способ сушки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий

Формула изобретения

Способ сушки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий, включающий подачу теплоносителя, отличающийся тем, что перед подачей теплоносителя изделие накрывают чехлом, а теплоноситель подают внутрь изделия, сушку осуществляют при температуре 60-80°С в течение 4-10 ч, после чего чехол снимают и изделие досушивают в течение 2-4 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии сушки и может быть использовано при сушке отформованных крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий типа обтекателей летательных аппаратов.

Известен способ сушки (RU №2187770, F26B 3/00, 2002), включающий контактирование сушильного агента с высушиваемым материалом, отделение влаги из отработанного сушильного агента путем непосредственного его контакта с жидким поглотителем, температуру которого регулируют изменением расхода последнего в зависимости от количества отработанного сушильного агента и его влажности, его нагрев до температуры сушки и последующую рециркуляцию.

К недостаткам данного способа относится сложность и большая трудоемкость, особенно при его использовании для сушки крупногабаритных сложнопрофильных пористых тел.

Наиболее близким техническим решением является способ сушки кирпича-сырца (RU №2244227, кл. F26B 3/04, 2005), включающий подачу теплоносителя, то есть горячего воздуха, в камеру навстречу объекту сушки, а также рециркуляцию отработавшего теплоносителя в определенную зону камеры или в камеру смешения и отвод отработавшего теплоносителя.

К недостаткам известного способа относится сложность и громоздкость технологического оборудования, используемого для сушки, большой расход энергии, а также то, что он предназначен только для сушки простых керамических тел, типа кирпича-сырца. В случае сушки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий происходит интенсивное испарение влаги с поверхности изделия, в результате которого возникает градиент влаги по объему высушиваемого изделия, причем большая ее часть находится на внутренней поверхности. Дальнейшая сушка приводит к тому, что более сухой поверхностный слой начинает давать усадку, в то время как внутренние слои изделия не изменяются, следствием чего является разрушение керамического изделия. Данный отрицательный эффект тем больше, чем больше габариты высушиваемого изделия.

Задачей настоящего изобретения является упрощение способа сушки и возможность его применения для крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий.

Поставленная задача достигается тем, что предложен способ сушки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий, включающий подачу теплоносителя, отличающийся тем, что перед подачей теплоносителя изделие накрывают чехлом, а теплоноситель подают внутрь изделия, сушку осуществляют при температуре 60-80°С, в течение 4-10 часов, после чего чехол снимают и изделие досушивают в течение 2-4 часов.

Авторы экспериментально установили, что для обеспечения более равномерного распределения влаги по объему высушиваемого изделия и для исключения сушки только поверхностного слоя, которая может привести к разрушению изделия в результате неравномерной усадки, сушку необходимо проводить в два этапа. На первом этапе на крупногабаритное сложнопрофильное керамическое изделие надевается защитный чехол, который позволяет существенно замедлить удаление влаги с наружной поверхности изделия. После чего подается теплоноситель.

При этом установлено, что подача теплоносителя внутрь высушиваемого крупногабаритного сложнопрофильного керамического изделия приводит к равномерному нагреву его внутренней поверхности, в результате чего происходит ее интенсивная сушка, которая приводит к тому, что влага, расположенная в теле заготовки, стремится к внутренней поверхности в течение всего процесса сушки. Это, в свою очередь, позволяет избежать возникновения большого градиента распределения влаги по объему изделия. Таким образом, вероятность разрушения крупногабаритного сложнопрофильного керамического изделия в результате неравномерной усадки сводится к минимуму.

Длительность сушки крупногабаритного сложнопрофильного изделия с чехлом должна быть не менее 4 часов, т.к. за более короткий промежуток времени высыхание не происходит, в то же время увеличение длительности данного процесса выше 10 часов нецелесообразно, т.к. это приводит к неоправданному увеличению расхода электроэнергии.

Установлено, что в результате сушки изделия в указанных пределах происходит практически полное высыхание крупногабаритного сложнопрофильного изделия. Для обеспечения удаления остаточной влажности проводят досушивание изделия без защитного чехла в течение 2-4 часов, при этом благодаря небольшому содержанию остаточной влаги в теле изделия, его разрушения за счет усадки не происходит. Указанный интервал является необходимым и достаточным для полного высушивания крупногабаритного сложнопрофильного керамического изделия.

Установлено, что температура подаваемого теплоносителя должна находиться в пределах 60-80°С. Снижение температуры ниже 60°С, приводит к существенному удлинению процесса сушки, а превышение указанного предела приводит к перегреву высушиваемого изделия и, как следствие, к выходу его в брак.

Предложенный способ чрезвычайно прост и не требует сложного технологического оборудования. Операцию сушки можно проводить в любом месте производственного участка, при этом в качестве источника теплоносителя (горячего воздуха) можно использовать любую переносную тепловую пушку небольшой мощности (до 5 кВт).

Реализация предложенного способа представлена на примерах.

Пример 1.

Из шликера литийалюмосиликатного стекла методом шликерного литья в пористые гипсовые формы отформовали 30 крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий, типа обтекателей летательных аппаратов, имеющих следующие размеры: диаметр основания 350 мм, высоту 1100 мм и толщину стенки 20 мм.

Из данных изделий сформировали три партии по 10 шт. в каждой.

Изделия первой партии после извлечения из гипсовой формы подвергали подвялке на воздухе.

Сушку второй партии производили в сушильном шкафу по способу, близкому к аналогу.

Третью партию сушили по предложенному техническому решению, т.е. сразу после извлечения изделия из гипсовой формы его накрывали чехлом, изготовленным из мешковины, после чего внутрь изделия подавался теплоноситель, в качестве которого использовался горячий воздух, температура которого составляла 70°С, далее проводили сушку в течение 8 часов, затем чехол снимался и проводилось досушивание изделия в течение 3 часов.

Данные по сушке всех партий представлены в таблице.

Из данных, представленных в таблице, следует, что применение предложенного технического решения позволило существенно снизить брак на операции сушки отформованных керамических изделий с 30-50% практически до 0%.

Пример 2.

Аналогично примеру 1 из шликеров кварцевого стекла были получены крупногабаритные сложнопрофильные керамические изделия, имеющие следующие размеры: диаметр основания 350 мм, высоту 1100 мм и толщину стенки 20 мм.

Сушка данных изделий по способам, описанным в примере 1, дала данные, которые аналогичны данным, представленным в таблице.

Таким образом, можно заключить, что предложенный способ может быть применим для сушки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий, полученных методом шликерного литья в пористые гипсовые формы из шликеров различных неорганических материалов.

Предложенный способ прост в применении, не требует наличия сложного технологического оборудования, дополнительных производственных площадей и позволяет качественно и быстро высушить любые крупногабаритные сложнопрофильные керамические изделия.

Источники информации

1. RU №2187770, кл. F26B 3/00, 2002.

2. RU №2244227, кл. F26B 3/04, 2005.

Таблица
№ партии	Кол-во изделий	Влажность отформованных изделий, %	Длительность сушки, час	Влажность высушенной заготовки, %	Брак, %
1	10	7-9	72	1-2	30
2	10	7-9	13	0	50
3	10	7-9	11	0	0