Технология производства КМ

Технологическая схема производства керамической плитки включает следующие основные фазы:

Приготовление шликера;

Формовка изделия;

Сушка;

Приготовление глазури и глазуровка (эмалировка);

Обжиг.

Приготовление шликера идёт в три фазы:

Первая фаза: помол полевого шпата и песка (помол ведётся от 10 до 12 часов);

В первую фазу добавляется глина;

Во вторую фазу добавляется каолин. Готовый шликер сливается в ёмкости и выдерживается.

Транспортировка из сырьевого склада производится при помощи погрузчика в приёмные бункера. Откуда по конвейеру отправляется либо в шаровую мельницу (для помола), либо в турборастворители (для роспуска глины и каолина)

Формование

Перед формовкой шликер загружается в одну из ёмкостей. Три ёмкости используются поочерёдно (меняясь примерно раз в сутки) для определённого стенда. Форму предварительно отчищают от остатков шликера после предыдущей формовки, обрабатывают шликерной водой и просушивают.

Шликер заливают в просушенные формы. Формы рассчитаны на 80 заливок. При формовании используется наливной способ. Форма впитывает в себя часть воды, и объём шликера уменьшается. В форму доливают шликер для поддержания требуемого объема.

После затвердевания изделия просушиваются, производится первичная отбраковка изделий (трещины, деформации).

Ручная обработка изделий

После формования изделия поступают в цех ручной обработки.

После нанесения глазури изделие отправляется на обжиг в печь. Печь укомплектована модулем предварительной сушки, камерами обеспыливания и обдува. Термическая обработка ведётся при температуре 1230 градусов, длина печи составляет порядка 89 метров. Цикл от погрузки до разгрузки вагонетки составляет около полутора суток. Обжиг изделий в печи проходит в продолжение суток.

После обжига проводят сортировку: разделение на группы подобных изделий, выявление дефектов. Если дефекты устранимы, то они отправляются на доработку и удаляются вручную на участке реставрации. В противном случае изделие считается бракованным.

6. Способы формования керамических изделийй

Керамические изделия формуют различными способами: пластическим, сухим и литья. Выбор способа формования зависит от вида изделий, а также от состава и физико-механических свойств сырья. Пластический способ формования применяют при изготовлении изделий из пластичных глиняных масс с влажностью 18... 23 %. Этим способом изготовляют различные виды керамического кирпича, камней, черепицы и других изделий. Большинство керамических изделий из пластичной глиняной массы формуют в ленточных прессах. Подготовленную глиняную массу направляют в приемный бункер ленточного пресса. С помощью шнека масса дополнительно перемешивается, уплотняется и выдавливается в виде бруса через выходное отверстие пресса, снабженного сменным мундштуком. Меняя мундштук, можно получать брус различных формы и размеров. Брус, непрерывно выходящий из пресса, разрезает на отдельные часш в соответствии с размерами изготовляемых изделий автоматическое резательное устройство. Современные ленточные прессы снабжены вакуум-камерами, в которых из глиняной массы частично удаляется воздух. Вакуумн-рование массы повышает ее пластичность и уменьшает формовочную влажность, сокращает длительность сушки сырца и одновременно повышает его прочность. Штампованием из пластичных глиняных масс формуют изделия сложного профиля (пазовую черепицу и др.). При этом на ленточном прессе формуют заготовку (валюшку), а затем на револьверных и других прессах штампуют изделия. Сухой способ формования применяют при изготовлении сырца прессованием из рыхлых порошкообразных глиняных масс. Этот способ подразделяют на полусухой, при котором сырец прессуют при влажности порошков 8... 12 %, и сухой - с влажностью 2... 8 %. Эти способы принципиально не отличаются друг от друга. Полусухим способом можно изготовлять пустотелый кирпич и другие изделия из малопластичных, тощих глин, что расширяет сырьевую базу производства изделий строительной керамики. Существенное преимущество полусухого способа формования по сравнению с пластическим - применение глиняной массы с меньшей влажностью (8... 12 %), что значительно сокращает или даже исключает сушку сырца. При полусухом способе каждое изделие формуют отдельно на высокопроизводительных прессах, обеспечивающих двустороннее прессование в формах пресс-порошка под давлением до 15 МПа. Сырец полусухого прессования имеет четкую форму, точные размеры, прочные углы и ребра. Сухим способом из пресс-порошков влажностью 6... 7 % изделия (плиты для полов и др.) прессуют в металлических пресс-формах на прессах (коленно-рычажных, гидравлических и др.), которые уплотняют пресс-порошок под давлением до 30 МПа. Равномерность уплотнения изделий увеличивается при ступенчатом многократном прессовании. Способ литья предусматривает предварительное измельчение исходных материалов и тщательное смешение с большим количеством воды (влажность смеси 40... 60 %) до получения однородной массы - шликера, которые заливают в специальные формы, чаще гипсовые. Избыточная вода впитывается в пористые стенки формы, а на стенках осаждается керамический черепок, который создает стенки формуемого изделия. Избыток шликера сливают из формы, затем извлекают из нее изделие и направляют в сушилку. Этот способ применяют для получения тонкостенных изделий сложной формы, например санитарно-технических изделий (смывных бачков, унитазов, моек и др.). Литьевой способ применяют также при изготовлении ковровой мозаики - мелкоразмерных тонкостенных цветных плиток для облицовки панелей, стен вестибюлей, лестничных клеток и т.д. Изготовление плиток способом литья позволяет значительно повысить производительность, сократить рабочие площади, снизить расход материалов за счет уменьшения толщины плиток.

