Нанесение глазурного покрытия

Способы нанесения глазурной суспензии определяют­ся видом изделия (полые, плоские), их состоянием (вы­сушенные, предварительно обожженные) и характером производства. Основные условия, обеспечивающие каче­ственное нанесение глазурного покрова, следующие: состояние поверхности изделия, в т. ч. чистота, пори­стость черепка, плотность и вязкость глазурной суспен­зии.

Перед глазурованием высушенные или предвари­тельно обожженные изделия тщательно очищают от пыли путем обдува сжатым воздухом (0, 2—0, 3 МПа) и волосяной кистью. Места, не подлежащие глазурова­нию, покрывают смесью из равных частей парафина и керосина, машинным маслом и др. Раствор парафина в керосине наносят в горячем виде, обрабатывая опор­ные поверхности изделия на сукне или войлоке, пропи­танных раствором. Водопоглощение изделий предвари­тельно обожженных должно быть в пределах: фарфо­ровых 16—19%, фаянсовых 9—12, майоликовых 15— 18%.

Глазуруют изделия способами погружения, полива и пульверизации. Глазурование погружением выпол­няется машинным способом, обеспечивающим нанесение глазури ровным слоем толщиной 0, 1—0, 2 мм. Изделия среднего размера выдерживают в глазури в течение 1, 8—3 с, крупные изделия (суповые вазы, блюда и др.) —в течение 3—5 с. Погружением глазуруют чаще всего плоские и реже полые изделия.

Производительность машины для глазурования пло­ских изделий с диаметром рабочего колеса 800 мм, ши­риной 100 мм для блюдец и 125 мм для тарелок и ча­стотой вращения соответственно 9, 8 и 6 мин-1 состав­ляет 18 тыс. блюдец и 10 тыс. тарелок в смену. Маши­ны этого типа, т. н. «беличьего колеса», широко приме­няются на заводах страны.

На многих заводах применяется также двухрядная машина для глазурования блюдец погружением. По по­дающему цепному конвейеру машины блюдца, установ­ленные с наклоном (на ребро), доставляются к ванне с глазурью и попадают в утопленные в ней захваты. Вслед за этим вертикальный шток выносит из глазури захваты, которые выталкивают стоящие на ребре блюд­ца на движущиеся по бокам ванны ленточные прием­ные конвейеры. Блюдца устанавливаются на ножку и передаются к месту замывки.

Для глазурования полых фарфоровых изделий — ча­шек используют полуавтомат типа ПГ-2. Он представ­ляет собой трехрядную машину, состоящую из подаю­щего и приемного шагающих конвейеров и захватов, окунающих чашки в ванну с глазурью на 3—4 с.

Глазурование погружением обеспечивает высокока­чественное покрытие. Этим объясняется широкое рас­пространение данного способа в промышленности, вы­пускающей керамические изделия бытового, строитель­ного и технического назначения.

Глазурование поливом применяется в основном для высушенных и предварительно обожженных полых и ре­же плоских изделий бытового назначения, а также фа­янсовых облицовочных плиток и др.

На некоторых заводах освоено производство чашек с толщиной стенок 2—2, 5 мм методом однократного обжига с глазурованием их в два приема: сначала вну­тренней, а затем после небольшого перерыва наружной поверхности изделия — или же с одновременным поли­вом внутренней и наружных поверхностей чашки. Раз­дельно глазуруются внутренняя и наружная поверхно­сти полых изделий в машинах карусельного типа. От­личительная особенность этих машин в том, что высу­шенные изделия свободно устанавливаются на опорную поверхность в опрокинутом виде и не укрепляются за­жимами. Ножки и края изделия предварительно покры­вают парафином и не глазуруют. Глазурование проис­ходит в специальной камере над поддоном. Завеса жид­кой глазури создается тремя соплами: одним — фонта­нирующим снизу и двумя — поливающими сверху. Из­быток глазури стекает по поддону через сетку обратно в бак. На выходе из глазуровочной камеры установле­но сопло для сдувания сжатым воздухом излишка гла­зури с вогнутой поверхности донышка. Для удаления кругового натека по краю изделия, покрытого парафи­ном, его после выхода из глазуровочной камеры погру­жают в ванну с проточной водой. Производительность машины составляет 1, 1—1, 2 тыс. чашек в час. Карусель­ные и конвейерные машины для глазурования в два приема просты по устройству, надежны в работе, спо­собствуют повышению производительности труда на 15—30%- по сравнению с ручным глазурованием, улуч­шают условия труда и дают возможность однократно обжигать изделия. Небольшой перерыв около 12—15 с между глазурованием внутренней и наружной поверхно­стей достаточен для предохранения стенок изделий, осо­бенно краев, от размокания.

