Рівняння А. С. Бережного може бути застосовано без змінення загальної формули, а лише при інших значеннях констант а:b. Враховуючи це, для визначення залежності між тиском пресування і відкритою пористістю та щільністю випалених виробів його використовують для встановлення оптимальних параметрів пресування.

Для визначення коефіцієнтів рівняння а і b достатньо двох експериментів, які виконано при двох суттєво різних тисках Р₁ і Р₂ визначенням істинної пористості пресовок або відкритої пористості випалених виробів П₁ і П₂.

Для виробу оптимального тиску пресування необхідно розрахувати константи а і b в рівнянні А.С.Бережного, виконати розрахунки пористості шамотних виробів при різних значеннях зусилля пресування та провести аналіз зміни відкритої пористості в залежності від технологічних параметрів виготовлення виробів: вологості маси і тиску пресування, зернового складу вогнетривкої шихти. Залежність відкритої пористості від тиску пресування і вологості мас з різким типом укладок зерен подати графічно.

При виборі оптимального тиску пресування при постійній вологості шамотної маси визначаємо константи а і б в рівнянні А. С. Бережного шляхом розв'язування системи рівнянь:

,

,

де П₁,П₂ - відкрита пористість виробів, які сформовані при різних значеннях тиску пресування, %;

а,b - константи рівняння;

Р₁,Р₂ - тиск пресування, Н/мм².

Тоді значення констант рівняння А.С. Бережного можна розрахувати за формулами

;

Розраховуємо коефіцієнти а і b для мас з різним типом укладки зерен.

Для мас безперервного зернового складу:

- вологість вогнетривкої маси 6%, тиск пресування Р₁=15 Н/мм², Р₂=75 Н/мм²

- вологість вогнетривкої маси 9%, тиск пресування Р₁=15 Н/мм², Р₂=75 Н/мм²

Для мас з перервним зерновим складом:

- вологість вогнетривкої маси 6%, тиск пресування Р₁=15 Н/мм², Р₂=75 Н/мм²

- вологість вогнетривкої маси 9% , тиск пресування Р₁=15 Н/мм², Р₂=75 Н/мм²

Результати розрахунку констант рівняння А.С.Бережного і одержаних рівнянь зведемо в табл.3.2, знайдемо відношення констант a:b і проведемо аналіз зміни пористості виробів в залежності від технологічних параметрів виготовлення виробів.

Таблиця 3.2 - Рівняння А.С.Бережного

Згідно з теоретичними даними для одержання виробів з мінімальною пористістю величина відношення констант рівняння a:b повинна зменшуватися. Як видно з одержаних даних для мас з перервним зерновим складом, підвищення вологості до 9% сприяє, хоча і незначному, але зниженню величини a:b. на 1,0. Це зумовлено пластифікуючою дією води, яка знижує тертя мінеральних частинок в процесі пресування і забезпечує краще ущільнення маси.

Для підтвердження вищевказаного, використовуючи одержанні рівняння (див.табл.3.2), виконуємо розрахунки величини відкритої пористості в інтервалі тиску пресування 15 - 75 Н/мм², а також величину зміни пористості (ДП) при підвищенні тиску пресування на 15 Н/мм² в заданому інтервалі за формулою

,

де П_П, П_П-1 - пористість виробів, які сформовані при меншому і більшому тисках пресування відповідно, %

Результати розрахунків зведемо до табл.3.3.

Таблиця 3.3 - Розрахункові значення відкритої пористості, %

Графічна ілюстрація відкритої пористості шамотних вогнетривів від тиску пресування і вологості мас представлена на рис.3.1.

Аналіз отриманих даних свідчить про те, що незалежно від принципу укладки зерен, підвищення тиску пресування сприяє ущільненню маси і зниженню відкритої пористості виробів. Причому, для мас з безперервним зерновим складом збільшення вологості маси від 6% до 9% в інтервалі тиску пресування 15 - 75 Н/мм² забезпечує зниження відкритої пористості виробів на 2,7% і 3% відповідно. У випадку виготовлення виробів із мас перервного зернового складу, пористість виробів із мас вологістю 6% зменшується при збільшенні тиску пресування від 15 Н/мм² до 75 Н/мм² на 2,7%, а при вологості 9% - на 3,2%.

1-безперервний тип укладки, вологість 6%;

2- безперервний тип укладки, вологість 9%;

3- перервний тип укладки, вологість 6%;

4-безперервний тип укладки, вологість 9%.

