При производстве шамотных изделий применяют массы различных свойств: пластические массы высокой влажности и непластические полусухие массы. Пластические массы пригодны для изготовления изделий любой формы и размеров, начиная от нормального кирпича и кончая наиболее сложными и большемерными фасонами для коксовых, стекловаренных печей, топок паровых котлов и других тепловых агрегатов.
При производстве изделий из пластических масс последние, как известно, дают значительную усадку при сушке и обжиге. При усадке часто нарушаются правильность формы и точность размеров изделий, а также образуются посечки и трещины.
Удовлетворительными считают пластические массы, имеющие полную линейную усадку в пределах 6-9%, исходя из чего и устанавливают норму добавки в шихту отощающего материала — шамота. В зависимости от связующей способности глин, формы изделий и способа формовки добавка отощителя, при которой получается достаточная пластичность массы, составляет от 35 до 70%,. Степень отощения массы оказывает существенное влияние на ее рабочую влажность.
Вода, содержащаяся в массе, связана, главным образом, с глиной, поэтому повышение содержания глины влечет повышение рабочей влажности массы.
Содержание шамота в массе в значительной степени сказывается на свойствах готовой продукции. Наблюдаются следующие закономерности: с увеличением содержания шамота повышаются пористость изделий, шлакоустойчивость, температура деформации под нагрузкой, термоустойчивость.
Правда, пропорциональности между степенью отощения и величинами этих свойств нет. Предел прочности при сжатии изделий с увеличением содержания шамота в массе обычно понижается.
Зерновой состав глины и шамота оказывает большое влияние как на формуемость пластических масс, так и на свойства изделий.
Крупные зерна шамота — крупнее 3-4 мм — ухудшают формуемость массы, затрудняют заполнение ею углов формы.
Такие зерна часто являются причиной образования на поверхности изделий шероховатости, мелких посечек, расходящихся от зерна звездообразно.
Наличие крупных фракций шамота, а также отсутствие мелких фракций отрицательно сказываются и на структуре черепка.
Вокруг крупных зерен часто образуются мелкие посечки, вследствие чего черепок имеет высокую кажущуюся пористость. Для получения плотной структуры необходимо, чтобы в массе, наряду с крупными зернами — 1-3 мм, имелись мелкие фракции шамота.
Установлено, что наибольшую способность к спеканию имеют зерна шамота мельче 0,088 мм, т. е. фракция, проходящая сквозь сито с 4900 отв. на 1 см2, поэтому наличие такой фракции в шамоте обязательно. Достаточным считается содержание ее 10-15%. Что касается глины, то она должна измельчаться возможно мельче, так как крупные кусочки глины при сушке и обжиге дают усадку, что вызывает образование в черепке изделий мелких посечек.
Целесообразно после измельчения просеивать глину сквозь сетку по возможности с мелкими ячейками, однако при этом в производстве создаются затруднения. Практикой установлено, что при измельчении на центробежной корзиночной мельнице с двухрядными корзинами глину, предназначенную для рядовых шамотных изделий, можно просеивать на грохоте с двухмиллиметровой сеткой.
Для сталеразливочных пробок и стаканов глину просеивают через сито с отверстиями 1-1,5 мм. Для получения качественной массы в молотой связующей глине фракции, проходящей сквозь сито с отверстиями 0,54 мм, должно содержаться не менее 70-75%,. Рабочая влажность массы определяется, в основном, следующими факторами: степенью отощения, свойствами глины, сложностью формы изделий и способом формовки.
Массы влажностью выше 16% относятся к пластическим, ниже 12,5% — к полусухим. Массы с промежуточной влажностью — 12,5-16% — обычно не применяются.
Так как при влажности массы более 16% она почти не сжимается и не уплотняется даже при очень больших давлениях, то при формовке изделий из пластических масс усилия должны быть рассчитаны лишь на заполнение всех углублений и углов формы.
Увеличение давления выше пределов, необходимых для заполнения формы, не оказывает существенного положительного влияния на качество сырца и изделий. В зависимости от сложности формы, величины изделия, свойств глины и содержания шамота влажность пластической массы обычно находится в пределах 16- 21 %. Наиболее влажные массы применяют при формовке сложных марок сталеразливочных изделий — звездочек, тройников, воронок.
При производстве легковесных огнеупоров в состав шихты вводят материалы, способные гореть.
Такими материалами могут быть коксовая и угольная мелочь, обладающие, по возможности, минимальной зольностью, или деревесные опилки. Максимальный размер зерен выгорающей добавки не должен превышать 2-2,5 мм; зерновой состав ее должен быть аналогичным зерновому составу основного отощающего материала.
Количество выгорающей добавки определяется заданным объемным весом готового фабриката.