книги из ГПНТБ / Кошляк, Л. Л. Опыт производства фасадных керамических плиток с применением скоростных режимов термообработки обзор

Линия для производства глазурованных плиток размером 150X75X8 м м

На Харьковском плиточном заводе эксплуатируется поточная линия, спроектированная с учетом имеющегося опыта работника­ ми завода и Института газа АН УССР для изготовления фасадной глазурованной плитки размером 150X75X8 мм. Производитель­ ность линии — 75 тыс. м2 в год.

В линии установлена башенная распылительная сушилка кон­ струкции НИИСтройкерамики. В. конструкции сушильно-глазуро- вочного конвейера использованы элементы радиационной -сушилки Института газа АН УССР и Харьковского плиточного завода, а также сушильно-слазуровочного конвейера ПКБ НИИСтройкера­

табл. 1, состав 1). Приготовление шликера осуществляется мето­ дом совместного помола отощающих и глинистых материалов в шаровой мельнице периодического действия. Продолжительность роспуска глины в. суспензии, отощающих составляет 60 мин. Для глазурования применяется глухая легкоплавкая глазурь № 30 (см. табл. № 2).

От распылительной сушилки через транспортер, сито-бурат и бункер к прессу К/РКи-125 поступает пресспорошок с влажностью 6—8%. Пресс производит 18 прессований в 1 мин. От пресса плит­ ки автоматически поступают по цепям на сушильноглазуровочный конвейер, параметры работы которого следующие: влажность лресспорошка—-7—8%; влажность плиток перед глазурованием—■ 1,75—2,5%; количество наносимой на плитку -глазури—4,5—5,2 г. влажность плиток на выходе из сушила — менее 0,5%.

Нанесение глазури на конвейере осуществляется дисковыми центробежными распылителями и пульверизаторами. Оба вида установок используются для нанесения основного слоя глазури или в качестве «поддува» — для нанесения декоративного слоя.

На выходе из сушилки пдитки по .24 шт. укладываются вруч­ ную на поддоны специальной конструкции. Последние устанавли­ ваются стопками на тележки, на которых плитки накапливаются перед загрузкой в печь. При загрузке печи поддон с плитками вручную устанавливается на ролики входной части печи, причем поперечные планки его утапливаются между роликами, а плитки вкатываются в роликовую печь.

Плитки укладываются на роликовый транспортер по 8 шт. в ряд без зазоров. Опыт работы показал, что зазор между плитками образуется в период усадки, что препятствует их слипанию. Попе­ речное рифление на тыльной стороне плиток обеспечивает пра­ вильное продвижение изделий по роликовому транспортеру.

Описываемая поточно-механизированная линия не является замкнутой. При эксплуатации этой линии представляется возмож­ ным организовать на участке прессование — сушильно-глазуровоч-

4 4

ный конвейер двух- и даже односменную работу с общим выход­ ным днем. Для этого необходимо йметь достаточное количество устройств для накапливания сырца после сушильно-глазуровочно- го конвейера. Обожженные плитки не имеют разноразмерности, деформации, механических повреждений. Себестоимость плиток на 19% ниже себестоимости аналогичной продукции, изготавливаемой при длительных режимах производства.

Техническая характеристика поточно-механизированной линии

213X107X10 и 250Х140ХЮ мм осуществляется на типовой поточ­

Сокращение разрывов между секциями сушил до 200 мм позволило установить после второй секции сушилок глазуровочную камеру с круговым движением форсунок для нанесения глазури методом пульверизации. Соответствено была переделана система раскладки плиток после прессования.

В основу технологического процесса принят однократный об­ жиг плиток. При этом используется состав массы, применяемый для производства плиток для полов (см. табл. 1) и нефриттованная глазурь на основе данбурита (см. табл. 2). При обжиге в ро­ ликовой печи, не изменяя режима обжига, принятого для плиток для полов'(максимальная температура обжига 1080°С, продолжи­ тельность 60 мин), получают фасадную глазурованную плитку с хорошим покрытием. *

45

В связи с тем, что нефелин-сиенит содержит большое количе­

Для окрашивания глазури применяются как дулевские красители, так и отходы химического производства — пиритные огарки.

Большое значение при обжиге плиток имеет непрерывность по­ тока изделий в печи, так как при малейшем разрыве меняется температурный режим, что приводит к деформации. Поэтому при технологически необходимых остановках пресса (промывке прессформ, регулировке) необходимо подкладывать плитки из резерв­ ного запаса, не допуская разрывов потока.

