7.4. Технологія виробництва керамічних виробів

Усі виробничі процеси керамічної технології підрозділяються на: основні, додаткові, підсобні, допоміжні.

До основних виробничих процесів відносяться: видобуток сировинних матеріалів; визначення вихідного складу шихти для отримання керамічної маси; підготовка її сировинних матеріалів; готування керамічної маси; формування керамічних виробів; сушіння відформованих напівфабрикатів; випал; обробка керамічних виробів.

До додаткових виробничих процесів відносять видобуток сировини і її збагачення.

Підсобні виробничі процеси забезпечують функціонування основної керамічної технології. До них відносяться: готування емалей, глазурей, фарб, ангобів, вогнеприпасів для випалу виробів, виготовлення пористих форм для формування виробів.

Допоміжні виробничі процеси створюють і підтримують умови, необхідні для обслуговування та здійснення основних і підсобних процесів. До них відносять: ремонтні роботи, енергозабезпечення, складські роботи і т.п.

Підготовка сировинних матеріалів містить операції по грубому, середньому здрібнюванню, середньому та тонкому помелу, поділу за зерновим складом, очищенню від домішок, випалові. Практично усі фізико-механічні властивості мас, напівфабрикатів і готових виробів у значній мірі формуються ще на первинних етапах переробки вихідної сировини і залежать від конструктивних особливостей і режимів роботи переробного устаткування. Наприклад, використання в масі тонкомеленого каоліну (із розміром часток менше 2 мкм) підвищує пластичність маси, збільшує міцність висушених напівфабрикатів у 2 рази; зменшення розміру зерен кварцу приводить до збільшення щільності та усадки виробів. Для одержання визначеного зернового складу кам'янисті види сировини (польовий шпат, кварц, пегматит й ін.) послідовно подрібнюють на дробарках, бігунах, розмелюють у кульових млинах мокрого помелу, розташованих у масозаготівельних цехах (МЗЦ).

У даному розділі наведено основні технологічні процеси технології кераміки з урахуванням їхньої послідовності та обладнання, яке застосовують у певних технологічних переробках. У загальному вигляді технологічна схема виготовлення керамічних виробів наведена на рис. 7.6.

Видобуток глини.

Керамічні заводи будуються, як правило, поблизу покладів глин і кар'єр є одним з основних цехів керамічного виробництва.

Легкоплавкі глини є, найчастіше, місцевою сировиною, що добувають самі керамічні підприємства відкритим способом у кар'єрах. Кар'єр являє собою систему відкритих гірничих робіт. Обриси кар'єру у плані залежать від глибини та форми залягання глини та характеру рельєфу місцевості.

Рис. 7.6. Загальна схема виготовлення керамічних виробів.

Комплекс операцій, пов'язаних із видобутком і доставкою глини у виробництво, називають кар'єрними роботами, до складу яких включають розкривні роботи, видобуток, транспортування та збереження проміжного запасу глинистої сировини.

Розробці кар'єру передують підготовчі роботи. Їх починають із геологічної розвідки родовища, що виконують спеціалізовані організації. Геологічна розвідка встановлює кількісні запаси глини, співвідношення корисної товщі глиняного шару і розкривних порід, характер їхнього залягання і супутні гірничоексплуатаційні умови.

При розробці кар'єру глинистої сировини ділянки розбивають на ряд горизонтальних шарів, що розділяють похилими в'їздами. Кожен такий шар називається уступом, висота останнього залежить від складу глин і застосовуваних методів розробки. Шар являє собою масив осадової гірської породи, що має значну довжину та ширину й обмежений двома рівнобіжними площинами нашарування.

Потужність (товщина) шару - це найкоротша відстань між покрівлею (верхом) і ґрунтом (низом) шару.

У кожнім уступі розрізняють наступні елементи: укіс, верхню, нижню площадку та брівку.

Укосом уступу називається похила або вертикальна його робоча поверхня, яка обмежує його з боку виробленого простору. Площадками уступу називають: верхньою - горизонтальну частину поверхні уступу (підошва). Брівкою уступу називають лінію перетинання укосу уступу з його верхньою чи нижньою площадкою.

Поверхня уступу, що є безпосередньо об'єктом гірничих робіт і, що переміщається по мірі розробки, називається забоєм уступу. Рівнобіжні смуги, на які для розробки розділяють уступ по ширині, розробляються кожна при незмінному для неї положенні транспортного забійного шляху, називають заходками.

Підготовлена для розробки частина заходки по її довжині називається фронтом робіт уступу.

Кут, який утворено лінією укосу борта кар'єру з проекцією цієї лінії на горизонтальну площину, називається кутом укосу.

Таким чином, розробка кар'єру складається з двох самостійних операцій: розкривання кар'єру, що полягає у видаленні рослинного шару, підзолу та інших порід, непридатних для виробництва та видобутку глини.

Перед початком робіт із видобутку глини в кар'єрах проводять підготовчі та розкривні роботи, що забезпечують надалі нормальну безперебійну роботу по видобутку.

При підготовчих роботах видаляють рослинність, влаштовують водовідвідні канави й під'їзні колії.

Поклади глинистої сировини завжди мають покривний шар, що складається з ґрунту з рослинними залишками. Видалення порід, що покривають сировину, називається розкривними роботами.

Технологія підготовчих і розкривних робіт включає дві операції: розкривні роботи і розчищення поверхні від чагарників, дерев, пнів. Розкривні роботи варто проводити з випередженням видобувних робіт. Якщо розкривні породи забирають під час експлуатації кар'єру, сировина може засмітитися породою. До складу розкривних порід входить рослинний шар, підзол, а також нашарування піску з кам'янистими включеннями. Розкривні породи варто видаляти повністю. Якщо видаляється тільки рослинний шар, а шар підзолу чи чорнозему залишається, то, потрапляючи в шихту, вони погіршують сушіння сирцю, забиваючи пори, і значно знижують міцність як сирцю, так і обпаленої цегли. Тому поверхню варто розчищати за один або два роки до початку розробки кар'єру для того, щоб корені рослин устигли згнити, що значно полегшує розкривні роботи. Для очищення поверхні застосовують кущорізи, корчувальники та зрихлювачі.

Серійно виготовляють кущорізи, які застосовують як навісне устаткування до трактора. Робочий орган кущоріза являє собою клинчастий відвал, який закінчується в нижній частині ножами, що ріжуть. При зануренні відвала в ґрунт ці ножі зрізують дерева та чагарники, а потім укладають по обидві сторони від смуги проходки машини.

Для корчування великих пнів, валки дерев невеликого діаметра, зрізання чагарників і розпушування ґрунту використовують начіпні корчувальники, які обладнано пристосуваннями для витаскування коренів із землі.