Контроль обжига

Визуальное определение температуры. При известном опыте по цвету накала печной футеровки можно визуально (на глаз) с некоторым приближением определить температуру в печи:

Темно-красное каление. . . 600-700° С

Начало вишневого . . . 800° С

Вишнево-красное . . . 900° С

Ярко-вишневое. . . 1000° С

Темно-оранжевое . . . 1100° С

Светло-оранжевое . . .1200° С

Начало белого. . . 1300° С

Белое . . .1400° С

Определению состояния обжигаемых изделий в разные периоды обжига помогает установка нескольких пробников — небольших чашечек, в которых с боков сделаны отверстия для выемки их желез­ным крючком. Эти пробники изготовляют из той же массы, что и обжигаемые изделия, и устанавливают против смотровых окошек печи.

Определение температуры спомощью пироскопов. Более на­дежно температура и состояние изделий определяются с помощью пироскопов — конусных пирамидок из специальных керамических масс. Для керамики они изготовляются двух стандарт­ных типов- большие и малые. Пироскопы удобны для фикси­рования конечной температуры нагрева и некоторых критичес­ких точек кривой обжига. Осты­вание печи они не контролируют.

Рис. 58. Пироскопы, вдавленные в кусок сырой шамотной массы (в колодку)

На каждом пироскопе имеется номер. Практически к номерному числу практически всегда следует прибавить нуль (умножитьна 10), чтобы найти его температуру падения. Например, пироскоп с номером 102 соответствует температуре 1020°С.

К недостаткам пироскопов относится то, что температура их падения в некоторой степени зависит от скорости подъема тем­пературы, а также от газовой среды. Следует учитывать, что чем быстрее идет нагрев, тем выше температура падения пироскопа против номинальной. Несмотря на недостатки, пироскопы удобны тем, что они показывают «рабочий» нагрев печи и загрузки, так как изготовлены почти из тех же материалов, что и многие изделия. С помощью пироскопов можно определять температуру с точностью +/- 20° С).

В большинстве случаев метод использования пироскопов состоит в подборе трех конусных пирамидок (конусов), температура полного размягчения которых близка к контролируемой температуре. Например, если конечная температура контролируется пироскопом № 102 (1020°С), то в сырой кусок из огнеупорной шамотной массы (колодку) перпендикулярно ребру заделывают нижним основанием еще два пироскопа № 100 (1000°С) и № 104 (1040 °С), как показано на рис. 58. Эту серию пироскопов ставят при загрузке печи в места против смотровых отверстий, но так, чтобы на них не попадали летучая зола и острое пламя. Как только вершина пироскопа коснет­ся подставки, т. е. изогнется на 180°, то это будет соответствовать номинальной температуре падения конуса. Если упал пироскоп № 100, то обжигальщику следует ожидать падения пироскопа № 102 и в соответствии с этим резко изменить режим нагрева печи, готовясь к выдержке. Нормальное падение пироскопа № 104 обозна­чает перегрев печи, а полное его падение на подставку — дополни­тельный перегрев на 10—15°С.

Вбольших печах пироскопы следует ставить в центре печи, а для контроля температурных перепадов их дополнительно устанав­ливают наверху и внизу. При низких температурах восстановитель­ного обжига (печная среда с недостатком кислорода) желательно иметь специальные пироскопы, на состав которых восстановительная среда не действует.

Пирометрическое определение тем­пературы с помощью термоэлемента. Если спаять концы двух метал­лических проволок того или иного диаметра, сделанных, например, из железа и константана (40% № + -f- 60% Си), и нагреть один из спаев (рис. 59), то в такой цепи воз­никает электрический ток. Его можно обнаружить чувствительным галь­ванометром (милливольтметром), при­соединив к нему концы так назы-

ваемой термопары. Величина возникающей э. д. с. зависит от разности температур горячего и холодного концов термопары иувеличивается с ростом разности температур. Но э. д. с. зависит не только от этой разности, а и от рода металлов, входящих в тер­мопару. Например, термо-э. д. с. от термопары константан — железо при температурах спаев 0 и 100°С будет 0,0053 в,а от тер­мопары платина — платинородий (90% платины + 10% родия) — 0,001 в.

Отечественная промышленность выпускает разного типа термо­пары: ПП (платина — платинородий), ХА (хромель — алюмель), ХК (хромель — копель) и др.

В первом приближении термо-э. д. с. различных термоэлементов пропорциональны разности температур нагретого и холодного спаев. Зависимость э. д. с. термоэлемента от разности температур спаев позволяет применять его для измерения как низких, так и высоких температур с весьма большой точностью.

Чтобы предотвратить замыкание двух проволок, одну из них или обе изолируют фарфоровыми «бусинами», а снаружи надевают фарфоровую трубку (чехол), что защищает термопару от прямого соприкосновения с пламенем.

Термопарой хромель — копель можно измерять температуру до 600°С при длительной работе, а кратковременно — до 800—900°С с точностью 1—2°С. Платино-платинородиевой термопарой изме­ряют температуру до 1600 °С, но если она не имеет чехла, то для длительной эксплуатации применять ее выше 1300—1350°С не сле­дует. Она становится механически менее прочной и хрупкой, осо­бенно, если попадает в восстановительную атмосферу печи. Показа­ния ее становятся неправильными.

Шкала милливольтметра градуируется как в милливольтах, так соответственно и в градусах Цельсия (рис. 60).

Контроль термопарой. Для контроля режима обжига одну или несколько термопар (в разные места печи) вставляют через отверстие в стенке или своде печи. При точных измерениях необходимо вводить

поправку в показания гальвано­метра, если температура хо­лодного спая отличается от тем­пературы его градуирования. Последнее осуществляют при 20°С. Например, если замерен­ная температура будет прочтена как 1200°С, то к ней следует прибавить сумму температур: окружающей среды холодных концов термопары (скажем, 15°С) и температуру градуирования (20°С), умноженную на попра­вочный коэффициент, который колеблется в зависимости от диапазона измеряемых температур и от металлов, примененных в термопаре.

Для платино-платинородиевой термопары поправочный коэф­фициент равен: 0,65 при 225—450°С; 0,60 — при 450—650°С; 0,55 —при 650—1000°С и 0,50 — при 1000—1450°С.

Таким образом, истинная температура будет:

1200 + (15 + 20) * 0,50= 1218°С.

Как видим, разница весьма значительна.

Из печи термопару выводят постепенно. Треснувший чехол надо заменить, так как через трещину будет воздействовать газовая среда, и термопара может быстро выйти из строя.

Если для контроля используются одновременно пироскопы и термопара, то желательно их показания сверить заранее. На боль­шинстве милливольтметров имеется регулировочный винт.

Газовая среда в печи. Газовая среда (атмосфера) может быть восстановительной, нейтральной и окисли­тельной, что создается регулированием притока воздуха (кислорода) в печь.

В зависимости от состояния газовой среды в печи весьма изме­няются свойства черепка и глазурей, а также их конечный внеш­ний вид.

В промышленности специальнымгазоанализа­тором определяют наличие в печной среде двуокиси углерода (С02), окиси углерода (СО) и кислорода (02).

Обжиг на утель, как правило, идет в окислительной среде и спе­циального контроля атмосферы не требует.