Формовка керамического кирпича через мундштук

В процессе производства керамического кирпича возникает много вопросов, связанных с формовкой. В ответ на них я начну публиковать конспекты книг, с помощью которых я вникал в премудрости этого технологического процесса.

Конспект

брошюры М.С.Комской «Изучение движения глинистой массы в мундштуках ленточных прессов методом моделирования» Киев 1959 г.

Формуемая глиняная масса – это пластично-вязкая структурированная жидкость, движение которой через пресс подчиняется общим законам течения упруго-пластично-вязких тел.

Течение пластично-вязкой жидкости выражено уравнением Бигмана:

Р = Р₀ + η(dω/dx)

При течении керамических масс (жидкости) наибольшее сопротивление возникает под влиянием вязкости (η(dω/dx)) формуемой массы, поэтому напряжения (Р) для их преодоления превышают напряжения для преодоления сопротивления от сил упругости (Р₀).

Движение пластично-вязкой жидкости в трубке сечением S зависит от таких факторов:

• скорости массы ω, см/сек;
• диаметра трубки d, см;
• применяемого давления Р, г/(см·сек²);
• плотности массы ρ, г/см³;
• вязкости η г/(см·сек).

Для математического описания этого процесса вводятся безразмерные критерии:

• критерий Эйлера Е_и = Р/ρ·ω²
• критерий Рейнольдса Re = η/(ρωd)

Зависимость между этими критериями Р/ρ·ω² = f(η/(ρωd)) характеризует движение жидкости в трубке с сечением S.

Кривая распределения скорости движения глинистой массы в модели-насадке и в рабочих органах шнекового пресса (головка и мундштук) приближается к параболе. Форма параболы определяется скоростью течения и размерами рабочих органов пресса.

Изучение керамической массы проводилось на вискозиметре Воларовича.

Скорость истечения массы из насадок прибора изменялась от 0,02 до 11 см/сек.

Проведенные эксперименты показывают увеличение напряжения сдвига при увеличении конусности насадок. Увеличение конусности выше 8% значительно больше влияет на увеличение напряжение сдвига, чем при конусности 5-8%.

Свойства массы: η и ρ; условия формовки: ω и Р; динамическое предельное напряжение сдвига Р_к, гидравлический диаметр насадки d_г представлены в зависимости Р/ρ·ω² = f(η/(ρωd))

После проведения экспериментальных работ со спондиловыми глинами определены следующие зависимости:

Гидравлический диаметр насадки d_г = 0,53((η ω^0,18)/(Р^0,59 ρ^0,41))

Длина насадки l_н = 0,0954((Р^0,46 η ω^0,075)/(Р ρ^0,46))

Выводы:

• при увеличение длины насадки необходимо увеличить давление формовки. Увеличение длины в два раза требует увеличение давления на 9%. При увеличении длины в три раза – увеличение давления на 62%;
• при уменьшение гидравлического диаметра входного сечения насадки надо увеличивать давление формования. Уменьшение диаметра в два раза требует увеличение давления на 14%. При уменьшении диаметра в три раза – увеличение давления на 90%.

Эти соотношения применимы и для реального оборудования головок и мундштуков.