ПРЕДИСЛОВИЕ

Среди многих методов формования полуфабриката, используемых в современных производствах огнеупорных и керамических изделий, одно из важнейших мест занимает прессование порошкообразных масс.

В производстве огнеупоров этот метод формования является преобладающим, так как в настоящее время не только все магнезиальные (магнезитовые, хромомагнезитовые, доломитовые и т. д.) и динасовые огнеупоры, но и большую часть шамотных изделий изготавливают прессованием из порошков. Велика его роль и в строительной керамике, где этот метод является почти единственным для изготовления облицовочных и метлахских плиток; наряду с этим он находит применение в производстве стеновых материалов и керамических кислотоупоров.

Наконец, метод прессования весьма широко используется в производстве самых различных видов современной технической керамики (электро- и радиотехнические материалы, конструкционные материалы для техники высоких температур и т. д.). В этих областях, несмотря на все возрастающее применение метода горячего литья под давлением, а также водного литья, протяжки и др., прессование порошкообразных масс остается главным способом оформления в массовом производстве изделий относительно простой конфигурации. В некоторых случаях прессование широко сочетается с последующей механической обработкой (обточкой) полуфабриката.

Термин «прессование порошкообразных масс» является наиболее общим, хотя в ряде областей технологии, использующих увлажненные глинусодержащие порошки, чаще применяют иную терминологию, т. е. названия «сухое прессование» или «полусухое прессование». Как известно, эти термины сложились исторически. Они связаны со стремлением подчеркнуть отличия данной технологии от более старых способов формования, основанных на использовании высокой пластичности дисперсных систем, образующихся при добавлении к глинам и каолинам значительных количеств воды. В других случаях, когда речь идет об изготовлении изделий из масс, не содержащих (или почти не содержащих) минеральных пластифицирующих компонентов, обычно говорят просто «прессование», добавляя при необходимости указания на его специфические особенности (гидростатическое, вибрационное, горячее и т. д.).

Термин «прессование порошкообразных масс» подчеркивает наличие целого ряда общих, принципиальных особенностей, присущих процессам уплотнения под давлением разнообразных пресс-порошков, используемых в технологии огнеупоров и керамики. Его использование представляется наиболее уместным и в настоящем труде, задачей которого является систематическое рассмотрение главных процессов и закономерностей, лежащих в основе получения прессованного полуфабриката.

Возможности метода прессования порошкообразных масс в технологии огнеупоров и керамики в последнее время существенно расширились и продолжают расширяться. Это связано с совершенствованием конструкции и увеличением мощности применяемого прессового оборудования, с созданием многих оригинальных и эффективных конструкций оснастки для прессования (пресс-формы, штампы), с все расширяющимся использованием техники гидростатического (или «изостатического») прессования.

Кроме того, ведутся работы в области технологии вибропрессования (или виброуплотнения), а также горячего прессования (или спекания под давлением), уже нашедшего практическое применение в порошковой металлургии (включая и производство изделий из некоторых высокоогнеупорных бескислородных соединений).

Последние два метода представляются весьма перспективными в определенных отраслях технологии огнеупоров и керамики. Однако обычные процессы прессования (т. е. без применения высокотемпературного нагрева и вибрации) сохраняют и, очевидно, сохранят в течение длительного срока решающее значение в промышленном производстве массовых видов продукции. При этом следует ожидать как дальнейшего развития технологии прессования в металлических формах, так и значительного расширения использования эффективной техники гидростатического прессования в эластичных формах.

