KELLER Home » ICS » Сервис » Керамическая лаборатория

Керамическая лаборатория KELLER

"Трудовой стаж" - более 50 лет 

Основополагающим для качества керамической продукции является качество используемого сырья. Для оптимального создания производственного предприятия необходимо иметь точную и подробную информацию об используемом сырье. Поэтому уже на этапе планирования сырье  наших заказчиков подвергается всем необходимым  испытаниям в керамической лаборатории Keller HCW .Благодаря тесной связи с практикой результаты испытаний обеспечивают оптимальное проектирование нового завода  в зависимости от качества сырья. Кроме того, ценные выводы на основе  установленных керамических данных имеют огромное значение также и при модернизации существующих производственных линий. Все нижеизложенные испытания и исследования мы выполним для Вас в случае получения заказа для того, чтобы предоставить ценную информацию о режиме работы и оптимизации Вашего завода.

 Конкретно для Вас это значит:

  • Оптимальные производственные показатели
  • Минимальный расход энергии
  • Сокращение длительности производственного цикла
  • Высокая производительность

Наши услуги:

Разведка и отбор проб на новых и уже существующих карьерах

При строительстве нового завода на новом месте необходимо исследовать вскрываемый карьер и взять показательные пробы глины. Это должно быть осуществлено совместно с геологами и, при необходимости, с командой буровиков. С учётом географических и геологических условий местности будут разработаны рекомендации по разработке месторождения, водоотливу, оптимальному хранению и смешиванию сырья. Для получения оптимальной рабочей массы и с целью планирования структуры производственной линии отобранные пробы сырья подвергаются испытаниям.

Разработка рабочей массы / Поиск оптимального решения

Необходимость в разработке новой или усовершенствовании существующей рабочей шихты может возникнуть по разным причинам: выпуск новых продуктов с определенными свойствами, улучшение качества существующих продуктов, истощение карьеров, повышение экономичности выпускаемых материалов, -  в любом из этих случаев мы можем оказать поддержку и провести необходимые испытания, опираясь на наш многолетний опыт.

Испытания используемой рабочей  шихты

Испытания уже  используемой рабочей массы в керамической лаборатории Keller HCW  также могут дать ценную информацию для оптимизации производственных процессов и качества продукции. В результате испытаний определяются керамико-технологические данные массы для определения режима формования, сушки и обжига с целью оптимизации производственного процесса.

Массоподготовка

Керамическая лаборатория Keller HCW  оснащена различными агрегатами для наиболее точного воспроизведения отделения массоподготовки  в лабораторных условиях.

Твёрдые материалы предварительно дробятся на щековой дробилке. Тонкое измельчение при сухой подготовке массы выполняется на крестовой ударной мельнице с различными ситовыми вставками или при полусухой массоподготовке с помощью вальцов с регулируемыми зазорами до 0,5 мм. Смешивание и увлажнение проб выполняется в смесителе, интенсивность смешивания отрегулирована таким образом, чтобы не возникало изменения фракции смешиваемой массы.  Содержание воды затворения  регулируется до достижения жёсткости прессования, запланированной при пуске завода.  При этом возможные значения по пенетрометру  составляют от  1,0 кг/см²  3,5 кг/см².

Формование

IМодифицированный в 2009 году лабораторный экструдер позволяет определять поведение подготовленной глиняной смеси в процессе экструзии. При этом  измеряется и регистрируется необходимый для процесса прессования вращающий момент, частота вращения шнека, скорость движения глиняного бруса и нарастание/падение давления массы в цилиндре пресса и в измерительном цилиндре. На основе этих данных возможен имитационный расчёт, позволяющий оптимально подобрать геометрию экструдера: шаг шнека, обратный напор  и величину повышения давления. Кроме того, можно сделать выводы относительно ожидаемого вращающего момента, давления прессования и частоты вращения шнека.

Сушка / Обжиг

В ходе дальнейших испытаний для сушки и обжига изготавливаются различные лабораторные образцы. Испытания в значительной степени основаны на практических экспериментах. Информация, полученная на основе химических анализов, анализе элюатов,  определении дисперсности и  минерального состава, позволяет выявить физические и химические свойства материала, что при необходимости дополняет результаты керамических исследований.

