Embed Size (px)
Citation preview
Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava
Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství
ZAŘÍZENÍ KERAMICKÝCH
ZÁVODŮ studijní opora
Dalibor Jančar
Ostrava 2013
Recenzent: Ing. Filip Ovčačík, Ph.D.
Název: Zařízení keramických závodů
Autor: Ing. Dalibor Jančar, Ph.D.
Vydání: první, 2013
Počet stran: 121
Studijní materiály pro studijní program Metalurgické inženýrství na Fakultě metalurgie a
materiálového inženýrství. Jazyková korektura: nebyla provedena.
Studijní opora vznikla v rámci projektu OP VK: Název: ModIn - Modulární inovace bakalářských a navazujících magisterských programů na
Fakultě metalurgie a materiálového inženýrství VŠB - TU Ostrava
Číslo: CZ.1.07/2.2.00/28.0304
© Dalibor Jančar
© VŠB – Technická univerzita Ostrava
ISBN 978-80-248-3370-5
Pokyny ke studiu
3
POKYNY KE STUDIU
Zařízení keramických závodů
Pro předmět Zařízení keramických závodů 2. semestru studijního oboru Tepelná technika
a keramické materiály jste obdrželi studijní balík obsahující integrované skriptum pro
kombinované studium obsahující i pokyny ke studiu.
1. Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
2. Cílem předmětu a výstupy z učení
Cílem předmětu je seznámení se s technologickým tokem výroby keramických materiálů od
těžby základní suroviny až po výsledné tvarování finálních tvarů.
Po prostudování předmětu by měl student být schopen:
výstupy znalostí:
Znalost zařízení pro těžbu, nakládání, dopravu, dávkování a úpravu surovin.
Znalost strojů používaných v současné době pro tvarování keramických výrobků.
výstupy dovedností:
Schopnost samostatného výběru určitého zařízení (stroje) pro jednotlivé technologie, druhy
keramických materiálů a konečných vlastností výrobků.
Pro koho je předmět určen
Předmět je zařazen do magisterského studia oboru Tepelná technika a keramické materiály
studijního programu Metalurgické inženýrství, ale může jej studovat i zájemce z kteréhokoliv
jiného oboru.
Studijní opora se dělí na části, kapitoly, které odpovídají logickému dělení studované látky,
ale nejsou stejně obsáhlé. Předpokládaná doba ke studiu kapitoly se může výrazně lišit, proto
jsou velké kapitoly děleny dále na číslované podkapitoly a těm odpovídá níže popsaná
struktura.
Při studiu každé kapitoly doporučujeme následující postup:
Přečíst členění kapitoly.
Prostudovat kapitolu s podrobným zaměřením se na schémata a obrázky pro pochopení
principu daného technologického zařízení.
Způsob komunikace s vyučujícími:
Komunikace s vyučujícím je možná pomocí mailu: [email protected] nebo telefonicky
na čísle: 597 321 537.
Úvod
8
OBSAH
OBSAH ................................................................................................................. 4
1 ÚVOD .............................................................................................................. 7
2 TĚŽBA SUROVIN ......................................................................................... 0
2.1 Rýpadla ................................................................................................................ 0
2.1.2 Korečkové rýpadla .................................................................................................. 0
2.2 Nakladače .......................................................................................................... 16
3 DOPRAVA SUROVIN ................................................................................ 16
3.1 Dopravníky ........................................................................................................ 16
3.1.1 Pásové dopravníky ................................................................................................ 17
3.1.1.1 Lanopásový dopravník ................................................................................... 19
3.1.1.2 Strmý pásový dopravník ................................................................................. 20
3.1.1.3 Pásy ................................................................................................................ 20
3.1.2 Korečkový elevátor ............................................................................................... 21
3.1.3 Závitový dopravník ............................................................................................... 21
3.1.4 Válečkové tratě ...................................................................................................... 22
3.1.4.1 Poháněné válečkové tratě ............................................................................... 22
3.1.4.2 Gravitační válečková trať ............................................................................... 23
3.1.5 Dopravní skluzy a žlaby ........................................................................................ 23
3.1.6 Podvěsné lavičkové dopravníky ............................................................................ 24
3.2 Zařízení na pneumatickou dopravu ................................................................... 25
3.2.1 Vysokotlaká pneumatická doprava ....................................................................... 26
3.2.1.2 Komorové podavače ....................................................................................... 28
3.2.2 Pneumatická doprava směšovači (středotlaká) ..................................................... 29
3.2.3 Pneumatická doprava provzdušňovacími žlaby .................................................... 29
3.3 Meziobjektová doprava ..................................................................................... 30
3.3.1 Kolejová a automobilová doprava......................................................................... 30
3.3.2 Mezioperační doprava ........................................................................................... 31
3.4 Zařízení na dopravu kapalin (suspenzí) ............................................................ 32
3.4.1 Jednočinné pístové čerpadlo.................................................................................. 33
3.4.2 Rotační odstředivá čerpadla .................................................................................. 34
3.4.3 Rotační zubová čerpadla ....................................................................................... 34
3.4.4 Šroubová – vřetenová čerpadla ............................................................................. 35
3.4.5 Kalová čerpadla ..................................................................................................... 36
3.4.6 Výkon čerpadel ..................................................................................................... 36
4 DÁVKOVAČE, PODAVAČE ..................................................................... 38
4 4
Úvod
8
4.1 Pásový podavač ................................................................................................. 39
4.2 Článkový podavač ............................................................................................. 39
4.3 Bubnový podavač .............................................................................................. 40
4.4 Vibrační podavač .............................................................................................. 40
4.5 Talířový podavač ............................................................................................... 41
4.6 Turniketový (lopatkový) podavač ...................................................................... 42
4.7 Řetězový (clonový) podavač .............................................................................. 42
4.8 Šnekový podavač ............................................................................................... 43
5 ZDROBŇOVÁNÍ ......................................................................................... 45
5.1 Čelisťové drtiče ................................................................................................. 48
5.2 Kuželové drtiče .................................................................................................. 50
5.3 Válcové drtiče a mlýny ...................................................................................... 52
5.4 Valivé drtiče a mlýny ......................................................................................... 53
5.4.1 Tíhové drtiče a mlýny ........................................................................................... 53
5.4.2 Mlýny odstředivé................................................................................................... 54
5.4.3 Mlýny s vnější silou (pružinové a hydraulické) .................................................... 55
5.5 Rotorové drtiče a mlýny .................................................................................... 56
5.5.1 Rotorové drtiče a mlýny s výkyvnými mlecími nástroji ....................................... 56
5.5.2 Rotorové drtiče a mlýny s pevnými mlecími nástroji ........................................... 58
5.6 Gravitační mlýny ............................................................................................... 64
5.6.1 Kulové mlýny ........................................................................................................ 64
5.7 Tyčové mlýny ..................................................................................................... 68
5.8 Autogenní mlýny ................................................................................................ 68
5.9 Odstředivé (planetové) mlýny ........................................................................... 69
5.10 Vibrační mlýny ................................................................................................ 69
5.11 Míchadlové mlýny (attritory) .......................................................................... 71
5.12 Koloidní mlýny ................................................................................................ 73
5.13 Tryskové mlýny ................................................................................................ 75
6 DĚLENÍ ......................................................................................................... 78
6.1 Třídění ............................................................................................................... 79
6.1.1 Mechanické třídění ................................................................................................ 79
6.1.2 Vodní (hydraulické) třídění ................................................................................... 80
6.1.3 Vzdušné (větrné) třídění ........................................................................................ 84
6.2 Rozdružování ..................................................................................................... 87
5
Úvod
8
7 MÍSENÍ A HOMOGENIZACE .................................................................. 90
7.1 Předhomogenizace ............................................................................................ 91
7.2 Mísiče ................................................................................................................ 92
8 TVAROVÁNÍ ............................................................................................... 95
8.1 Lisování ............................................................................................................. 96
8.1.1 Suché a polosuché lisování ................................................................................... 97
8.1.1.1 Granulace ....................................................................................................... 97
8.1.1.2 Jednostranné lisovaní ................................................................................... 100
8.1.1.3 Dvoustranné lisovaní .................................................................................... 101
8.1.1.4 Izostatické lisovaní ....................................................................................... 103
8.1.2 Vlhké lisování ..................................................................................................... 105
8.1.2 Lisování krátkodobě působícími silami .............................................................. 106
8.2 Plastické tvarování .......................................................................................... 107
8.2.1 Tažení .................................................................................................................. 108
8.2.1.1 Tažení šnekovými lisy .................................................................................. 108
8.2.1.2 Tlačení pístovými lisy .................................................................................. 111
8.2.1.3 Válcové lisy .................................................................................................. 112
8.2.2 Točení .................................................................................................................. 112
8.3 Lití ................................................................................................................... 115
9 DOPORUČENÁ LITERATURA ............................................................. 120
6
Úvod
7
1 ÚVOD
Členění kapitoly:
volba a návrh zařízení pro keramický závod;
technologický postup výroby keramických závodů;
těžba surovin - rýpadla;
nakládání surovin - nakladače.
Čas potřebný ke studiu: 30 minut
Cíl: Po prostudování této kapitoly
budete znát technologii provozu keramických závodů od průzkumu
ložiska po finální výrobek;
seznámíte se se základními těžebními a nakládacími stroji;
Výklad
Při volbě a návrhu zařízení pro keramický závod je nutno vycházet především ze
surovinové základny, kterou máme k dispozici. Což znamená, že volba veškerého zařízení se
podřídí způsobu zpracování těžených surovin a jejich vlastností (křehkost, lepivost atd.). Je
nutné přihlížet k tomu, že suroviny mohou někdy měnit svůj charakter, a proto je nutné
provézt řádný průzkum ložiska. Na obrázku 1 je znázorněno klasické ložisko kaolínu.
7
Úvod
8
Obr. 1 Ložisko kaolínu Božičany
Převzato z: http://geologie.vsb.cz/loziska/suroviny/keramika.html
Technologický postup výroby keramických závodů:
těžba surovin (rýpadla, nakladače),
doprava surovin (dopravníky, lanovky, automobilová doprava a jiné),
podavače,
zdrobňovače (drtiče, mlýny),
dělení surovin (síta, rošty, třídiče),
mísení a homogenizace (mísiče, haldování),
tvarování.
Je třeba si uvědomit, že limitujícím článkem keramických závodů je pec. Představuje nejdražší zařízení, těžko vyměnitelné, tvořící finální výrobek. Proto při volbě
jednotlivých zařízení před finálním zpracováním musíme u jednotlivých zařízení mít vždy
kapacitní rezervu. Při takovém postupu pak nemůže dojít k tomu, že bude docházet
k přerušování výroby na jednotlivých úsecích kontinuálního zpracování suroviny.
8
Těžba surovin
11
2 TĚŽBA SUROVIN
Do této oblasti náleží zařízení pro těžbu a nakládání surovin, tzv. rýpadla a zařízení
pro nakládání surovin, tzv. nakladače.
2.1 RÝPADLA
Rýpadla jsou strojní zařízení, které se používají na dělení lehko rozpojitelných hornin
(zemina, štěrkopísek, cihlářská hlína) a nakládání těžko rozpojitelných hornin, které se už
předtím rozrušili a nacházejí se na skládce nebo přímo v lomu. Na konci pracovního cyklu ji
vysypávají na hromadu nebo na určené dopravní zařízení. Výkony těchto strojů se udávají v
[m3/hod] nebo v [t/hod].
Dělení rýpadel:
1. Podle konstrukce a) lopatkové - s horní lopatou
- s dolní lopatou
- s vlečnou lopatou
- s drapákem
b) škrabákové - s jedním lanem
- dvojlanové
c) korečkové - na těžbu hlíny
- na těžbu z vody
- ryhovače
2. Podle pohonu a) se spalovacím motorem
b) s elektromotorem
3. Podle podvozku a) s pásovým
b) s kolesovým
c) s kolesovým na pneumatikách
d) s kolesovým na kolejnicích
e) na automatizovaném
f) na traktoru
g) na traktoru
h) na plavajícím podvozku
i) na kráčejícím podvozku
4. Podle obsahu rýpací nádoby a) malé do obsahu 0,75 m3
b) střední s obsahem 0,75 – 4 m3
5. Podle způsobu ovládání a) s mechanickým ovládáním
b) s hydraulickým ovládáním
9
Těžba surovin
10
2.1.1 Lopatové rýpadla
Používají se na těžbu hornin různé tvrdosti, suchých a plastických kusových hornin
rozrušených odstřelem. Základní částí je lopata, podle které se dají rozdělit na lopatové
s horní nebo dolní lopatou.
Rýpadla s horní lopatou (viz Obr. 2) se používají na nakládání rozrušených hornin
(vápenec), na zemní práce nad úrovní terénu nebo na těžbu štěrkopísku a jílových hornin.
1 – prostor těžby, 2 – strojovna a kabina, 3 – otáčecí plošina, 4 – nosná lana,
5 – tažné lano, 6 – podvozek, 7 – výložník, 8 – kladky, 9 – rameno, 10 – lopata
Obr. 2 Lopatové rýpadlo s horní lopatou
Rýpadla s dolní lopatou (viz. Obr. 3) se používají při hloubení jam menších rozměrů,
při zakládání staveb a na těžbu zeminy pod úrovni hladiny vody, na úpravu terénu apod.
1 – prostor těžby, 2 – strojovna a kabina, 3 – otáčecí plošina, 4 – nosné lano,
5 – výložník, 6 – podvozek, 7 – tažné lano, 8 – rameno, 9 – lopata
Obr. 3 Lopatové rýpadlo s dolní lopatou
1
5
2
2
3
3
4
4
5
6
6
7
7
8
8
9
9
1
1
0
10
Těžba surovin
11
Provozní výkon lopatových rýpadel závisí především objemu lopaty (m3), součiniteli
nakypření zeminy, hustotě zeminy (t.m-3
), pracovním cyklu (s).
Výšková lopata má odklopné dno, přes které se vyprazdňuje a vyrábí se v objemech
od 0,15 m3 až 4 m
3, výjimečně i více.
Používají se nejčastěji s podvozky pásovými (viz Obr. 4) nebo kolesovými, zřídka
kolejovými nebo kráčejícími.
Obr. 4 Pásové lopatové rýpadlo s dolní lopatou
Převzato z: http://bagry.cz/cze/bazar/nabidky/pasove_rypadlo/(offset)/30
2.1.2 Korečkové rýpadla
Používají se na těžbu lehce rozpojitelných látek (štěrkopísky, jíly, cihlářská hlína), na
úpravu terénu, na těžbu písku zpod hladiny vody, na úrovni dna řek, na manipulaci
s materiálem na skládkách, pro homogenizaci suroviny apod. Mají velký výkon, neboť jejich
provoz je nepřetržitý (viz. Obr. 5).
Pracovní částí jsou korečky. Jsou to duté nádoby s obsahem 25 až 150 l na velkých
rýpadlech až 250 l. Korečky jsou připevněny na článkový řetěz, který obíhá ve vodiči
korečku. Článkový řetěz vedou vodící kladky. Rýpadlo má samohybný podvozek, pro který je
potřeba postavit kolejovou dráhu. Před spuštěním stroje je třeba upravit terén pro těžbu.
Provozní výkon korečkových rýpadel závisí především na obsahu korečku (m3),
rozestupu korečků (m), rychlosti řetězu (m.s-1
), koeficientu nakypřené zeminy.
Těžba surovin
12
1 – koreček, 2 – článkový řetěz, 3 – vodící kladky, 4 – lano
Obr. 5 Korečkové rýpadlo
Největší rypadla jsou dlouhá přes 200 metrů a vysoká 100 metrů (viz Obr. 6).
Obr. 6 Obří korečkové rýpadlo
Převzato z: http://www.astro.cz/apod/ap061122.html
ZEMINA
1 2
3
4
Těžba surovin
15
Korečková rypadla mohou vyhloubit jámu délky fotbalového hřiště o hloubce přes 25 metrů
za jediný den. Přejezd silnice jim při špičkové rychlosti jeden kilometr za hodinu ovšem
chvíli trvá. Na obrázku 7 je zobrazen detail korečkového rýpadla.
Obr. 7 Detail korečkového rýpadla
Převzato z: http://www.astro.cz/apod/ap061122.html
2.2 NAKLADAČE
Nakladače jsou stroje, které nabírají měkkou, rozrušenou horninu, ale i jiný zrnitý
materiál a nakládají jej na přepravník. Konstrukčně jsou jednodušší a v provozu levnější než
rýpadla.
13
Těžba surovin
14
Dělení nakladačů:
1. Cyklicky pracující lopatové - čelné (viz Obr. 8)
- přes hlavu
- otočné
- tunelové
2. Kontinuálně pracující a) korečkové - s otočným dopravníkem
- nahrnovací
b) šnekové
c) lopatkové
d) talířové
e) klepetové
Obr. 8 Lopatový rýpadlo – nakladač
Převzato z: http://www.silnice-zeleznice.cz/clanek/stroje-cat-byly-hlavnimi-hrdiny-na-cat-
roadshow-poradane-firmou-phoenix-zeppelin/
Těžba surovin
15
Podle odporu, jaký kladou různé sypké materiály proti nabírání při
nakládání, je dělíme na:
1. Sypké materiály, které se lehce nakládají (ovšem se s nimi práší)
Materiál Hustota (kg.m-3
)
Písek 1500 – 1200
Štěrkopísek říční 1700 - 1900
Drcený štěrk 1500 – 1600
Struska škvára 800 – 1600
Uhlí 700 – 1000
Prachové vápno 500 – 1000
Sádra 800 – 1000
Popílek 600 - 800
2. Sypké materiály, které se těžce nakládají
Materiál Hustota (kg.m-3
)
Drcený štěrk (hrubá) 1500 – 1700
Lomový kámen 1600 - 1700
Koks 400 – 800
Kusová struska 600 – 1500
Kusové vápno 900 - 1300
Shrnutí pojmů:
Po prostudování kapitoly by vám měly být jasné následující pojmy:
volba návrhu keramického závodu;
výběr vhodného technologického zařízení pro těžbu a nakládání
surovin podle druhu surovin.
13
Těžba surovin
16
Otázky:
1. Z čeho je nutno vycházet při volbě a návrhu zařízení pro keramický
závod?
2. Jaký je všeobecný technologický postup výroby keramických závodů?
3. Co je limitujícím článkem keramických závodů?
4. Podle čeho volíme vhodné technologické zařízení pro těžbu a nakládání
surovin?
5. Jaké jsou nejznámější druhy zařízení pro těžbu a nakládání surovin?
6. Na čem především závisí provozní výkon lopatových a korečkových
rýpadel?
Doprava surovin
16
3 DOPRAVA SUROVIN
Členění kapitoly:
základní dělení dopravy surovin;
dělení dopravníků;
doprava sypkých a kusových surovin.
Čas potřebný ke studiu: 35 minut
Cíl: Po prostudování této kapitoly
budete znát základní druhy mechanických dopravníků.
Výklad
Doprava a manipulace s materiálem se podílí na výrobním procesu jen pasivně,
protože přímo neovlivňuje vlastní technologickou činnost.
