Виды шамота.

Чем выше температура обжига шамота и чем больше содержание его в массах, тем меньше усадка огнеупорных изделий.
Поэтому как у нас, так и за границей обжиг шамота производится при температурах, обусловливающих почти полное прекращение его усадки, что устанавливается по степени водопоглощения шамота. Однако работами наших исследовательских институтов доказано, что температура обжига шамота влияет не только на усадку, но обусловливает значительное изменение ряда рабочих свойств огнеупорных изделий, — как, например, механической прочности, шлакоустойчивости и пр.
В связи с этим у нас за последнее время, наряду с шамотом, обожженным при 1300 — 1350° и называемым высокожженным шамотом, начали применять низкожженный шамот, обожженный при 500 — 800°.
Доброкачественный шамот должен обладать определенной огнеупорностью, химическим составом и постоянством водопоглощения. Водопоглощение высокожжевного шамота не должно превышать 12% во избежание большой усадки его, а низкожженного должно соответствовать 22 — 28%, при потере от прокаливания не более 3 %. Кроме того, доброкачественный шамот должен отличаться однородностью структуры и не должен иметь ошлаковки, железистых, известковых и других выплавок, а также посторонних включений, понижающих огнеупорность шамота.. Шамот вводится в состав огнеупорных масс или в виде специально обожженных огнеупорных глин, или в виде отходов производства, как, например: размолотого брака и боя шамотного кирпича, картельного черепа, шамотных изделий, бывших в употреблении в кладке тепловых агрегатов и т. п.
Наибольшая часть шамота, потребляемого у нас для производства огнеупорных изделий, получается путем специального обжига огнеупорных глин, так как количество упомянутых выше отходов покрывает не более 15—25% общей потребности в шамоте при крайне не-постоянном качестве шамотного боя. При специальном же обжиге глин возможно получить шамот вполне определенного качества путем применения глин различных керамических свойств, обжига их при разных температурах и пр.

Подготовка глин для обжига шамота.

Глины для обжига шамота поступают в печи и виде кусков, получающихся при добыче из залежи, или в виде специально отформованных брикетов, имеющих в большинстве случаев форму параллелепипеда весом 10 — 15 кг.
Куски глины, нарезанные гари добыче, для обжига шамота должны Удовлетворять следующим условиям.

1. Не должны рассыпаться при обжиге в печи, так как образующаяся при этом мелочь заполняет промежутки между отдельными кусками, оставленные для прохода газов, и затрудняет, а иногда и вовсе прекращает движение продуктов горения, увеличивая продолжи-тельность обжига и нарушая равномерное распределение температур в печи.
2. Не должны обладать чрезмерной влажностью, при которой нижние ряды садки не только легко деформируются под тяжестью вышележащих рядов, но и слипаются между собой, закрывая в том и другом случаях проходы для топочных газов.
3. Не должны быть мерзлыми, так как ноше оттаивания глина рассыпается или настолько деформируется под тяжестью садки, что все проходы для газов закрываются, печь глохнет, и обжиг прекращается.
Лучше всего этим условиям удовлетворяют куски, нарезанные из свежедобытой глины. Однако и в этом случае при обжиге все же про-исходит засорение проходов для газов в отдельных участках печи вследствие большой усадки глины, достигающей 18 — 20% и более. В результате режим печи нарушается, и шамот обжигается неравномерно с большим количеством отходов.
Основным преимуществом кусковых глин в качестве исходного материала для обжига шамота является меньшее водопоглощение полученного из них шамота по сравнению с водопоглощением шамота, обожженного при тех же температурах и из тех же, но предварительно высушенных, размолотых и сбрикетированных глин.

Это объясняется тем, что при помоле глин в них забивается воздух, который препятствует спеканию глин при обжиге.
Главным недостатком кусковых глин является неправильность формы и размеров, кусков, так как при садке в печь из таких кусков невозможно выложить правильные, более или менее равномерно распределенные проходы для газов и равномерно обжечь куски шамота различной величины. Следует учесть, что для получения шамота определенного, заранее заданного качества, иногда приходится обжигать массу, составленную из двух глин, и что многие глины вследствие недостаточной пластичности исключают возможность получения из них при добыче кусков достаточной механической прочности для последующего обжига на шамот. Это обстоятельство наряду с указанными недостатками применения глин в кусках для обжига шамота, несмотря на дешевизну такого способа подготовки глин, привело к необходимости изготовления специальных брикетов для этой цели.

