Реферат: Виробництво електротехнічного фарфору

ВИРОБНИЦТВО ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНОГО ФАРФОРУ


Класифікація електротехнічного фарфору

Сировинні матеріали

Підготовка електрофарфорових мас, технологія виробництва ізоляторів.


1. Електрокерамічні вироби мають високі електричні характеристики. Це :

- великий питомий обємний і питомий поверхневий електричний опір

- високу електричну міцність

- незначний кут діелектричних втрат.

Основними електрокерамічними матеріалами є електрофарфор і стеатит. Ці два матеріали білого кольору. В готовому вигляді для цих матеріалів характерна щільна структура, яка складається із кристалічної і аморфної речовини.

Із електрофарфору і стеатиту виготовляють різні ізолятри високої і низької напруги, а також численні електроустановочні вироби.

Більшість виробів із із електротехнічного фарфору покривають білою або коричневою глазурью.

В залежності від використання ізолятори поділяють на такі групи:

- ізолятори високої напруги – лінійні, стаціонарні, апаратні

- ізолятори низької напруги.

В останній час широко використовують опорно-стержньові ізолятори.

Вимоги до ізоляторів високої напруги: вони повинні бути механічно і електрично міцними, щоб забезпечити надійність в роботі. Тому кожен ізолятор підлягає електровипробовуванню (3 хвилини прикладається висока напруга – без пробою).

На механічну міцність ізолятори збирають в герлянди по 10-20 штук і піддають протягом 1хвил. Розтягуючим зусиллям.

Термостійкіст ізоляторів визначається при температурі 700С (15 хвилин) 00 - 2 рази.

Пористість матеріалу визначають в 0,5% розчині фуксину, в якому витримують 12 годин при 150 атм. (не більше 0,5мм фуксину).

Основні типи ізоляторів :

а) лінійні

б) опорні

в) покришки

Лінійні ізолятори призначені для ліній електропередач. За способом кріплення бувають підвісні і штирьові.

Ізолятри опорного типу призначені для монтажу шин і для апаратів, які працюють як в установках всередині приміщення, так і поза ним при температурі від -450С до 600С на висотах до 1000м в незабруднених умовах.

Ізолятори- покришки – деталі високвольтних повітряних вимикачів. Вони служать опорними колонками, дугогасильними камерами. Повітряпроводами, ізолюючими кожухами для захисту внутрішніх елементів вимикачів від атмосферних дій. Масі деяких з них до 4т.

Всі вони виготовляються з польовошпатного фарфору.



Сировинними матеріалами служать :

польовий шпат або пегматит

кварц

каолін і плпстична вогнетривка глина

Кам׳янисті матеріали підлягають помелу до залишку на ситі №006 до 2%. Плавні дозволяють знизити температуру випалювання, так як температура плавлення їх 1100-11700С. Розплавляючись при випалюванні вони утворюють в фарфорі склоподібну фазу, в якій відбуваються реакції з глинистими речовинами, утворюючи кристали муліту 3 Аl2O3 ·2 SiO2, який є основою фарфору.

^ Вимоги до кварцевого піску : SiO2 не менше 98%; Fе2O3+TiO2не більше 0,15%; лужноземельних – не більше 0,2%; залишок на ситі №0056 не більше 2%.

Кварц дещо покращує міцність висовольтного фарфору.

^ Вимоги до каоліну : вміст Fе2O3 не більше 1,2%; СаО – не більше 0,8% ; мехнічна міцність висушеного каоліну – не менше 1,2МПа.

Вимоги до глин : вміст Аl2O3 не менше 30% ; вміст красячих оксидів – не більше 2,5, початок спікання 1100 – 11500С.

^ Вимоги до польового шпату : Fе2O3 – е більше 0,3%, СаО – не більше 1%, вільного кварцу – не більше 10%.


Сировиною для глазурей служать склоутворюючі матеріали, глинисті матеріали і флюсуючі речовини – карбонати : крейда, доломіт, магнезіт. Для одержання коричневого кольру в глазурь вводять барвники –хромистий залізняк, піролюзит, марганцеву руду.

