30. Сировина для виробництва санітарно-технічних виробів. Технічні вимоги

Для виготовлення санітарно-будівельних виробів застосовують пластичні матеріали - вогнетривкі біловипалені глини і каоліни переважно мокрого збагачення, плавні і опіснюючі - польовий шпат, пегматит, кварцовий пісок, доломіт і бій готової продукції (череп). Крім того, для поліпшення кольору черепка вводять в невеликій кількості сульфат кобальту, а для підвищення текучості шлікера - електроліти, рідке скло і соду. [3]

Типовим є склад, %: глина гідрослюдисто-каолінова – 20, каолін – 28-30, польовий шпат – 22-24, кварцовий пісок – 21-23, шамот – 5-10.[1]

Використання в масах бентоніту (1,5-2,5%) поліпшує їх литтєві властивості і якість виробів. Найбільш шкідливими домішками в глинистих матеріалах є з'єднання заліза і титану, дія яких особливо виявляється при використанні їх у фарфорових масах. Залежно від співвідношення оксидів, температури, відновного середовища при випаленні у фарфорі можуть утворюватися: титанат заліза Fе₂О_з·ТіО₂ темно-сірого кольору, ільменіт FеO· Тi0₂ чорного кольору, такого ж кольору шпінель FеO·Тi₂О_з і світло-сірого кольору з'єднання 2FeO·ТiО₂, які надають сірий і жовтуватий відтінки виробам, знижуючи їх білизну.

Як опіснюючі матеріали використовують кварцевий пісок або кварцевий митий пісок .

Склади мас передбачають: набуття необхідних ливарних властивостей шлікеру і фізико-механічних властивостей черепка; достатню міцність виробів (сирцю); відповідність коефіцієнтів розширення черепка і глазурі; допустиму усадку виробів при литті.

Загальна усадка складає: маси фаянсової 9-11 %, напівфарфорової 10-12%, фарфорової 12-14%.

Введення в масу нефеліну-сієніту (відходи апатитового виробництва) або перліту замість польового шпату або пегматиту дає можливість понизити температуру випалення напівфарфорових виробів до 1050⁰ С. Перліт у фаянсових масах частково замінює пісок і знижує температуру випалення до 950-1050° С. При зниженні вмісту в масі глинистих компонентів і підвищенні опіснюючих (за рахунок введення обпаленої глини) підвищується здатність маси до фільтрації. Ливарні властивості шлікерів, особливо при відливі виробів на конвеєрах, покращують частковою заміною глуховецького каоліну новоселецьким (вторинним) каоліном.

Перехід на напівфарфорові і фарфорові маси характеризується зміною їх складу. Кількість кварцу, що вводиться у фаянсові маси, складає 28,5-30%, а напівфарфорові - 12-28%. Вміст пегматиту (у перерахунку на польовий шпат) в напівфарфорових масах 9-13%, фаянсових - 4-9%. Сума лужних оксидів збільшується з 0,8-0,9% до 2,2-2,3%. У фарфорових масах ще більше підвищують вміст польовошпатних матеріалів і збільшують тонину помелу маси. Вміст пластичних матеріалів (глин, каолінів) в фарфоровій масі складає 48-50%, непластичних 50-52%. Залежно від температури випалення плавнів вводять в масу 18-25% (у перерахунку па чистий польовий шпат), що відповідає вмісту лугів (сума Na₂0 і К₂О) 3,5-4% для фарфору з температурою випалення 1230-1250° С і 5-6% для фарфору, що випалюється при температурі 1170-1180° С.

При підборі складу мас також враховують наступні чинники:

1) підвищення вмісту в масі опіснюючих матеріалів покращує, а підвищення дисперсності пластичних матеріалів (вміст фракції з розміром зерен менше 0,5 мкм) погіршує фільтраційні властивості шлікеру, збільшуючи тривалість набору черепка;

2) збільшений вміст опіснюючих знижує міцність відливання, збільшує її схильність до утворення тріщин при роз’єднанні форми і до деформації (осіданню) після звільнення з форми;

3) збільшення добавки електроліту обумовлює «крихкість» і погіршує піддатливість відливання при її обробці (виникнення задирок);

4) підвищення вологості шлікеру при відповідному зменшенні добавки електроліту підвищує пластичність відливання і піддатливість її при обробці.

Підготовка мас у виробництві санітарно-будівельних виробів зводиться до отримання лінійних шлікерів. Їх готують двома способами: пресовим і беспрессовим із спільним або окремим помелом компонентів маси. Пресовий спосіб забезпечує вищу якість шлікеру, проте він трудомісткий і складний.