Для качественного нанесения глазурного покрытия в два приема необходимо, чтобы при глазуровании внутренней поверхности глазурь не попадала на наруж­ную поверхность изделия, поскольку это вызывает брак в виде чешуи. Поэтому глазуруют внутреннюю поверх­ность изделия, неподвижного по отношению к струе глазури.

Автоматическая линия типа K/FL — GG народного предприятия «Тюрингия» (ГДР) для глазурования по­лых и плоских изделий широко применяется на отече­ственных заводах (рис. 79). Технологические операции на ней выполняются в следующей последовательности. Рабочий устанавливает изделие на дозировочный пита­тель обдувочной машины /. Очищенное от пыли оно по­ступает на конвейер 2, передающий его на загрузоч­ный конвейер глазуровочной машины 3, на котором установлен второй дозировочный питатель. Далее изде­лие звездчатым питателем подается в приемное устрой­ство поворота стола глазуровочной машины. В пределах зоны полива глазурью изделие вращается на турнетке, частота вращения которой зависит от размера, формы и толщины глазурного покрова.

Глазурь подается циркуляционными насосами в тру­бопроводы сопл полива сверху и снизу. Излишек гла­зури через поворотный стол стекает в сборник для пов­торного использования. После глазурования турнетки с изделиями еще некоторое время вращаются во избе­жание образования капель. Затем изделия передаются на конвейер 4 и далее на участок замывки 5. После замывки и визуального контроля их устанавливают в капсели или этажерки вагонеток для обжига.

При необходимости подглазурного декорирования на конвейере предусмотрена установка второго дозирую­щего устройства, а для художников — рабочие места перед глазуровочной машиной. Производительность установки составляет 1 тыс. тарелок диаметром 240 мм, 1, 7 тыс. тарелок диаметром 190 мм, 2 тыс. чашек в 1 ч.

На заводах используются также поточные линии для глазурования фирм «Цейдлер» (ФРГ) производи­тельностью до 14 тыс. чашек в смену и «Нейтчш»

(ФРГ) производительностью до 6, 5 тыс. чашек в час

(рис. 80).

Повышению качества глазурования поливом на этих линиях способствует вращение изделия в процессе гла­зурования, что позволяет согласовать величину центро­бежной силы с формой изделия для получения глазур­ного слоя заданной толщины, правильно расположить трубки, подводящие глазурную суспензию к поверхно­сти изделия, а также точно отрегулировать количество подаваемой суспензии.

Глазурование изделий поливом имеет следующие не­достатки: слой глазури менее равномерный, чем при глазуровании окунанием, возможна недоглазуровка внутренней поверхности изделий; опорные подставки оставляют следы на изделии; парафиновая изоляция края чашек затрудняет их склеивание и требует допол­нительной очистки; при погружении краев чашек в про­точную воду не всегда полно снимаются натеки глазури.

Глазурование пульверизацией является наиболее универсальным способом, так как позволяет глазуровать изделия любых размеров и форм независимо от пори­стости, прочности и водоразмываемости полуфабриката. Кроме' того, глазурование пульверизацией исключает размокание изделий, не обожженных предварительно, так как глазурь в распыленном состоянии осаждается на поверхности изделия почти сухим слоем.

Лучшему закреплению глазури способствует нагре­вание изделий перед подачей их в камеру распыления до 50—55° С.

Нанесение глазури пульверизацией может осуществ­ляться или в один или в два приема с незначительным перерывом 12—14 с между глазурованием внутренней и наружной поверхностей. Это предохраняет тонкие стенки изделия от размокания, особенно по краям.

Установки для нанесения глазури пульверизацией работают по принципу распыления глазури пневмати­ческими форсунками или дискоеыми распылителями в обычных условиях или в электростатическом поле. Кон­структивно установки изготовляются в виде круглых столов или конвейеров.

На рис. 81 изображена установка для глазурования пульверизацией в один прием. Тарелки устанавливают вручную на неподвижные турнетки /, закрепленные на вращающемся столе. Затем на позиции 2 их нагревают до 40—45° С мягким пламенем газовых горелок. Тур­нетки начинают вращаться. Глазурование осуществляет­ся пятью форсунками 4, к которым глазурь подается насосом из резервуара 3. Давление воздуха в форсун­ках составляет около 0, 2 МПа, расход воздуха на одну форсунку 0, 4—0, 5 м3/мин. При нагревании изделий и их вращении в момент глазурования обеспечивается равномерное нанесение слоя глазури. Отглазурованные изделия непрерывно вращаемые, подсушиваются на по­зиции 6 газовыми горелками. Температура изделий при подсушивании должна быть в пределах 55—65° С. До­статочно остывшие изделия снимают с турнеток на по­зиции 7. Стол приводится во вращение бесступенчато регулируемым приводом 8. Турнетки промываются во­дой после снятия с них изделий на позиции 9. Пары глазурной суспензии и газов удаляют с позиции 2 через центральную трубу 10, а с позиции 5 и 6 — самостоя­тельными вентиляторами. При диаметре вращающегося стола 4, 5 м производительность установки составляет 3 тыс. изделий в час.