Рис 3.1 Вплив тиску пресування і вологості маси на зміну відкритої пористості шамотних виробів

Слід також відмітити, що в області більш високого тиску пресування інтенсивність зменшення величини відкритої пористості знижується, що викликано збільшенням тертя частинок і підвищенням вмісту у масі дрібних фракцій матеріалу внаслідок руйнування зерен опіснювача під дією значних пресових навантажень.

Розраховуємо величину тиску пресування для виробів, які виготовленні за різними технологіями, що забезпечує виробництво вогнетривів з відкритою пористістю - 19,0%.

Для розрахунку тиску пресування, який забезпечить задане значення відкритої пористості шамотних вогнетривів - 19,0%, скористаємося одержаними рівняннями (див.табл.3.2).

Для мас з безперервним типом укладки:

- вологість маси 6% П=27,54-3,86lg Р

19,0=27,54-3,86lgР

lgР=(27,540-019)/3,86

lgР=2,212

Р=10^2,212=162,9?163 Н/мм²

- вологість маси 9% П=27,45-4,29lg Р

19,0=27,45-4,29lgР

lgР=(27,45 - 19)/4,29

lgР=1,970

Р=10^1,970=93,3?94 Н/мм²

Для мас з перервним зерновим складом:

- вологість маси 6% П=26,64-3,86lg Р

19,0=26,64-3,86lgР

lgР=(26,64-19,0)/3,86

lgР=1,979

Р=10^1,979=95,3?96 Н/мм²

- вологість маси % П=26,89-4,58lg Р

19,0=26,89-4,58lgР

lgР=(26,89-19,0)/4,58

lgР=1,723

Р=10^1,723=52,8?53 Н/мм²

Результати розрахункових значень тиску пресування, який забезпечує одержання виробів з відкритою пористістю 19,0%, наведено в табл. 3.4.

Таблиця 3.4 - Розрахункові значення тиску пресування, Н/мм²

Порівнюючи результати розрахунку пресових зусиль видно, що вологість вогнетривкої маси суттєво впливає на величину тиску пресування, і досягнення заданої пористості може бути реалізовано при менших зусиллях пресування маси. Для мас безперервного зернового складу таким тиском пресування є тиск 94 Н/мм² при вологості 9%, а для мас з перервним принципом укладки зерен оптимальний тиск пресування - 53 Н/мм² при вологості 9%.

Враховуючи, що основним технологічним параметром даного розрахунку є границя міцності при стиску, то можна зробити висновок, що для безперервного типу укладки зерен у_ст з підвищенням тиску пресування маси збільшується: при вологості 6% на 9 Н/мм² і при вологості 9% теж на 9 Н/мм².

Для виробів виготовлених із мас перервного типу укладки границя міцності при стиску із збільшенням тиску збільшується на 4 Н/мм² і при вологості 6% і при вологості 9%.

Та все ж встановлено, що для досягнення вищої границі міцності при стиску необхідно застосовувати перервний тип укладки зерен. Тому для виготовлення насадок для регенераторів мартенівської печі марки ШН-41 необхідно використовувати наступний речовинний склад шихти:

- шамот фр. 3-0.5 мм - 63%;

- ССП фр. <0.088 мм.

Тиск пресування повинен складати 53 Н/мм² , а вологість - 9%.

ВИСНОВКИ І РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. Проаналізувавши умови служби шамотних вогнетривів для регенераторів мартенівської печі та вимоги, що пред'являються до них, було встановлено, що визначальним показником для їх довготривалої служби є границя міцності при стиску.

2. Було з'ясовано вплив хіміко-мінералогічного складу сировинних матеріалів та їх властивостей і речовинного складу шихти на показники шамотних та багатошамотних виробів; розглянуто два типи укладок зернистих матеріалів і їх вплив на ущільнення маси: з'ясовано, що вироби з перервним типом укладки зерен мають високу границю міцності. Було проаналізовано процеси, які мають місце при пресуванні вогнетривких порошків та фактори, що впливають на щільність сирцю і пояснено рівняння А.С. Бережного та можливості його використання в розрахунках даної курсової роботи.

3. Було встановлено, що із підвищенням тиску пресування пористість готових виробів значно знижується, а щільність збільшується. Провівши розрахунки відповідно до рівняння А.С. Бережного з'ясовано, що для виготовлення шамотних насадок для регенераторів мартенівської печі, які б мали високу границю міцності, необхідно застосовувати наступний склад шихти:

- шамот фр. 3-0.5 мм - 63%;

- ССП фр. <0.088 мм.

з вологістю 9% і при тиску пресування у 53Н/мм².

ЛІТЕРАТУРА