1*110. 2.6. Криві сушіння при виробництві керамічних виробів за періодами:

І нагрівання:

! 1 постійна швидкість сушіння.

3. палаюча швидкість сушіння.

4. вологий стан матеріалу;

5. гігроскопічний стан матеріалу

Сушіння закінчують, коли вологість матеріалу стає менше критичної, але більше або дорівнює рівноважнії! вологості. Структура сирцю з ко- аіуляційними зворотними неводостійкими контактами поступово на­ближається до псевдоконденсаційної з незворотними неводостійкими точковими контактами. В результаті цих переходів у матеріалі відбу­вається так звана "повітряна" усадка, значення якої дорівнює 8-12% йо­го об'єму.

Тривалість сушіння визначається початковою і кінцевою вологістю матеріалу, його формою, розмірами, параметрами теплоносія і т.ін. На­приклад. ангобовані вироби сушать теплоносієм вологістю 85-90% і температурою 90°С протягом 35-40 годин.

Вважається, що швидкість сушіння до 4кг/(М'Тод) безпечна. Скоро­тити час сушіння можливо введенням у масу опісиюючих домішок, підвищенням температури і швидкості теплоносія, сушінням напівфаб­рикату більшими об'ємами теплоносія.

Сушіння здійснюється в сушильних агрегатах періодичної або безпе­рервної дії. Його тривалість визначається конструкцією сушарок, пара­метрами теплоносія і властивостями виробу, що сушиться.

У сушарках періодичної дії параметри теплоносія змінюються в часі, в сушарках безперервної дії ці показники в часі не змінюються, але змінюються по її довжині. За характером руху теплоносія сушарки ділять на рецнркулярні і безрециркулярні. В залежності від конструкції матеріал може бути нерухомим або переміщуватися.

За конструктивними особливостями сушарки можуть бути камерни­ми. тунельними, одно- і двоярусними, конвейєрними. радіаційними і щілинними.

Коефіцієнти корисної дії деяких з них. %: Камерна сушарка з використанням відпрацьованого тешіа або димових газів печей 15-30

Камерна сушарка з обігрівом парою і рециркуляцією 37-51 Тунельна сушарка 23-43

При сушінні не за правилами можуть утворюватися дефекти, напри­клад: нерівномірність обігріву сторін сирцю спричиняє його жолоблен­ня; при швидкості сушіння вище припустимої утворюється матеріал з підвищеною ламкістю. Попередити брак, що утворюється в процесі сушіння, можливо введенням домішок і регулюванням параметрів теп­лоносія.

Випалювання. Мета випалювання надання виробу водостійкості і необхідних фізико-механічних показників.

Під час випалювання мають місце складні фізико-хімічні процеси, суттю яких є перехід зворотніх коагуляційннх структур з илівкоподібни- ми неводостійкими контактами або псевдоконденсаційних незворотніх структур з точковими неводостійкими контактами в конденсаційно- кристалізаційні незворотні структури з жорсткими фазовими во­достійкими контактами спікання.

Можливий умовний поділ процесу випалювання на чотири періоди - досушування (до 200"С); підігрівання або обкурювання (700-800°С): власне випалювання (900-1050°С): охолодження (до40°С).

Під час першого періоду відбувається повне висушування виробів і утворення псевдоконденсаційних неводостійких структур

Під час другого періоду вигорають органічні Домініки, додатки, ви­водиться хімічно зв'язана вода з глини (при 500-600°С), що супрово­джується аморфізацією речовини, починається дисоціація вапняку (при 700-800°С). Пористість виробів наприкінці другого періоду зрос­тає.

Третій період пов'язаний з початком кристалізації аморфізованої піц час другого періоду речовини, що супроводжується підвищенням її щільності. При цьому розвиваються процеси кристалізації безводних утворень. Вони можуть супроводжуватися утворенням розплаву бага­того оксидами кальцію, заліза, лужних металів. Підвищення щільності речовини приводить до інтенсивної усадки, зниження в'язкості маси і пористості виробу.

Вогнева усадка становить 4-8% в залежності від типу сировини. її во­логості. ступеня густини при пресуванні сирцю і температури випалю­вання.

Під час останнього періоду випалювання температуру знижують по­ступово для запобігання внутрішнім напруженням і розтріскуванню ви­робів.

Випалювання здійснюють у печах безперервної дії - кільцевих, ту­нельних, щілинних. Тривалість випалювання в залежності від типу ви­робу і конструкції печі знаходиться в межах і.5-60 годин.

Автоматизація процессу сушіння і випалювання вимагає дотримання необхідних параметрів теплоносія в теплових агрегатах при додержанні ритму подачі в них виробів. Автоматизована система керування сушінням і випалюванням включає такі функціональні підсистеми, як інформаційну і керуючу. Інформаційні системи з допомогою датчиків збирають необхідну інформацію: температуру, вологість середовища, вид середовища (окислювальне чи відновлювальне), швидкість зміни параметрів, витрати палива, ступінь його згорання тощо. Отримані сиг­нали використовують як вихідни дані для комплексу обчислювальних і логічних операцій. В результаті цих операцій підсистеми контролю виз­начають потрібні техніко-економічні показники, виявляють порушення в процесі сушіння або випалюванім.

Керуючи підсистеми, призначені для прийняття оптимальних рішень, у процесі сушіння або випалювання готують, а потім здійснюють дію. автоматично змінюючи положення регулюючих органів.