В результате на примере полученных  образцов  определяются необходимые для формования изделий количество воды для затворения, воздушная усадка, чувствительность к образованию трещин, прочность на изгиб и прочность при равновесной влажности. Параллельно регистрируется процесс дегидратации (отделения воды), воздушной усадки, кривая Биго и влагопроводность  капиллярной текстуры.

Скорость нагрева в процессе обжига лабораторных образцов в электропечах составляет 180 К/час, время выдержки окончательного обжига 3 часа.

Величина окончательного обжига зависит при этом от выпускаемого продукта и состава сырья. Диапазон температур составляет от 840 до макс. 1300 °C. Поскольку для пуска завода и его последующей эксплуатации важно знать  предельные значения,  испытательный обжиг выполняется при пяти различных температурах. На основании полученных данных можно определить качество изделий, которые будут выпускаться на заводе: допустимое отклонение размера, изменения цвета, значения поглощения воды, прочность на сжатие и изгиб.

После обжига все возможные дефекты, такие, как вспучивание, выплавление, отколы, шелушение или высолы, идентифицируются и документируются для принятия соответствующих мер при эксплуатации завода, например, добавки бария. На основе рассчитанных в малых масштабах, но сравнимых с действующими технологиями значений, вытекают необходимые выводы для планирования и последующей эксплуатации завода.

Лабораторная сушилка / Печь с газовым обжигом

Лабораторные испытания можно расширить с помощью использования нашей экспериментальной сушилки и Ваших сырых заготовок. Экспериментальная сушилка представляет собой мобильный 20-футовый контейнер с сушильной камерой (1,5 x 1,8 x 1,7 м). Она может быть оснащена любым воздухораспределительным оборудованием, представленным в предложениях компании Keller HCW. Эта сушилка может быть использована в лаборатории Keller HCW в г. Лаггенбеке или, если есть такая возможность, лабораторная сушилка доставляется на завод к заказчику и устанавливается вблизи отделения формования. Используемые для испытаний заготовки состоят в таких случаях из рабочей шихты заказчика, наличие свилей и прогибов свидетельствуют о соответствующей технологии формования, сушка изделий выполняется на существующих или предполагаемых для использования рейках или поддонах.  Кроме того, для каждого испытания могут быть использованы свежие заготовки, поступающие непосредственно из экструдера.

Благодаря таким испытаниям точность расчёта возможного времени сушки и кривой сушки значительно повышается. На основании возникших в процессе сушки ошибок можно оптимально подобрать кривую сушки, инструмент для формовки и носители сырца (сушильные поддоны и рейки).

Поскольку при транспортировке высушенных заготовок проблем не возникает, обжиговым испытаниям они подвергаются в стационарной газовой камерной печи в керамической лаборатории в  г. Лаггенбеке. Во время обжига можно менять  атмосферу печи таким образом, чтобы возможны были как окислительные, так и восстановительные испытания.

AДля испытаний в печи с газовым обжигом  тоже используются оригинальные заготовки. Таким образом, возможно целенаправленное обнаружение изъянов выпускаемой продукции, возникающих в процессе производства, таких как сердцевина, трещины, пятна, деформации и т.д., которые по мере возможности можно устранить, изменив режим обжига.

Для керамических материалов, которые имеют тенденцию реабсорбции влаги важно, чтобы заготовки перед обжигом были вывезены из сушильного отделения, прежде чем они полностью высохнут. Окончательное высушивание происходит в таком случае непосредственно перед обжигом в электрической лабораторной сушилке.

Контроль качества и экологически значимых показателей на заводах

Совместно с технологическим отделом во время ввода в эксплуатацию, а также позднее, в процессе эксплуатации оборудования осуществляется контроль многочисленных качественных и экологических показателей.

К ним относятся регистрация размеров и веса продукции на различных этапах производства, измерения значений усадки, температуры и влажности воздуха, скорости воздушных потоков, температуры кирпича во время сушки.

При обжиге, с помощью специально оборудованной измерительной каретки (имеющейся практически на всех заводах) возможна регистрация температуры кирпича при прохождении через печь с целью контроля равномерного распределения температуры садки. В результате существует возможность оптимизации кривых обжига.

Обычные измерения загрязняющих веществ, содержащих серу, фтор и хлор в трубопроводах подачи горячего воздуха и трубопроводах для отвода дымовых газов также возможны.