Dělení:
Plynulá (dopravníky, skluzy, pneumatická a hydraulická doprava atd.).
Přerušovaná (lanovky, jeřáby, výtahy, lodě, kolejové a nekolejové vozidla atd.).
3.1 DOPRAVNÍKY
Dělení dopravníků:
1. Mechanické s tažným prvkem a) pásové - s textilním pásem
- s gumovým pásem
- s ocelovým pásem
b) článkové
c) vozíkové
17
Doprava surovin
14
d) podvěsné
e) elevátory
f) hrnoucí dopravníky
2. Mechanické bez tažného prvku a) závitové
b) žlabové
c) vibrační
3. Hydraulické (tzv. válečkové tratě)
4. Pneumatické a) vysokotlaké
b) nízkotlaké
3.1.1 Pásové dopravníky
Pásová doprava je jedna z nejhospodárnějších a nejvýkonnějších způsobů dopravy na
krátké a střední vzdálenosti. Pásovou dopravu je možno rozdělit na:
Dopravu na krátké vzdálenosti (4 – 20 m).
Dopravu na velké vzdálenosti (100 – 5000 m).
Používá se na dopravu materiálů práškových, sypkých a zrnitých nelepivých
materiálů. Úhel sklonu dopravníku určuje sypný úhel materiálu, což je patní úhel povrchové
přímky sypného kužele volně nasypaného nesoudržného materiálu (viz. Obr. 9). Čím menší
sypný úhel, tím spíše se materiál sesype z pásu. Může být až 24°. Tažným elementem
dopravníku je pás. Může být textilní, gumový, vyztužený nebo ocelový. Bývá uložen na
nosných válečcích.
Obr. 9 Sypný úhel
Dělení pásových dopravníků:
1. Přenosné – lehká konstrukce umožňující ruční přenášení (Obr. 10)
2. Stabilní – Použití v závodech, kde se nemění dopravní cesty. Jsou uložené na pevných
podpěrách.
0
10
20
40
18
Doprava surovin
14
3. Dílcové – Na občasné přenášení.
4. Pojízdné – Umístěné na kolejovém podvozku.
1 – napínací zařízení, 2 – násypka, 3 – nosný váleček, 4 – gumový pás,
5 – nosná konstrukce, 6 – hnací buben s pohonem, 7 – napínací buben,
8 – vratný váleček, 9 – stojan
Obr. 10 Přenosný pásový dopravník
Na obrázku 11 je zobrazen pás dopravníku na nosném válečku včetně hnacího
zařízení.
Obr. 11 Detail pásového dopravníku
Převzato z: http://www.kesner.cz/
1 2 3 4 5 6
7 8 9
19
Doprava surovin
14
3.1.1.1 Lanopásový dopravník
Slouží pro dálkovou dopravu. Gumový pás s profilovaným okrajem nese dvojice
nekovových lan, které jsou zároveň tažné. Závěsný pásový dopravník odstraňuje odpory
gumového pásu při posuvu na nosných válečcích (gumový pás není namáhán tažnou silou),
což umožňuje použít i několik kilometrů dlouhou dopravu (viz Obr. 12).
1 – gumový pás, 2 – tažné lano
Obr. 12 Lanopásový dopravník
Výhody proti klasickému jsou:
náklady na 1 km jsou nižší o 25 %,
používají se na velké vzdálenosti a mohou překonat i velké výšky,
dopravník je málo citlivý na vybočení pásu,
chod je klidný, pás se nedeformuje a nekrčí.
Na obrázku 13 je znázorněn pásový dopravník na dlouhé vzdálenosti.
Obr. 13 Pásový dopravník na dlouhé vzdálenosti
Převzato z: http://foto.solvayovylomy.cz/20-5-2005-bilina.php
1 2
20
Doprava surovin
14
3.1.1.2 Strmý pásový dopravník
Je určen na přepravu materiálů v plastickém stavu a lepivých částečně předdrcených
zemin pod sklonem 80°. Skládá se z nosného pásového dopravníku a přítlačného pásu, který
kopíruje tvar nosného dopravníku. Tažný profil nosného pásu je částečně korýtkový. Materiál
se na nosný pás nakládá násypkou, kde je po jejím opuštění zachytáván přítlačným pásem.
Dopravní rychlost obou pásů je stejná, takže materiál se vynáší téměř vertikálně k hnacím
bubnům a postupuje na další technologické zpracování. Šetří zastavěnou plochu.
Na obrázku 14 je znázorněna varianta strmého pásového dopravníku pomocí příček.
Zařízení bývá kapotováno a s odsáváním prachu.
Obr. 14 Strmý pásový dopravník
Převzato z: http://www.kesner.cz/
3.1.1.3 Pásy
Nejčastěji se používají gumové pásy vyráběné vulkanizací z technické gumy
a textilních výztuží. Na více namáhané pásy se používají polyamidové vlákna. Extrémně
namáhané pásy mají kombinovanou výztuž polyamidu s ocelovými lanky.
Dnes se používají pásy se zvlněnými okraji, které snižují možnost přetrhnutí pásu přes
kolo. Zvyšují dopravní výkon.
Pro překonání strmosti se používají pásy s příčkami (viz Obr. 15)
Obr. 15 Příčkový pás
21
Doprava surovin
14
Pro dopravu drsného ostrohranného materiálu s vyššími teplotami (ocelové třísky,
výstřižky od lisu, horká škvára, pálené vápno apod.) se používá ocelový pás.
3.1.2 Korečkový elevátor
Používá se pro svislou dopravu materiálů sypkých, jemnozrnných a nelepivých.
Pracuje kontinuálně, řeší prostorové problémy (viz Obr. 16).
1 – násypka, 2 – koreček
Obr. 16 Korečkový elevátor
3.1.3 Závitový dopravník
Materiál se dopravuje v ocelovém žlabu po šroubovici (viz Obr. 17).
Obr. 17 Závitový dopravník
Dopravní žlab je uzavřen krytem proti prachu a je možné vyprazdňovat žlab
v jakémkoliv místě. Může mít i reverzní chod. Používá se pro sypké materiály. Maximální
směr otáčení
násypka
2
vyprazdňování ocelový žlab
22
Doprava surovin
14
teplota dopravovaných materiálů je 70 °C, u dopravníků vyrobených ze speciální litiny může
dosahovat teplotu až 300 °C.
Nesmí se používat pro ostrý nebo lepivý materiál!
Jeho výhodou je, že zabírá poměrně málo místa a při dopravě se nepráší. Nevýhodou
je dost rychlé opotřebení (hlavně ložisek).
3.1.4 Válečkové tratě
Používá se pro kusové výrobky (cihly, obkladačky, tabule, skla, bedny, desky apod.).
Dělení: 1. Poháněné - ozubenými koly,
řetězem,
vlečné.
2. Gravitační (sklon 5 až 15°).
3.1.4.1 Poháněné válečkové tratě
Kusový materiál se dopravuje po válcích poháněných nejčastěji elektromotorem. Na
pohon válečku se používá kuželová ozubená kola nebo válečkový řetěz. Rozestup válečků se
volí tak, aby dopravovaný kus ležel současně aspoň na třech válcích. Na obrázku 18 vidíme
poháněnou válečkovou trať při pohledu shora a detail válců s pohonem.
Obr. 18 Poháněná válečková trať; převzato z: http://www.atyko.cz/
23
Doprava surovin
14
3.1.4.2 Gravitační válečková trať
Materiál se pohybuje po malých válečcích. Používají se na krátké vzdálenosti. Mají
sklon 5 až 15°. Někdy mohou být vodorovné, potom se musí dopravované kusy tlačit ručně
(viz Obr. 19).
Obr. 19 Gravitační válečková trať
Převzato z: http://www.kralic.cz/imagepages/image6.html
3.1.5 Dopravní skluzy a žlaby
Používají se pro materiály zrnité a nelepivé. Využívá gravitace (sklonu žlabu musí být
větší než sypný úhel materiálu) + setřásání (viz Obr. 20).
Obr. 20 Skluz
5-15°
Doprava surovin
14
3.1.6 Podvěsné lavičkové dopravníky
Jedná se v postatě o sedačkovou lanovku uzavřenou do kruhu (viz Obr. 21). Slouží pro
dopravu výlisků, plátů, suchých cihel a jiných výrobků v keramických závodech. Může
projíždět pecí, na něm jsou uloženy smaltované výrobky. Poté musí být konstrukce
z vysocekvalitní žárupevné oceli.
Obr. 21 Lavičkový podvěsný dopravník
Shrnutí pojmů:
Po prostudování kapitoly by vám měly být jasné následující pojmy:
volba vhodného dopravníku pro sypké i kusové materiály podle druhu
materiálu a místa dopravy.
Otázky:
1. Co je sypný úhel a jak se stanovuje?
2. Jaký je maximální sypný úhel přepravovaného materiálu pro dopravu na
pásovém dopravníku?
3. Jakou vhodnou úpravou pásového dopravníku překonáme strmost
dopravy?
4. Z jakého materiálu volíme pás pásového dopravníku pro ostrohranné
materiály a materiály s vyššími teplotami?
5. Jaký dopravník je nejvhodnější pro svislou dopravu?
6. S jakými druhy válečkových tratí se můžeme setkat?
25
Doprava surovin
14
3.2 ZAŘÍZENÍ NA PNEUMATICKOU DOPRAVU
Členění kapitoly:
doprava práškových surovin – pneumatická doprava;
dělení pneumatické dopravy;
vysokotlaká pneumatická doprava;
pneumatická doprava středotlaká;
pneumatická doprava provzdušňovacími žlaby;
meziobjektová doprava.
Čas potřebný ke studiu: 45 minut
Cíl: Po prostudování této kapitoly
budete znát základní druhy pneumatické dopravy pro dopravu
práškových surovin.
budete znát základní druhy meziobjektové dopravy.
Výklad
V závodech na výrobu stavebních materiálů na bázi silikátů se čím dál více uplatňuje
doprava práškových materiálů stlačených vzduchem. Zejména při dopravě nelepivých,
prachových nebo jemně zrnitých materiálů, např. cementu, popílku, vápence, kaolínu,
slévárenského písku apod. Jako doplňující část odlučovacích vzduchotechnických systémů,
sloužících k odsunu zachycených tuhých částic pro skladování a ukládání odpadu, nebo k
dopravě odloučených produktů k dalšímu zpracování. Pneumatickou dopravu rozdělujeme na
mobilní a stacionární. Mezi mobilní pneumatickou dopravu počítáme přepravu sypkých
materiálů nejrůznějšími mobilními prostředky – kontejnery, přepravníky, návěsy. Stacionární
pneumatickou dopravou je myšleno pevně zabudované zařízení k určitému místu. Materiál se
dopravuje potrubím na vzdálenosti až 1000 m do výšky 40 m [1].
26
Doprava surovin
14
Dělení stacionární pneumatické dopravy:
Nízkotlaká
Středotlaká
Vysokotlaká
Doprava pneumatickými žlaby
Příkladem nízkotlaké dopravy jsou ejektorové směšovače. Dopravní vzdálenosti jsou
limitovány použitým tlakem dopravního vzduchu. Běžné dopravní výkony nízkotlaké dopravy
jsou 0,1 - 2 t/h při dopravních vzdálenostech 30 – 40 m.
Pro středotlakou dopravu se jako zdroje dopravního vzduchu používá dmychadel
s tlakem vzduchu do 0,1 MPa a jako směšovačů speciální rotační podavače.
Funkčními prvky vysokotlaké dopravy jsou komorové a šnekové podavače. Šnekové
podavače, nazývané také Fullerova čerpadla, jsou vhodné pro použití v případě menších
stavebních výšek pro dopravní výkon do 60 t/h a vzdálenostech do cca 300 m. Nejsou však
vhodné pro dopravu abrasivních materiálů. Největší uplatnění v systému vysokotlaké dopravy
mají komorové podavače, které používáme pro dopravu většího množství materiálu na velké
vzdálenosti. Dopravní výkon podle velikosti použitého podavače je 10 – 150 t/h při
vzdálenosti až do 1 000 m [2].
Doprava materiálu pneumatickými žlaby je výhodná především z hlediska úspory
energie na dopravu a snížení mechanického opotřebování. Tato doprava je vhodná pro
výkony až do 400 t/h dopravovaného materiálu. Sklon žlabu 4 – 10 %. Použití pro menší
dopravní vzdálenosti, kde je možno využít spádu.
3.2.1 Vysokotlaká pneumatická doprava
Používá se především na plnění cementových zásobníku a jejich vyprazdňování. Na
dopravu se používá stlačený vzduch s tlakem 0,23 až 0,8 MPa. Dopravní zařízení je
znázorněno na obrázku 22.
Dopravní potrubí je z bezešvých ocelových trubek s průměrem 70, 80, 100, 125, 150,
až 200 mm. Na dopravu tvrdých abrazivních materiálů se používá ocelové potrubí vyložené
čedičem. Cyklon a hadicový filtr slouží na oddělení dopravovaného materiálu od nosného
vzduchu. Nejdůležitější částí pneumatické dopravy je zařízení na dávkování práškového
materiálu a mísení s nosným vzduchem, tzv. podávací zařízení (Fullerovo čerpadlo, komorové
podavače).
27
Doprava surovin
14
1 – čistič vzduchu (filtry), 2 – sušič vzduchu, 3 – kompresor, 4 – podávací zařízení, 5 –
potrubí, 6 – cyklon, 7 – hadicový filtr
Obr. 22 Zařízení na pneumatickou dopravu
3.2.1.1 Fullerovo čerpadlo
Princip konzolového Fullerova čerpadla (viz Obr. 23) je asi takovýto: Čerpadlo je
složeno ze dvou komor (tlaková a směšovací) oddělené klapkou. Práškový materiál se
v odměřených dávkách podává do směšovací komory. Stoupne-li tlak práškového materiálu
na předepsaný, klapka se otevře a materiál padá do prostoru dýz, které jsou v dolní části
směšovací komory. Šroubovice slouží na vytlačení vzduchu z práškového materiálu, a aby se
nedostal do směšovací komory.
1 – ložisko, 2 – hřídel, 3 – násypka, 4 – šroubovice, 5 – tlačící komora,
6 – přívod tlakového vzduchu, 7 – mísící komora, 8 – pružina, 9 – dýzy,
10 – klapka, 11 – výstupní hrdlo
Výstup čistého
vzduchu
1
2
3 5
6 7
Výstup materiálu
4
Vstup materiálu
28
Doprava surovin
14
Obr. 23 Konzolové Fullerovo čerpadlo
Převzato z: KUNEŠ, K., ŠPIČÁK, K. Procesy a zařízení v keramice I a z http://www.zvvz-
enven.cz/index.php
3.2.1.2 Komorové podavače
Na rozdíl od Fullerova konzolového čerpadla pracuje přerušovaně. A to ve dvou
fázích. V první fázi dochází k plnění tlakové nádoby práškovým materiálem a jejímu
uzavření. Ve druhé fázi dochází k současnému otevření ventilu na přívod stlačeného vzduchu
a vyprazdňovacího otvoru ústícího do potrubí (viz Obr. 24).
1 – vstupní hrdlo, 2 – kuželové čelo,
3 – válcový plášť, 4 – vstupní klapka, 5 – stlačený vzduch, 6 – výstupní klapka,
7 – dopravní potrubí
Obr. 24 Komorové čerpadlo
Převzato z: KUNEŠ, K., ŠPIČÁK, K. Procesy a zařízení v keramice I a z http://www.zvvz-
enven.cz/index.php
29
Doprava surovin
14
Pokud chceme, aby docházelo ke kontinuálnímu zásobování, použijeme čerpadla dvě.
Potom vždy v první fázi dochází u jednoho čerpadla k plnění a u druhého k vyprazdňování a
ve druhé fázi opačně.
3.2.2 Pneumatická doprava směšovači (středotlaká)
Systém pneumatické dopravy materiálu pomocí směšovačů je vhodný pro suché,
sypké, nelepivé materiály kontinuálně dopravované v menším množství k další výrobě nebo
skladování, například pro dopravu odloučeného popílku v kotelnách (Obr. 25).
Obr. 25 Pneumatická doprava směšovači
Převzato z: http://www.zvvz-enven.cz/index.php
Odloučený materiál padá z výsypek do rotačního podavače, pod kterým je umístěn
směšovač, zajišťující smíšení vzduchu s materiálem. Zdrojem tlakového vzduchu je ventilátor
nebo dmychadlo. Odvzdušnění provozního (skladovacího) zásobníku je provedeno pomocí
filtračního zařízení umístěného na zásobníku. Jeho regenerace je zajištěna profukem tlakovým
vzduchem [2].
3.2.3 Pneumatická doprava provzdušňovacími žlaby
V některých případech je vhodné místo vysokotlaké pneumatické dopravy použít
dopravu pomocí pneumatických dopravních žlabů. Zejména při dopravě na kratší vzdálenosti,
kde jsou k tomu vytvořeny příznivé podmínky a kde je k dispozici prostor pro potřebný sklon
pneumatických dopravních žlabů. Dopravní zařízení je v tomto případě složeno ze zdroje
tlakového vzduchu (nejčastěji ventilátorové stanice), přívodu tlakového vzduchu s regulačním
orgánem, vlastních dopravních žlabů včetně vstupů materiálů, odboček, větracích klapek,
výpadů a odvzdušnění (viz Obr. 26). V podstatě se dá říci, že jediný, ale podstatný rozdíl je
to, že tato doprava nemá směšovač.
Výsypka
odlučovačů
Podavač
materiálu
Směšovač
materiálu
Dopravní
potrubí
30
Doprava surovin
14
1 – výsypka, 2 – uzávěr (šoupátko), 3 – podavač materiálu, 4 – dopravní žlab,
5 – ventilátorová stanice včetně filtru vzduchu, 6 – přívod vzduchu včetně regulace
přívodu dopravního vzduchu, 7 – ovzdušnění
Obr. 26 Pneumatická doprava dopravními žlaby
Převzato z: http://www.zvvz-enven.cz/index.php
3.3 MEZIOBJEKTOVÁ DOPRAVA
Slouží pro dopravu stavebních materiálů (lomového kamene, hlíny, sádrovce,
cihlářské hlíny, moučky, drceného kamene, hotových výrobků). Tento materiál je třeba do
výrobního procesu dopravit a přesouvat j jednotlivým výrobním operacím. A po zpracování
přepravit na expedici a dopravit na místo spotřeby.
3.3.1 Kolejová a automobilová doprava
Kolejová doprava dopravuje hlavně suroviny, paliva a odváží hotové výrobky.
Automobilová doprava v průmyslu na výrobu stavebních látek a žárovzdorných materiálů
přepravuje až 60 % objemu všech materiálů. Nákladní automobil je nejrozšířenější dopravní
prostředek v průmyslu silikátů na krátké i větší vzdálenosti při dopravě surovin.
