2.2. Топники

Топники - це спеціальні додатки, які вводять в масу для зменшення температури випалу (спікання) черепка. Їх характерною відмінністю є високий вміст легкотопких оксидів в залежності від яких топники ділять на:

- із переважаючим вмістом оксидів лужних металів (Na₂O, K₂O) – польові шпати, пегматити, нефеліни, сієніти, перліти, гірські породи, зламки склопромисловості;

- із переважаючим вмістом оксидів лужно-земельних металів (CaO, MgO) – карбонати, деякі гірські породи, шлаки різноманітних виробництв;

- із переважаючим вмістом оксидів заліза - шлаки і золи ТЕС.

2.3. ОПІСНЮВАЧІ

Всі матеріали крім глин є опіснювачами. Їх вводять для зменшення пластичності і чутливості до сушіння маси. Як опіснювачі використовують пісок, подрібнений череп бракованих виробів, шамот, шахтну породу, вугілля, тирсу. Топники одночасно є опіснювачами.

2.4.ВИГОРЯЮЧІ ДОДАТКИ

Вигоряючі додатки призначені для збільшення пористості випаленого черепка, що в свою чергу покращує теплоізоляційні властивості кераміки. При випалі теплота від згоряння цих додатків майже повністю витрачається на нагрів матеріалу. Як вигоряючі додатки використовують кам’яне вугілля, тирсу, опилки, лігнин, різноманітні відпадки промисловості, що містять органіку.

2.5. ПЛАСТИФІКАТОРИ

Пластифікатори призначені для покращення формувальних властивостей маси за рахунок підвищення її пластичності. Як пластифікатори використовують високопластичні глини, бентоніт, органічні пластифікуючі додатки.

2.6. СПЕЦІАЛЬНІ ДОДАТКИ

Спеціальні додатки вводять для регулювання певних спеціальних властивостей виробу, наприклад, стійкості до стирання, діелектричних властивостей, теплопровідності, кислотостійкості тощо. Як спеціальні додатки використовують тальк, електрокорунд, глинозем, дуніт, карборунд, графіт тощо.

3. ГОЛОВНІ СТАДІЇ КЕРАМІЧНОГО ВИРОБНИЦТВА

В залежності від призначення виробу, його фізико-механічних властивостей, виду і стану сировинних компонентів та багатьох інших чинників існують різноманітні схеми виробництва. Проте усіх їх об’єднує низка основних загальних стадій, до яких відносяться:

- попередня підготовка сировини (збагачення, грубе подрібнення);

- дозування і змішування компонентів;

- приготування маси;

- формування виробів;

- теплова обробка (сушіння і випал).

3.1. Подрібнення матеріалів

В залежності від розмірів кінцевого продукту розрізняють такі види диспергації матеріалів:

1) Подрібнення:

- грубе (350-100);

- середнє (100-40 мм);

- дрібне (40-5 мм).

2) Розмелювання:

- грубе (5-0,1 мм);

- тонке (0,1-0,05 мм);

- ультратонке (менше 0,05 мм).

Вибір помольного обладнання залежить від низки чинників, головними з яких є:

1) Міцність (на стиск, згин, розтяг, стирання, удар) за якою матеріали ділять на:

- особливо міцні (границя міцності на стиск більше 250 МПа);

- міцні (150-250 МПа);

- середньої міцності (80-150 МПа);

- м’які (менше 80 МПа).

2) Крихкість, яку визначають за кількістю ударів, що витримує стандартний зразок матеріалу при падінні на нього гирі масою 2 кг із певної висоти. За крихкістю матеріали ділять на:

- дуже крихкі (до 2 ударів);

- крихкі (2-5 ударів);

- в’язкі (5-10 ударів);

- дуже в’язкі (більше 10 ударів).

3) Абразивність, яку виражають в грамах спрацювання еталонних бил 1 тоною подрібненого матеріалу. За абразивністю матеріали ділять на 5 класів:

- неабразивні (тальк, аргеліт, чисте кам’яне вугілля);

- малоабразивні (вапняк, мармур, алевроліт, аргеліт, кам’яне вугілля, дрібнозернистий пісковик);

- середньої абразивності (тверді вапняки, пісковик, цегла, сидерит, деякі руди);

- високої абразивності (граніт, базальт, діорит, кварцит, гравій з вивержених порід);

- дуже високої абразивності (деякі шлаки і деякі руди).

Крихкі тверді (непластичні) матеріали з високою міцністю на подрібнення подають у щокову чи конусну дробарку. Подрібнення проводять в одну чи декілька стадій, що залежить від вихідного розміру кусків. Подрібнений матеріал має розмір кусків від 10 до 30 мм.

Матеріали з високою твердістю (кристалічні кварцити, шамот та інші) подрібнюють на важких помольних бігунах неперервної дії з самовідсівом (для отримання грубої фракції порошку) або на молоткових чи конусних дробарках (для отримання тонкої фракції порошку).

Для подрібнення м’яких і вологих матеріалів (глина) в залежності від необхідного кінцевого розміру кусків використовують глинорозрихлювачі, стругачі, глинорізки, валки (гладкі, зубчаті, рифлені, ребристі, діркові).

Для розмелювання (тонкого і ультратонкого) найчастіше використовують кульові млини, які можуть працювати по сухому або мокрому способу, з періодичним чи неперервним циклом розмелювання. Найбільш ефективним є розмелювання в присутності води. Вологість маси в кульовому млині коливається від 35 до 50 % і залежить від кількості глинистої складової. Млин завантажується з розрахунку співвідношення матеріал:мелючі тіла, що дорівнює 1:1,1-1,2. Як мелючі тіла найчастіше використовують кремневі кулі (великі кам’яні брили розміром 10-30 см, що в основному працюють на удар) і уралітові кулі (невеликі циліндри, що працюють на стирання). Матеріал, кулі і воду завантажують з таким розрахунком, щоби було 1/3 вільного простору. Для того, щоби зменшити кількість води (розрідити глину) додають електроліти (рідке скло, соду, їдкий калій, триполіфосфат натрію, вуглелужний розріджувач тощо) в кількості 0,1-0,2 % від маси матеріалу. Перевагою кульового млина є тонке розмелювання матеріалу і ідеальне перемішування маси, а недоліком - велика вологість маси, що зумовлює значні енергозатрати на її видалення.

Вібромлини мають деякі переваги перед кульовими млинами періодичної дії. Розмелювання в них відбувається швидше, а час для отримання порошку однакової дисперсності скорочується в 10-20 разів. Зменшуються також і витрати електроенергії. Їх недоліком є невеликі маси порцій подрібнюваного матеріалу.

Для розпуску глини використовують фрезерно-кидальні млини або роторні млини конструкції Сладкова. В цих агрегатах відбувається лише розпуск глини, а грубозернисті включення не розмелюються.

Також для тонкого розмелювання використовують трубні млини, в яких також відбувається ефективне змішування декількох сумісно подрібнюваних матеріалів. Для виробів з білим чи світлим черепком трубні млини не використовують, оскільки в них внаслідок стирання металічних куль, бандажів, гратчастих перегородок відбувається намелювання заліза. В цьому плані ефективним є розмелювання в струменевих млинах, де подрібнення відбувається при зударянні двох струменів матеріалу.