3. Формование
Стеновые керамические изделия изготавливают способами пластического формования и полусухого прессования. Из жидких глиняных масс (шликеров) изготавливают некоторые виды облицовочной плитки, санитарно-технические и другие фаянсовые и фарфоровые изделия.
Способ пластического формования. Способ подготовки массы и формования исходные материалы при естественной влажности или предварительно высушенные смешивают друг с другом с добавкой воды до получения массы (теста). Влажность получаемой массы колеблется от 15 до 25% и более. Из пластических глиняных масс на ленточных шнековых прессах, которые могут быть вакуумными и безвакуумными. В корпусе этого пресса вращается шнек – вал с винтовыми лопастями. Глиняная масса, поступающая через воронку и питающий валик, перемещается с помощью шнека к сужающейся переходной головке и мундштуку. В этом месте глиняная масса уплотняется, выравниваются давления и скорости по сечению глиняного бруска.
Из мундштука пресса выходит глиняный брус, который разрезают автоматически резательным аппаратом, получая изделия заданного размера. Отбор сырца от пресса и укладку его на транспортные средства выполняют автоматы. Плотный вакуумный сырец устанавливают рядами на печную вагонетку и он поступает в туннельную сушилку в штабеле (без палок) (фото 6). Вакуумирование глины позволяет извлечь из неё воздух, снизить формовочную влажность на 3–4 % и вследствие этого улучшает её формовочные и прочностные свойства. Прочность сырца возрастает в 2 – 3 раза, т.е. примерно в 1,5 раза упрочняется вакуумное изделие, прочность обожжённого изделия увеличивается до 2 раз, его Водопоглощение снижается на 20 – 30%.
Пластический способ подготовки массы и формирования наиболее распространён при выпуске массовых материалов (облицовочных плиток, черепицы, кирпича и т. д.)
Способ полусухого прессования. керамические изделия формируют способом полусухого прессования из шихты с влажностью 8 – 10 %, уплотняемой прессованием под значительным давлением (15 – 40 МПа). Керамические пресс–порошки должны иметь определённый зерновой состав и влажность. Их готовят шликерным и сушильно-помольным способами.
При сушильно-помольной подготовке глины предусматривают следующие операции: дробление глины на дезинтегральных волокнах; сушку глины в сушильных барабанах; помол вакуумной глины в корзинчатых дезинтеграторах; отсеивание крупных зёрен на ситах; увлажнение порошка, прошедшего через сито; паром до равномерной влажности 8 – 10 %, необходимой для прессования (так как при этом облегчается превращение глины в однородную массу, улучшается её набухаемость и формовочная способность). Изделие после прессования иногда можно сразу обжигать без предварительной сушки, что ведёт к ускорению производства.
В отличие от пластического способа формования можно использовать малопластичные глины, что расширяет сырьевую базу производства.
Для полусухого способа производства целесообразно применять глины с небольшой естественной влажностью, не требующей сушки перед помолом. Способ полусухого прессования применяют в производстве глиняного кирпича, фасадных плитах. Главное преимущество полусухого прессования перед пластическим формованием – сокращение затрат энергии. На искусственную сушку 1000 штук сырца пластического формования влажностью 18 – 22% расходуется до 100 кг условного топлива.
По шликерному способу исходные материалы предварительно измельчают и тщательно смешивают с большим количеством воды (влажность смеси до 40%) до получения однородной текущей массы (шликера). Шликер используют непосредственно для изготовления изделий (способ литья) или для приготовления пресс порошка, высушивая его в распылительных башенных сушилках. Шликерный способ применяют в технологии производства фарфоровых и фаянсовых изделий; облицовочных плитах.
Способ литья. Рассмотрим особенности способа литья применительно к производству тонких (толщиной 2 мм) глазурованных мозаичных плиток, которые служат для облицовки фасадов.
Плитки изготавливают способом литья на автоматизированных конвейерных линиях. По конвейеру движутся пористые керамические поддоны, на которые наливные аппараты последовательно наносят шликеры разделительного, плиточного и глазурованного слоёв. Разделительный слой хорошо обеспечивает хорошее сцепление плитки с поддоном в сыром состоянии и лёгкое отделение от него после обжига. Двигаясь по конвейеру, керамическая масса быстро подсыхает на пористом поддоне и поступает сначала на зачистное, а затем на режущее устройство, состоящее из вращающихся дисков и разрезающая подсохшую трёхслойную массу на плитки заданного размера. Поддон с отлитой массой проходит конвейер за 22 – 30 мин., после чего он автоматически передаётся в тепловые установки. Полный цикл производственного процесса (вместе с обжигом) занимает около 2 часов. После этого плитка глазуируется и окрашивается. (фото 7,8). После повторного обжига плитка упаковывается (фото 10) и отправляется на склад.