Ventilátorová
stanice včetně
filtru vzduchu
Dopravní žlab
31
Doprava surovin
14
3.3.2 Mezioperační doprava
Používá se pro přepravu výlisků do sušáren, přepravu výsušků do pecí a hotových
výrobků z pece na skládku zboží. Patří zde například etážový kolonový vozík (viz Obr. 27),
který se pohybuje po kolejnicích, dále elektrické posuvny (viz Obr. 28) a různé druhy
kolonových nakladačů. Etážové kolonové vozíky se používají při mechanizované přepravě
keramických výrobků mezi kolonovým nakladačem a komorami sušáren. Posuvny jsou
kolejové dopravní stroje s nízkou plošinou na přepravu kolonových vozíků nebo pecních vozů
na stabilních drahách.
Obr. 27 Etážový kolonový vozík
Obr. 28 Elektrická posuvna
32
Doprava surovin
14
Shrnutí pojmů:
Po prostudování kapitoly by vám měly být jasné následující pojmy:
pneumatická doprava;
co je Fullerovo čerpadlo;
k čemu slouží komorové podavače;
které druhy dopravy spadají do meziobjektové dopravy.
Otázky:
1. Jaké jsou nejdůležitější části vysokotlaké pneumatické dopravy?
2. Vysvětli princip konzolového Fullerova čerpadla?
3. K čemu slouží komorové podavače?
4. Jak je možno zabezpečit kontinuální dopravu práškových surovin pomocí
komorového podavače?
5. Kde lze využít dopravu surovin provzdušňovací žlaby?
7. K čemu slouží etážový kolonový vozík?
3.4 ZAŘÍZENÍ NA DOPRAVU KAPALIN (SUSPENZÍ)
Členění kapitoly:
doprava suspenzí – druhy čerpadel;
výkon čerpadel;
Čas potřebný ke studiu: 20 minut
Cíl: Po prostudování této kapitoly
budete znát základní druhy čerpadel používaných pro dopravu
suspenzí.
33
Doprava surovin
14
Výklad
V závodech keramického průmyslu je občas nutno dopravit suspenze na odlévání do
sádrových forem do vyšších míst, než ve kterých je tato suspenze připravena. K tomuto účelu
slouží tzv. čerpadla.
3.4.1 Jednočinné pístové čerpadlo
Kapalina se jím dopravuje tlakem vyvolaným pohybem pístu ve válci (viz Obr. 29).
1 – horní hladina, 2 – výtlačné potrubí, 3 – výtlačný ventil, 4 – válec, 5 – nasávací
ventil, 6 – nasávací koš, 7 – spodní hladina, 8 – kruhový píst, 9 – pístnice, 10 – zpětná
klapka
Obr. 29 Jednočinné pístové čerpadlo
Do činnosti jej uvádí klikový mechanizmus. Kapalina vstupuje do válce nasávacím
otvorem, na který se připevňuje nasávací potrubí, z válce vystupuje výtlačným otvorem, na
který se připevňuje výtlačné potrubí.
Regulace:
změnou otáček
pomocí vodního akumulátoru
34
Doprava surovin
14
Pístová čerpadla nemají velký dopravní výkon, ale dosahují velké tlaky až 40 MPa.
3.4.2 Rotační odstředivá čerpadla
Pro dopravu kapalin a suspenzí s velkým výkonem se používají rotační čerpadla.
Jedná se o rychloběžný stroj relativně malých rozměrů, což se příznivě projevuje na jeho
hmotnosti a ceně. Nejdůležitější částí čerpadla je rotor tvořený hřídelem s oběžnými koly
a skříň čerpadla. Vysoký počet otáčet umožňuje jeho přímé spojení buď s elektromotorem,
nebo parní turbínou, což zlepšuje jeho, vůči pístovému čerpadlu, nepříznivou účinnost.
Příznivých vlastností, které se blíží pístovým čerpadlům, dosahují jen veliká odstředivá
čerpadla (nad 0,05 m3.s
-1).
Regulace:
změnou otáček
škrcením ve výtlačném potrubí
Celková účinnost: 85 – 88%.
3.4.3 Rotační zubová čerpadla
Patří k nejstarším typům rotačních čerpadel se stálým množstvím kapaliny (viz Obr.
30) Používají se na hydraulické pohony strojů. Pro výší tlaky.
Obr. 30 Rotační zubové čerpadlo (dvouosé s vnějším ozubením);
Zdroj: VUT Brno – FSI, EÚ – OHS V.K.
Zubová čerpadla jsou samonasávací objemová rotační čerpadla. Princip je na obrázku
31. Dvě ozubená kola vytvářejí průtok – rotor (1) otáčí vnitřním ozubeným kolem (2).
Roztočením hnacího kola je kapalina přitahována do prostoru vzniklého mezi ozubenými koly
35
Doprava surovin
14
a pohybuje se k výtokovému kanálu, kde je rozdělovač (3), ve tvaru půlměsíce, který uzavírá
volný prostor mezi ozubenými koly. Jakmile ozubená kola začnou do sebe zapadat, je
kapalina pomalu vytlačována ven z čerpadla. Výsledkem je konstantní průtok bez pulsace.
Obr. 31 Princip rotačního zubového čerpadla;
Převzato z: http://renetra.cz/pdf/ch/Katalog R CJ.pdf
Celková účinnost: 60 – 75 %.
3.4.4 Šroubová – vřetenová čerpadla
Jsou vhodná na čerpání oleje do hydraulických zařízení. Dávají rovnoměrné množství
kapalin, jsou bezhlučná a málo se opotřebovávají, ale jejich výroba je složitá a nákladná (viz
Obr. 32). Celková účinnost: 90 %.
Obr. 32 Šroubové vřetenové čerpadlo s dělícím kolem;
Zdroj: VUT Brno – FSI, EÚ – OHS V.K.
36
Doprava surovin
14
3.4.5 Kalová čerpadla
Používají se na dopravu vody s hrubými příměsemi (suspenze apod.). Mají velké vůle,
dosahují nízkých tlaků. Mohou být pístová, odstředivá a membránová. Jedním
z nejznámějších kalových čerpadel je čerpadlo s rotujícími písty.
3.4.6 Výkon čerpadel
Výkon čerpadel je definován jako objemový Qv nebo hmotnostní Qm průtok vody
dodávaný čerpadlem. Teoretická výkonnost čerpadla je tedy formálně určena jako:
vSQ v (m3.s
-1) (1)
kde S je plocha (m2),
v - rychlost (m.s-1
).
Skutečná výkonnost čerpadla je nižší než teoretická o ztráty netěstnostmi (ucpávkami,
ventily) a o zmenšení nasávaného objemu vlivem expanze pohlceného plynu, což
charakterizuje objemová účinnost 0, která se pohybuje v rozmezí 0,93 do 0,98. Rovnice
skutečného příkonu rozšířená o objemovou účinnost vypadá následně takto:
0v,skut vSQ (m3.s
-1) (2)
Ve skutečnosti jsou vztahy složitější podle druhu čerpadla. Například teoretický
výkonnost pístového čerpadla lze vyjádřit takto:
0pv,skut nlSQ (m3.s
-1) (3)
kde Sp je průřez pístu (m2),
l - dráha (zdvih) pístu (m),
n - počet otáček (s-1
).
Při výpočtu hmotnostního průtoku je třeba objemový průtok ještě vynásobit hustotou
dopravované kapaliny.
v,skutm,skut QQ (kg.s-1
) (4)
kde je hustota dopravované kapaliny (kg.m-3
).
Shrnutí pojmů:
Po prostudování kapitoly by vám měly být jasné následující pojmy:
jaké druhy čerpadel lze použít pro dopravu suspenzí;
jaké jsou účinnosti jednotlivých čerpadel;
čím provádíme regulaci jednotlivých čerpadel;
jak lze vypočíst teoretický výkon čerpadla;
37
Doprava surovin
14
Otázky:
1. Jaké druhy čerpadel lze použít pro dopravu suspenzí?
2. Vysvětli princip pístového čerpadla?
3. Kterou veličinou je definován výkon čerpadla?
38
Dávkování surovin
16
4 DÁVKOVAČE, PODAVAČE
Členění kapitoly:
dávkování surovin – dávkovače, podavače;
Čas potřebný ke studiu: 20 minut
Cíl: Po prostudování této kapitoly
budete znát základní druhy zařízení pro rovnoměrné podávání
materiálů.
Výklad
Slouží na dávkování přesně odměřeného množství sypkých, zrnitých a nelepivých
složek do mísícího zařízení nebo k rovnoměrnému podávání různých materiálu do drtičů
a mlýnů, aby nedocházelo k jejich zahlcování.
Dělení:
Na suchý zrnitý materiál: 1. Posuvné a) pásové
b) článkové
c) vibrační
d) řetězové
e) bubnové
f) talířové
g) turniketové
2. Rotační
Na lepivý materiál 1. Bubnové
2. Skříňové
3. Bubnové s podávacím šnekem
Na ostřivo 1. Šroubovicové
39
Dávkování surovin
14
4.1 PÁSOVÝ PODAVAČ
Pásový podavač (viz Obr. 33) se používá na podávání suchých práškových a zrnitých
nelepivých materiálů (max. do rozměru zrna 100 mm). Pokud se použije gumový pás, nesmí
teplota podávaného materiálu překročit 80 °C.
1 – elektromotor, 2 – převodový řetěz, 3 – násypka, 4 – hradítko, 5 – gumový pás,
6 – napínací buben, 7 – hnací buben
Obr. 33 Pásový podavač
Regulace:
hradítkem (změna průtokového průřezu)
změnou rychlosti podávaného materiálu
4.2 ČLÁNKOVÝ PODAVAČ
Jedná se o obdobu pásového podavače akorát, že místo pásu je řetěz (viz Obr. 34), což
umožňuje dopravovat materiály pod úhlem až 20°. Používá se ve stavebním a keramickém
průmyslu pro sypké i hrubozrnné materiály.
1 – článkový pás, 2 – hnací buben
Obr. 34 Článkový hnací pás
40
Dávkování surovin
14
4.3 BUBNOVÝ PODAVAČ
Slouží pro podávání jemných i kusových materiálů (max. zrnitosti 150 mm). Hlavní
částí je otáčející se buben, který může být válcový nebo vícehranný. Materiál se otáčením
bubnu vynáší třením na jeho povrch. Množství podávaného materiálu se reguluje hradítkem
nebo rychlostí otáčejícího se bubnu. Na obrázku 35 je nakreslen bubnový podavač
s horizontální osou.
Obr. 35 Bubnový podavač s horizontální osou
4.4 VIBRAČNÍ PODAVAČ
Pracovní částí stroje je vhodně tvarovaný žlab, vyrobený z ocelového plechu. Na žlab
se připojí elektromagnetický vibrátor a materiál se začne podél žlabu posouvat vibracemi.
Obdoba dopravního skluzu.
Obr. 36 Vibrační podavač; převzato z: http://www.visbet.com
Vstup materiálu
Výstup materiálu
Hradítko
41
Dávkování surovin
14
Má-li podavač i třídit, musí být na dně rošty. Používá se pro suché nelepivé materiály
až do velikosti 150 mm a s maximální teplotou do 70 °C. Má malou spotřebu energie,
jednoduchou obsluhu a minimální opotřebení funkčních ploch.
Jiným typem vibračního podavače je „robusní“ podavač na obrázku 36, používaný ve
slévárnách, pískovnách, hutích, kotelnách, třídírnách a spalovnách odpadů, vápenkách,
úpravnách, sklárnách, ale i v potravinářství.
4.5 TALÍŘOVÝ PODAVAČ
Talířové podavače jsou odvozeny z kotoučových dávkovačů. Na obrázku 37 je
nakreslen talířový podavač při pohledu z boku a shora. Materiál u nich padá svislým
nátrubkem na souosý talíř, který je přišroubovaný na přírubě šnekového kola uloženého ve
skříni hnacího ústrojí s vyvedeným pohonným šnekem. Výšku vrstvy materiálu lze u nich
regulovat buď teleskopickou clonou nad talířem (tzv. sběračem), nebo regulováním velikostí
jeho průměru v rozmezí 630 až 250 mm, případně výškou násypného válce (pomocí šroubu).
S ohledem na požadavek stálé obvodové rychlosti se na tyto průměry talířů reguluje počet
jejich otáček v rozsahu 0,33 až 0,85 s-1
. Při těchto základních technických parametrech
dosahují talířové podávače dopravní výkonnost od 0,033 do 0,825 m3.s
-1. Uvedené technické
řešení umožňuje podávání všech sypkých a zrnitých materiálů s různou rychlostí až do
velikosti zrn 200 mm (např. i písků, kamenné drtě, sádry a cementu). Pracovní částí je
horizontální talíř. Z talíře se materiál sbírá nastavitelným sběračem.
Obr. 37 Talířový podavač
Převzato z: https://is.mendelu.cz/eknihovna/opory/zobraz_cast.pl?cast=4966
Sběrač Talíř
Vstup
42
Dávkování surovin
14
4.6 TURNIKETOVÝ (LOPATKOVÝ) PODAVAČ
Jsou tvořeny lopatkovým kolem, které se otáčí v bubnu s násypným (nahoře)
a výsypným (dole) otvorem. V klidovém stavu kola lopatky brání průchodu materiálu. Při
otáčení kola se materiál sype do horních komor, které pootočením do dolní polohy umožní
jeho vysypání (viz Obr. 38). Pracovní částí je tedy turniket (rotor), který má 6 – 12 lopatek.
Velikosti turniketu se udává velikost zrna podávaného materiálu, může být 12 – 50 mm.
Množství se reguluje změnou otáček turniketu nebo hradítkem. Jsou vhodné jen pro suché
materiály s malou zrnitostí.
Obr. 38 Turniketový (lopatkový) podavač
Převzato z: https://is.mendelu.cz/eknihovna/opory/zobraz_cast.pl?cast=4966
4.7 ŘETĚZOVÝ (CLONOVÝ) PODAVAČ
Řetězové (clonové) podávače (viz Obr. 39) sestávají ze soupravy článkových řetězů,
které jsou volně vedle sebe zavěšeny na bubnu. V klidovém stavu visící článkové řetězy
zabraňují vypadávání materiálu ze zásobníku. Po uvedení řetězu do chodu ve směru šipky
měnitelným počtem otáček v rozmezí 0,25 - 0,5 s-1
se materiál podává k další dopravě. Jsou
určeny především k podávání tvrdých kusových materiálů o rozměrech 150 až 800 mm.
Zpravidla jsou mezičlánkem při podávání materiálů do drtičů. Při dostatečně dimenzovaných
řetězech mohou nahradit též uzávěr zásobníku. Jde o podavač pro těžké provozní podmínky
(např. v drtírnách lomového kamene). Velikost podavače je vždy přizpůsobena drtiči.
Materiál se přivádí na šikmý ocelový skluz, který má úhel sklonu větší než sypný úhel.
Vstup materiálu
Hradítko
Lopatkové kolo
43
Dávkování surovin
14
Obr. 39 Řetězový (clonový) podavač
Převzato z: https://is.mendelu.cz/eknihovna/opory/zobraz_cast.pl?cast=4966
4.8 ŠNEKOVÝ PODAVAČ
Šnekové, pracující na principu šnekových dopravníků, uvedených v kapitole
plastického tvarování (viz Obr. 40).
Obr. 40 Šnekový podavač
Převzatoz:https://is.mendelu.cz/eknihovna/opory/zobraz_cast.pl?cast=4966
Shrnutí pojmů:
Po prostudování kapitoly by vám měly být jasné následující pojmy:
z jakého důvodu používáme podavače;
jaké druhy podavačů se používají v keramických závodech;
Řetězová clona
Závěsný buben
Ocelový skluz
Vstup
materiálu
Výstup materiálu
Vstup materiálu
Výstup materiálu
Šnek
44
Dávkování surovin
14
Otázky:
1. Jaké druhy podavačů se používají v keramických závodech?
2. Čím lze regulovat množství podávaného materiálu u bubnového
podavače?
3. Pro jaké materiály jsou vhodné turniketové podavače?
4. Jaká je především výhoda talířového podavače?
5. K čemu slouží řetězový (clonový) podavač?
45
Zdrobňování
16
5 ZDROBŇOVÁNÍ
Členění kapitoly:
účel zdrobňování;
charakteristika zrnitého systému;
dělení zdrobňovacích strojů;
drtiče a mlýny s přímo poháněnými nástroji.
Čas potřebný ke studiu: 120 minut
Cíl: Po prostudování této kapitoly
budete znát pojmy měrný povrch, mlecí křivka;
budete znát základní druhy drtičů a mlýnů;
rozdíl mezi drtičem a mlýnem.
Výklad
Je jednou z hlavních operací. Jedná se o rozmělňování, které provádíme za účelem:
1. oddělení hodnotných minerálů
2. je žádán produkt určité velikosti
3. je žádán produkt o největší ploše – jemný
Jedná se o operace velmi energeticky náročné.
Důležitou číselnou charakteristikou zrnitého systému je tzv. měrný povrch S (nebo
také hustota povrchu Sv), což je parametr průměrné (střední) hodnoty hrubosti celého
zrnitého systému. Při stejné hmotnosti pevné fáze systému stoupá velikost povrchu se
zmenšující se velikostí částic hyperbolicky, čili měrný povrch je nepřímo úměrný velikosti
částic.
46
Zdrobňování
14
m
AS (m
2.kg
-1) (5)
kde S je měrný povrch systému vztažený na hmotnost,
A - celkový povrch systému (m2),
m - hmotnost systému (kg).
Povrch vztažený na objem je označován jako hustota povrchu (měrný povrch dle objemu Sv).
V
ASv (m
-1) (6)
Proces probíhá v různých typech drtičů a mlýnů a je výsledkem současného působení
zdrobňování a aglomerace. Právě aglomerace zrn zapříčiňuje, že od jisté doby už nedochází
ke zvyšování měrného povrchu meliva, ale dokonce i k úbytku (viz Obr. 41).
Obr. 41 Mlecí křivka
Negativní vliv aglomerace se snažíme potlačit použitím tzv. identifikátorů mletí. Jako
účinný identifikátor mletí vystupuje voda, a to jako mlecí prostředí, případně jako vzdušná
vlhkost.
Zdrobňovací stroje:
1. Drtiče - velikost (medián) vystupují částice je větší než 1,25 mm
2. Mlýny - velikost (medián) vystupují částice je menší než 1,25 mm
Mlecí křivka
100
150
200
250
300
350
400
450
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Doba mletí [s]
Mě
rný
po
vrc
h [
m2/k
g]
47
Zdrobňování
14
Dělení zdrobňovacích strojů:
A. Se zdrobňovacími nástroji
I. Drtiče a mlýny s přímo poháněnými nástroji
a) čelisťové
b) kuželové
c) válcové
d) valivé
1) tíhové (kolové)
2) odstředivé
3) s vnější silou
e) rotorové (dynamické, nárazové, úderové)
1) s výkyvnými mlecími nástroji - kladivové
- tlukadlové
2) s pevnými mlecími nástroji - lopatkové
- svorníkové a kolíkové
- odrazové
- metací
II. Mlýny s nepřímo poháněnými nástroji (s volnými mlecími tělesy)
a) gravitační - bubnové, troubové (kulové, tyčové)
b) planetové
c) vibrační
d) míchadlové
B. Bez zdrobňovacích nástrojů
I. Mlýny
a) pádové (autogenní)
b) koloidní
c) tryskové (pneumatické)
d) metací
C. Nemechanické metody zdrobňování
48
Zdrobňování
14
SE ZDROBŇOVACÍMI NÁSTROJI
I. Drtiče a mlýny s přímo poháněnými nástroji
5.1 ČELISŤOVÉ DRTIČE
Používají se pro drcení velkých kusů surovin.