Независимо от способа глазурования снятие глазури с ножек полых и плоских фарфоровых изделий или с края полых изделий при обжиге в спаренном виде или на бомзах осуществляется на специальных машинах или вручную на влажных пластах пористой резины. На отечественных предприятиях широко применяются

зачистные машины производства ГДР для полых (тип K/FzGHo) и плоских (тип K/FzGFZ) изделий. Схема машины для зачистки опорных поверхностей изделий народного предприятия «Тюрингия» приведена на рис. 82.

Полые изделия замывают чаще всего вручную на ленте из пористой резины, движущейся со скоростью 0, 174 м/с. Плоские изделия замываются автоматически, так как конвейер машины для замывки имеет две ленты из пористой резины, движущейся параллельно в одном направлении, но с различной скоростью: одна — 0, 16, другая — 0, 45 м/с. В результате этого тарелка, постав­ленная на стыке двух леит конвейера, при движении впе­ред медленно поворачивается вокруг своей оси, ускоряя тем самым снятие глазури с ножки. Резиновые ленты, проходя очистную ванну, промываются чистой водой, затем отжимаются двумя роликами до требуемой влаж­ности. Производительность машин составляет 2 тыс. та­релок в час.

Кроме замывки ножки и краев глазурованных изде­лий производят зачистку неровностей глазурного покро­ва, подглазуровку плохо заглазуроваиных мест, склейку чашек и блюдец, обжигаемых в спаренном или в другом виде. Эти операции выполняют обычно вручную.

Дефекты глазурного покрытия могут возникнуть из-за несоответствия состава глазури и черепка, плохой под­готовки глазурной суспензии и некачественного нанесе­ния ее на изделия, нарушения условий установки изде­лий в капсели и на этажерки печных вагонеток, исполь­зования некачественного огнеупорного припаса и пло­хой его промазки.

Цек глазури (волосные трещины) возникает при КТРГ> КТРЧ. Он проявляется или сразу после обжига, или после длительной эксплуатации фаянсовых и май­оликовых изделий вследствие дополнительного расши­рения их черепка в результате поглощения влаги. Воз­никновение цека возможно и при КТРГ=КТРЧ из-за-термических напряжений, возникающих при охлажде­нии изделий, так как глазурь охлаждается быстрее че­репка. Появлению цека способствует повышенная плот­ность глазурной суспензии, нанесение суспензии тол­стым слоем, недостаточно тонкий помол кварца в массе, недостаточное развитие переходного слоя.

Образование цека также возможно при использова­нии недомолотой глазури: К цеку приводит и нанесение легкоплавкой глазури на тугоплавкий фарфоровый че­репок. Непостоянство первого обжига фаянсовых изде­лий вызывает отклонения в величинах КТР массы и глазури, что также может быть причиной цека. Он мо­жет проявиться при плохом проплавлении фритты, не­достаточной эластичности глазури, использовании песка с зернами окатанной формы.

Для устранения цека рекомендуется изменить состав глазури и черепка, увеличить содержание Si02 в глазу­ри, а также СаО и MgO за счет снижения содержания Na20 и КгО, повысить эластичность глазури и тонину помола, уменьшить толщину глазурного покрытия, по­высить температуру обжига и длительность выдержки при максимальной температуре, повысить качество фритты фаянсовых глазурей.

Отслаивание глазури возникает при КТРГ< КТРЧ, чрезмерно тонком помоле глазури, пережоге фаянсовых изделий. Для устранения этого явления в глазурную суспензию в процессе приготовления вводят карбонаты натрия, бария или криолит (2—5%). Отслаивания гла­зури можно избежать, если смачивать края изделий кар­бонатом натрия.

Мелкие поверхностные трещины на глазури появ­ляются в результате модификационных превращений кварца и кристобаллита в черепке изделия. Повышен­ное поверхностное натяжение глазури в пиропластиче-ском состоянии, являющееся чаще всего следствием из­лишней тонкости помола, приводит к возникновению внутренних напряжений в слое глазури и образованию волосных трещин. Устранению поверхностных трещин способствует добавка в массу кварцевой муки, боя обожженных изделий, известкового шпата, доломита за счет уменьшения содержания глины, каолина, поле­вого шпата, повышения тонкости помола кварца.

