Способы сокращения сроков сушки, обеспечение безопасной скорости сушки, улучшение сушильных свойств и повышение качества керамического сырца.

Сушка сырца – процесс удаления влаги из материалов

Если же сырец, имеющий высокую влажность, сразу после формования подвергнуть обжигу, то он растрескивается.

Основой сушки является перенос и затрата энергии на перевод влаги материала в парообразное состояние.

Как известно, существует два вида сушки керамического сырца: естественная и искусственная.

Естественная сушка длится от 2-х до 20 суток, искусственная – от 10-30 мин до 48 часов. При естественной сушке сырец высушивается под действием атмосферного воздуха. Этот вид сушки не отвечает современному уровню развития техники и поэтому в керамической промышленности заменяется искусственной сушкой.

Предварительный процесс сушки проходят керамические изделия, отформованные пластическим или литым способом.

Режим сушки – технологические изменения в определенном порядке интенсивности испарения влаги сырца во времени. Он устанавливает периодичность изменения количества (скорости) теплоносителя, его температуры и относительной влажности. Продолжительность (скорость) сушки зависит от способа сушки, конструктивных особенностей сушильных устройств, плотности массы, количества содержащейся в ней воды, которое удаляется с единицы поверхности в единицу времени.

Регулируют скорость сушки относительной влажностью и температурой среды, скоростью обмена среды, т.е. скоростью движения теплоносителя.

Глины с низкой чувствительностью к сушке (Кч<1) допускают жесткие режимы сушки с высокими температурами и малой влажностью теплоносителя, а поэтому и сокращенные сроки сушки – от 12 до 24 ч.; глины со средней чувствительностью (Кч=1-2) – от 24 до 48 ч; с высокой чувствительностью (Кч>2) требуют мягких режимов сушки со сроком более 48 ч.

Опыт действующих предприятий показывает, что длительность сушки сырца  в искусственных сушилках можно существенно сократить, пользуясь различными способами ускорения внешней диффузии и внутренней миграции влаги в изделиях. Основными из них являются:

1) Введение в сушила увеличенных объемов теплоносителя;

2) Увеличение скорости движения теплоносителя в сушилке;

3) создание мощных источников тепла и вентиляционных устройств, способных обеспечить сушила достаточным количеством воздуха и скоростью движения теплоносителя

4) Применение продольной и поперечной рециркуляции газов. Для глин средней чувствительности рециркуляцию целесообразно применять на том участке сушилки, где происходит усадка сырца;

5) Применение паропрогрева и пароувлажнения керамической массы;

6) Введение в состав шихты в качестве отощителя  дегидратированной глины;

7) Рациональная садка на вагонетки, конвейеры и другие транспортные средства в сушилках.

8) Введение ССБ

9) Применение «ротамиксов» - передвижных конусообразных устройств, с помощью которых поступающий теплоноситель вееробразно направляется по объему сушила;

8) Применение цикличной подачи теплоносителя - сущность состоит в цикличном нагреве и охлаждении поверхности сырца, вследствие чего осуществляется принудительное ускорение внешней и внутренней диффузии влаги в сырце. При этом методе в начальные 25 минут идет подача теплоносителя в рабочее пространство сушила, потом ее прекращают на 25 мин и вновь возобновляют на такое же время.

В период прекращения поступления теплового потока поверхность сырца  охлаждается, а из нагретой центральной его части диффузия влаги ускоряется вследствие наличия температурно-влажностного градиента. Это сокращает общий срок сушки изделий по сравнению с обычным способом подачи теплоносителя.

Осуществляя скоростную сушку сырца с применением больших объемов и скоростей теплоносителя, производя его рециркуляцию, сокращают сроки сушки в 1,5-3 раза.

Сокращение сроков сушки и повышение качества сырца достигается также:

а) введением в глину отощителя до 30-50% различного зернового состава, что увеличивает влагопроводность, уменьшает воздушную усадку и влагосодержание массы. При выборе вида отощителя предпочтение следует отдавать шамоту и дегидратированной глине (добавка ее в количестве 30-50% снижает сроки сушки в 2-3  раза и коэффициент чувствительности глин к сушке в 1,5 раза;

б) подогревом керамической массы паром. При пароувлажнении достигается более равномерное распределение влаги в глиняном порошке и одновременно прогрев его до 40-60о, благодаря чему резко сокращаются сроки сушки сырца на 40-50% и более. Особенно благоприятно влияет пароувлажнение на массы, приготовленные из глин, чувствительных к сушке и требующих мягкого режима. При этом следует иметь в виду, что сырец должен поступать в  сушилку до того, как он успеет остыть после паропрогрева;

в) введением в массу электролитов. Эти вещества распадаются при растворении на заряженные атомы и молекулы-ионы, которые затем адсорбируются на поверхностях глинистых частиц, вызывая их коагуляцию и агрегирование. Агрегация глинистых частиц улучшает влагопроводность массы;

г) введением поверхностно-активных добавок. Это существенно понижает коэффициент чувствительности керамических масс к сушке. Введение ССБ, например, в количестве 0,25-5 % по массе (сухое вещество) снижает коэффициент чувствительности суглинков на 36-40 %, облегчает удаление поровой воды, позволяет увеличить влагоотдачу сырцом в 2,4-2,6 раза.

Продолжительность сушки может быть сокращена в первом периоде за счет добавки в массу отощающих материалов и во втором периоде за счет повышения температуры и скорости теплоносителя.

При любом форсировании процесса сушки скорость сушки не должна превышать максимально допустимую, иначе произойдет растрескивание изделия (на рисунке 2 заштрихованная область)