От брикета требуется, чтобы он был равномерно обожжен по всей толще, ее разваливался и не обсыпался во время садки и обжига. Процесс изготовления брикета должен отличаться наибольшей простотой для того, чтобы стоимость переработки глин для этой цели была минимальной. Удовлетворение этих требований в значительной мере зависит от формы и размеров брикета, а также от способа его изготовления. Обычно брикету придают форму параллелепипеда, толщи-на и ширина которого достигает 130 — 150 мм при длине 250 — 300 мм. При таких размерах равномерное прогревание всей толщи брикета может быть достигнуто только за счет увеличения продолжительности обжига по сравнению с обжигом нормального кирпича, а следователь-но, и повышения стоимости шамота.
Несоответствие формы параллелепипеда для брикета особенно сказывается в тех случаях, когда загрузка брикета в печь производится не поштучной укладкой, а завалкой, как например в шахтных печах, в которых „ отдельные брикеты-параллелепипеды могут настолько плотно прилегать друг к другу, что проход газов в этих участках печи значительно затрудняется или даже вовсе прекращается. Наиболее совершенными брикетами для шахтных печей с точки зрения формы признаны пустотелые цилиндры, диаметр которых равен вы-соте. Для того чтобы брикеты-цилиндрики не разламывались при за-валке в шахтную печь, толщину стенок их следует делать в 45 мм при наружном диаметре цилиндра в 120 мм.
Брикет в виде пустотелого цилиндра вышеуказанных размеров дает возможность равномерно обжечь его по всей толще, так как стенка такого цилиндрического кольца равна всего лишь 45 мм и она одинакова по всей высоте цилиндрика. Плотность же садки брикета-цилиндрика почти не отличается от плотности садки брикета-параллелепипеда. При обжиге в периодических и гофманских печах нет нужды высоту брикета в виде пустотелых цилиндриков делать равной его диаметру, наоборот, лучше увеличить ее примерно в два раза против наружного диаметра, так как вес брикета в этом случае увеличится, также в два раза, отчего погрузка в печь и выгрузка на 1 т брикета обойдутся дешевле, особенно если организовать садку не по одной штуке, а по нескольку штук, доставляемых на деревянных стержнях, проходящих через внутреннее отверстие пустотелых цилиндриков. Совершенно понятно, что садку брикетов-цилиндриков в периодические печи следует производить, устанавливая их друг на друга основанием ввиду того, что направление пламени в этих печах идет снизу вверх или сверху вниз. В гофманских же печах цилиндрики следует положить образующими друг на друга вследствие почти горизонтального направления пламени в этих печах.
Из приведенных рассуждений можно заключить, что форма брикета оказывает большое влияние на равномерность и продолжительность обжига, а следовательно, «а качество и стоимость шамота. Невидимому, одной из совершенных форм брикета является форма пустотелого цилиндра. К недостаткам такого брикета следует отнести большие трудности при формовке брикетов-цилиндриков по сравнению с брикетами-параллелепипедами.
Известны два способа формовки брикета — мокрый и сухой. Влажность брикета при мокром способе достигает 20% и более, тогда как влажность брикета полусухого прессования не превышает 12-15%. Брикеты полусухого прессования можно садить в печь непосредственно после формовки, не опасаясь Разрушения, так как процент усадочной воды для большинства глин не превышает 12-17%. Брикеты же мокрого прессования особенно в случаях, когда от них требуется повышенная механическая прочность, как, например, при обжиге в шахтных печах, приходится подсушивать. При садке же брикетов мокрого прессования в гофманскую печь, если влажность их не превышает 19%, возможно обойтись и без подсушки, учитывая возможность шмаухования их, т.е. подсушки в самой печи воздухом, охлаждающим обожженные изделия.
Типовая схема изготовления шамота при мокром способе брикетирования представляется в следующем виде: тонвольф — смеситель — ленточный пресс — резательный аппарат — сушило — печь.
При полусухом же способе брикетирования на некоторых наших заводах осуществлена очень простая схема: грохот, отделяющий комовую глину от мелочи, — сушильный барабан — пресс полусухого прессования — печь для обжига брикета. Комовая глина поступает непосредственно в печь, а мелочь, прошедшая через грохот, брикетируется. Таким образом при изготовлении брикета для обжига на шамот полусухим способом надобность в мелком помоле глины отпадает, так как куски ее величиной до 60 мм, получающиеся после дробления и просеивания сырых глин через грохот, обеспечивают возможность получения доброкачественного брикета и удешевляют себестоимость его за счет уменьшения энергии, штата обслуживающего персонала и других цеховых расходов вследствие исключения помола глины из схемы приготовления брикета и сушки последнего. Механическая прочность такого брикета, полученного полусухим прессованием при влажности 13-14 % на прессах Дорстена или Бюллера, в зависимости от степени наполнения форм пресса может быть доведена до 12-20 кг/см2, что обеспечивает брикет от раскрошивания и рассыпания при транспортировке и садке в печь для обжига. Трещиноватость же структуры обожженного брикета не имеет в этом случае никакого значения, так как полученный шамот все равно в дальнейшем подвергается помолу. При указанных условиях наиболее рентабельной является схема полуcyxoгo прессования, позволяющая обходиться без помольного агрегата, а в летнее время и без сушильного барабана, тем более, что и водопоглощение обожженного брикета в этом случае получается меньшим по сравнению с водопоглощением брикета, спрессованного из молотой глины.

Источник: Технология огнеупоров. — Москва. 1944. — С. 131-135.