Общая схема производства керамических изделий

1 добыча глины и подготовка массы;

2 формование изделий (сырца);

3 сушка;

4 обжиг;

5 сортировка.

Добыча глины осуществляется при помощи многоковшовых экскаваторов

Глина, взятая из карьера, обычно непригодна для получения изделий. Поэтому при производстве любых керамических изделий готовят так называемую керамическую или рабочую массу.

Подготовка. Цель подготовки глин – разрушить природную структуру глиняного сырья, удалить из него вредные примеси, измельчить крупные куски, а затем обеспечить равномерное смешивание всех компонентов с водой для получения практически однородной и удобоформуемой массы.

В зависимости от свойств сырья подготовку сырья ведут 3-мя способами.

1 Полусухой способ. Материалы вначале подсушиваются, дробятся, размалываются в порошок, а затем перемешиваются и увлажняются водой или паром. Влажность пресс-порошка 8-12%. Такой способ для производства кирпича полусухого прессования, плиток для полов, облицовочных плиток и т.д.

2 Пластический способ. Глина дробится и смешивается с другими материалами при естественной влажности и с добавлением воды до получения теста влажностью 18-25% и более. Этот способ в производстве различных видов строительной керамики.

3 Шликерный. Исходные материалы предварительно измельчают в порошок и тщательно смешивают с большим количеством воды более 60% до получения однородной текучей массы (шликера).

Формование изделий. Различают 4 способа формования: пластический, полусухой, сухой, литье.

Пластический способ наиболее распространен. При этом способе используют ленточные прессы. При формовании отсасывается воздух из глины, повышается пластичность и плотность глиняной массы, выдавливаемой из ленточного пресса. Выходящий из пресса глиняный брус требуемого сечения разрезается аппаратом на изделия.

При полусухом и сухом способе используют керамическую массу с влажностью 8-12% и 2-8% соответственно. Прессование сырца производится в стальных формах при давлении 12-15 МПа. Пресс с вращающимся столом создает двухстороннее трехступенчатое прессование 1-5-15 МПа, благодаря которому большая часть воздуха из пресс-порошка удаляется.

Способ литья. Плитки изготавливают на автоматизированных конвейерных линиях. По конвейеру движутся пористые керамические поддоны, на которые наливные аппараты последовательно наносят шликеры разделительного, плиточного и глазурованного слоев. Разделительный слой обеспечивает хорошее сцепление плитки с поддоном в сыром состоянии и легкое отделение от него после обжига.

Сушка изделий. Перед обжигом изделие надо высушить во избежание неравномерной усадки и растрескивания при обжиге. Сушить сырец можно в естественных условиях (в сушильных сараях) 10-20 суток. Но это очень долго, поэтому сырец сушат в специальных установках (периодического непрерывного действия) - туннельных и камерных сушилках. При этом сушка длится 2-3 суток, а иногда 10-14 ч. Сушку производят при температуре не более 90⁰С до влажности не более 8-12% (от массы сухой глины). Изделия полусухого и сухого формования сушить не обязательно.

Обжиг изделий является важным и ответственным этапом при изготовлении керамических изделий. При обжиге протекают физ.-хим. процессы, в результате которых формируется структура, определяющая технические свойства изделия. Обжиг осуществляется в различных установках периодического и непрерывного действия – туннельные и кольцевые печи.

В печах существует несколько зон:

1) t = 200-800⁰С выделяется летучая часть органических примесей и выгорающих добавок. При t = 550-800⁰С происходит дегидратация глинистых минералов, при этом разрушается кристаллическая решетка минералов, и глина теряет пластичность. Скорость подъема температуры 300-350⁰С/ч, для эффективных - 400-450⁰С/ч;

2) выдержка изделий при t = 800⁰С в окислительной атмосфере до полного выгорания углерода;

3) подъем температуры от 800⁰С до максимальной связан с разрушением кристаллической решетки и значительными структурными изменениями черепка, поэтому скорость подъеме замедляют до 100-150⁰С/ч, а для пустотелых – 200-220⁰С/ч,

4) по достижении максимальной температуры изделие выдерживают для выравнивания температуры по всей толщине. Затем температуру снижают на 100-150⁰С, в результате изделие претерпевает усадку,

5) охлаждение при температуре менее 800⁰С увеличивается до 250-300⁰С/ч.

Сортировка и хранение изделий. После обжига изделия могут различаться между собой по степени обжига, по наличию внешних дефектов. Поэтому при выгрузке из печи их сортируют с учетом требований ГОСТ.

Изделия, выпускаемые в массовых количествах, хранятся на открытых складах. Мелкие и более ценные в закрытых складах, во избежание боя, увлажнения и загрязнения.