Dělení: a) jednovzpěrné (viz Obr. 42)
b) dvouvzpěrné (viz Obr. 43)
Obr. 42 Schéma a foto jednovzpěrného čelisťového drtiče
A.
49
Zdrobňování
14
Jsou tvořeny dvěmi čelistmi, jedna pohyblivá a druhá pevná. Jedná se kyvadlo
s pohyblivou čelistí, poháněné výstředníkovou hřídelí. U jednovzpěrného drtiče je důležitý
smysl otáčení, aby docházelo ke vtahování materiálu do štěrbiny mezi čelisti.
Jednovzpěrný drtič (obr. 42) se používá jako sekundární drtič např. pro výrobu
kameniva do betonu.
Dvouvzpěrný drtič (obr. 43) se používá jako primární drtič k drcení křemene, vápence,
magnezitu, pálených jílů, lupků, skleněných střepů, šamotových zlomků a pro drcení různých
hornin ve štěrkářství.
Obr. 43 Dvouvzpěrný čelisťový drtič
Na obrázku 44 je zobrazen celkový pohled na technologickou linku drcení a třídění
kameniva – primární čelisťový drtič, pásový dopravník a třídírna s dalšími stupni drcení.
Kamenolomy ČR s.r.o., kamenolom Bohučovice.
Obr. 44 Technologický provoz
Zdrobňování
14
Převzato z: http://geologie.vsb.cz/loziska/suroviny/kamenivo.html
Výhodou čelisťových drtičů je jich malá prašnost, ovšem například při srovnání
s odrazovými drtiči (viz kapitola 5.5.2) mají nižší poměr zdrobnění, tzn., že výstupní materiál
obsahuje méně jemných částic. V současné době mohou existovat mobilní čelisťové drtiče,
které se využívají např. při recyklaci stavebních odpadů (viz. Obr. 45).
Obr. 45 Mobilní čelisťový drtič
Převzato z: http://stavebni-technika.cz
5.2 KUŽELOVÉ DRTIČE
Jsou obdobou čelisťových drtičů, ovšem jejich klínovitá tlama je kruhová. Opět se
používá pro tvrdé, křehké a nemazlavé materiály. Výhodou oproti čelisťovým drtičům je
plynulý chod bez otřesů, menší spotřeba energie a větší výrobnost. Ovšem jsou složitější
konstrukce, je obtížnější regulace štěrbiny, podmínky záběru drceného materiálu jsou méně
příznivé a pro stejnou výrobnost je kuželový drtič rozměrnější než čelisťový.
Dělení: a) ostroúhlý (viz Obr. 46)
b) tupoúhlý (viz Obr. 47)
c) s pevným hřídelem (viz Obr. 48)
Kuželový drtič ostroúhlý má vrcholový úhel drtícího kužele ostrý cca 20°. Osa hřídele
je šikmá (odklon 1 – 2°) oproti pomyslné otáčivé osy kužele, čímž kužel opisuje kuželovou
plochu a dochází k drcení mezi kuželem a pevnými čelistmi. Drtící kužel je na ose nasazen
pevně. Používá se k hrubému drcení.
50
51
Zdrobňování
14
Obr. 46 Kuželový drtič ostroúhlý
Převzato z: http://geologie.vsb.cz/loziska/suroviny/kamenivo.html a z KUNEŠ, K., ŠPIČÁK,
K. Procesy a zařízení v keramice I
Princip kuželového drtiče tupoúhlého je stejný jako ostroúhlého, akorát vrcholový
úhel drtícího kužele je tupý (cca 100°). Používá se pro jemné drcení.
Obr. 47 Kuželový drtič tupoúhlý
Kuželový drtič s pevným hřídelem (tzv. krouživý drtič) má na pevné ose
výstředníkově nasazeno poháněné těleso, které nese drtící kužel. Osa je rovnoběžná s osou
sloupu – opisuje válcovou plochu (Obr. 48).
52
Zdrobňování
14
Obr. 48 Kuželový drtič s pevným hřídelem (pevnou osou)
5.3 VÁLCOVÉ DRTIČE A MLÝNY
Zdrobňování probíhá rozmačkáváním tlakem mezi dvěma rovnoběžnými válci
otáčejícími se proti sobě. Velikost výstupního zrna určuje štěrbina mezi válci. Jeden z válců
bývá k druhému válci přitlačován spirálovitými pery nebo hydraulicky (viz Obr. 49).
Používají se pro střední a jemné drcení, případně mletí tvrdých křehkých materiálů jako
křemene, živce, šamotu, magneziového slínku. Obvodové rychlosti obou válců bývají
většinou stejné, pouze pro rozmělňování a roztírání plastických složek je ekonomičtější
rozdílná rychlost válců, tzv. válce diferenční. Stejného efektu se docílí při shodných otáčkách
s různými průměry válců.
Obr. 49 Válcový drtič
Pro měkké a středně tvrdé materiály (křída, vápenec, magnezit) se používají válce
s ozuby. Ke zpracování měkkých materiálů (cihlářských jílů) se používají válce nožové,
rýhované nebo ozubené typu „ježek“ a „vlk“ (viz Obr. 50).
53
Zdrobňování
14
Obr. 50 Typy válců
5.4 VALIVÉ DRTIČE A MLÝNY
Do této skupiny se řadí zdrobňovacích strojů se řadí zařízení, na kterých je materiál
namáhán mezi dvěma vzájemně se odvalujícími plochami: mlecím tělesem tj. běhounem
válcovým nebo kuželovým (mlýny běhounové) nebo koulí (mlýny koloběžné) a mlecí drahou,
která je prstencová (prstencové mlýny) a to buď rovinná, mísovitá, kuželová nebo válcová.
Dělení: a) tíhové (pomaluběžné)
b) odstředivé (rychloběžné)
c) s vnější silou (středoběžné)
5.4.1 Tíhové drtiče a mlýny
Mezi nejznámější typy tíhových drtičů a mlýnů patří Kolové mlýny, které jsou buď na
mokré mletí (protlačovací) nebo na suché mletí (prosévací).
Běhouny u mlýnů na mokré mletí se otáčejí a materiál se protlačuje přes statickou
mísu (viz Obr. 51). Ústřední vlhčení je umístěno na hlavní hřídeli. Sloužící ke zpracování
cihlářských jílů za mokra.
Obr. 51 Kolový mlýn na mokré mletí
Válce
zubaté
Válce
nožové
Válce
ozubené
(ježek)
Válce
ozubené
(vlk)
54
Zdrobňování
14
U mlýnů na suché mletí se naopak mísa otáčí a běhouny stojí (viz Obr. 52). Používá se
pro kontinuální mletí suchých směsí v žárovzdorném průmyslu. Celý mlýn je uzavřen
a napojen na odsávání prachu.
Obr. 52 Kolový mlýn na suché mletí
Převzato z: http://www.fs.cvut.cz/cz/U218/pedagog/PREDMETY/4rocnik/HMZ/i_hmz.htm
5.4.2 Mlýny odstředivé
Tyto mlýny mají pevnou prstencovou mlecí dráhu a obíhající mlecí tělesa, běhouny
nebo koule, přitlačované na melivo odstředivou silou. Jsou to mlýny rychloběžné, pracující se
100 až 200 otáčkami za minutu. Hlavní skupinu tvoří mlýny Kyvadlové, méně časté jsou
mlýny Kuloběžné.
Kyvadlové mlýny jsou stroje se svislým poháněným hřídelem spojeným rameny, na
nichž visí kyvadlo nesoucí otočně nasazené běhouny zvané též kladky. Kyvadla se při rotaci
rozestupují a tlačí běhouny odstředivou silou na svislou prstencovou mlecí dráhu. Mezi
nejznámější typy kyvadlových mlýnů patří tzv. Raymondův mlýn (viz Obr. 53), pracující za
sucha a sloužící pro mletí měkčích materiálů jako jsou jíly, kaolín, grafit, sádrovec, křída
a uhlí.
Obr. 53 Kyvadlový mlýn Raymondův
55
Zdrobňování
14
5.4.3 Mlýny s vnější silou (pružinové a hydraulické)
Tyto mlýny jsou charakterizovány otáčející se mlecí drahou a stacionárními běhouny
s přítlačným pružinovým nebo hydraulickým zařízením. Otáčky: 50 až 100 za minutu. Jsou
ale progresivnější než mlýny odstředivé, jelikož je možné volit nezávisle přitlačovací sílu a
rychlost odvalování, které jsou u pružinových mlýnů vzájemně závislé. Mezi nejznámější
typy těchto mlýnů patří tzv. mlýn Loescheho a mlýny s drážkovanou mlecí drahou.
Loescheho mlýn (viz Obr. 54) mívá 2, 3 nebo 4 kuželové běhouny a plochou otáčející
se mlecí dráhu. Běhouny usazené na výkyvné páce jsou směrem k mlecí dráze přitlačovány
silnými pružinami nebo hydraulicky. Na vrstvu meliva běhouny vyvozují potřebný mlecí tlak
plynule řízený stlačováním pružin nebo hydraulickým tlakem. Běhouny tudíž nepracují
s čistým odvalováním, ale i se smýkáním podobně jako u kolového mlýna. Pracuje se za
sucha v uzavřeném mlecím okruhu.
Obr. 54 Kotoučový mlýn Loescheho
Kotoučový mlýn s drážkovou mlecí drahou (viz Obr. 55) má 2, 3 nebo 4 běhouny
tvaru zaoblených válců (pneumatik), které jsou přitlačovány pružinami do žlábkové mlecí
dráhy. Výsledný produkt je odsáván vzhůru do třídiče, meziprodukt se vrací zpět k domletí.
Obr. 55 Kotoučový mlýn s drážkovou mlecí drahou
56
Zdrobňování
14
5.5 ROTOROVÉ DRTIČE A MLÝNY
Rotorové stroje mají různé úderové nástroje, buďto výkyvné, tj. kladiva případně cepy
nebo pevné, lopatky, kolíky, nosy kříže. Jejich úkolem je narážet na materiál a roztloukat jej.
Oproti drtičům a mlýnům s pomalým zatěžováním materiálu mezi dvojici aktivních součástí
se tady jedná o zatěžování velkými rychlostmi a to většinou na jedné pracovní ploše.
Dělení: a) s výkyvnými mlecími nástroji
b) s pevnými mlecími nástroji
5.5.1 Rotorové drtiče a mlýny s výkyvnými mlecími nástroji
Zde patří především Kladivové drtiče, Kladivové mlýny a Tlukadlové (cepové) mlýny.
Kladivové drtiče a mlýny mají jeden nebo dva rotory, na kterých jsou výkyvně
zavěšena kladiva, která jsou za chodu v radiální úderové poloze. Podávaný materiál se
zdrobňuje úderem, nárazem a střihem. V dolní části pracovního prostoru bývají většinou rošty
zabraňující výstupu nadměrného zrna do produktu. Používají se k drcení a mletí měkkých a
středně tvrdých materiálů s malou obrusností s nepříliš velkou vlhkostí a houževnatostí jako
je vápenec, sádrovec, křída, břidlice, uhlí, jíly, bauxit, slíny. Mají jednoduchou konstrukci,
poměrně malé rozměry a velké výrobnosti. Stupeň zdrobnění 40 až 50.
Kladivový drtič dvourotorový (viz Obr. 56) má dva rovnoběžně proti sobě se otáčející
hřídele nesoucí dvojice ramen, mezi nimiž visí výkyvně kladiva. Materiál se přivádí shora.
Drť propadává na výstupní propadový rošt, na němž nastává druhý stupeň drcení.
Obr. 56 Kladivový drtič dvourotorový
Kladivové drtiče jednorotorové (viz Obr. 57) mívá většinou místo dvou ramen rotor,
na kterém jsou zavěšeny na průběžných čepech kladiva. Používají se k drcení křehkých
materiálů jako vápenec, šamot, struska, jíly.
57
Zdrobňování
14
Obr. 57 Kladivový drtič jednorotorový
Kladivový drtič pro lepivé materiály (viz Obr. 58) jsou konstruovány s válci nebo se
šupinovým obíhajícím roštem. Pohyb válců má čistící účinek (brání zalepení pracovního
prostoru) i dopravní. Drtiče slouží v cementárnách k drcení zahliněných vápenců,
vápencových slínů, jílového sádrovce, břidlice a v cihelnách k drcení cihlářských surovin.
Obr. 58 Kladivový drtič pro lepivé materiály
Všechny kladivové drtiče mají velké opotřebení kladiv, které je nutno včas obracet.
Jinou variantou je drtič s reverzním chodem rotoru, u kterého odpadá otáčení kladiv.
Kladivové mlýny pracují podobně jako kladivové drtiče, mají však větší počet lehčích
kladiv, konstrukce je méně robusní. Obvodové rychlosti kladivových mlýnů jsou 20 až 50
m.s-1
, kladivových drtičů nad 50 m.s-1
.
Rychloběžný kladivový mlýn s vodorovnou osou tzv. mikroatomiser se používá
k mletí vápenců a látek neabrazivních. Má obvodovou rychlost kladiv asi 100 m.s-1
. Produkt
má střední velikost částic 5 m, max. velikost 25 m.
Rychloběžný kladivový mlýn se svislou osou tzv. mikropulveriser pracuje
s obvodovou rychlostí asi 30 m.s-1
. Používá se k mletí mastku a látek do 4. stupně tvrdosti.
Produkt má 95 % pod 10 m.
58
Zdrobňování
14
Tlukadlové (cepové) mlýny mají na obvodu kotoučového rotoru otočně zavěšená
kladiva prostřednictvím kyvných nosičů kladiv. Tento princip je používán u šachtových
mlýnů.
5.5.2 Rotorové drtiče a mlýny s pevnými mlecími nástroji
Zde patří mlýny Lopatkové, Svorníkové a kolíkové, Odrazové a Metací.
U lopatkových mlýnů (viz Obr. 59) je melivo podáváno do proudu vzduchu (příp.
horkého) a v rotoru mezi lopatkami a pláštěm a v tzv. mlecích komorách mezi lopatkami
dochází k turbulenci, tlakovým změnám, vibracím, které vedou k vzájemným kolizím částic,
k „sebeotírání.“ Produkt je vynášen proudem vzduchu do cyklonu, vzduch pak odchází přes
filtr do okolí. Odstředěný nedomel se vrací z horního prostoru rotoru zpět k domletí. Průměr
rotoru je 250 až 1000 mm. Mezera mezi statorem a rotorem je 5 až 12 mm. Obvodová
rychlost lopatek je 60 až 100 m.s-1
. Slouží k mletí žárovzdorných a keramických jílů, kaolínu,
křemeliny, bauxitu, mastku. Mele se na střední jemnost 300 m nebo na velkou jemnost 50
m.
Obr. 59 Lopatkový mlýn
Svorníkové mlýny (viz Obr. 60) nazývané též mlýny košové, klecové nebo
desintegrátory mají kolíkové svorníky uchycené na jedné straně v kruhové desce tj. statoru
nebo rotoru a na druhé straně po jednotlivých kruhových řadách v prstencových přírubách
tvaru mezikruží, takže vytvářejí válcovou klec, koš. Materiál se zdrobňuje nárazy mezi
svorníky dvou protisměrně se otáčejících rotorů (obvodové rychlosti 20 až 40 m.s-1
).
Používají se k jemnému drcení nebo hrubému mletí měkkých a křehkých materiálů s malou
abrazivitou, k mletí křídy, sádrovce, uhlí, suchých jílů (vlhkost menší než 11 %). Vstupní
zrno je do velikosti 20 až 40 mm. Výstupní produkt má max. zrno 4 mm.
59
Zdrobňování
14
Obr. 60 Jednorotorový a dvourotorový košový mlýn
Kolíkové mlýny – úderové mlýny s nástroji s volnými konci mají na rotoru buď na
jednu nebo obě strany vystupující nástroje ve tvaru kolíků, nosů nebo křížů (viz Obr. 61).
Často se jim taky říká atritory (stejného názvu se používá i pro míchadlové mlýny, kap.
5. 11). Slouží k jemnému mletí měkkých až středně tvrdých látek (vápenec, mastek, křída,
grafit). Zrnitost produktu je možné řídit volbou otáček a počtem kolíků.
Obr. 61 Kolíkové mlýny; převzato z: http://www.filmix.cz/strana5.php
Odrazové drtiče a mlýny (viz Obr. 62) zdrobňují materiál nejen úderem v rotoru pevně
zakotvených lišt, ale i nárazem prudce vržených kusů na odrazových pancéřových deskách
nebo roštech. Mají poměrně malou hmotnost a rozměry, nízkou spotřebu energie
a nenáročnou obsluhu. Jsou schopné zpracovávat velké balvany a dávají dobrý izometrický
60
Zdrobňování
14
tvar produktu. Mívají jeden nebo dva válcové rotory opatřené 2, 3 nebo 4 vyměnitelnými
lištami, které jednak materiál roztloukají, jednak jej vrhají proti odrazovým stěnám
pancéřovým nebo roštovým. Na nich se kusy třídí a úlomky nebo celé kusy se odvádějí
zpravidla po vzniku trhlin a letí zpět proti rotoru. Proti nim je vrhán nový materiál, sráží se
s nimi – dochází k autogennímu drcení. Některé odražené kusy jsou znovu zasahovány
a vrhány lištami opět proti nárazovým stěnám. Série takovýchto nárazů pokračuje tak dlouho
až dostatečně jemný produkt, na který působí menší odstředivá síla, najde mezeru mezi
odrazovou stěnou a rotorem nebo odrazovým roštem. Obrátky rotorů jsou zpravidla větší než
u kladivových drtičů (až 78 m.s-1
). Velikost výstupního zrna produktu bývá 40 mm. Zrnitost
lze do jisté míry řídit obrátkami. Slouží k drcení vápence, cementářského slínku, šamotu, rud,
uhlí, koksu, čediče, žuly a kameniva do betonu. Mohou zpracovávat i kusy přes 1 m
v průměru!
Obr. 62 Odrazové drtiče
Převzato z: http://geologie.vsb.cz/loziska/suroviny/kamenivo.html
61
Zdrobňování
14
U mechanických metacích drtičů a mlýnů je materiál vrhán odstředivou silou
radiálními lištami axiálně vystupujícími z vodorovného metacího kotouče – rotoru proti
obvodovému pancéřovému prstenci, kde se tříští. Drtič může být jednorotorový nebo
dvoustupňový se dvěma kotouči (viz Obr. 63). Je vhodný k selektivnímu drcení křehkých
i abrazivních materiálů, vápence, cementářského slínku. Max. zrnitost vstupního zrna je
100 mm. Při mlýnech tohoto typu hraje roli odpor vzduchu kladený jemným částicím. Byly
proto vyvinuty speciální vakuové metací mlýny.
