования массы, сушило имеет температуру теплоносителя в пределах 240-250°С и содержит камеру дожигания пиролизных газов, пост глазурования содержит карусель для пневматического нанесения глазури на изделия в автоматическом или ручном режиме, а обжиговая печь выполнена колпаковой и имеет с муфель.
Полезная модель поясняется чертежом, где изображена принципиальная схема предлагаемой технологической линии для производства корундографитовых огнеупорных изделий.
Технологическая линия содержит склад сырьевых компонентов 1, пост 2 загрузки компонентов шихты и жидкого связующего в бункеры, включающий передвижные конусные емкости-накопители 3 для компонентов шихты, устанавливаемые при дозировании на весоизмерительные устройства 6 с программным блоком и сосуды-дозаторы 4 и 5 для компонентов жидкого связующего, стационарно установленные на весоизмерительные устройства 6 с программным блоком и подключенные к пневмосистеме для регулирования скорости загрузки, охлаждаемые смесители 7 интенсивного действия, камеру 8 для вызревания массы, пост 9
засыпки массы в пресс-формы, включающий установку 10 рыхления и весового дозирования массы и вибростол. Пост 11 разборки и сборки пресс-форм расположен параллельно посту 9 и образует с ним и изостатическим прессом 12 замкнутый рольганговый контур движения прессформ. Сушило 13 технологической линии содержит камеру 14 дожигания пиролизных газов, а колпаковая печь 15 для обжига изделий имеет муфель. Линия включает также установку 16 рентген-контроля изделий, пост 17 для механической обработки изделий, пост 18 пневмоглазурования изделий, периодическую печь 19 для термообработки глазурованных изделий, пост 20 облицовки изделий теплоизоляционным материалом и пост 21 посадки металлических обечаек на изделия, склад 22 готовых изделий. Технологическая линия работает следующим образом. С сырьевого склада 1 компоненты шихты (например, для погружаемого стакана - электрокорунд, графит чешуйчатый, диоксид циркония и др.) в мешках, уложенных на паллеты, а жидкого связующего (компонет А и компонент Б) в бочках погрузчиком подают на пост 2. На посту 2 компоненты шихты из мешков через лоток дозировано загружают в передвижные конусные емкости-накопители 3 с разгрузочными воронками, предварительно установленные на весоизмерительные устройства 6 с программным блоком. Дозирование компонентов и очередность их загрузки в каждую передвижную конусную емкость-накопитель 3 производят согласно запрограммированной рецептурной карте. Количество конусных емкостей-накопителей в технологической линии зависит от количества используемых смесителей (по одной на смеситель), а не от количества компонентов шихты, что исключает в технологической линии большое бункерное хозяйство и повышает ее компактность. Компоненты жидкого связующего (компонет А и компонент Б) из бочек, в заданном по рецептурной карте количестве, раздельно загружают в сосуды-дозаторы 4 и 5, подключенные к пневмосистеме и стационарно установленные на весоизмерительные устройства 6, имеющие программный блок.
Программный блок весоизмерительного устройства 6 позволяет задавать необходимые технологические параметры: рецептуру шихты, очередность подачи компонентов, вес порции каждого компонента шихты и связующего, нарастающий вес, временные и идентификационные параметры, архивирование данных.
После весового набора всех компонентов шихты, предусмотренных рецептурной картой, передвижную конусную емкость-накопитель 3 грузоподъемным механизмом снимают с весоизмерительного устройства 6, устанавливают над загрузочным люком смесителя 7 интенсивного действия, открывают шибер разгрузочной воронки конусной емкости-накопителя 3 и высыпают шихту в смеситель 7. После «сухого» перемешивания шихты в течение нескольких минут в смесителе 7 включают активатор и систему охлаждения и из сосуда-дозатора 4 подают первый компонент жидкого связующего - компонент А, регулируя скорость его загрузки давлением сжатого воздуха в пневмосистеме. По окончании загрузки компонента А в работающий смеситель 7 из сосуда-дозатора 5 подают компонент Б жидкого связующего, регулируя скорость его загрузки давлением сжатого воздуха в пневмосистеме. Процесс перемешивания шихты с компонентами жидкого связующего сопровождается разогревом массы вследствие экзотермической реакции между компонентами А и Б. Сверхнормативный перегрев массы недопустим, так как теряются ее формовочные свойства, поэтому смеситель оборудован системой охлаждения. При достижении массой температуры, заданной в рецептурной карте, смеситель 7 отключают, массу выгружают в емкости (бочки) и транспортируют для вызревания в камеру 8, где происходит охлаждение, структурирование и уплотнение массы с приданием ей хороших формовочных свойств.
