26. Каковы способы сушки керамических заготовок? Какие технологические приемы используют при сушке для получения бездефектных заготовок?

На предприятиях и в крупных гончарных мастерских для сушки большого количества керамических изделий применяют специальные устройства. Одними из таких устройств являются конвейерные сушилки, в которые под давлением подаются направленные потоки горячего воздуха.

Кроме конвейерных, существуют также камерные сушилки периодического действия, где полуфабрикаты высушиваются на полках или вагонетках. В таких сушилках сушат в основном художественные керамические изделия сложной конструкции.

Длительность искусственной сушки керамики зависит от состава глиняных масс, размера и формы керамических изделий, типа применяемых сушилок, методов сушки и других факторов и может составлять от 30 мин до 2—3 ч. Нередко для особо сложных керамических изделий применяют естественную сушку на многоярусных стеллажах, расположенных у рабочих мест. Одним из главных правил естественной сушки керамики является отсутствие сквозняков.

Технологические приемы для бездефектных заготовок:

Стенки изделия могут иметь различную толщину и плотность в зависимости от давления, оказанного при отминке массы и формовании. При формовании изделий следует избегать ситуаций, когда одна часть изделия окажется плотнее других. Также следует стремиться к равной толщине стенок и избегать резких переходов и углов.

Как правило, чем больше непластичных компонентов в массе (песок, кварц, шамот), тем равномернее протекает сушка и меньше усадка изделий.

Для более равномерной сушки, особенно крупных изделий с толстыми стенками, ее проводят во влажной атмосфере. В условиях небольшой керамической мастерской изделия сушат естественным образом при температуре 25-35°С и сушка в этом случае продолжается несколько дней. Изделия размещают на специальных стеллажах, на проветриваемых деревянных подставках. Внешние стенки изделий всегда сохнут быстрее внутренних.

Для поддержания необходимой влажности часто изделия сверху накрывают влажной ветошью или полиэтиленом на некоторое время.

Быстросохнущие элементы, например, ручки также на некоторое время оборачивают этим материалом. Для более равномерного высушивания дна, высокие изделия иногда ставят на гипсовую подставку (на время). Сушку керамической плитки лучше осуществлять на крупной сетке (рис.4) или специальной подсыпке из тонкомолотого кварца. Иногда сушку изделий совмещают с обжигом в той же печи, что и обжиг, как более продолжительный предварительный нагрев. В любом случае, вся свободная вода должна полностью удалиться из изделий при нагреве до 120 - 160°С.

27. Перечислите основные дефекты сушки и обжига керамики. Назовите причины их появления и способы устранения.

Вообще при сушке образуются дефекты двух типов — деформация (коробление) и трещины. Они происходят, когда напряжения в изделии превышают предел прочности. Если материал обладает пластичностью (способен гнуться и тянуться без разрушения), при критичных напряжениях изделие деформируется. Существенно, что пластичностью обладает не только влажная глина при формовании, но и подсыхающая при сушке и уже сухая при обжиге — значит, деформации могут возникать и при сушке, и при обжиге.

Если материал обладает недостаточной пластичностью, но в нем возникают критичные напряжения — образуются трещины.

В свою очередь, напряжения вызываются внешними механическими воздействиями (при давлении на изделие), или при чересчур быстром нагреве и охлаждении, или из-за неравномерной усадки (усадкой называют усыхание образца, его уменьшение в размере).

Итак, в процессе сушки из полуфабриката удаляется влага. На первой стадии сушки удаляется вода, располагающаяся между частицами глины, которые при этом сближаются, пока не войдут в контакт друг с другом. Эта стадия сопровождается большой усадкой. Первая стадия наиболее ответственна, проводится медленно, следят за однородностью влажности.

На второй стадии сушки удаляется вода из пор, образовавшихся между плотно соприкасающимися частицами. Тут усадка почти не наблюдается. Важно досушить изделие перед обжигом, чтобы не оставалось воды в порах, которая при испарении и выходе из объема полуфабриката при обжиге может разорвать изделие.