Значительную роль в научном обосновании и в развитии технологии прессования сыграли довольно многочисленные и в ряде случаев весьма ценные работы по изучению процессов прессования керамических и огнеупорных материалов, выполненные учеными и специалистами, как отечественными (П. П. Баландиным, А. С. Бережным, С. С. Казакевичем, И. С. Кайнарским„ Н. В. Кальменсом, Г. В. Куколевым, П. С. Мамыкиным, А. Ф. Огарковым, Д. Н. Полубояриновым, В. А. Полюхом, М. Я. Сапожниковым, К. К. Стреловым, Н. Я. Струсинской, М. Я. Тимоховой и др.) так и зарубежными (У. К. Беллем, Т. Ф. Берри, С. М. Доддом, П. Дреньо, У. Д. Кингери, Ф. X. Клусом, А. Р. Коопером, В. Ноблом, Ф. X. Нортоном, X. Е. Рисом, Т. Хаазе и др.). Несомненное значение для понимания и совершенствования процессов прессования, огнеупорных и керамических изделий из порошкообразных масс имеют также многие данные и обобщения, полученные в ряде смежных областей науки и техники при исследовании закономерностей уплотнения под давлением порошков и других дисперсных систем. К ним в первую очередь относятся ценные материалы, накопленные в порошковой металлургии, где вопросы прессования металлических порошков эффективно изучались и разрабатывались многими исследователями (М. Ю. Бальшиным, Б. А. Бороком, В. П. Гончаровой, Г. М. Ждановичем, Г. А. Меерсоном, И. Д. Радомысельским, А. Г. Самойловым, С. Бальхаузеном, П. Дувезом, Л. Звеллем, У. Ункелем и др.).

Определенный интерес представляет и ряд данных из области грунтоведения (труды Н. М. Герсеванова, Н. Я. Денисова, A. Ф. Лебедева, Н. В. Орнатского, Г. И. Покровского и др.), а также некоторые сведения из литературы по вопросам брикетирования топлив, таблетирования пластмасс и т. д.

Наконец, ряд вопросов, имеющих непосредственное значение для процессов уплотнения любых порошкообразных масс, в том числе огнеупорных и керамических материалов, освещается в трудах акад. П. А. Ребиндера и ученых его школы (Н. С. Горбунова, B. И. Лихтмана, Н. В. Михайлова, И. Г. Шаталовой и др.), разрабатывающих проблемы физико-химической механики.

При наличии довольно обширного исследовательского материала и богатого практического опыта по вопросам прессования порошкообразных масс в огнеупорной и керамической промышленности практически нет трудов (монографий, учебных пособий), систематически освещающих основы теории и технологии прессования, с учетом специфических свойств порошков, используемых в технологии керамики и огнеупоров. В опубликованных работах недостаточно отражен ряд физических и физико-химических процессов, протекающих при прессовании сложных порошковых систем, отличающихся полидисперсностью, значительным содержанием пластифицирующей жидкости и существенной запрессовкой воздуха.

В настоящей книге авторы ставят задачу систематически осветить основные теоретические и технологические вопросы, определяющие эффективность процессов прессования порошкообразных масс в производстве огнеупоров и керамики, и научно обосновать важнейшие направления дальнейшего развития технологии прессования.

Указанные задачи решают как путем критического обобщения многочисленных данных литературы и производственного опыта, так и на основе результатов ряда собственных исследований, выполненных авторами.

Из числа принципиальных вопросов, подлежащих рассмотрению в данной книге, полностью исключено только горячее прессование (спекание под давлением), которое не является методом получения керамического полуфабриката, а по своим теоретическим основам связано в гораздо большей степени с проблемой спекания.

Вопросы вибропрессования затрагиваются в одном из разделов работы главным образом в связи с рассмотрением возможных методов оформления фасонных изделий и путей повышения степени равноплотности полуфабриката. Однако в целом вопросы вибрационного уплотнения представляют собой самостоятельную и широкую научно-техническую проблему. Они не являются объектом оригинальных исследований авторов и не подвергаются систематическому рассмотрению в данной книге.

Описание разнообразных конструкций прессового оборудования и оснастки для прессования (пресс-форм, штампов) также не входит в задачи данной книги. Конструкции важнейших промышленных прессов нашли, как известно, довольно широкое освещение в отечественной литературе, в том числе в учебниках, учебных пособиях и справочниках. Однако в данной книге рассматриваются некоторые вопросы, касающиеся оборудования и оснастки, поскольку это представляется необходимым для понимания основных процессов и развития методов технологии прессования порошкообразных масс.

Назад, на страницу описания