При обжиге плиток размерами 140X120X10 и 250X140X10 мм исключается опасность их провала .между роликами при случай­ ном развороте в печи и появление завалов.

Режим сушки поддерживается строго в пределах температур­ ной кривой; оптимальная влажность плиток перед входом в глазуровочную камеру не должна превышать — 2%; пресспорошок дол­ жен иметь стабильную влажность — 6—7%; давление прессования должно быть равно 80 кГ/см2 (по манометру пресса). Изменение этих параметров ведет к увеличению брака по посечкам.

В настоящее время достигнута производительность линии в пределах 180—200 м2 фасадных цокольных плиток в смену, что соответствует проектной производительности линий плиток для по­ лов. Брак составляет 10%, причем основной вид брака—дефор­ мация и посечки.

**

*

Кроме вышеперечисленных поточно-конвейерных линий для производства фасадных глазурованных плиток, запроектированы и в настоящее время изготовляются и монтируются поточно-конвей­ ерные линии для производства глазурованных фасадных плиток, в которых предусмотрен двукратный обжиг изделий.

ОПЫТ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОТОЧНО-КОНВЕЙЕРНЫХ ЛИНИЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ФАСАДНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ПЛИТОК

В настоящее время поточно-конвейерные линии для производ­ ства фасадных керамических плиток находятся в стадии эксплуа­ тации и монтажа на ряде заводов. Таи, линии производитель­ ностью 100 тыс. м2 в год для производства глазурованных ковро­ во-мозаичных плиток различных размеров, в состав которых вхо­ дят печи с сетчатым транспортером, эксплуатируются на Дедов­ ском керамическом заводе, Новосибирском и Ленинградском за­ водах керамических изделий, Кишиневском комбинате строитель­ ных материалов и других керамических заводах, линии произво­ дительностью 200 тыс. м2 в год глазурованных плиток размером 125X60X7 мм — на КУдиновском заводе керамических блоков и Дедовском керамическом заводе. :На последнем смонтирована так-

46

же линия производительностью 300—350 тыс. м2 в год глазурован­ ной коврово-мозаичной плитки размером 48X48X4 мм. Линии, в со­ став которых входят роликовые печи различной производительно­ сти, работают на Харьковском плиточном заводе, Кучинском . ком­ бинате керамических облицовочных материалов, . Волгоградском керамическом и некоторых других заводах. Находятся в стадии монтажа и пуска линии для производства глазурованных фасад­ ных плиток размером 250X140X10 мм на Шахтинеком керамиче­ ском комбинате.

В процессе эксплуатации поточно-конвейерных линий продол­ жается работа «ад дальнейшим их усовершенствованием. В' ча­ стности, для повышения срока службы сетки в печах с сетчатым транспортером на Кудиновском заводе керамических блоков изме­ нены схемы плетения сетки и привод сетки. Вместо ранее приме­ няемой сварки торцов соединительных ■стержней сетки, которая разрушалась при кратковременной эксплуатации, что приводило к сужению и деформации сетки, в настоящее время используется загиб торцов стержней и заплетение их за торцы следующего стержня; внедряются в производство и некоторые другие решения. Сетка в печах последних конструкций передвигается вдоль печи не за счет натягивания ее приводными барабанами, а за счет сво­ бодного перекатывания по приводным роликам как внутри канала печи, так и под печью (возвратная ветвь сетки), что также сни­ жает возможность ее сужения. Для предотвращения смещения сетки относительно продольной оси печи на возвратной ветви сет­ ки у загрузочного конца печи устанавливается специальный меха­ низм, принцип действия которого заключается в следующем. При смещении от продольной оси печи торцы сетки воздействуют на электроконтакты, которые включают электродвигатель. -С по­ мощью. специальной передачи оси одной стороны приводных: роли­ ков передвигаются соответственно вперед или назад, и тем самым ролики выправляют направление движения сетки,

С целью облегчения условий работы приводных роликов в пе­ чах с сетчатым подом их торцы заключаются не в закрытые под­ шипники, а опираются на два вращающихся ролика меньшего диа­ метра.