З метою зменшення часу сушіння, а також трудовитрат на переклад­ку сирцю часто суміщують в одному агрегаті сушіння і випалювання ви­робів у випадку використання мало- або середньочутливих до сушіння глин. Таким способом досягається економія трудовитрат на 35%, пали­ва - на 20-25%, зменшується собівартість виробів на 25-30%. Сумісний процес сушіння і випалювання триває до 63 год., з них: сушіння 28 год., випалювання - 21 год., охолоджування 14 год.

Економія паливно-енергетичних ресурсів при сушінні і випалюванні керамічних виробів можлива за рахунок:

-застосування енергомістких відходів з речовинами в нестабільному

стані, застосування маловологих сировинних сумішей;

використання швидкісних способів сушіння і випалювання;

• суміщення сушіння і випалювання;

заміни звичайного випалювання (при сумісному сушінні і випалю­ванні виробів) гідротермальною обробкою в середовищі перегрітої па­ри і підвищеного тиску (при такому способі отримання виробів температура їх обробки знижується майже на 200°С);

• розробки і впровадження нових конструкцій сушильних і пічних аг­регатів з високим ККД;

проведення заходів, які забезпечують інтенсивний теплообмін в ка­налах печі і сушильних агрегатах.

Декорування виробів технічна операція, яка полягає в нанесенні де- кора або спеціального шару матеріалу для надання виробу декоратив­них властивостей.

Існують такі види декорування виробів: рельєфне, кольорове одно­тонне. мармурове, штамп, друк (ссріографія), декалькоманія, нанесення декору в електростатичному полі.

Рельєфне декорування утворюється при нанесенні рельєфного малюн­ка під час пресування виробів.

Кольорові однотонні вироби отримують звичайним поливом, а мар- муровидні плитки - набризком різних полив, які при змішуванні на че­репку утворюють мармуровидний малюнок.

Оздоблювання штампом виконують валиком з рельєфним малюнком, який прокочують по плитці з свіженанесеною поливою. Під час такої операції частина поливу знімається валиком і утворюється контрастний малюнок. Метод штампа дозволяє наносити фарбу на керамічний чере­пок, який потім повторно випалюють.

Друк (серіографія) передбачає отримання однокольорових або бага­токольорових малюнків. Включає такі технологічні операції: отриман­ня фотознімка малюнка, виготовлення сіток (трафаретів), виготовлення зв'язуючих та мастик, нанесення малюнка на кераміку з допомогою тра­фаретів, поливи та випалювання. Із заданого малюнка отримують діапозитиви, відповідають кожному кольоровому його елементу. Потім з допомогою фотомеханічного способу на капронових або шовкових сітках виготовляють сітки-трафарети, які покриті світочутливою емульсією. Діапозитив світлокопіюється контактним способом з допо­могою станка на сітку-трафарет. яка обробляється спеціальнім складом з метою закріплення малюнка. Таким чином готується для однокольо­рового малюнка одна сітка, а для багатокольорових-декілька, для кож­ного кольору окремо. Потім продавлюють фарбу крізь кожну сітку трафарет. Так наносять малюнок на кераміку, яка потім випалюється.

Декалькоманія (перенесення малюнка з паперу на керамічний виріб) дозволяє отримувати кольорову кераміку з візерунками будь-якої складності. Малюнки наносять на паперову стрічку у вигляді рулона з допомогою спеціального клею. Потім папір з малюнком притискується до гарячої поверхні кераміки з температурою 125-145°С, за якої клей разм'якшується і малюнок переноситься на черепок.

При правильній організації виробництва досягається безвідходна

Рис. 2.Ї. Принципова технологічна схема виробництва випа­лювальної цегли пластич­ним способом підготовки сировини:

1.2.3 бункери для зберігання відповідно відходів вуглезбагачен- ня. тирси та глини;

4. ящикові живильники:

5. сіп о:

6,1! .15.19 конвеєри:

7. сушильний барабан;

8. ротаційний млин.

9. елеватор.

10. бункер із стрічковим живиль­ником:

    12. вальці грубого помелу;

    13. двохвальний глинозмішувач;

    14. дірчасті вальці;

        16. вальці тонкого помелу;

        17. стрічковий прес:

        18. різальний автомат;

            20. сушильна вагонетка:

            21. тунельна сушарка:

            22. тунельна піч

На рис. 2.3 наведена принципова технологічна схема підготовки си­ровинної глини шлікерним способом. Основними технологічними опе­раціями є грубий помел глини з одночасним виділенням кам'янистих включень; розпуск глини в глинобовтушках або помел у кульовому млині для отримання шлікеру вологістю 68-95% і густиною 1.12- 1,18г/см'; виділення крупних часток з допомогою сит і отримання сус­пензії, яка дає залишок на ситі 0,065 не більше 2%. Отриманий шлікер збезводнюється в баштовій сушарці і подається в змішувач, де зволо­жується до вологості, що забезпечує умови пластичного або півсухого пресування. При формуванні виробів методом шлікерного лиггя глиня­на суспензія може не обезвожуватися.

Грубе подрібнення глини здійснюється на спеціальних вальцях, які видаляють камені. Якщо кам'янистих включень немає або потрібне більш старанне подрібнення, використовуються стругачі, дезінтеграто­ри, роторні дробарки і бігуни.