Obr. 63 Metací drtič dvoustupňový
Pneumatické metací mlýny (viz Obr. 64), které udílejí materiálu rychlost proudem
vzduchu z trysky. Materiál padá do prostoru mezi ústí vzduchové trysky (400 m.s-1
) a vrhací
trubici, kterou je usměrňován na nárazovou stěnu, o kterou se tříští. Produkt je vynášen
vzduchem do odlučovače. Takto se dá zpracovávat SiC.
Obr. 64 Pneumatický metací mlýn Anger
Vrhací
trubice
Nárazová
stěna
Výstup produktu
společně se
vzduchem do
odlučovače
62
Zdrobňování
14
Shrnutí pojmů:
Po prostudování kapitoly by vám měly být jasné následující pojmy:
měrný povrch;
mlecí křivka;
účel zdrobňování;
rozdíl mezi drtičem a mlýnem;
výběr vhodného zdrobňovacího nástroje pro určitý druh materiálu.
Otázky:
1. Co je účelem zdrobňování?
2. Vysvětlit pojem měrný povrch?
3. Základní dělení zdrobňovacích strojů?
4. Rozdíl mezi drtičem a mlýnem?
5. K čemu slouží jednovzpěrný drtič?
6. Vysvětli rozdíl mezi kuželovým drtičem s výkyvnou osou a pevnou
osou?
7. Jaké existují typy válců u válcových drtičů a pro jaké materiály bys
jednotlivé typy použil?
8. Vysvětli princip odrazového drtiče.
II. Drtiče a mlýny s nepřímo poháněnými nástroji
Členění kapitoly:
princip drtičů a mlýnů s nepřímo poháněnými nástroji;
drtičů a mlýnů s nepřímo poháněnými nástroji;
gravitační mlýny – princip, druhy;
gravitační mlýny, náplň mlýna melivem a mlecími tělesy – rovnice;
mlýny odstředivé, vibrační a míchadlové.
63
Zdrobňování
14
Čas potřebný ke studiu: 120 minut
Cíl: Po prostudování této kapitoly
budete znát nejdůležitější mlýny používané v keramickém průmyslu;
budete znát rovnice výpočtů plnění kulového mlýna melivem a mlecími
tělesy.
Výklad
Do druhé skupiny mlýnů se zdrobňovacími mlecími nástroji patří mlýny, u nichž se
mlecí nástroje nepohybují v drahách přesně určovaných konstrukcí, ale tvoří obvykle velký
počet „nástrojů“ (koule, tyče, válečky, pazourky – oblázky, hrubá zrna meliva) nazývaných
mlecí tělesa a pohybují se volně v uzavřeném mlecím prostoru. Nazývají se mlýny s nepřímo
poháněnými nástroji, nebo taky mlýny s volnými mlecími tělesy.
Mletí v těchto mlýnech se děje jednak nárazy těles na melivo, jednak třením mezi
mlecími tělesy, ale i vzájemným třením a nárazy mezi částicemi meliva.
Četnost a intenzita nárazů a tření závisí na počtu otáček nebo kmitů za jednotku času,
ale též na počtu mlecích těles, na jejich velikosti a hmotnosti (hustotě materiálu, ze kterého
jsou tvořeny).
Dělení mlýnů s volnými mlecími tělesy:
1. Gravitační
2. Tyčové
3. Autogenní (bez mlecích těles)
4. Odstředivé (planetové)
5. Vibrační
6. Míchadlové (attritory)
64
Zdrobňování
14
5.6 GRAVITAČNÍ MLÝNY
Zdrobňování probíhá nárazem, tlakem a třením padajících a vlivem tíže se
převalujících volných mlecích těles. Hlavním zástupcem gravitačních mlýnů jsou mlýny
kulové (viz Obr 65).
Obr. 65 Kulové mlýny; převzato z: http://portegecorp.com/Ceramic.htm
5.6.1 Kulové mlýny
Jedná se o jedny z nejčastěji používaných mlýnů v klasické jemné keramice a při
výrobě cementu.
Kulové mlýny jsou v podstatě duté bubny nebo válce. Otáčejí se kolem vodorovné osy
a uvnitř jsou zčásti vyplněny volnými mlecími tělesy – nejčastěji železnými nebo
keramickými koulemi. Při otáčení mlýna jsou mlecí tělesa působením odstředivé síly
vynášeny vzhůru a po dosažení určité výšky opadají. Materiál je padajícími a převalujícími se
tělesy rozemílán úderem (nárazem), tlakem a roztíráním. V cementářském průmyslu se
namletá surovina následně uskladňuje v homogenizačních silech. Dělení těchto mlýnu je
následující:
1. Podle mlecího prostředí a) mletí za sucha
b) mletí za mokra
2. Podle tvaru mlecí nádoby a) bubnové (L : D = 1 až 1,5)
b) troubové (L : D = 2 až 8)
c) kuželové (s kuželem na vstupu o úhlu 120° s kratší částí
válcovou a kuželem na výstupu s úhlem 60°.
3. Podle povahy provozu a) periodické
65
Zdrobňování
14
b) kontinuální
Pozn.: L…délka mlýna
D…průměr mlýna
Na obrázku 66 jsou znázorněny různé typy mlýnů.
a) bubnový mlýn pro periodické mletí, b) bubnový mlýn kontinuální, c) bubnový mlýn
s vynášecí komorou s výstupním roštem, d) troubový mlýn jednokomorový, e) troubový
mlýn čtyřkomorový, f) kuželový mlýn, g) bubnový mlýn sítový s obvodovým sítem
nebo roštem
Obr. 66 Typy kulových (bubnových) mlýnů
Bubnový mlýn používaný v keramice slouží nejčastěji pro mokré mletí. Může se
současně mísit několik surovin, nemají však být o příliš rozdílných melitelnostech. Plnění
a vyprazdňování se děje otvorem s uzavíracím a vypouštěcím (s kohoutem) víkem (Obr. 67).
Proti němu je „odvzdušňovací“ otvor. Vyprazdňování se může dít přetlakem až 0,3 MPa.
Obr. 67 Bubnový mlýn
a b c d
e
I. II. III. IV.
f g
66
Zdrobňování
14
Troubové mlýny jednokomorové mívají délku 3 až 8krát větší než průměr. Mele se
v nich na průchod. Melivo vstupuje do mlýna dutým čepem a vytěsňuje produkt výstupním
čepem. Používají se hlavně v cementářství pro suché mletí slínku nebo i mokré mletí
suroviny.
Vícekomorové mlýny, tzv. mlýny sdružené mají v jednotlivých komorách náplně
různě velkých mlecích koulí.
Troubové mlýny s vnějším tříděním mezi komorami, tzv. vícestupňové mlýny jsou
rozděleny neprostupnými přepážkami na 2 samostatné komory, každá s přívodem materiálu
z vnějšku a obvodovým výstupem produktu (viz Obr. 68).
Obr. 68 Troubový mlýn dvoustupňový
U těchto typů mlýnů meleme v tzv. otevřeném nebo uzavřeném cyklu.
Otevřený cyklus: Melivo se přemílá v 1. komoře, její produkt vstupuje do elevátoru a je
vynášen do třídiče. Hrubý podíl z třídiče jde k domletí do 2. komory
mlýna. Její produkt se spojuje s jemnou frakcí, tedy s tou z třídiče.
Uzavřený cyklus: Melivo se přemílá v 1. komoře, její produkt vstupuje do elevátoru a je
vynášen do třídiče. Hrubý podíl z třídiče jde k domletí do 2. komory
mlýna. Její produkt vstupuje opět do třídiče a veškerý výstup jde
z třídiče.
Rozdíl je tedy jen v tom, že v uzavřeném cyklu se produkt mletí z 2. komory ještě taky
třídí.
Materiál mlecích těles: ocel (Obr. 69), pazourky, porcelán, steatit, korund, aj.
Obr. 69 Mlecí tělesa
67
Zdrobňování
14
Materiál vystýlky mlýna: silex, porcelán, steatit, korund, vulkolán, guma
V praxi potřebujeme znát ještě informace o stupni plnění mlýna mlecími tělesy
a melivem a optimální otáčky mlýna.
Zavážku mlecích těles mk lze vypočítat z následujícího vzorce:
k
2
k4
LD
fm (t) (7)
kde f je objemový součinitel plnění mlýna (1),
D - průměr bubnu mlýna (m),
L - délka mlecího prostoru (m),
k - hustota mlecích těles (t.m-3
),
- relativní hutnost náplně mlecích těles (pro koule o průměru
dk = 100 mm, = 0,56); (1).
Za vhodný stupeň plnění f bývá považována hodnota, při níž má mlýn největší příkon
a současně i největší výrobnost. Je zvláště důležitý při suchém mletí, neboť spoluurčuje
energii mlecích těles. U kovových koulí bývá f = 0,3 až 0,4 (tedy 30 až 40 %); u oblázků f =
0,3 až 0,45. Při mokrém mletí je vhodný stupeň plnění f = 0,5 až 0,55.
Plnění mlýna melivem fm lze získat ze vzorce:
)1( kmm
kk
k
mm
m
mf (t) (8)
kde mm je hmotnost meliva (t),
m - hustota meliva (t.m-3
),
L - délka mlecího prostoru (m),
k - hutnost mlecích těles (t.m-3
),
m - hutnost meliva (t.m-3
),
Zaplnění mezer melivem by mělo být dostatečné, při malém plnění je velké opotřebení
mlecích těles = vystýlky. Empirický poměr hmotnosti meliva mm k hmotnosti mlecích těles
mk se nazývá mlecí poměr. Důležité je určité povlékání mlecích těles melivem, jím se dostává
melivo do mlecí zóny, tj. do oblasti kontaktu mlecích těles. K vyjádření celkové náplně
mlýna při mokrém mletí se užívá koeficient celkového objemového plnění mlýna fc, který je
vyjádřen vzorcem:
V
VVVf wmkc
(1) (9)
kde Vk je objem mlecích těles (m3),
Vm - objem meliva
Vw - objem vody (m3),
V - celkový objem mlýna (m3).
68
Zdrobňování
14
Při poměru hmotnosti meliva a mlecích těles mm/mk = 1 se doporučuje fc = 0,8 – 0,9.
Mlýn je pak prakticky zaplněn až na malý rezervní prostor na roztažnost během zahřívání.
Důležité je chování suspenze (viskozita, mez toku, tixotropie).
Praxe používá empirický poměr hmotností mm: mk : mw = 1 : (1-2) : (0,8-1). Podle
provozní praxe se pro mokré mletí porcelánových neplastických složek (křemen, živec)
přidává do mlýna určité menší množství kaolinu, který zabraňuje odměšování.
Velikost mlecích těles (nejčastěji koulí), udává vztah:
ndkd ok (1) (10)
kde dk je průměr mlecí koule pro určitou frakci (mm),
k - koeficient závislý na tvrdosti meliva (pro cement. slínek 15 – 25,
obecně 10 až 33); (m3),
do - střední velikost výchozího zrna meliva, které je úzkou frakcí např.
o poměru mezi 1 : 2, n = 0,3 až 0,5 (mm).
Volí se tedy více velikostí mlecích těles současně.
Praxe doporučuje, aby povrch meliva nepřestoupil více než 500krát povrch koulí, pro
jemnější mletí je vhodné nahradit koule menšími válečky (cylpebsy). Průměr mlýna omezuje
velikost mlecí koule do vztahu:
2018k
Dd (mm) (11)
kde dk je maximální průměr koule (mm),
D - průměr bubnu mlýna (mm).
Podrobnější informace k této problematice jsou uvedeny v literatuře 1.
5.7 TYČOVÉ MLÝNY
Mlecími tělesy jsou zde válcové tyče průměru 35 až 125 mm o délce 25 až 50 mm
(kratší než délka vnitřního prostoru mlýna). L : D = 1,5 až 2,5. Slouží pro mokré nebo suché
průtokové zdrobňování na rozhraní mezi jemným drcením a hrubým mletím.
Stupeň plnění f = 35 až 45 %,
Maximální vstupní zrno - 25 mm (při větším zrnu velký rozestup tyčí),
Velikost zrna produktu - 1 až 3 mm,
Otáčky 55 až 65 % kulových mlýnů,
Melou tvrdé a křehké materiály (vznik jen málo jemných podílu, které
ztěžují úpravu, dávají stejnoměrnější zrno).
5.8 AUTOGENNÍ MLÝNY
Vyznačují se tím, že nemají žádné (nebo jen velmi málo) mlecí tělesa. Hrubé kusy
melou materiál jemnější. Mele se v krátkém bubnu o velkém průměru (4 až 9 m), aby energie
69
Zdrobňování
14
nárazů byla dostatečná. Materiál vstupuje a vystupuje dutým čepem. Používá se např. k mletí
vápence.
5.9 ODSTŘEDIVÉ (PLANETOVÉ) MLÝNY
Tyto mlýny využívají kromě tíhového (gravitačního) zrychlení současně odstředivé
zrychlení, což vede při vysokých frekvencích k intenzivnímu zdrobňování (Obr. 70).
Obr. 70 Odstředivý (planetový) mlýn; převzato z: www.FRITSCH.de
Slouží hlavně k velmi jemnému mletí a mechanické aktivaci tvrdých materiálů. Mele
se směsí různě velkých mlecích těles. Jemné mletí se provádí za mokra. Laboratorní mlýny
pracují se zrychlením až 10 g, což znamená značné zkrácení mlecí doby.
Mletí korundu: Kulový mlýn 150 hodin
Planetový mlýn 1 hodina
5.10 VIBRAČNÍ MLÝNY
Vibrační mlýny melou mlecími tělesy uváděnými do pohybu vibrací mlecí nádoby.
Nádoba spočívá na pružinách nebo gumových blocích (viz Obr. 71).
Amplituda kmitů je velmi malá, několik milimetrů. Mlecí nádoba koná kruhové kmity
o frekvenci 1500 nebo 3000 cyklů za minutu, což je frekvence sítě (50 Hz) nebo poloviční.
70
Zdrobňování
14
Obr. 71 Vibrační mlýn
Mlecí tělesa jsou zpravidla koule o průměru 10 až 30 mm, u velkých mlýnů i 60 mm.
Mohou se používat i tyče nebo válečky (odpad z výroby valivých ložisek) vhodné pro
rozmělňování třením (viz Obr. 72). Může se mlít za sucha i za mokra.
Obr. 72 Mlecí tělesa s mlecí nádobou
Stupeň plnění f = 70 až 80 %,
Maximální vstupní zrno - 5 mm,
Velikost zrna produktu - 0,1 až 0,04 mm,
Výrobnost - 1000 až 2000 kg.h-1
,
Melou se středně tvrdé až tvrdé materiály, nepříliš abrazivní.
71
Zdrobňování
14
5.11 MÍCHADLOVÉ MLÝNY (ATTRITORY)
Principem míchadlových mlýnů je mletí nárazem a třením volných mlecích tělísek
uváděných do pohybu míchadlem. Mele se v suspenzi! Míchadlo může být ve formě ramen,
kolíků, prstenců, nebo kotoučů i šroubů. Jako mlecí tělíska slouží písek (pískové mlýny),
skleněné kuličky (perlový mlýn) nebo ocelové či keramické kuličky o průměru několika
desetin až několika milimetrů. Obvodová rychlost bývá 8 až 12 m.s-1
(rychloběžné mlýny),
0,5 až 3 m.s-1
(pomaloběžné mlýny). U velkých mlýnů napomáhá cirkulaci ještě bezventilová
pumpa (p), která nasává u dna přes speciální oddělující ventil (v) a víkem vhání suspenzi zpět
do nádoby (viz Obr. 73).
Obr. 73 Míchadlový mlýn; převzato z: www.al-mo.cz
Pískový mlýn používá zrna písku o průměru 0,5 až 0,9 mm a míchadlo koná 1700 až
2000 ot.min-1
. Mlýny se používají v oxidové keramice, mletí porcelánových hmot, mletí
glazur. Důležité je sledovat viskozitu suspenze, která s jemností produktu značně roste.
Shrnutí pojmů:
Po prostudování kapitoly by vám měly být jasné následující pojmy:
mlecí tělesa;
melivo;
náplň mlýna;
otevřený a uzavřený cyklus;
Otázky:
1. Vysvětli princip mlýnů s volnými mlecími tělesy.
2. Vyjmenuj základní typy mlýnů s volnými mlecími tělesy.
3. Jak dělíme kulové mlýny podle mlecího prostředí?
4. Co znamená mletí na průchod?
5. Vysvětli princip otevřeného a uzavřeného cyklu.
72
Zdrobňování
14
6. Z jakého materiálu bývá vystýlka kulového mlýna?
7. Jaké jsou nejčastější tvary mlecích těles kulových mlýnů?
8. Z jakého materiálu jsou mlecí tělesa u kulových mlýnů?
9. Co znamená pojem stupeň plnění mlýna?
10. Co znamená autogenní mletí?
11. Jaká mlecí tělesa používáme u vibračních a planetových mlýnů?
BEZ ZDROBŇOVACÍCCH MLECÍCH NÁSTROJŮ
Členění kapitoly:
princip mlýnů bez zdrobňovacích nástrojů;
základní rozdělení;
nemechanické metody zdrobňování;
Čas potřebný ke studiu: 90 minut
Cíl: Po prostudování této kapitoly
budete znát speciální druhy mlýnů pro velmi jemné mletí;
budete znát netradiční metody zdrobňování.
Výklad
Jedná se o skupinu mlýnů bez zdrobňovacích nástrojů. Používají se především pro
velmi jemné mletí, založeném na principu vzájemných srážek částic jejich namáháním
vysokým gradientem rychlosti v plynném nebo kapalném prostředí.
B.
Zdrobňování
14
Dělení:
1. Mlýny pádové (autogenní)
2. Mlýny koloidní
3. Mlýny tryskové (pneumatické)
4. Mlýny metací
5.12 KOLOIDNÍ MLÝNY
Velmi jemné mletí v suspenzi v rychloběžném rotorovém zařízení bývá nazýváno
koloidním mletím. Ke zdrobňování dochází v úzké mezeře mezi statorem a rotorem
působením smykových napětí v nosném mediu s vysokým rychlostním spádem; současně
dispergují, emulgují a homogenizují. Suspenze se vhání pod tlakem. Mezera mezi statorem a
rotorem je nastavitelná. Na povrchu statoru i rotoru vznikají podle viskozity prostředí různě
silné adhezní vrstvy, mezi nimiž dochází při velkých rychlostech ke vzniku tenké vířivé
vrstvy. U mikrometrových částic může docházet k tak rychlé rotaci, že vznikají taková napětí
vedoucí k jejich rozrušení.
Velikost zrna produktu - až 0,5 m.
Koloidní mlýn štěrbinkový s rotorem kuželově zapuštěným do statoru může být
konstruován se zazubením. Rotor koná 3000 ot.min-1
. Mezera je stavitelná (viz Obr. 74).
Obr. 74 Koloidní mlýn štěrbinkový
Převzato z: http://www.directindustry.com/
Mlecí orgány bývají z jednozrnných korundových kotoučů. Na obrázku 75 je zobrazen
stator a rotor koloidního mlýnu.
73
74
Zdrobňování
14
Obr. 75 Stator a rotor koloidního mlýnu
Převzato z: http://www.bematek.com/
Vibroaktivační mlýn má mezi statorem a rotorem vytvořeny kavitační dutiny.