Для обеспечения возможности регулирования скорости движе­ ния транспортных устройств сушилок и печей и упрощения конст­ рукции электродвигатели переменного' тока заменены электродви­ гателями постоянного, тока, что позволяет легко изменять скорость движения плиток в нужных пределах в зависимости от производи­ тельности прессов, продолжительности сушки и обжига.

Большое внимание уделяется также вопросу выбора .материа­ ла, обеспечивающего повышение срока службы роликов в ролико­ вых печах. Прутковые ролики сплошного сечения из стали ХН70Ю при эксплуатации в зоне максимальных температур прогибаются. Опыт показал, что устойчиво работают в. зоне температур выше

4 7

1000°С трубчатые ролики из стали ХН70Ю или ЭИ435, в зоне температур до 1000°С — из стали Х23Н18 или ХНЗН18.

Опыт освоения и эксплуатации щелевых печей, работающих по скоростным режимам обжига, показал также целесообразность установки в зоне охлаждения печей на участке температур 600— 400°С дополнительных электронагревателей или газовых горелок, которые используются в период пуска печей после их остановок, при перебоях в снабжении печей плитками из-за остановок пресса или по другим причинам. В этих случаях температура в зоне по­ догрева резко снижается, что приводит к резкому уменьшению температуры плиток и к появлению так называемого «холодного треска».

Непременным условием успешной работы поточно-конвейерных

.линий является обеспечение максимальной стабильности производ­ ственного процесса. Совершенно недопустимы простои из-за от­ сутствия сырья, неисправности отдельных механизмов, исключает­ ся замена сырья без предварительных экспериментальных прове­ рок. Технологические и теплотехнические параметры производства должны строго выдерживаться в пределах, указанных в технологи­ ческой инструкции; особенно это относится к влажности и грану­ лометрическому составу пресспорошка, давлению прессования, за­ данным температурам сушки и обжига плиток в различных зонах сушил и печей.

Если при обычной технологии некоторые технологические упу­ щения могут не вызывать снижения качества продукции, так как компенсируются продолжительностью сушки и обжига и значитель­ ной выдержкой в зоне максимальных температур, то при скорост­ ных режимах термообработки на поточно-конвейерных линиях они могут оказывать значительное влияние на свойства изделий.

Целый ряд дефектов плиток возникает в результате неисправ­ ности оборудования и из-за несоблюдения технологических пара­ метров производства. Так, при правильном подборе состава массы основной причиной пониженной морозостойкости может быть по­ вышенное водопоглощение плиток. Повышенное водопоглощение плиток при соблюдении заданной рецептуры массы может иметь место за счет низкой температуры и недостаточной продолжитель­ ности обжига, пониженного давления прессования и пониженной влажности пресспорошка. Пониженная температура обжига при соблюдении заданного режима по показателям приборов может быть следствием неправильной установки и регулировки термопар. В этом случае необходимо показания термопар отрегулировать з соответствии с истинной температурой в печи, определенной с по­ мощью пироскопов.

При влажности пресспорошка 5—6% удельное давление прес­ сования рекомендуется выдерживать в пределах 290—330 кГ/см2, что при прессовании плиток размером 120X65X7 мм (после об­ жига) на прессе К/РКп-125 в трехгнезд!?Ьй прессформе соответ­ ствует показанию манометра пресса в пределах 95—105 атм. При

48 1

прессовании в четырехгнездной пресоформе даже при показаниях манометра пресса, равных 110—115 атм, величина удельного дав­ ления прессования равна лишь 256—276 кГ/см2, что может приве­ сти к повышенному водопоглощению плиток. Для снижения вододоглощения в этом случае следует повысить максимальную темпе­ ратуру обжига на 20—-30°С и использовать прееспорошок с влаж­ ностью 6—8%. Снижение влажности пресспорошка ниже 5% до­ пустимо лишь при обеспечении удельного давления прессования более 310—320 кГ/см2, что при работе на трахгнездной прессформе соответствует 100—105 атм по показанию манометра.

Низкая влажность пресспорошка и пониженное давление прес­ сования обусловливают и низкую механическую прочность плиток, что является причиной образования щербин и отколов при про­ хождении изделий через передаточные устройства линии. Темпе­ ратура штампов ниже 50°С и повышенная влажность порошка приводят к срывам на лицевой поверхности плиток.

