37. Общая технология производства керамических материалов и изделий. Понятие о процессах, происходящих при сушке и обжиге глин. Что такое спекание ?

Осн. этапы пр-ва керам. изд-й таковы: 1) добыча сырья; 2) подготовка формовочной массы; 3) формование изделия-сырца; 4) сушка; 5) обжиг.

1)Добычу глины осущ-т в карьерах открытым способом, доставляют на завод автотранспортом.

2)Подготовка формовочной массы имеет своей целью разрушить природн. структуру глины, удалить камневидные включения и вредные примеси, довести влажность глины до нужной констистенции, ввести необх. добавки. Для этого (при необходимости) глину подвергают вылёживанию или обработке паром, пропускают через камневыделительные вальцы, обрабатывают на бегунах и глиномешалках, вводят вводят отощающие, выгорающие добавки и плавки.

3)После подготовки полученная масса поступает на формовку. Выбор вида формования зависит от свойств исходн. сырья и вида формуемых изд-й. Наиб. распространённым способом формования явл-ся пластический, к-й осуществляют на ленточных прессах. Влажность формов. массы 15-26%. Ленточный пресс имеет внутри лопастной шнек и мундштук, через к-й выдавливается масса в виде бруса, затем разрезается на штучные изделия.

4)Затем изд-е напр-ся на сушку. При сухом способе формования сырьевые м-лы подсушиваются, дробятся, размалываются, затем смешиваются и увлажняются водой или паром до влажноcти 2-8%. Если влажность сырьевой массы 8-12%, то это полусухой способ. Отдозированная формовочная масса поступает в пресс-форму, где формовка осущ-ся под давлением ≈15МПа. Достоинствами сухого и полусухого прессования явл-ся: чёткие геом. формы изд-й, экономия энэргозатрат на сушку. Но производительность этого способа меньше пластического.

По шликерному способу изг-т изд-я тонкостенные или сложной конфигурации. Измельчённые в тонкий порошок сырьевые м-лы смешивают в 40% воды и полученный шликер отливают в формах, движущихся по конвейерной линии.

Формы изг-ся из пористого м-ла - гипса. Толщина изд-й, формуемых таким способом, м. составлять 2 мм.

4)Сушка изд-й явл-ся важным технологическим этапом, т. к. трещины и брак возникают на этой стадии. Перед обжигом изд-я должны иметь влажность не более 5-6%. Глина трудно отдаёт влагу. Наружные слои, рёбра изд-й высыхают быстрее, а внутренние - медленно. Из-за перепада влажности возникают напряжения, ведущие к возн-ю искривлений и трещин. Чтобы этого избежать, сушка д. произв-ся медленно (обычно 16-36 ч.). Нач. т-ра подаваемого воздуха не более 120-150˚С. Сушку проводят в спец. камерах-сушильнях.

5)При обжиге высушенного сырца образуется структура иск. камен. м-ла, к-я опред-т физ.-техн. свойства. Формирование структуры происх-т в глине под воздействием выс. темп-р. В зоне нагрева печи при t=110˚С из глины удаляется свободная вода, и она становится непластичной. При 500-700˚С глина дегидратируется и выгорают органич. добавки. При дальнейшем повышении т-ры происходит распад кристаллической решётки и образование аморфной смеси оксидов кремния и алюминия. При 1110˚С образуется промежуточное вещ-во - силимонит (Al₂O₃·SiO₂), к-рый при ≈1300˚С переходит в муллит (2Al₂O₃·3SiO₂). При этом часть легкоплавких соед-й образуют жидкую фазу - расплав, к-й обволакивает ч-цы муллита и благодаря своему поверхностному натяжению стягивает их. После охлаждения образуется твёрдый керамический камень - черепок. Температурный интервал между началом появления жидкой фазы (начало спекания) и т-рой огнеупорности глины наз-ся интервалом спекания глины. Макс. т-ра обжига должна нах-ся в этом интервале. Есть глины с коротким, средним, длинным интервалами спекания. Обжиг изд-й производят в туннельных (реже в кольцевых) печах.