8. По шликерному способу исходные материалы предварительно измельчают и тщательно смешивают с большим количеством воды (влажность смеси до 40 %) до получения однородной текучей массы (шликера). Шликер используют непосредственно для изготовления изделий (способ литья) или для приготовления пресспорош-ка, высушивая его в распылительных башенных сушилках. Шликерный способ применяют в технологии фарфоровых и фаянсовых изделий, облицовочных плиток.

Сушка изделий.

Сушка — весьма ответственный этап технологии, так как трещины обычно возникают именно на этом этапе, а при обжиге они лишь окончательно выявляются. Обычно достаточным является высушивание сырца до остаточной влажности — 6...8%.

В процессе сушки продвижение влаги из толщи керамического изделия к наружным слоям происходит значительно медленнее, чем влагоотдача с поверхности, особенно это проявляется в ребрах и углах изделий. При этом возникает различная степень усадки внутренних и внешних слоев, а следовательно, создаются напряжения, которые могут привести к растрескиванию материала. Для предотвращения этого к жирным глинам прибавляют отощители, которые образуют жесткий скелет, препятствующий сближению глинистых частиц, увеличивают пористость изделия, что способствует продвижению воды из его внутренних слоев к наружным. Для уменьшения чувствительности глин к сушке применяют также паропрогрев и вакуумирование глин, используют некоторые органические вещества в малых дозах ЛСТ, дегтевые и битуминозные вещества и др. (см. гл. 5).

Прежде сырец сушили преимущественно в естественных условиях (в сушильных сараях). Естественная сушка, хотя и не требует затрат топлива, но в значительной степени зависит от погоды и длится очень долго (10... 20 сут). В настоящее время сушку сырца, как правило, производят искусственно в специальных сушилках периодического или непрерывного действия. В качестве теплоносителя используют дымовые газы обжигательных печей или горячий воздух из калориферов. Срок сушки сокращается до 2...3 сут, а иногда до нескольких часов.

Обжиг изделий.

Обжиг — важная и завершающая стадия технологического процесса керамических изделий. Суммарные затраты на обжиг достигают 35...40 % себестоимости товарной продукции. При обжиге сырца образуется искусственный каменный материал, который в отличие от глины не размывается водой и обладает относительно высокой прочностью. Это объясняется физико-химическими процессами, происходящими в глине под влиянием повышенных температур.

При нагреве сырых керамических изделий до 110 °С удаляется свободная вода и керамическая масса становится непластичной. Но если добавить воду, пластические свойства массы восстанавливаются. С повышением температуры до 500...700°С выгорают органические примеси и удаляется химически связанная вода, находящаяся в глинистых минералах и других соединениях керамической массы, а керамическая масса безвозвратно теряет свои пластические свойства. Затем происходит разложение глинистых минералов вплоть до полного распада кристаллической решетки и образования аморфной смеси АЬОз и SiO2. При дальнейшем нагреве до 1000°С вследствие реакций в твердой фазе возможно образование новых кристаллических силикатов, например силлиманита Al2O3-SiO2, и далее при 1200...1300°С переход его в муллит 3Al2O3-2SiO2. Одновременно с этим легкоплавкие соединения керамической массы и минералы плавни создают некоторое количество расплава (жидкой фазы). Расплав обволакивает нерасплавившиеся частицы, частично заполняет поры между ними и, обладая силой поверхностного натяжения, стягивает их, вызывая сближение и уплотнение. После остывания образуется камнеподобный черепок. Этот процесс называют спеканием. Результатом процесса спекания является уплотнение обжигаемого материала и, как следствие, уменьшение его открытой пористости.

Температурный интервал между огнеупорностью и началом спекания называют интервалом спекания глин (3.4). Интервал спекания зависит от состава глин. Чем он шире, тем меньше опасность деформации изделия при обжиге. Большинство легкоплавких глин имеет узкий интервал спекания. Обжиг изделий из них обычно ведут при температуре 900—1000 °С. Огнеупорные и тугоплавкие глины имеют большой интервал спекания (более 100°С) и применяются для получения изделий с плотным спекшимся черепком; обжигают их при 1150...1400 °С.

Для обжига керамических материалов используют специальные печи (кольцевые, туннельные, щелевые, роликовые и др.).

После обжига изделия охлаждают постепенно, чтобы предотвратить образование трещин.

Обожженные изделия могут различаться между собой как по степени обжига, так и по наличию внешних дефектов. После выгрузки из печи их сортируют с учетом ГОСТов.

9. Способы определения качества кирпича
Качество кирпича следует определять следующим образом. Если при первом ударе молотка весом 1 кг или при падении на твердое основание с высоты 1,2—1,5 м кирпич рассыпается на мелкие кусочки, то он низкого качества. О недожоге кирпича свидетельствует бледно-розовый цвет (он малопрочен и впитывает влагу); если кирпич красный, значит, он нормального качества, твердый и прочный; бурого цвета — кирпич пережженный, со стекловидной поверхностью (почти не впитывает воду).