2.4.2.Технологическая схема приготовления шликера

Склад сырья

Сырьевые компоненты массы

Мелющие тела

Тонкий помол (шаровая мельница, закладка вручную, время помола 9 часов)

Слив через резиновый шланг

Процеживание (сито 10000 отв.на см² ,вручную)

Хранение шликера (бассейн с пропелерной мешалкой)

Транспортировка шликера в ведрах

Транспортировка шликера (мембранный насос)

Обезвоживание фильтр-пресс, 24 часа

Промин коржей (ваккуммялка)

Транспортировка валюшек (вручную)

4

Хранение

2

Производство изделий складывается из следующих технологических стадий: приготовление шликера, включая предварительную подготовку сырьевых материалов, литье, сушку и обжиг; если изделия глазуруются и декорируются, то перед обжигом они покрываются ангобом и глазурью, а также производится их декорирование.

Первой стадией приготовления масс является предварительная обработка сырьевых материалов. Целью предварительной подготовки сырья является, во-первых, диспергация, во-вторых, сохранение или даже повышение его исходной чистоты.

Основные сырьевые материалы разделяются на пластичные и непластичные. Пластичными материалами являются каолины и глины. Непластичные материалы в зависимости от характера действия разделяющиеся на отощающие (порошок шамот, кварцевый песок и др.) и плавни (полевой шпат). Плавни в сырой массе действуют как отощающие.

Со склада сырье по ленточному конвейеру поступает в цех, дозируется вручную на платформенных весах и загружается в шаровую мельницу мокрого помола периодического действия, где осуществляется тон­кий помол.

Мокрый тонкий помол каменистых материалов осуществляется с целью: повышения их реакционной активнос­ти при обжиге керамических масс; повышения однородности структуры керамического черепка; отделения за­грязняющих примесей при ситовом обогащении.

Помол осуществляется в две стадии. На первой стадии загружаются отощающие материалы – кварцевый песок, полевой шпат, порошок шамота, загрузка осуществляется в шаровую мельницу через загрузочный люк при закрытом воздушном клапане. Вода заливается из отстойника с рейкой-дозатором самотеком через резиновый шланг, количество воды определяется технологом в зависимости от требуемых свойств массы. После этого

43

производится загрузка мелющих тел. На второй стадии загружаются глинистые составляющие - Глина Шулеповская и каолин. Добавляется недостающее количество воды. Время помола – 9 часов. После окончания помола шликер, сливается через выходной патрубок при открытом воздушном штуцере в бассейн с пропеллерной мешалкой. Мешалки постоянно включены.

При сливе массы в бассейн, шликер проходит через сито (10 000 отв./см²), сетка постоянно прочищается и после слива промывается водой, сетка не должна иметь повреждений.

Шликер после тщательного перемешивания пропеллерной мешалкой в бассейне по резиновому шлангу с помощью мембранного насоса поступает в фильтр-пресс.

Фильтпрессование, т.е. обезвоживание суспензий с целью получения массы с определенной влажностью производится в фильтр-прессе.

Общая продолжительность процесса, или «накачивание» фильтр-пресса составляет в зависимости от пластичности керамической массы 2...4 ч. Влажность «фильтрпрессной» массы 22...25%. Разгрузка фильтр-пресса осуществляется путем раздвигания щитов, отделения пластов массы от фильтровальной ткани и сбрасывание их на специальную тележку. За один цикл в фильтр-прессе получают до 1 т массы.

Приготовленная в фильтр-прессах керамическая масса неоднородна по влажности, поэтому без специальной обработки (гомогенизации или проми­на) из такой массы отформовать изделия нельзя. Промин керамических масс осуществляется в глиномялках, причем в настоящее время для этих целей используют вакуумные глиномялки, в которых наряду с выравниванием массы по составу и влажности из нее удаляются пузырьки воздуха. В керамических массах содержится до 10% воздуха, заполняющего поры или адсорбированного поверхностью глиняных частиц. Воздушные пузырьки действуют как отощители и снижают пластичность керамических масс.

44

Для промина тонкокерамических масс применяют двухвальные вакуумные массомялки. Поскольку керамические массы перед промином обрабатываются в шаровых мельницах и фильтр-прессах, они не нуждаются в длительном перемешивании и увлажнении и поэтому используются массо­мялки с короткими шнеками.

Разрезание бруса на заготовки требуемой длины производится струнным механизмом. Такие заготовки называются валюшки. Вакуумирование пластичной массы позволяет улучшить ее формовочные свойства, повысить эксплуатационные характеристики изделий: плотность, механическую прочность, химическую стойкость и др.

Далее валюшки вручную переносят на хранения и накрывают полиэтиленом. При этом выравнивается влажность, удаляются газообразные продукты, разлагаются органические включения, идет гидролиз полевого шпата, связанный с выделением щелочных катионов и их адсорбцией глинистыми частицами - все это улучшает пластичность и связность массы.

