5.3. Основы технологии керамических изделий

Карьерные работы включают добычу глины (обычно открытым способом), транспортирование и хранение промежуточного запаса глины. Добытая глина в замоченном состоянии в течение года хранится в карьере и подвергается при этом так называемому вылеживанию и вымораживанию. Это ведет к разрушению природных агрегатов глины, высвобождению мельчайших частичек и повышению ее пластичности.

Подготовка сырьевой массы состоит в разрушении природной структуры глины, удалении или измельчении крупных включений (камней и проч.), смешении глины с необходимыми добавками и увлажнении ее до нужной формовочной влажности.

В зависимости от свойств исходного сырья и вида изготавливаемой продукции применяют различные способы формования изделий. Основные изделия строительной керамики (кирпич, керамические камни, трубы, некоторые виды плитки, черепицу) производят способом пластического формования. Этот метод наиболее прост и получил наибольшее распространение.

При способе пластического формования глину перемешивают в глиносмесителе с добавками и водой до получения однородной пластической массы с влажностью 18-28%. Изделия формуются на ленточных шнековых прессах с вакуумированием и подогревом или без них. С помощью шнека (винтового конвейера) глиняная масса перемещается к сужающейся головке пресса, где она уплотняется и продавливается через формообразующую часть пресса - мундштук в виде непрерывного бруса или ленты. В мундштуке могут быть установлены керны (пустотообразующие сердечники), образующие каналы в выдавливаемой ленте; так получают пустотелый кирпич, трубы и проч. Глиняная лента разрезается на отдельные изделия (сырец), размеры которых должны быть несколько больше, чем требуемые стандартом, так как в процессе сушки и обжига глина претерпевает усадку.

Жесткий способ формования является разновидностью пластического. Исходные материалы измельчают и смешивают до получения массы с влажностью 13-18%. Формование осуществляется на мощных вакуумных или гидравлических прессах, при этом могут быть использованы менее пластичные глины.

При способе полусухого прессования изделия формуют из шихты с влажностью 8-12% под давлением 15-40 МПа на механических прессах. Способ применяют в производстве обыкновенного и пустотелого глиняного кирпича, фасадных плиток. Главное преимущество данного способа - сокращение затрат энергии (в результате меньшей формовочной влажности).

При сухом способе пресс-порошок готовится с влажностью 2-6%, при этом устраняется необходимость сушки. Таким образом изготавливают плитки для пола, дорожный кирпич, материалы из фаянса и фарфора.

Шликерный способ (способ литья) применяют в случае изготовления изделий из массы (шликера) с содержанием воды до 40%. Этот способ применяют для получения изделий сложной формы методом литья, например санитарно-технических изделий, облицовочных плиток, декоративной керамики.

Сушка керамических изделий производится в туннельных или камерных сушилках медленно в течение 16-36 ч при температуре горячего воздуха или дымовых газов (для сушки можно использовать дымовые газы из обжиговых печей) 120-150 ⁰С. Процесс сушки проводят до влажности сырца 5-6% с тем, чтобы избежать неравномерной усадки, искривлений, растрескиваний при последующем обжиге, а также для придания изделиям прочности, достаточной для перевозки и выдерживания нагрузки вышележащих рядов сырца при укладке в печь.

Обжиг изделий производится в туннельных печах при температуре 900-1100⁰С для кирпича, камня, керамзита и до 1300-1800⁰С для огнеупорной керамики. Необходимую температуру обжига следует строго выдерживать.