3.2.Основы производства Керамических изделий.

Этапы производства керамич изделий.

1.Добыча сырьевых мат. 2.подготовка массы 3.формирования изделий 4.сушка 5.обжиг.

Способы подготовки и формирования изд.

1.Пластический . –тесто влажностью 18-28%

-выходит из ленточного пресса под давлением 1,6-7МПа

Ленточный пресс(принцып работы как у мясорубки)

-прим.для глин с умеренным содерж.посторон.включ.

2.Жесткий. –влажность 13-18% - давление 20МПа –разновидность пластического способа –формирован.на вакуумн.шнековых или гидравл.прессах –низкие затраты на сушку –прим.(как и 1)для изгот.пустотелых и сплошн.кирпичей,камней,блоков,панелей,черепицы и тд.

3.Полусухой способ: -влажн.сырьевой массы(порошка)8-12% -давл.15-40МПа –пресование происходит в пресоформах –изделия те же что и 1 и 2 – «+» время ум.в 2 раза –более правильная форма и размер изелий –кол.топлива сниж. в 30%

4.Сухой способ. –влажн.порошка 2-6% -без сушки –плитки для полов,дорожный кирпич,мат. Из фарфора и фаянса.

5.Шликерный: -применяется когда изделие изготав.из многокомпонентной массы и для приготов.керамических изделий сплош.формы методом литья. –содер.воды до 40%(отливка) –санит.-техн.издел.,облицовачная плита.

Сушка изделий –высушивается до содерж.влажн 5-6% -в туннельных или камерных сушилах.

Сушило тоннельное:-прямоточные –противоточные –прям-противоточные –постепенный равномер.нагрев воизбеж.дутиков,трещин –сушка дляначальной прочности 0,5МПа

Воздушная усадка-при сушке глиняное тесто теряет воду и уменьшается.

Обжиг:-1подогрев(удаляется физ.связ.вода и керамич.масса станов.не пластичной.) 2.Обжиг: с 400С-сгорает органика с 600С-удаляется хим.связ.вода. Al₂O₃nSiO₂ c 800C-начин.повыш.R из-ий. c 1000С-возможн.образ.новых кристаллов силикатов.силиманит Al₂O₃ SiO₂ c 1200С- муллит 3Al₂O₃ 2SiO₂ (св-ва не ислед)

Интервал спекания А-влажн.=20% min R-начало спекания В-т-а спекания С-т-а полного спекания водопоглащ близко к 0.

Производство изделий строительной керамики состоит из: добычи, транспортирования и хранения сырьевых материалов, их переработки и обогащения, приготовления керамических масс, формование сырца, сушки и обжига изделий.

Добыча глины.

Осуществляется на карьерах обычно открытым способом экскаваторами и транспортируется на предприятие керамических изделий рельсовым, автомобильным или другим видом транспорта.

Подготовка глин и формование изделий

Подготовку ведут сочетанием естественной и механической обработки. Естественная обработка — вылеживание добытой глины в течение 1-2 лет при периодическом увлажнении атмосферными осадками или искусственном замачивании и периодическом замораживании и оттаивании. Механическая обработка — дальнейшее разрушение природной структуры, удаление или измельчение крупных включений, удаление вредных примесей, измельчение глин и добавок и перемешивание всех компонентов до получения однородной и удобоформуемой массы.

В зависимости от вида изготовляемой продукции, вида и свойств сырья массу приготовляют пластическим, жестким, полусухим, сухим и шликерным способами.

Пластический способ

наиболее простой, наименее металлоемкий и потому наиболее распространенный, применяется в случаях использования среднепластичных и умеренно-пластичных, рыхлых и влажных глин.

— со склада глину на вальцы =>обминается

— обработка в бегунах (огромные катки массой по 3 т)

— в глиномялку (емкость с 2 вальцами с лопастями, идет перемешивание глины с водой (воды 12 – 18%))

— глиняная масса помещается в формующий пресс

(чаще ленточный) – принцип мясорубки, внутри Архимедов винт.

— после формования керамическое изделие (кирпич-сырец) идет на сушку

иногда естественным путем, в основном в промышленных сушилках (туннельные сушилки – канал 30-40 м, происходит сушка дымовыми газами, t сушки не превышает 200оС (если большой перепад t и влажности => трещины усадки).

— после сушки обжиг при tmax=900-1000оC.

Осуществляется в туннельных печах длиной более 100м, в средней части печи находятся газовые горелки (время обжига-2 суток) или в печи Гофмана (представляет собой систему камер), где кирпич стоит неподвижно при обжиге (самая дешевая печь).

Полусухое прессование

— Сырьевые материалы вначале подсушивают, дробят, размалывают в порошок, а затем перемешивают и увлажняют водой или паром => формовочная масса имеет влажность ~5%.

— формовочную массу в револьверный пресс (вращающийся стол, куда помещается смесь)=> готовый сырец, который не требует сушки!!! Для повышения теплоизоляционных качеств – дырчатый или щелевой кирпич (порисованная керамика – заполняют мелкими шариками или опилками, которые выгорают => остаются дырочки с воздухом).

Метод литья (шликерный способ)

— исходные материалы предварительно измельчают и тщательно смешивают с большим количеством воды (влажность смеси до 40%) до получения однородной текучей массы (шликера).=> изготовление изделий способом литья (используется конвейерная технология)=> шликер покрывается слоем глазури (глазурь – стекловидный слой, находящийся на поверхности керамических изделий, образуется в процессе обжига за счет сплавления (спекания) оксидов различных металлов).

— пирог режется на отдельные плиточки => в электрическое сушило

— обжиг в электропечи при t=1000-1200оС

Шликерный способ применяют в технологии фарфоровых и фаянсовых изделий, облицовочных плиток.