При приготуванні шлікеру пресовим способом і спільному помелі глинистих і непластичних матеріалів всі компоненти маси перемелюють в кульових млинах мокрого помелу. Безпресовий спосіб приготування шлікеру передбачає окремий і спільний помел сировинних матеріалів. При сумісному помелі опіснюючі матеріали піддають подрібненню на щокових дробарках і бігунках, а потім тонкому помелу в кульових млинах. При роздільному помелі опіснюючі матеріали піддаються мокрому помелу в кульових млинах чи пропелерних мішалках, а змішування – в змішувальних басейнах.

Перед подачею на лиття шлікер витримується у витратних мішалках не менше доби. Шлікер подають до гіпсових форм шлангами з прокладеного вздовж рами литтєвого стенда колектора, з’єднаного з напірним заводським шлікеропроводом. Відсмоктування залишків шлікера з гіпсових форм проводиться через колектор, який кранами відключається від напірного шлікеропровода і приєднується до системи вакуум-зливу. Процес лиття санітарно-технічних керамічних виробів можна прискорити завдяки введенню в склад шлікера спеціальних добавок чи використанню нових прогресивних методів відливки виробів. В першому випадку застосовують розріджуючи добавки, які спроможні скорочувати тривалість лиття і сушки чи полімерні добавки, які забезпечують зміцнення відливок. Новими прогресивними методами є лиття під тиском, вакуумне лиття, електрофорез.

Формування (лиття) виробів може здійснюватися такими способами: наливним; заливним; комбінованим. Наливним способом відливають тарілчасті унітази, унітази «Компакт-диск» і інші компактні вироби з великої товщиною стінок. Форми збирають, скріпляють скобами, шви промазують масою. Заливають шлікер у форму через шланг, направляючи струмінь по стінці воронки, в один прийом за 1,5-2 хв. Спочатку форму на 10-20 мм не доливають, щоб дати вільно вийти повітрю. Доливають через 10-15 хв. При наливному способі набір черепка відбувається між двома стінками гіпсової форми. Шлікер безперервно доливають у форму до повного заповнення форми масою. Через 1-3 год. після набору формою стінки виробу необхідної товщини надлишок шлікера зливають, вироби у формах вистоюються 7-16 год. для закріплення черепка, після чого їх звільняють з форм, заздалегідь облямовують і прікріплюють окремо відлиті частини - денця до корпусу (унітазу). Зливним способом відливають умивальні столи і інші тонкостінні вироби. При зливному способі заповнені шлікером форми вистоюються 1-3 год. до набору формою необхідної товщини стінки виробу (9-11 мм). Час набору залежить від складу маси, якості шлікеру, вологості гіпсових форм, температури приміщення. Комбінованим способом відливають умивальні столи (залежно від типу), пісуари і ін. При комбінованому способі одні частини виробу відливають наливним, інші - зливним способом. З’єднуються частини при облямовуванні і компонуванні виробів. Вироби, звільнені з гіпсових форм (незалежно від способу відливання), проходят первинне облямовування, в яке входять: обрізання слідів швів форми, обробка поверхонь і отворів, приставка окремо формованих частин, нарізка різьблення (у унітазах) і ін. Сушка санітарно-технічних виробів здійснюється в камерних, тунельних, конвеєрних сушарках. Декорування – нанесення глазурей, ангобів. Випал санітарно-технічних виробів в основному одноразовий і здійснюється в тунельних печах довжиною 88 і 100 м. Тривалість випалу виробів в таких печах складає 18 – 20 год, температура випалу 1160 – 1280 ^оС (фаянсові при 1160-1280° С, шамотизовані фаянсові при 1270-1280° С, напівфарфорові при 1230-1250° С, фарфорові при 1170-1280° С).

Після випалення виробу сортують на три сорти. Вироби з дефектами поступають на зачистку. При необхідність деякі вироби після обробки спеціальними складом направляють на повторне випалення. Якісні вироби поступають для монтажу арматури. Умивальні столи укомплектовують туалетними кранами або змішувачами випуском і кронштейнами, унітази - дерев'яними або пластмасовим сидіннями і гумовими муфтами, бачки, що змивають, - арматурою і інших деталей. Монтаж арматури на виробах складний і трудомісткий процес. Зазвичай його виконують вручну. Далі вироби упаковують в тару щитка і направляють на склад готової продукції.