Теоретические основы сушки

отдает часть имеющейся в нем влаги, что способствует отделению изделий от формы, приобретает значительную прочность (2—2,5 МПа для фарфора, 4—6 МПа для фаянса), водоустойчивость к размыванию, что позволяет наносить на его поверхность глазурь при однократном обжиге изделий. В себестоимости фарфоровых изделий затраты на сушку составляют 2—3%, фаянсовых 6—8%. Процесс сушки равен 35—40%) общей длительности производственного цикла при однократном обжиге изделий, сушилки занимают 18—25% общей площади поточной линии.

изделий с учетом их свойств, формы, размеров и особенностей сушильных устройств, а также рациональный подвод теплоты к высушенному изделию с минимальными потерями теплоты и изделий. Процесс сушки характеризуется тремя периодами: подогрева, постоянной и подающей скорости сушки (рис. 60), за которыми следует период равновесного состояния.

Рис. 60. Кривые сушки полуфабриката I — влагоотдачи; II — скорости сушки; III — температуры материала; К — точка критической влажности

до температуры насыщенного теплоносителя при данном его влагосодержании. Температура полуфабриката соответствует показаниям мокрого термометра, температура среды — показаниям сухого термометра психрометра. Влагосодержание полуфабриката изменяется еще незначительно. Относительно высокая пористость материала изделий, значительное количество сильно развитых макроскопических пор и наличие влаги, механически связанной частицами глинистых материалов и слабоудерживаемой в толстых гидратных оболочках глинистых частиц, обусловливают возможность .интенсивной сушки в первый период, особенно после отдачи первых 3—5% общего количества имевшейся в изделиях влаги. К концу периода устанавливается равновесие между количеством теплоты, идущим на нагрев массы полуфабриката, и количеством, расходуемым на испарение влаги.

участка, указывающего на то, что скорость сушки численно равна скорости испарения влаги с поверхности полуфабриката. Влагосодержание полуфабриката изменяется почти по прямой. Температура поверхности полуфабриката (кривая III) остается постоянной, так как основная масса теплоты расходуется на испарение влаги. Поверхность изделия остается смоченной влагой, поступающей из внутренних слоев. Постоянная скорость сушки сохраняется до тех пор, пока количество испаряющейся с поверхности изделия воды меньше или равно количеству воды, поступающему по капиллярам из внутренних слоев под действием диффузионно-осмотических и капиллярных сил.

влагоотдачи в этом периоде пропорциональна средней влажности материала в интервале от критической до конечной влажности. Разность между влажностью материала до сушки и влажностью, соответствующей равновесной, определяется количеством влаги, удаляемой в процессе сушки. В третьем периоде сушки допускается значительное повышение температуры и скорости теплоносителя.

усадка является результатом удаления влаги из полуфабриката. Она достигает у фарфоровых изделий 8—11%, У фаянсовых 10—12%.
Изменение влагосодержания полуфабриката и его усадка вызывают усадочные напряжения, в результате которых на полуфабрикате возможно появление трещин и его коробление.
Воздушная усадка полуфабриката неодинакова во взаимно перпендикулярных направлениях, поскольку в процессе пластического формования или отливки изделий глинистые частицы, имеющие пластинчатую форму, принимают ориентированное положение. Неравномерность усадки возникает также в результате разнотолщинности изделий и неодинаковой скорости сушки различных мест изделия.

быть значительно сокращена как при одностадийной, так и при двухстадийной сушке при условии цикличной подачи теплоносителя, нагретого до 140—320° С, направленным потоком на изделия со скоростью 1,5—2 м/с (рис. 62). Одностадийная сушка фаянсовых тарелок возможна за 9—10 мин (кривая 1), двухстадийная за 8— 10 мин до влажности 3— 4% (кривая 3). Фарфоровые тарелки можно высушить до влажности 3—4% на гипсовой форме (одностадийная сушка) за 11—16 мин, при двухстадийной сушке до влажности 2—3% за 10—11 мин (кривые 2 и 4). Замена гипсовых форм на формы из других материалов и подача теплоносителя направленным потоком позволяют повысить температуру сушки до 250—320° С при его цикличной подаче. Использование радиационного обогрева позволяет сократить при двухстадийной сушке первую стадию сушки полых изделий до 3—4 мин, вторую стадию сушки плоских изделий — до 10 мин и полых — до 3—4 мин. При любом форсировании процесса сушки скорость ее не должна превышать максимально допустимую, так как возможно растрескивание изделия (на рис. 63 заштрихованная область).

(1) и фарфоровых (2) тарелок и при двухстадийной сушке фаянсовых (3) и фарфоровых (4) тарелок