2.4.5. Утельный обжиг изделий
Высушенные изделия направляют на утельный обжиг, его проводят в рольганговой печи при температуре 6500С в течение 5-6 часов. Рольганговые печи имеют ряд преимуществ перед туннельными печами: снижается расход топлива на 34-36%, снижается высота канала, значит, перепады температур по высоте уменьшаются до минимума, улучшается теплообмен печи, упрощается монтаж печи, уменьшается продолжительность обжига.
Таблица 2.16.
Физико-химические процессы, происходящие при утельном обжиге
|
Температура, 0С |
Процесс |
|
20-600 0С – зона подогрева | |
|
20-400 0С |
Удаляется свободная влага |
|
> 400 0C |
Выгорание органических примесей С +О2 → CO2 |
|
> 450 0C |
Черепок приобретает желтоватый цвет вследствие образования Fe2O3 из железосодержащих примесей (Fe2 СO3, Fe2O3 ∙ nH2O) по реакциям: Fe СO3(сидерит) → 2FeO + CO2 2FeO + ½ O2 → Fe2O3 Дегидратация лимонита. Fe2O3 ∙ nH2O(лимонит)→Fe2O3+nH2O |
|
573 0С |
Дегидратация глинистых минералов Al2O3∙2SiO2∙2H2O→Al2O3∙2SiO2+2H2O Полиморфное превращение кварца сопровождается изменением объема βкварц↔αкварц ,∆V=0,84% |
|
> 620 0C |
Происходит диссоциация примесей магнезита с выделением газообразных веществ MgOCO3↔MgO+CO2 |
|
< 650 0C - зона обжига | |
|
650 0C |
Выдержка для более полного протекания всех процессов |
|
650-40 0C - зона охлаждения | |
|
573 0С |
αкварц↔ βкварц, ∆V= -0,84% структура черепка пористая, череп прочный, поэтому процесс не опасен |
В процессе первого обжига из изделий удаляется механически связанная и гигроскопическая вода (при температуре 110-130°С), происходит дегидратация глинистого вещества, и частичное удаление химически связанной гидратной воды (при температуре 500-600°С), выгорание органических веществ и частичная декарбонизация (термическое разложение) углекислых магния MgCO3 и кальция СаСО3. В результате этих физико-химических процессов керамический полуфабрикат приобретает механическую прочность и освобождается от газообразных составляющих
массы. Степень освобождения зависит от температуры и продолжительности обжига. Чем выше температура и продолжительность обжига, тем меньше в массе полуфабриката остается газообразных продуктов, тем выше качество политого обжига и продукции в целом.
При утельном обжиге черепку придается механическая прочность, т.к. завершается процесс разложения глинистых минералов, происходит дегазация черепка. Операция первого обжига необходима для высокохудожественных и тонкостенных изделий, подвергающихся впоследствии процессу глазурования, основанному на способности керамического черепка впитывать в себя влагу без размокания и коробления.
2.3.6. Технология изготовления глазури
Рассмотрим технологическую схему приготовления глазури.
глинозем
Каолин
Просяновский
Отходы
политые
Пегматит
Еннсий
Кварцевый песок
Доломит
Дробление и помол
(щековая
дробилка,бегуны)
Дозирование (платформенные весы)
Помол (шаровая мельница),
τ=36-46 ч., W=45-50%, остаток 0,05% на сите № 0056
Транспортировка (самотек по трубопроводу)
Ситовое обогащение
(вибросито) сита №008 и №009
Магнитное обогащение
(электромагнит)
Хранение
(сборник с пропеллерной мешалкой)
Транспортировка (мембранный насос)
Промежуточное хранение(расходный бак)
Рабочие места (расходная емкость)
Все сырьевые материалы обогащенные и подготовленные к производству.
Предварительно подготовленные материалы кварцевый песок, каолин, пегматит, отходы от политого обжига и глинозем транспортируются на весовое дозирование, затем загружаются на помол в шаровую мельницу. Для помола применяются кремневые шары. Помол производится до остатка на сите №0056 не более 0,05%. Время помола 36-46 часов. Влажность глазурной суспензии 45-50%. Глазурь транспортируется самотеком по трубопроводу на обогащение на ситах №008 и №009. Далее обогащенная глазурная суспензия проходит магнитное обогащение для удаления железистых включений. Готовая глазурь хранится в сборнике с пропеллерной мешалкой. Для транспортировки предусмотрен насос, по которому глазурь поступает на рабочие места.
Различают глазурование способом, полива, окунания и пульверизации (в обычных условиях или в электростатическом поле).
Глазурование разрабатываемой скульптурной композиции будет осуществляться методом окунания.
Для зачистки от глазурного слоя опорных поверхностей изделий, которые ставятся на карбидо-кремневые плиты, применяется очистка их водой после глазурования.
Глазурованное изделие проходит сушку на воздухе до воздушно-сухого состояния, на вагонетках вблизи печей /4/6/.