Краевые трещины и поселки плиток, а также их деформация при сушке в конвейерных сушилках являются следствием наруше­ ния температурного режима в сушилке. Деформация образуется также при нанесении глазури на плитки после их сушки в том случае, если плитки недостаточно хорошо высушены перед нане­ сением глазури. Кроме того, краевые трещины на плитках при об­ жиге могут образовываться как при нарушении температурного режима на первых позициях печи, так и при поступлении на об­

шенной температуре обжига или при нарушении установленного перепада температур между верхом и низом канала печи. При об­ разовании вогнутой деформации рекомендуется или повысить температуру под плитками, или понизить температуру над ними; при выпуклой деформации — наоборот.

Деформация плиток наблюдается также при нарушении тепло­ вого режима в результате перебоев в работе линии (частые оста­ новки пресса, ремонт передаточного устройства и др.), а также изза несоблюдения установленной толщины слоя глазури (при слишком толстом слое глазури плитка имеет выпуклую деформа­ цию, при тонком ■— вогнутую).

Цек на плитках при правильно подобранном составе глазури может явиться результатом недовара фритты, недомола глазури или недожога плиток.

Наколы глазури появляются при недостаточной плотности сыр­ ца или при повышенной пористости предварительно обожженной плитки. При однократном обжиге глазурованной плитки наколы встречаются чаще всего тогда, когда газообразные продукты не успевают выделиться из керамической массы до начала ^размягче­ ния глазури. В этом случае необходимо либо замедлить скорость

нагрева плиток в интервале температур 700—850°С, чтобы газообраз­ ные продукты успели выделиться из черепка до размягчения глазу­ ри, либо использовать глазурь с более высокой температурой на­ чала размягчения.

Рябизна глазури имеет место при малом количестве нанесен­ ной на плитку глазури (на плитку размером 125X60X7 мм реко­ мендуется наносить 5—6 г глазури), в случае недостаточного дав­ ления воздуха при распылении глазури, а также при низкой тем­ пературе обжига.

Сборка глазури возникает1при черзмерно тонком измельчении глазури, при плохой очистке поверхности плиток от пыли перед глазурованием и т. д.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОТОЧНО-КОНВЕЙЕРНЫХ ЛИНИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ФАСАДНЫХ плиток

Создание новых технологических процессов со скоростными ре­ жимами сушки и обжига и оборудования для поточно-конвейер­ ных линий коренным образом изменило технологию производства керамических плиток и позволило впервые в мировой практике комплектно автоматизировать их производство.

Значительно улучшены условия труда: ликвидированы процес­ сы, приводившие к запыленности в массозаготовительных цехах: устранен ряд ручных операций, связанных с тяжелым физическим трудом. Изменился характер труда: вместо многочисленных трудо­ емких ручных операций производство плиток сводится к контролю за технологическим процессом. Производительность труда при из­ готовлении плиток на основных переделах производства увеличена в 2—3 раза.

Значительное сокращение продолжительности производствен­ ного цикла, обеспечение равномерности сушки и обжига без зна­ чительных перепадов температур по сечению канала автоматиче­ ское регулирование технологического процесса позволили обеспе­ чить стабильность последнего, резко снизить брак, повысить каче­ ство-изделий, их морозостойкость и надежность эксплуатационных свойств, а также значительно расширить ассортимент фасадных керамических плиток.

По данным Дедовского завода, при внедрении линии для про­ изводства малоразмерных'глазурованных плиток размером >48Х Х48Х4 мм себестоимость при расчете на 1 м2 плиток по сравне­ нию с производством в туннельных и многоканальных печах сни­ зилась на 33%, зарплата производственных рабочих — на 68%, по­ тери от брака — на 32%, однако стоимость сырьевых материалов возросла на 11%- При этом годовой экономический эффект от внедрения линии производительностью 100 тыс. м2 в год составил 113 тыс. руб,

Подданным КУдиновекого завода, при внедрении поточно-кон­ вейерной линии для производства глазурованных плиток разме­

50

ром 125X60X7 мм себестоимость при расчете на 1 м2 плиток сни­ зилась на 21,2%, зарплата производственных рабочих — на 63,4°/о, стоимость потерь от брака — на 38,5%, стоимость топлива и элект­

При анализе приведенных данных необходимо учитывать,, что по мере накопления опыта эксплуатации линий технико-экономиче­ ские показатели будут повышаться. Так, уже в настоящее время производительность линии для производства плиток размером 48Х Х48Х4 мм возросла до 120 тыс. м2 в год при проектной годовой производительности, равной 100 тыс. м2. В линию включен также процесс набора плиток в ковры.