Сборка глазури — стягивание в капельки и складки, возникает при чрезмерном измельчении компонентов глазурной суспензии, плохой обдувке изделий от пыли перед глазурованием, повышенном содержании в гла­зури сырого каолина и глины.

Плохой розлив глазури возможен при недостаточном помоле ее компонентов, недожоге изделий, несоответст­вии состава глазури температуре обжига, низком каче­стве фриттования. При этом глазурь имеет слабый блеск и возможна волнистость поверхности.

Наколы в виде точечных впадин размером 1—2 мм, незаполненных глазурью, возникают в результате раз­рыва газовых пузырьков в период розлива глазури, а также впитывания глазури крупными порами черепка.

Наличие газовых пузырьков вызывает и такие дефекты, как прыщ и пузырь. Количество пузырьков в глазури возрастает с увеличением толщины слоя глазури. С уве­личением продолжительности и температуры обжига растут и размеры пузырьков и их количество в поверх­ностном слое глазури. Размер прыща 1—2 мм, пузы­ря— до 2—3 мм.

Большое влияние на образование наколов оказы­вает печная атмосфера. Сернистые соединения, взаимо­действуя с компонентами глазури, изменяют ее состав и свойства. Поверхность глазури становится неровной, рыхлой и пористой. По отрицательному воздействию отдельных компонентов печной атмосферы на вспучива­ние глазури и образование наколов их можно располо­жить следующим образом: водяной пар < Диоксид уг-лерода< оксид углерода < водород-< сернистый газ. Одно из средств борьбы с наколами — замена газообразую­щих компонентов глазури (доломита, мела или мрамо­ра] щелочноземельными силикатами, например таль­ком.;

Если плавление глазури произошло раньше, чем усадка массы изделия достигла 90% своей величины, то газы, проникающие в глаз' рный покров из черепка и насыщающие его, также могут вызвать наколы, прыщ, пузырь.

Образованию наколов способствуют также плохая обдувка изделий перед глазурованием, неравномерность глазурного покрытия, недостаточная температура пред­варительного обжига. Наколы могут образоваться и при использовании весьма легкоплавкой маловязкой глазу­ри, способной впитываться в крупные поры черепка, особенно при повышенной его пористости. Одной из причин возникновения наколов, прыща и пузыря яв­ляется науглероживание черепка и запоздалое выгора­ние органических веществ, имеющихся в нем; при нали­чии вязкой стеклофазы при 800—1000°С образуется прыщ, при 1000—1200° С — накол и пузырь. Наколы снижают блеск глазури на 5—6%.

Для устранения этих дефектов в период окислитель­ного обжига коэффициент избытка воздуха в печной атмосфере поддерживают на уровне 1, 5—1, 8, увеличи­вают выдержку при температуре 800—1000° С, регули­руют давление в рабочем и подвагонеточном каналах, изменяют вязкость глазури при розливе. Если глазурь обладает повышенной вязкостью, удаление газов за­трудняется и на поверхности глазури образуются пу­зырьки. Пузырьки размером менее 0, 1 мм невооружен­ным глазом не обнаружив-аются. При большом их коли­честве глазурь становится мутной. Иногда устраняет наколы окунание изделий в воду перед глазурованием.

Сухость глазури — понижение блеска и глянцевито­сти поверхности — возникает из-за большой и прежде­временной впитываемости глазури черепком. Это часто происходит при недожоге фаянсовых и майоликовых из­делий во время первого обжига, а также при очень большой влажности глазурной суспензии и нанесении ее слоем недостаточной толщины. При пониженной влажности глазурной суспензии возможно образование таких дефектов, как наплывы и натеки. Устраняют эти пороки, регулируя плотность глазурной суспензии, вра­щая изделия при глазуровании на полуавтоматах.

Плешины — непокрытые глазурью места могут по­явиться при чрезмерной вязкости глазурной суспензии, малом содержании в глазури пластичной глины, а так­же попадании на поверхность изделия жирных веществ, плохой обдувки от пыли и др. Устраняют дефект тща­тельной очисткой глазуруемой поверхности от пыли, а также добавкой в глазурь 1—2% камеди.

Матовость глазури возникает вследствие поглощения паров компонентов глазури, например борной кислоты, стенками каселя или этажерным огнеупорным припа­сом, расслоения глазурного шликера, от воздействия сернистых газов печной атмосферы, удаления летучих при использовании сырых глазурей. Матовость глазури появляется и в том случае, когда температура розлива глазури выше температуры обжига изделий.

