Приготовление технологической смеси для формования
Подготовка массы перед формованием последовательно включает такие основные операции: помол сырья, магнитное и ситовое обогащение шликера, обезвоживание шликера распылением в башенных распылительных сушилах (БРС).
Обычно помол сырья осуществляется мокрым способом, например на мельнице непрерывного помола Sacmi MTS 41 итальянского производства, состоящей из трех камер. В первую камеру загружают мелющие тела диаметром 8–10 см, во вторую 4–6 см, а в третью загружают полевой шпат с размерами кусков 2,5–3,7 см. Если необходимо получить равномерно окрашенную керамическую основу, то пигмент обычно добавляют на помол сырья в мельницы. Шликер, выходя из мельницы, проходит через контрольное сито, которое улавливает окатыши, а сам шликер направляется на следующее сито и магнитное обогащение. После этого шликер поступает в емкости перед распылительным сушилом. На выходе с мельнице температура шликера составляет 60 – 70 оС.
Некоторые производители, например фабрика IRIS, используют сухой способ измельчения сырья, что, по их данным, значительно повысило прочность материала.
После помола и обогащения шликера проводят операцию сушки распылением, во время которой образуются гранулы разных размеров. В зависимости от установленной программы атомизатор отбирает разные по цвету шликеры из разных емкостей и направляет их в разные башни. При обезвоживании шликера распылением в БРС необходимо контролировать гранулометрический состав пресс-порошка за счет мобильного изменения плотности шликера, которая должна находиться в пределах 3 % от базового значения. Рассматрим работу БРС на примере конструкции АТМ Sacmi 25. Камера оборудована 8 форсунками, расположенными по кругу. Максимальная температура сушки составляет 570–630 оС. Если необходимо получить материал «с прожилками», происходит окрашивание базового шликера в сушиле. Для этого пигмент распускают отдельно в небольших мельницах с заданным по рецепту количеством массы основного цвета. Последовательное обезвоживание базового и цветного шликеров и полученный двухцветный пресс-порошок и позволяет получать декоративный эффект прожилок на камне.
В технологии керамогранита применяют такую необычную для керамики технологическую операцию как регрануляцию порошков. Процесс регрануляции заключается в увеличении размеров гранул порошка с 0,1–0,8 мм до 2–8 мм в зависимости от того, какой декоративный эффект необходимо получить. Существует два приема регрануляции, влияющих на свойства полученного материала:
1) Сухая регрануляция. Полученные по этому способу гранулы чрезвычайно компактны, при этом уровень влажности гранул идентичный первоначальному уровню влажности порошка после БРС. По форме материал напоминает хлопья с острыми краями размером 2–6 мм и плотностью 1,2–1,5 г/см3. Гранулят получают механическим способом посредством так называемого компактора, после чего, если нужно, его измельчают до получения необходимой формы и размера.
2) Мокрая регрануляция. Гранулы получают под воздействием влаги, присутствующей в цветных шликерах или в дополнительных жидких флюсах. Уровень влажности на выходе из гранулятора очень высок, поэтому необходимая операция сушки. Такая система позволяет получить гранулы более округлой формы размером 1–8 мм с плотностью1,15–1,3 г/см3.
Для того, чтобы было возможно производить продукцию с интересными декоративными эффектами, нужны также и микронизированные порошки, получаемые измельчением с использованием специальных механизмов. Размер гранул, получаемых таким способом, меньше 63 мкм. Использование приемов регрануляции и микронизации пресс-порошков позволяет получить прекрасные декоративные эффекты.
Гранулометрический состав порошка имеет большое значение не только с точки зрения реализации декоративных эффектов. Зерновой состав порошка оказывает большое влияние на реакции, связанные со спеканием, витрификацией и уплотнением материала после обжига. Остаток частиц со средним диаметром 20 мкм после помола должен быть в пределах 0,5- 1%. Такая степень дисперсности способствует повышению удельной площади поверхности гранул, составляющих керамическую массу и повышающих реакционную способность материала во время обжига.