НОВЫЕ ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ ЗАВОДОВ И ЦЕХОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ФАСАДНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ПЛИТОК

На основе созданных институтом «НИИСтройкерамика» поточ­ но-конвейерных линий и опыта их эксплуатации институтом «Гипростройматериалы» разработан ряд типовых проектов заводов и цехов, в том числе:

типовой проект цехов по производству облицовочных плиток (2 млн. м2), плиток для полов (1,1 млн. м2) и фасадных плиток

(900 тыс. м2)\

типовой проект цеха для изготовления фасадных плиток мощ­ ностью 500 тыс. м2\

типовой проект цеха для выпуска фасадных плиток мощностью

.300 тыс. м2 в год.

Проектные решения предусматривают полную механизацию и автоматизацию технологических1 процессов и использование ско­ ростных режимов сушки и обжига изделий.

По первому типовому проекту фасадные плитки предполагает-

'ся выпускать как глазурованные, так и неглазурованные—цоколь­ ные, коврово-мозаичные и типа «кабанчик». Проектируемый кор­

Для изготовления плиток для полов и фасадных плиток проек­ том предусмотрена установка трех распылительных сушилок кон­ струкции Минского комбината стройматериалов и четырех распы­ лительных сушилок конструкции ПКБ НИИСтройкерамики.

Для производства фасадных глазурованных плиток запроекти­ рованы две автоматизированные поточно-конвейерные линии, включающие прессование и зачистку плиток, группировку, сушку, глазурование и обжиг в щелевой роликовой печи.

Для производства мозаичных плиток, будут установлены шесть

поточно-конвейерных линий производительностью 100 тыс. м2 каж­ дая в комплексе с конвейерными сушилками и печами с сетчатым подом.

ческим комбинатам. Проектируемый ассортимент продукции: гла­ зурованные цокольные плитки, плитки типа «кабанчик» и коврово­ мозаичные плитки (глазурованные и неглазурованные); 30% из­ делий предполагается выпускать цветными.

Коврово-мозаичные плитки и плитки типа «кабанчик» будут выпускаться в виде ковриков, наклеенных на бумагу. Массу проек­ тируется приготовлять шликерным способом с сушкой в распыли­ тельных сушилках; прессование, сушка, глазурование и обжиг плиток будут производиться на автоматизированных поточно-кон­ вейерных линиях.

Все производство фасадных плиток проектируется в одном кор­ пусе. Оно включает в себя склад сырья, отделение предваритель­ ной подготовки материалов; массозаготовительное отделение, сов­ мещенное с отделением приготовления глазури; отделение распы­ лительных сушилок, участки автоматизированных поточно-конвей­ ерных линий прессования, сушки, глазурования и обжига, отделе­ ние сортировки, наклейки ковров, упаковки и склад готовой про­ дукции.

По третьему типовому проекту в состав производства фасадных плиток входят размещенные в одном корпусе склад сырья, основ­ ные производственные отделения, склад готовой продукции и вспо­ могательные объекты (лаборатория, ремонтно-механическая ма­ стерская, трансформаторная подстанция, бытовые и служебные помещения).

Проектом предусмотрено создание технологических условий для выпуска фасадной керамики широкого ассортимента и высо­ кого качества. Плитки могут изготовляться неглазурованные и гла­ зурованные, как бесцветные, так и покрытые цветными глазурями.

Для приготовления массы принят шликерный способ производ­ ства, обеспечивающий лучшее качество изделий и условия для расширения их ассортимента. Для обезвоживания шликера при­ нята башенная распылительная сушилка, обеспечивающая меха­ низацию процесса получения пресспорошка необходимых грану­ лометрического состава и влажности.

Прессование, сушка, глазурование и обжиг плиток производят­ ся «а двух автоматизированных поточно-конвейерных линиях: СМК-121 (производство плиток цокольных и типа «кабанчик») и СМК-122 (производство коврово-мозаичных плиток). Тепловые аг­ регаты поточно-конвейерных линий и башенная распылительная сушилка работают на природном газе.

Поточно-конвейерные линии разработаны Харьковским ЦКБ «Строммашина» по образцу линий, работающих на Дедовском керамическом заводе, Кучинском комбинате керамических облицо-

5 2