Pozn.: Kavitace je vznik dutin v kapalině při lokálním poklesu tlaku, následovaný
jejich implozí (zhroucením). Pokles tlaku může být důsledkem lokálního zvýšení rychlosti (tzv.
hydrodynamická kavitace), případně průchodu intenzivní akustické vlny v periodách zředění
(akustická kavitace). Kavitace je zpočátku vyplněna vakuem, později do ní mohou difundovat
plyny z okolní kapaliny. Při vymizení podtlaku, který kavitaci vytvořil, její bublina kolabuje za
vzniku rázové vlny s destruktivním účinkem na okolní materiál. Kavitace vzniká například na
lopatkách lodních šroubů, turbín, na čerpadlech a dalších zařízeních, která se velkou
rychlostí pohybují v kapalině. Kavitace způsobuje hluk, snižuje účinnost strojů a může
způsobit i jejich mechanické poškození.
Ke kavitaci dochází, klesne – li místní podtlak pod tlak vodní páry. Dochází k odtržení
vodní vrstvičky od stěny rotoru, k uvolnění pohlceného vzduchu, k hydraulickým rázům,
otřesům – intenzivní pulzace vysokých frekvencí. Při 25 dutinách o 3000 ot.min-1
je frekvence
rázů 75 000 min-1
. Zařízení pracuje v uzavřeném cyklu s využitím sacího účinku rotoru (viz
Obr. 76). Melou se nebo dispergují méně pevné materiály jako MgO, CaCO3, grafit,
křemelina, kaolín, bentonit apod.
Obr. 76 Vibroaktivační mlýn
75
Zdrobňování
14
5.13 TRYSKOVÉ MLÝNY
Intenzivní víření a vzájemné srážky částic v plynném prostředí tj. za sucha je možné
vyvolat systémem trysek. Je možno docílit rychlosti proudění 500 až 1200 m . s-1
. Vnitřní
prostor bývá uspořádán tak, že působí současně jako odstředivý pneumatický třídič, takže
částice se postupně rozemílají ve vnitřním mnohonásobném cyklu.
Tryskový mlýn s plochou komorou (mikroniser – spirální tryskový mlýn) má
válcovou plochou komoru do níž ústí po obvodu 6 až 20 trysek skloněných v tečně komory
v úhlu 30 až 75° (Obr. 77).
Tlakový vzduch o tlaku 0,5 až 1,5 MPa (nebo kouřové plyny) se vedou do
rozdělovacího prstence obepínajícího mlecí komoru, do níž je vháněno podávacím injektorem
melivo. Dráhy částic a tlakového média se uvnitř komory kříží a částice se při rychlostech 100
až 150 m.s-1
(u vzduchu), 200 až 250 m.s-1
(u páry) ve vzniklém víru střetávají pod ostrými
úhly a vzájemně omílají. Odstředivá síla tlačí největší částice směrem k obvodu mlecí
komory, částice obíhají tak dlouho, dokud nejsou natolik jemné, že jsou unášeny širší rourou
ve dnu komory do cyklónové části, kde dojde oddělení vzduchu a jeho následného odprášení
ve filtru. Melivo setrvává v pracovní komoře asi 10 až 20 s, nosné medium pouze setinu této
hodnoty. Zařízení samo je malé, ale příslušní k němu kompresorová stanice.
Stupeň mletí - až 6000 (koloidní mlýny: 600, kulové mlýny:
60),
Velikost zrna produktu - 0,1 až 6 m,
Výrobnost - 5000 kg.h-1
,
Pro velmi jemné mletí mastku, grafitu, barytu, Al2O3.
Protiproudý tryskový mlýn pracuje na principu dvou trysek proti sobě ležících,
vedoucí k frontálním srážkám částic.
Fluidní protiproudý tryskový mlýn má 3 až 6 Lavalových trysek s nadzvukovou
rychlostí média, které uvádí melivo do fluidního stavu. Zdrobňování se děje vzájemnými
nárazy částic a třením. Materiál prakticky nepřichází do styku s tryskami ani se stěnami
mlecího prostoru a proto nebývá znečištěn otěrem. Mlýn je vhodný pro zdrobňování silně
abrazivních látek jako SiC, wolframu, Al2O3, ZrO2, korundu, křemene, ale i pro materiály
lístkovité povahy jako je slída, grafit, mastek.
76
Zdrobňování
14
Obr. 77 Tryskový mlýn s plochou komorou
NEMECHANICKÉ METODY ZDROBŇOVÁNÍ
K tzv. nemechanickým metodám zdrobňování patří pochody přímého fyzikálního
nebo nepřímého chemického rozrušení jako je působení tepelné, tlaku z pracovního media,
ultrazvuku, působení elektrotermické a elektrohydraulické i působení objemných chemických
produktů.
Zdrobňování Snyderovým efektem patří k tlakovým metodám zdrobňování a provádí
se na přetříděném materiálu (viz Obr. 78).
Obr. 78 Zdrobňování Snyderovým efektem
Materiál je veden do tlakové komory (1) spolu s párou (0,5 až 6 MPa) nebo tlakovým
vzduchem (2). Komora se otevírá mžikovým ventilem s určitým zpožděním na kratičkou
Mžikový
ventil
C.
77
Zdrobňování
14
dobu (řádově milisekundy) do expanzního prostoru (3). Dochází k namáhání materiálu tahem
– vznikají ultrazvukové pulzy. Materiál se trhá podél fázových hranic je případně ještě vrhán
na nárazovou desku (4).
Rozpojování ultrazvukem bylo navrženo pro zpracování zbytků slídy. Generátor
rozechvívá suspenzi prostřednictvím vody před membránou. Slída se rozpojuje a je vrhána
tryskou proti nárazové desce.
Elektrotermického efektu se dosahuje vysokofrekvenčním ohřevem, např.
v několikazávitové cívce napájené vysokofrekfenčním generátorem.
Elektrohydraulické zdrobňování probíhá v důsledku nárazových kavitačních vln
v kapalině.
Chemické rozpojování je vhodné jen na materiály s málo soudržnou strukturou (jíly,
azbest, slída). Pro jíly je možno použít hydroperoxid, který při zvýšené teplotě uvolňuje
kyslík, jenž působí rozpojení. Metoda slouží k preparaci mikrofosilií nebo individuálních
krystalků.
Shrnutí pojmů:
Po prostudování kapitoly by vám měly být jasné následující pojmy:
princip kavitace;
tryskový mlýn;
zdrobňování Snyderovým efektem;
zdrobňování ultrazvukem;
chemické rozpojování.
Otázky:
1. K čemu slouží mletí bez zdrobňovacích nástrojů?
2. Vysvětli princip tryskového mlýna s plochou komorou.
3. Vyjmenuj ostatní druhy mlýnů a vysvětli jejich princip.
4. Vysvětli metodu rozpojování Snyderovým efektem.
78
Dělení
16
6 DĚLENÍ
Členění kapitoly:
druhy úpravnictví;
třídění mechanické;
třídění vodní;
třídění vzdušné;
rozdružování – podle hustota, magnetická separace.
Čas potřebný ke studiu: 110 minut
Cíl: Po prostudování této kapitoly
budete znát princip mechanického třídění s využitím sít a roštů;
budete znát princip vodního třídění na základě gravitace a
odstředivých rychlostí a druhy třídičů;
budete znát princip větrného třídění na základě gravitace a
odstředivých rychlostí a druhy třídičů;
budete znát princip magnetické separace.
Výklad
V úpravnictví se dělením rozumí řada operací prováděných s částicovými soustavami,
které je možno rozdělit na tři základní skupiny:
1. Třídění, čili klasifikace je dělení podle velikosti částic na dvě nebo více skupin,
tříd, frakcí, kategorií. Např. frakcionování písku.
2. Rozdružování, čili separace je dělení částic podle druhu, které se opírá o různé
látkové vlastnosti jako je hustota, fyzikální vlastnosti (mechanické, elektrické,
chemické aj.)
79
Dělení
14
3. Oddělování neboli odlučování je dělení podle skupenství. Pevné částice se
oddělují z tekutého (filtrace) nebo plynného prostředí (odprašování).
6.1 TŘÍDĚNÍ
Třídícím znakem při této operaci jsou geometrické rozměry částic. Provádí se na
různých typech roštů sít a jiných třídičů v různých typech prostředí (voda, vzduch),
využívajíce gravitační a sedimentační rychlosti částic. Dělení třídění je znázorněno v tabulce
1.
Tabulka 1 Dělení třídění
Sítové geometrické Prosévání
(mechanické třídění)
Dělení na základě
velikosti částic
Pro částice > 1 mm
(výjimečně > 0,2)
Bezsítné dynamické
(proudové)
Vodní
(hydraulické)
Dělení na základě
pádové rychlosti, tj. na
základě objemu,
hustoty, tvaru
Pro částice < 1 mm
(výjimečně < 4 mm)
Vzdušné
(větrné, pneumatické)
Dělení na základě
pádové rychlosti, tj. na
základě objemu,
hustoty, tvaru
Pro částice < 0,5 mm
(výjimečně < 1 mm)
6.1.1 Mechanické třídění
Probíhá na normovaných sítech nebo roštech za sucha nebo za mokra.
Síta jsou děrované plechy nebo pletivo. Laboratorní síta velikostí řádově mikrometrů
jsou vyráběna elektrolyticky. Provozní síta z drátů nebo umělých vláken mívají strany oka 0,1
až 100 mm. Kromě drátěných sít se čtvercovými oky se vyrábějí i síta s otvory
obdélníkovými.
Rošty jsou soustavy rovnoběžných tyčí různých profilů orientované a skloněné ve
směru postupu materiálu. Mohou být pevné nebo pohyblivé.
Materiál se přes tyto síta nebo rošty prosívá a výsledkem je tzv. hrubý (nadsítné)
a jemný (podsítné) produkt. Třídění nikdy neprobíhá dokonale, oba produkty obsahují
chybné zrno. V hrubém produktu chybné podsítné, tj. neoddělenou jemnou složku
a v jemném produktu chybné nadsítné, tj. neoddělenou hrubou složku. Propadová
účinnost prosévání je vyjádřena poměrem množství získaného jemného produktu k množství
teoreticky získaného:
0
PP
P (mm) (12)
kde je účinnost prosévání (1),
P - množství získaného jemného produktu (kg),
80
Dělení
14
P0 - teoretické množství získaného jemného produktu; určí se např.
pečlivou sítovou analýzou v laboratoři (kg).
Obecně se dá říci, že úspěch technického třídění, ať již prosévání nebo bezsítného
třídění závisí na těchto faktorech:
Zrnitostní složení, hustota a případně vlhkost tříděného materiálu,
Způsob třídění (za sucha, za mokra)
Parametry třídiče (otáčky, amplituda) a parametry třídění (doba, objemová
koncentrace.
Dělení sítovacích jednotek:
1. Nepohyblivé rošty a síta
a) Pevné rošty
b) Pevná síta
2. Sítové a roštové třídiče pohyblivé
a) Pohyblivé rošty
- valivé
- řetězové
- tyčové
- vibrační
b) Bubnové třídiče
c) Vibrační třídiče
- vrhové třídiče s kmity v rovině kolmé k ploše síta
- třídiče s kmity v rovině síta
- zvláštní druhy třídičů
6.1.2 Vodní (hydraulické) třídění
Dělení vodních třídičů:
1. Tíhové (gravitační)
a) S horizontálním prouděním
- usazovací nádrže a žlaby (Obr. 79)
- nálevky, prolévky, kužele (Obr. 80)
- mechanické (hřeblové, šnekové, škrabákové); (Obr. 81)
b) S vertikálním prouděním
2. Odstředivé
a) Třídící hydrocyklony (Obr. 82)
b) Třídící odstředivky (dekantory)
Usazovací nádrže tzv. usazováky (Obr. 79) pracují buďto periodicky nebo
kombinovaně, kdy jemná suspenze stále protéká a sediment se občas vybírá jako u
sedimentačních žlabů.
81
Dělení
14
Obr. 79 Usazovací nádrže DOOR v plavírně kaolínu Božičany
převzato z: Hanykýř, V., Kutzendörfer, J. Technologie keramiky. Hradec Králové: Vega,
2002. 287 s. ISBN 80-900860-6-3.
Nálevky jsou tvořeny sérií jehlanů, prolévky sérií kuželů s uzavřeným vnitřním
kuželem. Pracují kontinuálně podobně jako usazovací kužele (viz Obr. 80).
Obr. 80 Usazovací kužel
Mechanické třídiče mají sedimentační prostor tvořený šikmým žlabem, z jehož dna je
sediment plynule vyhrabáván, zatímco jemná frakce přetéká přes jízek. Mez třídění bývá 50
až 500 m. Slouží v mlecích okruzích. Vyhrabávání se provádí soustavou hrabel,
transportním šnekem (viz Obr. 81).
výtok
(ucpává se)
sediment
(písek)
přepad
(kal)
82
Dělení
14
Obr. 81 Mechanické třídiče (hřeblový, šnekový, škrabákový)
K odstředivým třídičům patří především hydrocyklony (Obr. 82) používané též
k zahušťování i rozdružování.
Rotace suspenze se dociluje jejím vháněním pod tlakem 30 až 400 kPa tangenciálním
směrem do válcové části. Dociluje se tak obvodových rychlostí i několik desítek m.s-1, takže
odstředivá síla je mnohokrát větší než gravitační. Hrubé a těžké frakce sedimentují v dolní
konické části a zahuštěné vytékají dolní výstupní tryskou. Třídící mez může být v rozpětí 2 až
s ostrým vrcholovým úhlem (10 až 15° místo 20°), zředěnější suspenze a menší výstupní
tryska.
Pro velkou kapacitu se malé hydrocyklony sdružují do multicyklonů (viz Obr. 83).
Například pro mez třídění pod 10 m je použito 72 hydrocyklonů o průměru 15 mm.
Ke zmenšení otěru se používá vystlání gumou (pro plavení kaolinu), nebo
otěruvzdornými plasty. Konstruují se též tříproduktové hydrocyklony s dvojicí souosých
přetokových trubic vynášejících jemnější a hrubší frakci. Taky se konstruují tzv. turbocyklony
(centriklony), u nichž se suspenze urychluje lopatkovým kolem umístěným v dolní části
válcového prostoru (používá se v mlýnici cementářského surovinového kalu).
Schéma postupu plavení kaolínu je uvedeno na obrázku 84.
Q
Vstup
P
Přepad jemné
frakce
N
Sediment
(vyhrabává se)
Q
P N
P
Q
N
83
Dělení
14
Obr. 82 Hydrocyklon
převzato z: http://www.geopark-kaolinrevier.de/station/09CZ.php
Obr. 83 Cyklony pro plavení kaolínu
převzato z: Hanykýř, V., Kutzendörfer, J. Technologie keramiky. Hradec Králové: Vega,
2002. 287 s. ISBN 80-900860-6-3.
P
Přepad jemné frakce
Q
Přítok suspenze
Vnitřní vír vynáší
jemnou frakci
Těžší hrubá frakce
spirálovitě padá
dolů
N
Hrubá frakce
84
Dělení
14
Obr. 84 Schéma technologie plavení kaolínu
převzato z: Hanykýř, V., Kutzendörfer, J. Technologie keramiky. Hradec Králové: Vega,
2002. 287 s. ISBN 80-900860-6-3.
6.1.3 Vzdušné (větrné) třídění
1. Tíhové (gravitační)
a) S horizontálním prouděním (Obr. 85)
b) Vzestupným prouděním (tzv. fluidní)
c) Cik-cak třídiče (Obr. 86)
d) Protiproudové vratné třídiče
e) Vibrátorové a pulsátorové třídiče (Obr. 87)
2. Odstředivé
a) S metacím talířem (tzv. oběhové)
- s vnitřním oběhem (Obr. 88)
- s vnějším oběhem
b) Průtokové třídiče
85
Dělení
14
- s rotorem lopatkovým nebo tyčovým
- třídící cyklony
c) S obíhajícím třídícím prostorem
Větrné třídění je hlavně vhodné pro oddělování jemných frakcí. Nejlépe se třídí
částicová soustava s 10 % až 30 % jemných podílů. Povrchová vlhkost nemá být větší než asi
6 %.
Sedimentační rychlost ve vzduchu je mnohem větší než ve vodě (asi 65 krát). Ostrost
třídění závisí značně na době, po kterou probíhá třídění, tj. na délce dráhy částic. Ta má být co
největší, též proto se zavádějí v třídírnách spirální dráhy vzduchu.
Princip práce třídičů s horizontálním prouděním, s prouděním vzestupným spolu
s fluidačním třídičem a protiproudovým vratným třídičem je na obrázku 85.
Obr. 85 Tíhové třídiče s horizontálním, vzestupným a protiproudovým prouděním
Meze třídění jsou u nich stovky m až 3 mm.
K třídění u tzv. Cik-cak třídiče (Obr. 86) dochází hlavně ve zlomech kanálu – počet
zlomů odpovídá stupňům třídění, v nichž dochází k opakovanému přetřiďování. Mez třídění
bývá od 0,1 do 10 mm.
86
Dělení
14
Obr. 86 Ci-cak třídič
Princip vibrátorového a pulzátorového třídiče je na obrázku 87.
V prvním případě se jedná o šikmé vibrované síto s vysokou frekvencí profukované
proudem vzduchu, ve druhém případě o nehybné síto profukované vzduchovými pulzy,
vyvolanými rotujícími klapkami. Tento třídič je vhodný k odprašování suchých hrubě
zrnitých materiálů.
K nejběžnějším odstředivým třídičům patří oběhové třídiče s vnitřním oběhem
vzduchu a s rotujícím metacím talířem, na nějž přichází materiál. Například dvouproudý
větrný třídič (viz. Obr. 88), v němž vnitřní oběh působí horní ventilátor, dolní ventilátor pod
talířem vyvolává proud vzduchu zbavující hrubé částice vzduchu a zvyšují tak ostrost třídění.
Hrubý podíl vypadává z vnitřního prostoru, jemný z válcového meziprostoru.
Obr. 87 Vibrátorový a pulzátorový třídič
87
Dělení
14
Obr. 88 Dvouproudový větrný třídič
V úzkém vztahu k vzdušnému třídění je i odlučování prachu ze vzdušného proudu,
přičemž prachem se rozumí většinou částečky 0,1 m až 1 mm. Spočívá v sedimentaci částic
v gravitačním poli (prašné komory), v poli odstředivém (cyklony) případně v poli
elektrostatickém (tzv. elektrofiltry). Dobré oddělení se dosahuje i ve filtrech (suchých nebo
mokrých).
6.2 ROZDRUŽOVÁNÍ
Úkolem rozdružování, separace případně obohacování částicových soustav podle
mineralogického složení, což se provádí na základě různých látkových vlastností, předně
podle různých fyzikálních vlastností jako je hustota, magnetické a elektrické vlastnosti,
sočivost, modul pružnosti, barva ale i podle chemického chování, např. kyanidové loužení,
amalgamace (spojování kovů se rtutí).