При сушке керамики вода испаряется с поверхности изделия. Когда внешний поверхностный слой подсыхает, он стремится сжаться, если внутренние слои при этом остаются сырыми, они препятствуют сжатию внешних слоев. Возникают напряжения. Во избежании этого, необходимо сушить изделие медленно — после того как чуть-чуть подсохнет поверхность, необходимо накрыть изделие пленкой и выждать когда влажность всего образца выровняется — внешний подсушенный слой будет вбирать в себя воду от внутренних влажных слоев. Затем можно опять снять пленку и дать подсохнуть поверхности еще и так далее. Обычно глиняные изделия просто сушат медленно, накрывая влажной тряпкой или пакетом или колпаком.

(собственно дефекты):

Дефекты сушки

Причину дефектов, появляющихся в процессе сушки, часто трудно установить, так как это может быть не только нарушение режима, но и отклонения от технологических параметров на предыдущих этапах производства.

Существенное влияние на результат сушки оказывает состав массы. Высокое содержание глинистых составляющих и, как следствие, большое количество воды набухания при неправильно выбранном режиме сушки обусловливают появление дефектов. Во время сушки в черепке образуются большие перепады влажности, из-за чего происходит деформация полуфабриката.

Причина деформации может быть заложена в технологии формования. Большая разница между частотами вращения шпинделя и ролика так же, как и сильное давление ролика, разрыхляет черепок, который из-за этого разрушается при нагревании во время сушки..

Дефект: деформация и трещины, приводящие к разрушению изделия.

Причина: интенсивная сушка, не учитывающая возможности перемещения влаги в полуфабрикате.

Дефект: появление пятен ржавчины.

Причина: несоблюдение правил эксплуатации сушилок; металлические детали не покрыты антикоррозионной краской.

Дефекты обжига

Обжиг — один из важнейших технологических этапов в производстве керамических изделий. Он оказывает решающее влияние на результат всего технологического процесса.

Обжиг проходит в два этапа.

1. Первый обжиг. Назначение — очистить, упрочнить черепок, так как относительно тонкий черепок необожженных изделий при глазуровании размокает и не выдерживает механического воздействия. Затем на поверхность изделия наносят слой глазури.

2. Политой обжиг. Назначение — равномерное растекание глазури, окончательное спекание черепка.

Дефекты первого обжига и причины их возникновения

Дефект: серая окраска.

Причина: налет серы во время первого обжига (заметен только после политого обжига).

Дефект: трещины.

Причина: слишком быстрое нагревание или охлаждение.

Дефект: деформация.

Причина: неровная поверхность опоры, одностороннее воздействие температуры.

Дефекты политого обжига и причины их возникновения

Дефект: трещины с заплавленными краями.

Причина: скачок температуры в процессе нагревания.

Дефект: трещины с острыми краями.

Причина: скачок температуры во время охлаждения.

Дефект: деформация.

Причина: пережог, часто также дефект формования.

Дефект: желтая окраска.

Причина: запоздалое или недостаточное восстановление.

Дефект: голубоватый оттенок.

Причина: рано начато восстановление, недостаточная выдержка при максимальной температуре.

Дефект: наколы.

Причина: нарушение газового режима обжига, попадание в глазурь карбида кремния.

Дефект: серая окраска.

Причина: наличие серы в топливе.

Дефект: коричневатые края, а также матовые пятна и налеты на глазури.

Причина: дымовые газы в зоне охлаждения.

Дефект: недостаточная просвечиваемость, матовая поверхность.

Причина: низкая температура или недостаточная продолжительность обжига.

Дефект: высокая просвечиваемость, вспучивание.

Причина: пережог.

Дефект: прыщи.

Причина: недостаточная температура первого обжига или восстановление начато ниже температуры 980 °С.