Необходимое количество проб

  • Для проведения испытаний в лаборатории Keller HCW необходимы минимум 20 кг подготовленной рабочей массы. Она должна быть отобрана непосредственно перед прессованием. Оптимальным считается отбор пробы непосредственно с экструдера перед  двухвальным смесителем.
  • Для измерений при прессовании необходимы ок. 120 кг пробы, поскольку для таких испытаний можно использовать только свежеподготовленную, не вакуумированную массу.
  • Для разработки рабочей массы в зависимости от объёма испытаний  необходимо от  50 до 200 кг каждого вида сырья. Необходимый объём услуг по выполнению лабораторных испытаний и необходимую информацию, касающуюся сырья, следует предварительно согласовать с керамической лабораторией компании Keller HCW.
  • Испытания в лабораторной сушилке выполняются, как правило, на заводе заказчика.  Если такой возможности нет, необходимо совместно обсудить и согласовать количество необходимых для испытания проб, а также их доставку.
  • Для испытаний в печи с газовым обжигом в зависимости от планируемой схемы садки необходимы примерно от  50 до 100 высушенных заготовок, которые должны быть изъяты из процесса сушки до окончательного высушивания, сохраняя остаточную влажность от > 5 до 10 %,  во избежание повторного впитывания влаги во время транспортировки и хранения.

Отбор проб

При изъятии проб из карьера чрезвычайно важно сохранить их первоначальное состояние.

Изъятие проб из нового подлежащего вскрытию карьера. 

Взятие проб из нового, ещё не вскрытого карьера – одна из сложнейших задач. Сначала  с помощью специального бурильного аппарата, в лучшем случае с помощью забивного зонда в пределах определённой растровой сетки с поверхности будущего карьера изымаются пробы. Минимальная глубина отбора проб должна соответствовать глубине дальнейшей разработки месторождения.  На основе отобранных  кернов создаётся профиль слоёв и план разработки карьера.  Затем выполняется отбор проб из разных слоёв керна. При этом сложно обнаружить наличие посторонних, например, каменистых включений, поэтому в некоторых случаях для обнаружения таких слоёв необходима дополнительная вертикальная выработка с помощью экскаватора. Чрезвычайно важно при этом точное протоколирование и документирование. Необходимо документально зарегистрировать страну, область, название месторождения, точное место изъятия проб (координаты GPS). Кроме того, необходимо сделать фотографии.

Пробы из разработанного месторождения

Для получения представительной пробы из действующего месторождения существует несколько возможностей.

  • В том случае, если визуальные различия и наслоения не заметны и мощность разрабатываемой стены не слишком велика, можно взять щелевую или разведочную пробу по всей высоте стены. Данную операцию необходимо выполнить в нескольких местах месторождения и затем с помощью делителя проб сократить их количество.
  • В случае обнаружения явно заметных слоёв следует изъять щелевые или разведочные пробы из отдельных слоёв.

При этом тоже чрезвычайно важно точное ведение документации.  Мощность слоёв и прочие аномалии карьера, такие, как, например, каменистые включения, должны быть обязательно задокументированы и сфотографированы.  При наличии более мелких включений извести, гипсовых частиц и т.п.  для получения представления об их размере следует сделать сравнительные фотографии, поместив рядом с обнаруженным объектом знакомый предмет (зажигалку, авторучку).

Пробы из открытого отвала или из глинохранилища

В данном случае взятие проб несколько упрощено, поскольку, как правило, глина уже перемешана. При изъятии пробы  отбираются мелкие порции из различных точек хранилища и смешиваются для получения одной пробы.

Пробы из вертикального питателя или двухвалкового смесителя

Сначала необходимо обеспечить безопасность персонала, ответственного за отбор проб. Изъятие проб возможно непосредственно на выходе из питателя или смесителя. На данном участке пробы  смешаны до такой степени, что они явно являются представительными.

Упаковка и доставка

Пробы должны быть герметично упакованы в плёнку с целью сохранения свойств и карьерной влажности. Обозначения должны быть защищены от воздействия сырья и позднее от наклеек транспортных и таможенных агентств при доставке. Образцы проб без этикетки не имеют никакой ценности. Доставка должна быть осуществлена кратчайшим путём. В зимний период времени необходимо проследить за тем, чтобы на изменения свойств доставляемого сырья не повлиял мороз.  Предварительно на адрес керамической лаборатории  (keramiklabor@keller-hcw.de) по электронной почте должны быть отправлены копии товаросопроводительных документов (напр. Airwaybill).