Nejstarším způsobem je mokré rozdružování podle hustoty. K základnímu zařízení na
tento způsob mechanického rozdružování patří sazečky. Dělení zde probíhá v podmínkách
rušeného usazování na základě rozvrstvování načechrávaného systému. Zrna s větší hustotou
vytvářejí dolní vrstvu – snižuje se těžiště soustavy, potenciální energie klesá, takže k
rozdružení dochází i u soupádových zrn. Sazečku obvykle tvoří 2 spojité nádoby, v jedné je
síto s materiálem, v druhé píst (s rychlým pohybem dolů a pomalým nahoru), který
načechrává soustavu zrn ve vodě. Na sítu dochází k rozvrstvování, dole se hromadí těžké
podíly (s větší hustotou), nahoře lehké – pod sítem je v zásadě voda a těžké podíly se odvádějí
např. štěrbinou v určité hloubce pod hladinou, lehké přetékají.
Rozdružování na základě magnetických vlastností, které se provádí výhradně
elektromagnety, se často spojuje s obohacováním surovin na základě elektrických vlastností
pod společný název elektrické rozdružování. Tyto separátory jsou většinou bubnového tvaru,
88
Dělení
14
materiál přichází na otáčející se bubny a magnetické složky jsou strhávány bubnem a odpadají
od něho později než nemagnetické (viz. Obr 89).
Obr. 89 Bubnový magnetický separátor
převzato z: http://www.magnety.sk/catalog/41-Bubnove/.
Rozdružování na základě elektrických vlastností. Nevodivé zrno se v elektrickém poli
polarizuje, vznikají v něm náboje opačné, než je přikloněná elektroda. Síla polarizace závisí
na síle elektrického pole a na permitivitě materiálu. Jak rychle se těleso vybíjí, závisí na jeho
povrchové vodivosti (např. pro oddělení vápence a křemene).
Rozdružování na základě povrchových sil – pěnové vyplavování. Suspenze materiálu
se po malých přídavcích flotačních činidel, která přilnou k málo smáčivým částicím, víří
vzduchem. Na fázových rozhraních probíhá celá řada všech možných fyzikálně-chemických
pochodů. Na hladině vzniká pěna s jednou minerální složkou, která se plynule stírá, ostatní
složky zůstávají v suspenzi.
Shrnutí pojmů:
Po prostudování kapitoly by vám měly být jasné následující pojmy:
základní skupiny třídění;
sítové třídění;
vodní třídění;
vzdušné třídění;
magnetická separace.
Otázky:
1. K čemu slouží třídění?
2. Vysvětli pojmy nadsítné a podsítné?
3. Vysvětli princip usazovacích nádrží a mechanických třídičů.
4. Vysvětli princip hydrocyklonu a k čemu slouží.
89
Dělení
14
5. Technologický postup plavení kaolinu.
6. Princip tíhových třídičů.
7. Princip magnetické separace.
90
Mísení a homogenizace
16
7 MÍSENÍ A HOMOGENIZACE
Členění kapitoly:
účel mísení a homogenizace;
předhomogenizace;
dělení hald;
mísiče – tíhové, mechanické, pneumatické a statické.
Čas potřebný ke studiu: 25 minut
Cíl: Po prostudování této kapitoly
budete znát typy předhomogenizace;
budete znát druhy mísičů.
Výklad
Mísení nebo směšování a homogenizace je pochod, při kterém se mění místní
rozdělení složek za snižování koncentračních gradientů uvnitř soustavy. Je velmi častým
průvodním procesem probíhajícím spolu s hlavním pochodem, jako je tomu např. u mletí. Je
skryto v každé výrobě vycházející alespoň ze 2 složek.
Mísení částicových látek se děje přemisťováním jednotlivých částic nebo jejich skupin
až oblastí. Dle toho rozeznáváme:
1. Konvenční mísení – děje se přenosem skupin sousedních částic z jednoho místa
soustavy na druhé. Probíhá působením smykových sil v určité
oblasti materiálu, např. zasahované míchadlem,
makromícháním.
2. Difuzní mísení – uskutečňuje se přemisťováním jednotlivých částic, obyčejně
malými individuálními pohyby působenými náhodnými silami,
které vznikají sekundárně působením smykového, tahového
nebo tlakového namáhání. Děje se mikromícháním.
91
Mísení a homogenizace
14
7.1 PŘEDHOMOGENIZACE
Předhomogenizace se používá především v cementárnách a při výrobě hrubé
keramiky. V cementárnách se takto upravuje jen hlavní surovina tj. vápenec. Rozumné je
takto i upravovat i vysokopecní strusku.
Postup vyžaduje surovinu o maximální velikosti zrna asi 25 mm.
Jakost míseného lože závisí na druhu a způsobu násypu. Ukládání se provádí obvykle
v podobě podélných hald s příčným odebíráním. Není-li dostatek místa, dělá se prstencový
násyp, což je dražší.
Dělení hald:
1. Podélné haldy
a) Střechové haldy tj. metoda Ševron je nejrozšířenější způsob, při němž se materiál sype
v jednotlivých vrstvách po celé délce haldy na její hřeben (viz. Obr. 90).
Obr. 90 Střechová halda
b) Řádkové haldy podle metody Winrow, při níž se materiál vrství v podélných pruzích
vedle sebe a mezi sebe na sebe. Zabraňuje nevýhodně předcházejícího způsobu tj.
odměšování hrubých podílů u obvodu násypu, tj. u dna haldy (viz. Obr. 91).
1 2
3
4
5
16
92
Mísení a homogenizace
14
2. Prstencové haldy se budují v kruhové hale, v jejímž středu je otočný ukládací
transportér a odebírací škrabák.
Odběr hald se provádí nejčastěji těžebními rýpadly (skrejpry). Haldy se odebírají
z čelní strany v plátkových vrstvách (viz. Obr. 92). Každá odebraná dávka odpovídá
průměrnému složení.
Výška haldy při dané šířce závisí na sypném úhlu materiálu. Poměr délky k šířce má
být co největší, nejméně však 5:1. Při plynulé produkci se kuželové konce skládek obyčejně
neodebírají, je tak možno se vyhnout kolísání požadovaného složení suroviny.
7.2 MÍSIČE
Průběh mísení v mísiči nezáleží jen na jeho konstrukci, ale velmi podstatně na
vlastnostech mísených složek. Mísič nemá mít žádné mrtvé prostory, ve kterých by materiál
zůstával bez pohybu a průběh mísení je z hlediska mísiče ovlivněn především rychlostí
mísiče, stupněm plnění a jeho rozměry a tvarem.
Dělení mísičů:
1. Tíhové – mají otáčející se nádobu, bubnového nebo různého tvaru.
2. Mechanické – mají otáčející se mísicí nástroje
a) Šnekové mísiče mají jako mísící nástroj šnek, sloužící současně k dopravě
b) Lopatkové a ramenové mísiče mají na hřídeli lopatky, pádlovitého nebo šnekového
tvaru (viz. Obr. 93).
1 2 3 4
10
5 6 7
8 9
1 4 5 7
8
2
9
3
10
6
Obr. 91 Řádková halda
93
Mísení a homogenizace
14
Obr. 93 Lopatové míchadlo
c) Talířové mísiče – u těchto mísičů se děje mísení v ploché nádobě (talíři, míse) zpravidla
se otáčející kolem svislé osy. Používají se k přípravě pracovních směsí pro suchý nebo
polosuchý způsob vytváření, např. k přípravě obkladačkových nebo
elektroporcelánových směsí, ve výrobě žáruvzdorných materiálů k mísení šamotu at.
d) Kolový mísič – je obdobou kolových mlýnů (viz Obr. 94) a lze jej použít i pro mletí.
3. Pneumatické – mísení se dosahuje pomocným médiem (vzduchem)
4. Statické – mísení se dosahuje pevnými vestavbami, které vhodně řídí tok materiálu.
Obecně slouží k mísení plynů a kapalin.
Obr. 94 Kolový mísič
94
Mísení a homogenizace
14
Shrnutí pojmů:
Po prostudování kapitoly by vám měly být jasné následující pojmy:
konvenční a difuzní mísení;
předhomogenizace;
halda;
tíhové, mechanické mísiče, pneumatické a statické mísiče.
Otázky:
1. Vysvětli pojmy konvenční a difúzní mísení.
2. Vysvětli pojem předhomogenizace.
3. Jakou hlavní výhodu má tzv. řádková halda?
4. Vysvětli princip kolového mísiče.
95
Tvarování
16
8 TVAROVÁNÍ
Členění kapitoly:
jednotlivé druhy tvarování podle obsahu vody;
lisování;
suché a polosuché lisování;
granulace;
izostatické lisování.
Čas potřebný ke studiu: 225 minut
Cíl: Po prostudování této kapitoly
budete znát všechny druhy tvarování;
princip granulace;
pojem rozprašovací sušárna;
princip jednostranného a oboustranného lisování;
navážku směsí pro lisování;
lisování na stálou výšku a na stálý tlak;
izostatické lisování.
Výklad
Tvarování je výrobní operace dávající pracovnímu materiálu, pracovní směsi, soustavě
žádanou geometrii – tvar i rozměry a i určitou hutnost.
Hmoty pro tvarování dělíme na:
Suspenze – tvarování litím (malá viskozita a nízká mez toku (tixotropie)
Těsta – vytváření; plastické tvarování
96
Tvarování
14
Směsi – nemají žádné pojivo
Podle obsahu vody lze tvarování rozdělit na:
Lisování – obsah vody 0 až 25 %
Plastické tvarování – obsah vody 15 až 25 %
Lití – obsah vody 26 až 40 %
Metody lisování, plastické tvarování a lití jsou metody, při kterých se působí na
materiál dlouhodobě. Mezi metody tvarování krátkodobě působícími silami se řadí:
Dusání a lisodusání
Vibrování a vibrolisování
Tvarování tlakovou vlnou
Metody působení krátkodobě působícími silami můžeme zařadit do lisovacích technik.
8.1 LISOVÁNÍ
Lisováním se rozumí v keramice tvarování a zhutňování částicových soustav,
práškovitých a zrnitých soustav, drolenek a granulátů až plastických těst působením vnějších
sil (tlaku). Vlhkosti se pohybují od 0 do 25 % a lisovací tlaky jsou od 3 do 200 MPa,
výjimečně až 500 MPa.
Dělení:
1. Suché a polosuché
jednostranné
oboustranné
izostatické
2. Vlhké
přetokové
pístové
3. Lisování krátkodobě působícími silami
dusání
vibrační zhutňování
vibrolisování
97
Tvarování
14
Hlavní výhody lisování:
Rozměrová přesnost výlisků vlivem malého smrštění.
Ušetření energie za sušení
Velmi dobré zhutnění
Malé množství odpadu během výroby
Možnost automatizace
Vhodný obsah vody pro daný lisovací tlak je takový, při němž má výlisek nejmenší
smrštění, tj. obsah vody ve výlisku je jen takový, aby zaplnil mezery mezi zrny. Celkový objem
těchto mezer a pórů určuje kritickou vlhkost; závisí na zrnitosti (rozdělení velikosti částic a
tvaru částic a na jejich uspořádání, smrštění, které je závislé na způsobu lisování. Kritická
vlhkost klesá se stoupajícím lisovacím tlakem. Vyšší obsah vlhkosti než kritický zvyšuje objem
výlisku, což se projevuje vyšší pórovitostí.
Obsah vody určuje lisovací tlak a rozměrovou toleranci výlisků. Při vlhkosti do 4 % se
obvykle lisuje tlaky 20 až 200 MPa (rozměrová tolerance 1 %). Při 10 až 15 % vody se volí
lisovací tlak 20 MPa (rozměrová tolerance 2 %) a celkové smrštění bývá 12 až 15 %.
8.1.1 Suché a polosuché lisování
Používá se pro zhutnění práškových nebo zrnitých soustav o vlhkostech do 8 %, tlaky
20 až 200 MPa, někdy i 500 MPa.
8.1.1.1 Granulace
Přímé lisování jemných kyprých prášků je nevhodné, protože se zalisovává i vzduch,
což vede k praskání výlisků. Připravuje se proto nejprve granulát o velikosti zrna 0,2 až 1
mm, který má dobrou lisovatelnou. Granulace se provádí těmito různými způsoby:
Předlisováním tj. vylisováním předlisků (briketováním, tabletováním), které se
drtí, drť se prosévá, pro lisovací směs se mísí vhodné frakce, aby se docílila velká
sypná hmotnost. Granulát je ostrohranný, někdy špatně zatékající.
Peletizací na talířovém (kuželovém nebo bubnovém) granulátoru (viz Obr 95), kde se
skrápí podávaný prášek, nabaluje se na kapičky vody nebo suspenze – probíhá
nabalovací granulace. Granulát má kulaté zrno, přibližně stejné velikosti.
98
Tvarování
14
Obr. 95 Talířový granulátor
Mísící granulace v granulačním mísiči s hrablovými mísícími orgány. Do vertikální
válcové komory se svislým hřídelem (1000 až 3000 ot/min), s přestavitelnými noži se
shora podávají k aglomeraci určené prášky a vstřikuje se aglomerační kapalina. Ve
vysoce turbulentním proudění se částice ovlhčují a sbalují na rostoucí aglomeráty,
které spirálovitě klesají a vystupují dnem válce (viz Obr. 96). Granulát je kulatý.
Obr. 96 Mísící granulátor
Rozprašovacím sušením suspenze v proudu horkého sušícího media (vzduch, spaliny).
K sušení dochází v několika sekundách, je levné, tepelně účinné, s malou potřebou
pracovních sil. Velikost a zrnitost a granulátu je nastavitelná. Rozprášení se provádí
v tlakové trysce nebo rozprašovacím kotoučem. Teplota horkého vzduchu na vstupu
cca 240 °C, na výstupu cca 90 °C, podle provozu.
o Sušárny s tlakovou tryskou (viz Obr. 97) mají vysokou sušící věž s poměrně
malým průměrem. Horký vzduch se přivádí horem, směs shora (protiproud),
dosušení souproud. Produkt se shromažďuje v dolní části, kde se též přes
cyklon odvádí vlhký vzduch.
voda
prášek
99
Tvarování
14
Obr. 97 Trysková rozprašovací sušárna
o Sušárny s rozprašovacím kotoučem (viz Obr. 98) pracují na principu
odstředivého rozprašování. Mají sušící věž s větším průměrem a poměrně
malou výškou. Sušení je souproudé.
Obr. 98 Kotoučová rozprašovací sušárna
převzato z: http://www.fsid.cvut.cz/cz/u218/pedagog/predmety/4rocnik/tpo/i_tpo.htm
100
Tvarování
14
o Sušárna s fluidní vrstvou (viz Obr. 99).
Obr. 99 Rozprašovací sušárna s fluidní vrstvou
Pracuje protiproudně s tlakovými tryskami směřujícími svisle dolů. Horký vzduch se
přivádí spodem pod fluidní lože a odvádí horem. V prvém stupni (I.) se tvoří zárodky
granulátu, ve druhém (II.) se granulát dotváří. Granulace je řiditelná od masivních volných
kuliček do průměru až 2,5 mm, přes aglomeráty ze 2 i více granulí. Hodí se pro „porfýrové“
dlaždicové směsi.
Faktory ovlivňující kvalitu granulátu:
velikost výstupního otvoru trysky,
výstupní rychlost proudu suspenze z trysky,
fyzikální vlastnosti rozprašovací suspenze (především viskozita, dále objemová
hmotnost a povrchové napětí),
rotace trysky,
velikost komory sušárny.
8.1.1.2 Jednostranné lisovaní
Lisování probíhá pomocí razníku pouze z jedné strany (shora). Je vhodné jen pro
výlisky nízkých tvarů – hutnost výlisku klesá se vzdálenosti od razníku lisu.
Po vylisování nastává problém vytlačení výlisku z formy. Na obrázku 100 a) je ukázka
lisování pomocí kroužku, který nahradí dno formy, a do kterého výlisek propadne; druhou
možností je varianta „protipístu“, tzv. dolního razníku (v), který nahrazuje podložku, a kterým
se nýsledně výlisek vytlačí směrem vzhůru (viz Obr. 100 b)).
101
Tvarování
14
r – horní razník, m – matrice, d – dno (podložka), k – kroužek, v – dolní razník
Obr. 100 Jednostranné lisování
Lisuje se buď stálým tlakem, kdy docílíme konstantní hutnost výlisku, ovšem výška
může klesat (vhodné pro výrobky, které se před výpalem ještě obrábějí), nebo na stálou výšku
(lisovník vstupuje do formy stejně hluboko) – hutnost výlisku kolísá podle zásypu, ale výška
je stálá (nutno dodržovat množství zásypu i jeho vlastnosti (vlhkost, ´). Z výše uvedeného
následně vyplývá dávkování a plnění lisovacích nástrojů, které ostatně platí pro všechny
druhy lisování:
Objemové – dávkování předpokládá homogenní dobře sypkou lisovací
směs s konstantní vlhkostí; používá se při lisování dlaždic
a obkladaček, je rychlé a vhodné pro automatizaci.
Hmotnostní – je přesnější; používá se při lisování žáruvzdorných staviv,
jelikož lze dodržet přesné rozměry i u velkých výrobků.
8.1.1.3 Dvoustranné lisovaní
Pro stejnoměrnější prolisování je nutno provádět lisování ze dvou stran. Máme tyto
druhy dvoustranného lisování:
Simultánní
Nesimultánní
S odpruženou matricí
a)
b)
102
Tvarování
14
Lisování simultánní je pravé dvoustranné lisování, tj. působící stejnou silou ve stejné
době, stejnou rychlostí z obou stran. Je možné jen na speciálních hydraulických lisech.
Nesimultánní lisování (viz Obr. 101) – lisuje se nejprve z jedné strany a pak z druhé
za použití suvného pláště a nastavitelných dorazových šroubů (š), které jsou po stranách
horního lisovníku.
Obr. 101 Dvoustranné lisování nesimultánní
Nejprve dochází k lisování shora, horní razník r1 sestupuje, až dosedne dorazovými
šrouby (š) na matrici (m). Dále dochází k spoluunášení matrice proti pevnému dolnímu
razníku (r2), přičemž probíhá jednostranné lisování zdola. Tahem za příčník (p) se stahuje
matrice (m), přičemž dolní razník vytlačuje výlisek z matrice.
Lisování s odpruženou matricí (viz Obr. 102) – odpružení bývá předpjatými pružinami
nebo hydraulikou přes přetlakový ventil.
Obr. 102 Lisování s odpruženou matricí
103
Tvarování
14
Zásyp se nejprve slisovává horním lisovníkem. Po dosažení určitého tlaku (zhutnění)
se začne pohybovat spolu s horním lisovníkem i matrice proti dolnímu lisovníku, takže se na
něj nasouvá a probíhá lisování zdola a to tak dlouho, až tření materiálu v horní části matrice,
kdy nastává opět lisování shora. Proces střídání lisovacích směrů se opakuje. Prolisování je
méně dokonalé než při simultánním lisování z obou směrů, ale podstatně lepší než při prostém
jednostranném lisování.
Při lisování složitých tvarů s různou lisovací výškou musí být lisovník vícedílný (viz
Obr. 103).