Сировина для глазурей : підвищує міцність ізоляторів на 30-50%

Глина дружківська 5%

Каолін просянівський 5%

Польовий шпат 32%

Кв.пісеок авдієвський 27%

Череп фарфоровий 22%

Доломіт 9%

Стеатитові ізолятори високої і низької напруги виготовляють в основному із пластичних стеатитових мас. Основною сировиною для яких є природний тальк 3MgO·4SiO2·H2O.

Талькові породи містять домішки хлориту, магнезиту, кварцу і оксиди Fe, Al, Ti і інші.

В якості пластичних матеріалів використовують глину (12-15%) високої пластичної і бентоніти.

В якості склоутворюючого компоненту в стеатитових масах використовують СаСО3 (крейду).


Фарфорові ізолятори виготовляють перважно із пластичних мас, з

W = 19-23%.

Масу готують спільним або окремим помелом непластичних і розпуском глинистих з подальшим зневодненням шлікеру на фільтр-пресах.

Wш = 50-55%, ρ=1,4 -1,45 г/см3. Ситове і електромагнітне збагачення. Залишок на ситі №0063 до 2%.

W фільтрпресових коржів нерівномірна 19-22%. Коржі подають на вакуум-прес. Вилежування заготовок в підвалах або камерах – 6-8 тижнів.


Тальк подрібнюють в щоковій дробарці, миють водою. 70-80% тальку вводять в масу випаленими при температурі 13500С. Потім сирий і випалений тальк подрібнюють набігунах. Просіювання на ситі-бурат. Тонкий помел тальку і глинистих – в кульовому млині до тонини помелу 0,5-1%; час помелу 8-12 год.; Wш – 45-50%. Проціджування, електромагнітна сепарація, мембранним насосом на фільтр-прес до W=19%.

Стеатитовий шлікер – спек стеатиту і розплавленого парафіну.

Підготовка електрофарфорових мас.

Технологічна схема приготування маси і глазурі аналогічна тій що застосовується в виробництві господарського фарфору.

Фільтрпресовий спосіб. Обов׳язкове вакуумування маис, зберігання і вилежування під плівкою.

Після вилежування маси із неї формують методом протягування заготовки. Після чого роблять обточку внуртішньої і зовнішньої поверхонь (крупногабаритні).

Після проточки заготовку опускають в чисту гіпсову форму.

Формують деталі металічним шаблоном при обертанні шпинделя з встановленою формою.

Вироби підв׳ялюють в цехах в формах до W 17-19% , 50год. І більше в залежності від розмірів ізолятору.

Потім оправка (обточку) виробів на токарних верстатах (горизонтальних і вертикальних), а також на копірверстатах.

Після оправки вироби знову підв׳ялюють і відправляють в тунельну сушарку до W до 1% при температурі 110-1200С протитоком, гарячим повітрям із зони охолодження печі і нагріванням в калориферах.

Після сушки – контроль фуксиновою пробою на наявність тріску.

Потім глазурування – контроль на гас, фуксин, обдувка від пилу, суміш гасу з парафіном (зануренням, пульверізацією, поливом, методом накатки).

Підсушка.

Випалювання в тунельних печах - 141,5 годин., температура 13500С ; періодичних печах – 10 діб. Випалювання : підігрів – окисне середовище, випал – відновне середовище .

Заключною стадією виробництва ізоляторів є їх армування.

З допомогою пісщано-цементних розчинів : портландцемент М400 і вище 2:1; 3:1.

Шліфування ізоляторів – абразивний матеріал на шліфувальних станках.


Штирьові ізолятори виготовлять шляхом пресформовки в гіпсових формах. А потім їх знову оформлюють на токарних верстатах. Вологість маси 18,5 -19% - можна в стальних формах.


Крупногабаритні ізолятори конусоподібної форми виготовляють методом формування в гіпсових формах із окремих частин. А після обточки кожної частини їх склеюють одну з іншою. W формовочнв 22,8 – 23%.Складного профилю єлектрокерамічні вироби можна одержати методом гарячого лиття під тиском (на парафіновій зв׳язці) стеатитові.