Пятнистость возникает под влиянием дубильных экс­трактов— танина, если они добавляются в глазурную суспензию, воздействия сернистых газов печной атмос­феры, попадания в глазурь обрывков проволочной сетки сит (зеленые пятна). При науглероживании черепка в период спекания образующийся Fe304 придает фарфо­ровым изделиям серую окраску, что снижает их про­свечиваемость.

При недостаточном восстановлении изделия полу­чают желтоватый оттенок. Образование желтых пятен на высушенных изделиях указывает на присутствие в массе водорастворимых соединений ванадия. Для пере­вода этих соединений в нерастворимое состояние в мас­су добавляют 0, 5—1 % оксида цинка.

Литейные пятна образуются на крупных изделиях от удара струи глазурной суспензии о стенку гипсовой формы. В месте удара возникает некоторое уплотнейие массы, которое после обжига оказывается настолько плотным, что плохо воспринимает или совсем не воспри­нимает глазурную суспензию. Пятно имеет окраску, от­личающуюся от окраски всего изделия. Для предупреж­дения литейных пятен рекомендуется наливать глазур­ную суспензию в форму через воронку, предварительно полив суспензией место предполагаемого удара струи, откорректировав состав для предупреждения расслое­нию глазури: уменьшить содержание электролитов, по­высить содержание боя изделий, проверить глину на со­держание хлоридов и сульфатов, дающих пятна и т. д.

Слипыш — приплавление изделий друг к другу, к капселю или плитам этажерки — результат неправиль­ной установки изделий в капсели и на этажерку печной вагонетки. Для устранения этого дефекта необходимо улучшить установку изделий в капсели и на этажерку, а также промазку огнеупорного припаса.

Засорка возникает в результате использования нека­чественных капселей и этажерного припаса, плохой их промазки, неисправности толкателей туннельных печей. Замена шамотного огнеупорного припаса на карбидо-кремниевый и покрытие его алюмофосфатной промазкой снижает вероятность засорки изделий.

Задувка — образование темных пятен и полос на гла­зури возникает вследствие поглощения черепком сажи­стого углерода, золы и углеводородов из печных газов в период, предшествующий восстановлению (1000— 1250°С). Устраняют этот дефект улучшением условий сжигания топлива и поддержанием заданного аэроди­намического режима в печи.

Мушка — небольшие темно-коричневые пятна на че­репке или глазури—результат наличия желези­стых соединений в массе или глазури (материальная мушка), попадания металлического железа вследствие износа технологического оборудования (аппаратная мушка) или с огнеупорного припаса (горновая). Пред­отвращают появление мушки многократная магнитная сепарация тонкомолотых порошков, суспензий и шлике­ров, использование деталей из высокоустойчивых к ис­тиранию сталей и шликеропроводов из цветного ме­талла.

, Вскипание глазури возможно в том случае, когда температура ее плавления значительно ниже температу­ры обжига изделия. Вскипание глазури может произой­ти при наличии в ее составе низкокачественного полево­го Iшпата. Ввод 2—3% глинозема устраняет этот де­фект.

Рябизна — неровность поверхности. Крупноволнистая рябизна может быть обнаружена невооруженным гла­зом. Микрорябизна видна только под микроскопом. Ря­бизна бывает глубокая и мелкая, интенсивная, т. е. по­крывающая поверхность целиком, и неинтенсивная — разреженная. Расстояние между двумя смежными воз­вышенностями микроряби около 100 мкм. Глубокая ин­тенсивная рябизна снижает блеск глазури на 5—7%.

Волнистость — макронеровности поверхности, имею­щие очень мягкие плавные очертания и незначительную амплитуду, которые резко снижают блеск глазури.

Крупа — многочисленные микровыступы, придающие поверхности шероховатость, размером в плане 5— 10 мкм, по вертикали 1—2 мкм. Крупа бывает сплошная и несплошная, резкая, если микровыступы выдаются вы­соко, и ослабленная. Блеск глазури при этом дефекте снижается до 20%.

Наросты — скопления вещества, находящегося на глазури и частично заплавленного в ней. Они бывают крупными 10—50 мкм и мелкими — до 10 мкм. Наибо­лее часто наросты образуются при повышенном содер­жании сернистого ангидрида в газовой атмосфере печи. При 2%-ной концентрации S02 наросты могут быть мно­гочисленными.

Вопросы для самопроверки

Факторы, определяющие выбор способа глазурования.

Способы глазурования и их особенности.

Пороки глазурного покрытия, причины возникновения и меры их устранения.