Formy se konstruují z nástrojových ocelí nebo slinutých karbidů.
Obr. 103 Vícedílný lisovník
8.1.1.4 Izostatické lisovaní
Je způsob tvarování, při němž se k přenosu tlaku používá kapalina (méně často plyn).
Pro lisování se používají granuláty o vlhkosti 5 až 10 %. Tlak působí na výlisek uzavřený
v elastomerové (gumové) matrici rovnoměrně ve všech směrech. Izostatické lisování lze
rozdělit na:
Lisování v „mokré formě“ tj. ve volné matrici, která se plní vně tlakové
nádoby (autoklávu) a pak se teprve vkládá do lisovací nádoby (pro složité
tvary).
104
Tvarování
14
Lisování v „suché formě“, při kterém je matrice nastálo upevněná a i plněná
v tlakové nádobě (pro menší výrobky - talíře, mlecí koule, tenkostěnné trubky).
Výhody izostatického lisování:
Možnost získat rovnoměrně hutné výlisky poměrně velkých rozměrů
bez ohledu na poměr výška/průměr a to bez velkého množství
plastifikátorů
K dosažení stejné objemové hmotnosti stačí tlak 2 – 3x menší
Vetší pevnost vlivem homogenního prolisování
Možnost lisovat kelímky, trubky a jiné složité tvary
Shrnutí pojmů:
Po prostudování kapitoly by vám měly být jasné následující pojmy:
směs, těsto, suspenze;
lisování, plastické tvarování, lití;
kritická vlhkost;
granulace;
rozprašovací sušárna;
simultánní a nesimultánní lisování;
izostatické lisování.
Otázky:
1. Vysvětli hlavní rozdíly mezi lisováním, plastickým tvarováním a litím.
2. Co je granulace?
3. Princip rozprašovací sušárny a k čemu slouží.
4. Hlavní výhody lisování.
5. Vysvětli princip jednostranného lisování.
6. Vysvětli princip dvoustranného lisování.
7. Vysvětli rozdíl mezi lisováním na stálý tlak a na stálou výšku.
8. Dávkování směsí.
9. Princip izostatického lisování
10. Výhody izostatického lisování.
105
Tvarování
14
8.1.2 Vlhké lisování
Členění kapitoly:
lisování s vysokým množstvím vody - vlhké lisování;
lisování krátkodobě působícími silami.
Čas potřebný ke studiu: 17 minut
Cíl: Po prostudování této kapitoly
budete znát druhy vlhkého lisování a jejich princip;
budete znát princip dusání, vibračního zhutňování a vibrolisování.
Výklad
Za vlhké lisování se pokládá lisování ze směsí obsahujících 15 až 25 % vody nebo
vlhčiv tj. vody a tekutých přísad např. lisovacího oleje, plastifikátorů a separátorů tlakem 1 –
20 MPa. Provádí se jak v jemné keramice, v elektrokeramice, při přípravě členitých tvarů,
v hrubé stavbní keramice (cihlářská krytina) a při přelisování předformovaných tvarů
žáruvzdorných staviv. Provádí se jednostranným tlakem.
Dělení:
Přetokové
Pístové
Při přetokovém způsobu lisování se dávkuje více materiálu než je třeba na výlisek.
Lisuje se v otevřené matrici, přičemž výška výlisku odpovídá hloubce matrice. Lisovník
nevstupuje do matrice, ale dosedá na v přebytku nakupený materiál, zatlačuje jej do všech
záhybů matrice a přebytek roztlačuje nad matricí do všech stran přetokovou spárou, nebo jej
odstřikuje speciálními otvory (viz Obr. 104).
106
Tvarování
14
Obr. 104 Přetokové lisování
Lisovník nejenže nevstupuje do matrice, ale dokonce může tvarovat i část výlisku nad
matricí. Při členitých výliscích je nutno používat vyšší obsah oleje. Olej zabraňuje
předčasnému slepení granulí, uzavření vzduchu a usnadňuje tak jeho vytlačení při lisování.
Pístové lisování se provádí v uzavřené formě. Materiál se dávkuje odvažováním nebo
odměřováním. Lisovník vstupuje do matrice, tlak bývá až 20 MPa (lisování např. šamotových
pouzder pro výpal porcelánu).
8.1.2 Lisování krátkodobě působícími silami
Dusání se používá zvláště při zhutňování a tvarování žárovzdorných směsí.
Zpracovávají se tak zrnité dusací směsi s vlhkostí menší než 10 %. Dusání se provádí tzv.
mechanickými pěchy. Jsou to dusadla na tlakový vzduch (vzduch pohání píst, který tluče na
údernou plochu nástroje; tlak 0,4 – 0,8 MPa) nebo elektropěchy. Vysoký stupeň zhutnění se
docílí jen při širokém zrnitostním spektru. Dusání se provádí do stabilních forem, které bývají
u suchých sérií dřevěné vyplechované, u velkých sérií z ocelových desek vyztužených železy.
Formy se vymazávají olejem.
Vibrační zhutňování se používá ve stavebnictví. Pracovní směsi se vibračně otřásají ve
formách na vibračních stolech. Dociluje se rovnoměrnější struktura při menších tlacích.
Vibrolisování je nízkotlaké vibrační lisování na vibračních lisech. Je to vlastně
lisování se superponovanou vibrací. Při tom je lisovací tlak mnohokrát nižší než je běžně
používaný.
107
Tvarování
14
Shrnutí pojmů:
Po prostudování kapitoly by vám měly být jasné následující pojmy:
přetokové lisování, dusání, vibrační zhutňování a vibrolisování.
Otázky:
1. Vysvětli princip přetokového lisování.
2. Vysvětli princip pístového lisování.
3. Dusání, vibrační zhutňování, vibrolisování.
8.2 PLASTICKÉ TVAROVÁNÍ
Členění kapitoly:
tvarování z těsta – tažení, točení;
přítomnost vzduchu v těstě;
odřezávání těsta.
Čas potřebný ke studiu: 45 minut
Cíl: Po prostudování této kapitoly
budete znát princip tažení – horizontálního, vertikálního, s vakuem a
bez vakua;
budete znát princip točení – ruční a strojní pomocí šablon.
Výklad
108
Tvarování
14
Plastické vytváření je nejstarší metoda tvarování. Zpracovává se heterogenní
vícefázová směs těstovité konzistence o vlhkosti zpravidla 15 až 25 %. Používá se jak
v technologii stavební keramiky (cihly, kamenina) a žárovzdorných materiálů (šamot), tak
v technologii jemné keramiky (porcelán).
Dělení:
1. Tažení
šnekové
pístové
válcové
2. Točení
volné
strojní
8.2.1 Tažení
Tažení, správněji vytlačování, extruze, je tvarování protlačováním těstovité směsi
profilujícím ústím. Jednotlivé výtvorky se z něho odřezávají (cihly, tyče, trubky) a případně
dále tvarují. Materiál se na nich homogenizuje a lisuje. Tažení se provádí na tzv. pásmových
lisech. Z nich vychází nepřetržitý proud materiálu. Pracovní tlaky bývají u běžných lisů asi do
3MPa. Pásmo se odřezává na:
a) Manipulační kusy označované jako předvalky, huble, pecny, balíky. V této formě
se materiál nechává odležet pro další zpracování (talíře, šálky), případně se pálí
(ostřivo).
b) Polovýrobky pro předlisování (ocelářské licí trubky, kanálky) nebo po zatuhnutí na
obrábění.
c) Hotové výrobky – cihly, trámce, bloky, tašky, trubky.
8.2.1.1 Tažení šnekovými lisy
Hlavní částí šnekové lisu je šnek, který směs homogenizuje, dopravuje a současně
lisuje. Otáčí se ve válcové komoře a vytlačuje těsto ústím. Dělení dle polohy:
Horizontální
Vertikální
Oba zmíněné typy mohou dále být:
Obyčejné (bez vakua)
S vakuem
109
Tvarování
14
Obyčejný šnekový horizontální lis (viz Obr. 105) bez vakua sestává z podávacího
zařízení (pv), šnekové komory (ŠK), lisovacího šneku (Š), z tlakové hlavy (TH) a vlastního
ústí (Ú).
Obr. 105 Šnekový lis bez vakua
Jednoduchý šnek je vlastně šroub s úzkým obdélníkovým závitem. K zabránění
otáčení materiálu se šnekem se vkládají do šnekové komory jeden nebo dva páry tyčí,
nejčastěji čtverhranného průřezu tzv. protinožců (pn), zasahujících z boků komory až k hřídeli
šneku. Vytvářecí ústí (Ú) dává taženému pásu konečný profil a je vyměnitelné.
Obyčejné šnekové lisy se používají v cihlářství při výrobě cihel plných i dutých, při
výrobě trubek, šamotu, k přípravě směsí pro obkladačky, porcelán apod.
V pásmových lisech s vakuem se materiál nejen homogenizuje, stačuje a tvaruje, ale
odstraňuje se z něj vzduch, který zhoršuje vlastnosti keramického těsta.
Přítomnost vzduchu v těstě působí zhoršení jeho tvarovatelnosti, projevuje se
jako ostřivo:
1) Snižuje plastičnost.
2) Zmenšuje soudržnost, vaznost, pevnost výtvorků
3) Zmenšuje objemovou hmotnost (´)
4) Působí expanzi těsta vycházejícího z lisu, které jeví pružnost a dopružování
110
Tvarování
14
Odvzdušnění způsobí zlepšení vytvářecích vlastností těsta, zvětšení plastičnosti,
zvýšení spojitosti a tím i pohyblivosti kapalné fáze, rušením hydrofobnosti a usnadněním
hydratace částic. Ovšem zvyšuje celkovou energetickou spotřebu.
Snížení otáček šneku může zvýšit odvzdušnění!
Podtlak bývá 70 až 90 % čli 30 až 5 kPa. Vakuování se provádí nejčastěji vodní
vývěvou, tj. vakuovým rotačním čerpadlem.
Pokud délka a hmotnost pásma nedovoluje bez nebezpečí deformace tažení
vodorovné, používají se vertikální lisy (viz Obr. 106).
Obr. 106 Vertikální šnekový lis
Těsto vystupující z lisu ve tvaru pásma je nutno řezat na jednotlivé kusy, což se
provádí odřezávačem. Odřezávacím nástrojem je drát napnutý ve vhodném rámu (Obr. 107).
111
Tvarování
14
Obr. 107 Automatické odřezávání
8.2.1.2 Tlačení pístovými lisy
K tažení tenkostěnných trubic s tyčí malých průměrů se používá v elektrokeramice
pístových lisů s hydraulickým posunem pístu. Lis pracuje periodicky (viz. Obr. 108).
Obr. 108 Pístový lis
112
Tvarování
14
Do hydraulického válce (H) se čerpá čerpadlem (Č) přes výtlačný ventil (vv) a
rozvaděč (R) tlakový olej. Pracovní válec (P) se plní lisovanou směsí, která se nejprve
vakuuje připojením na vývěvu (v), pak se protlačuje ústím (U).
8.2.1.3 Válcové lisy
Válcový běhoun (1) opatřený kruhovými drážkami se otáčí rychlostí 2 až 12 otáček za
minutu (viz Obr. 109).
Obr. 109 Válcový lis
Plnění drážek obstarává podávací válec (2). V důsledku asi 3x většího povrchu
drážkovaného válce, než je obklopující válcový kryt, je keramická směs unášena, zhutňována.
Hřebenovitý, tangenciálně umístěný stěrač (3) zasahuje do drážek a vede těsto výstupním
otvorem (4) do lisovací hlavy.
Zařízení zabírá málo místa.
8.2.2 Točení
Točení je klasický způsob keramického tvarování, při němž je plastické těsto
v otáčivém pohybu a je mu dáván rukou nebo nástrojem rotační tvar.
Volné vytáčení (z volné ruky) se děje bez použití sádrové formy na hrnčířském kruhu
(umělecké hrnčířství).
Strojní vytáčení se provádí za použití nejčastěji sádrových forem a ploché dnes
nejčastěji rotační odvalovací šablony. Při vytváření plochých výrobků (talíře, podšálky apod.)
tvaruje forma vnitřní povrch a šablona povrch vnější – tzv. vytáčení nebo obtáčení (viz. Obr.
110 a)). Při vytváření dutých výrobků (šálků apod.) dává forma vnější tvar, šablona vytváří
dutinu – tzv. zatáčení nebo vtáčení (viz. Obr. 110 b)).
Systém strojní výroby probíhá na Automatizovaných linkách. Na obrázku 111 je
zobrazen automat na výrobu šálků s otočnou hlavou a na obrázku 112 šálkový automat
s tlačnou hlavou.
113
Tvarování
14
Obr. 110 Točení šablonou
převzato z: http://www.bt-ceramic.com/factory1.htm
Obr. 111 Šálkový automat s otočnou hlavou
a) vytáčení
b) zatáčení
114
Tvarování
14
Obr. 112 Šálkový automat s tlačnou hlavou
převzato z: http://www.bt-ceramic.com/factory1.htm
115
Tvarování
14
Shrnutí pojmů:
Po prostudování kapitoly by vám měly být jasné následující pojmy:
tažení;
točení;
šnekový lis;
pístový lis;
zatáčení a vytáčení.
Otázky:
1. Kolik vody obsahuje těsto pro plastické tvarováni?
2. Princip šnekového lisu.
3. Co způsobuje přítomnost vzduchu v těstě a jak lze snížit přítomnost
vzduchu v těstě?
4. Jak lze táhnout příliš dlouhé výrobky?
5. Čím odřezáváme těsto?
6. Vysvětli pojmy zatáčení a vytáčení.
8.3 LITÍ
Členění kapitoly:
princip lití;
lití na střep;
lití na jádro.
Čas potřebný ke studiu: 35 minut
Cíl: Po prostudování této kapitoly
princip lití;
116
Tvarování
14
požadavky na licí suspenzi;
co jsou ztekutiva;
tvorba sádrových forem a jejich životnost.
Výklad
Lití je keramický způsob tvarování za současného odvodňování z tekuté suspenze, při
kterém se tvoří střep na porézní savé formě, nejčastěji sádrové.
Dělení:
1. Lití na střep
2. Lití na jádro
Při lití na střep (viz Obr. 113 a) a Obr. 114) se plní forma suspenzí obyčejně
z rozvodného potrubí, kde je uváděna do cirkulace pumpou. Je účelné během plnění formou
otáčet a trysku postupně vysouvat ode dna vzhůru. Nalitá suspenze se nechá předem
vyzkoušenou dobu ve formě stát, takže se vytvoří žádaná síla střepu. Mnohdy je třeba
suspenzi dolévat, aby byla forma stále plná. Pak se obrácením forma vyprázdní, vylije;
přebytečná suspenze odteče zpět do nádrže, na stěnách formy zůstane odlitý střep. Ten po
určité době stání, zatuhování, zpevňování dalším odsáváním vody osychá, probíhá jeho
smrštění a oddělí se od formy.
Obr. 113 Lití
a) lití na střep b) lití na jádro
117
Tvarování
14
Obr. 114 Lití na střep
převzato z: http://eystudio.com/2009/slip-casting-ceramic-molds/
Při lití na jádro (viz Obr. 113 b)) se do formy vkládá sádrové jádro (J). Suspenze se
nalévá do mezery mezi jádrem a formou určující sílu střepu, který se tvoří jak na formě, tak
na jádru. Suspenze se musí dolévat tak dlouho, až se oba střepy spojí. Takto se lijí masivní
výrobky, např. některá sanitární keramika, velké izolátory, sklářské pánve apod.
Složité tvary, které by nešly z formy vyklopit, mají formu dvoudílnou (viz Obr. 115).
Obr. 115 Dvoudílná forma
převzato z: http://blogski.phcapgh.org/category/classes/
118
Tvarování
14
Požadavky na licí suspenzi::
1. Pokud možno nízký obsah vody; zkrátí se prostoje při tvorbě střepu a při
sušení.
2. Velká rychlost tvorby střepu a zatuhování; úspora času a místa.
3. Nízká a konstantní viskozita, minimální mez toku. Tixotropie znesnadňuje
vylévání přebytečné suspenze, výlitek se při odformování snadno deformuje.
4. Nízký obsah ztekutiv a jejich korozivní účinky.
5. Snadné oddělování od formy a dostatečná pevnost odlitků
Voda v suspenzi se částečně nahrazuje tzv. ztekutivy (vodní sklo, Na2CO3,
Na3PO4), které zvyšují elektrokinetický potenciál dispergované částice a způsobí
zdánlivé snížení viskozity suspenze. Dojde k rychlejší tvorbě střepu.
K hromadnému lití oválných mís, víček, oušek se používá sloupcové lití, tzv.
bateriové lití. Formy se kladou na sebe, dolní strana formy (např. u mísy) tvoří vnitřní povrch,
horní strana vnější povrch. Lije se na plný střep. Stejně se lijí ouška. Forma prou 4 ouška
najednou je na obrázku 116. Suspenze přichází do dutiny (B) a rozděluje se spádovými
kanálky (k) do jednotlivých tvarovacích dutin (d).
Obr. 116 Bateriové lití oušek
Schéma licí linky na porcelánová víčka je na obrázku 117.
119
Tvarování
14
1 – licí stanice se 4 licími ventily, 2 – úsek tvorby střepu, 3 – vylévací zařízení (obracení
forem), 4 – sušárna do kožovitého tvaru, 6 sušárna forem
Obr. 117 Doprava suspenze
Shrnutí pojmů:
Po prostudování kapitoly by vám měly být jasné následující pojmy:
lití na střep a lití na jádro;
co jsou tzv. ztekutiva;
výroba sádrových forem;
tvorba složitých výrobků litím.
Otázky:
1. Jaký je rozdíl při lití na střep a na lití na jádro?
2. Jaké jsou požadavky na licí suspenzi?
3. Co jsou ztekutiva, a které látky mezi ně patří?
4. Vysvětli pojem elektrokinetický potenciál.
5. Vysvětli pojem viskozita suspenze.
Obrázky 29, 33 – 35, 42, 43, 47 – 49, 51 – 64, 67, 68, 70, 73, 74, 76 – 78, 85 – 88, 94 – 113,
116 - 117 a většina textu jsou převzaty z literatury: KUNEŠ, K., ŠPIČÁK, K. Procesy a
zařízení v keramice I; II.
120
Tvarování
14
9 DOPORUČENÁ LITERATURA
[1] KUNEŠ, K., ŠPIČÁK, K. Procesy a zařízení v keramice I; II, Částičové soustavy I,
Tvarování II.
[2] PROKEŠ, J. Stroje zařízení – Průmyslová výroba hrubé keramiky. Brno: VUT.
[3] PROKEŠ, J. Strojní zařízení: průmyslová výroba maltovin a hrubé keramiky.
121
![Prednaska1 [Re ~im kompatibility] - cvut.czdepartments.fsv.cvut.cz/k135/data/wp-upload/2009/03/prednaska1.pdf · Hmotnosti zeminy 2 • Objemová tíhy zeminy pod hladinou vody: Archimed](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/607d03550c05096ee45aa123/prednaska1-re-im-kompatibility-cvut-hmotnosti-zeminy-2-a-objemov-thy.jpg)