45

2.4.3. Технологическая схема производства изделий методом шликерного литья

Хранение шликера (расходный бассейн с пропеллерной мешалкой)

Хранение массы (валюшки,W=23%)

Литье (ручное литье)

Оправка, зачистка полуфабриката

Сушка (конвейерная полочная сушилка W=2-3%,τ= 5-7 ч.)

Подвялка изделий в гипсовых форме на стеллажах, W=14-15%

Извлечение изделий из форм

Утельный обжиг

(щелевая, рольганговая печь, Т=650 ⁰С, t=5-6 ч.)

Глазурование (окунанием)

Зачистка опорных поверхностей от глазури

Гипсовые формы

Глазурная суспензия, W=45%

Накладка приставных частей на изделие с помощью жижели (вручную)

Промин массы вручную

Формование лепестков цветов (вручную)

Брак утельного обжига

46

Обдувка воздухом

Садка на обжиговые вагонетки

Политой обжиг (туннельная печь, Т=1400 ⁰С, t =24-30ч)

Брак политого обжига

Сортировка, маркировка, комплектация

Декорирование ( ручная роспись, тонирование)

Декорированный обжиг (рольганговая печь, T=700-800C⁰,t=2-3часа)

Сортировка, маркировка, комплектация,упаковка

Склад готовой продукциии

Для выполнения коллекции ваз был выбрал способ шликерного литья в гипсовые формы. Преимущество шликерного литья перед другими способами заключается в возможности формования изделий более сложной конфигурации, различных размеров на относительно несложном производительном оборудовании. В настоящее время распространены три способа отливки изделий в гипсовых формах: наливной, сливной и комбинированный. Из них для отливки разрабатываемой коллекции ваз-скульптур был выбран сливной способ.

47

При заливке шликера в форму необходимо следить за тем, чтобы струя шликера не била в стенку формы, не «захватывала» воздух. Шликер должен равномерно без вспенивания заполнять форму. Чтобы компенсировать сжатие шликера и создать небольшое давление во время его нахождения в форме, уровень шликера должен быть несколько выше, чем высота законченного изделия. Это достигается двумя путями: в заливное отверстие формы вставляется сверху воронка, обрамленная для плотности жгутиком глинистой массы в месте соприкосновения с гипсом, или в самой форме сверху предусматривается некоторый объем для такого резерва - литник. В нашем случае – литник.

Шликерное литье основано на способности компонентов массы давать устойчивые суспензии в водной среде, на реологических свойствах шликера и на поглощении воды из шликера порами гипсовой формы благодаря действию капиллярных сил с образованием на ее поверхности твердого слоя массы. Способность шликера, заполнять гипсовую форму, обусловлена его текучестью, а воспроизводить конфигурацию формы - его литейной способностью.

Механизм набора стенки изделия заключается в осаждении твердой фазы шликера на внутренней поверхности гипсовой формы при одновременном поглощении жидкой фазы порами формы. Скорость набора стенки изделия зависит от скорости поглощения формой жидкой фазы шликера (проницаемость гипсовой формы составляет 2,5 10^-9 -6 10^-11 л/см²) гранулометрического состава твердой фазы, соотношения твердой и жидкой фаз, а также от скорости диффузии воды из шликера слоем массы, образовавшегося на гипсовой форме (проницаемость сформировавшегося слоя 2,4-3 10^-11 л/см²). Этот слой нарастает пропорционально времени набора стенки изделия. Процесс образования слоя массы на гипсовой форме

48

обеспечивает капиллярное давление, создающее мениски воды в порах гипсовой формы.

В процессе фильтрации участвуют поры наименьшего диаметра (0,3-0,45 нм), а также более крупные поры (до 1нм). Скорость набора черепка возрастает (притом же среднем размере пор) с увеличением пористости гипсовой формы (рис.2.1.) и обусловлена главным образом сопротивлением образовавшегося слоя массы, так как сопротивление гипсовой формы капиллярному давлению незначительно. Скорость образования слоя массы при возрастающей пористости формы и зависимость этой скорости от средних размеров пор в форме достигают максимума при таком размере пор, при котором проницаемость слоя становится равной проницаемости формы. Скорость поглощения жидкой фазы шликера пористыми стенками формы должна быть выше или равна скорости подхода ее к поверхности формы. Нарастание прочности образовавшегося слоя массы в гипсовой форме обусловливается тиксотропным образованием структуры под действием флокуляции, вызываемой миграцией ионов Са²⁺ из гипсовой формы в шликер, а так же вследствие отбора влаги порами формы под действием капиллярных сил.

49

Рис.2.1. Зависимость скорости набора массы от средней величины пор (1) и пористости (2) гипсовой формы.

Кривая 1.

С увеличением размера пор формы скорость набора черепка возрастает. Такая зависимость наблюдается до 1мк. При дальнейшем увеличении размера пор скорость набора черепка уменьшается.

Кривая 2.

Скорость набора черепка возрастает с увеличение пористости гипсовой формы /4/5/6/.

Когда набор черепка достиг нужной толщины (около 40 минут и толщина изделия 0,5мм) лишний шликер сливают из гипсовой формы.

50