По окончании процесса вызревания, охлажденную до комнатной температуры, массу из камеры 8 подают на пост 9 в установку 10 рыхления и весового дозирования. Взвешенные порции массы засыпают в пресс-формы с эластичной оболочкой, установленные на включенном вибростоле и далее
наполненные пресс-формы подают по рольгангу в изостатический пресс 12, где формуют изделия. После извлечения из пресса 12 пресс-формы по рольгангу транспортируют на пост 11 для разборки и извлечения сформованных изделий, а также новой сборки и транспортировки на пост 9 для очередного цикла наполнения массой. Замкнутый рольганговый контур между изостатическим прессом 12 и постами 9 и 11 позволяет сконцентрировать выполнение нескольких операций по обработке пресс-форм и повысить компактность технологической линии.
Извлеченные из пресс-формы изделия устанавливают в кассеты и транспортируют в сушило 13, где их сушат при температуре в пределах 240-250°С, при этом выделяющиеся в процессе разложения жидкого связующего пиролизные газы сгорают в камере 14 дожигания, не загрязняя атмосферу. Предварительная сушка корундографитовых изделий в сушиле 13 при указанной температуре дает возможность сократить время обжига и снизить температуру обжига до 980°С, что также способствует сохранению углерода в изделиях.
Вышедшие из сушила 13 корундографитовые изделия загружают в колпаковую печь 15 под муфель, изолирующий их при обжиге от доступа кислорода. Образующаяся под муфелем восстановительная среда предотвращает выгорание углерода.
Обожженные при вышеуказанной температуре изделия из колпаковой печи 15 подают на установку 16 рентген-контроля для выявления внутренних дефектов и далее годные изделия транспортируют на пост 17 для механической обработки. Один токарный станок с программным управлением позволяет обтачивать одновременно несколько корундографитовых изделий. На других станках производят операции снятия лысок, пропиливания технологических пазов и сверления отверстий в изделиях, обеспечивая заданную конфигурацию и точность размеров изделий.
Обработанные на посту 17 изделия устанавливают в решетчатые ящики и транспортируют на пост 18 для пневмоглазурования на карусельной установке в автоматическом или ручном режиме. Покрытые глазурью на посту 18 изделия подсушивают теплым воздухом и транспортируют в периодическую печь 19 для термообработки глазури. Вышедшие из периодической печи 19 изделия вновь направляют на установку 16 рентген-контроля для исключения попадания брака на склад готовых изделий. После дефектоскопии на установке 16 годные изделия подают на пост 20 для облицовки поверхности изделий (погружаемых стаканов) теплоизоляционным материалом с целью повышения термоустойчивости, затем подают на пост 21 для посадки на изделия (погружаемые стаканы и защитные трубы) металлических обечаек, облегчающих их быструю замену манипуляторами в процессе эксплуатации, и далее упаковывают в ящики и отправляют на склад 22 готовой продукции.
Комплекс технических решений в предложенной технологической линии позволил поднять качество корундографитовых изделий до соответствия импортным аналогам, что подтвердили промышленные испытания на МНЛЗ металлургических комбинатов. Кроме этого повысилась компактность технологической линии.
Источники информации:
1. И.Д.Кащеев «Оксидноуглеродистые огнеупоры», Москва, Интермет Инжиниринг, 2000, [1].