Общая схема производства керамических изделий

1 добыча глины и подготовка массы;

2 формование изделий (сырца);

3 сушка;

4 обжиг;

5 сортировка.

Добыча глины осуществляется при помощи многоковшовых экскаваторов, скреперов и т.д. Для перемещения на завод используют, как правило, ж/д транспорт, ленточные транспортеры.

Глина, взятая из карьера, обычно непригодна для получения изделий. Поэтому при производстве любых керамических изделий готовят так называемую керамическую или рабочую массу.

Подготовка. Цель подготовки глин – разрушить природную структуру глиняного сырья, удалить из него вредные примеси, измельчить крупные куски, а затем обеспечить равномерное смешивание всех компонентов с водой для получения практически однородной и удобоформуемой массы.

В зависимости от свойств сырья подготовку сырья ведут 3-мя способами.

1 Полусухой способ. Материалы вначале подсушиваются, дробятся, размалываются в порошок, а затем перемешиваются и увлажняются водой или паром. Влажность пресс-порошка 8-12%. Такой способ для производства кирпича полусухого прессования, плиток для полов, облицовочных плиток и т.д.

2 Пластический способ. Глина дробится и смешивается с другими материалами при естественной влажности и с добавлением воды до получения теста влажностью 18-25% и более. Этот способ в производстве различных видов строительной керамики.

3 Шликерный. Исходные материалы предварительно измельчают в порошок и тщательно смешивают с большим количеством воды более 60% до получения однородной текучей массы (шликера).

Формование изделий. Различают 4 способа формования: пластический, полусухой, сухой, литье.

Пластический способ наиболее распространен. При этом способе используют ленточные прессы. При формовании отсасывается воздух из глины, повышается пластичность и плотность глиняной массы, выдавливаемой из ленточного пресса. Выходящий из пресса глиняный брус требуемого сечения разрезается аппаратом на изделия.

При полусухом и сухом способе используют керамическую массу с влажностью 8-12% и 2-8% соответственно. Прессование сырца производится в стальных формах при давлении 12-15 МПа. Пресс с вращающимся столом создает двухстороннее трехступенчатое прессование 1-5-15 МПа, благодаря которому большая часть воздуха из пресс-порошка удаляется.

Способ литья. Плитки изготавливают на автоматизированных конвейерных линиях. По конвейеру движутся пористые керамические поддоны, на которые наливные аппараты последовательно наносят шликеры разделительного, плиточного и глазурованного слоев. Разделительный слой обеспечивает хорошее сцепление плитки с поддоном в сыром состоянии и легкое отделение от него после обжига.

Сушка изделий. Перед обжигом изделие надо высушить во избежание неравномерной усадки и растрескивания при обжиге. Сушить сырец можно в естественных условиях (в сушильных сараях) 10-20 суток. Но это очень долго, поэтому сырец сушат в специальных установках (периодического непрерывного действия) - туннельных и камерных сушилках. При этом сушка длится 2-3 суток, а иногда 10-14 ч. Сушку производят при температуре не более 90⁰С до влажности не более 8-12% (от массы сухой глины). Изделия полусухого и сухого формования сушить не обязательно.

Обжиг изделий является важным и ответственным этапом при изготовлении керамических изделий. При обжиге протекают физ.-хим. процессы, в результате которых формируется структура, определяющая технические свойства изделия. Обжиг осуществляется в различных установках периодического и непрерывного действия – туннельные и кольцевые печи.

В печах существует несколько зон:

1) t = 200-800⁰С выделяется летучая часть органических примесей и выгорающих добавок. При t = 550-800⁰С происходит дегидратация глинистых минералов, при этом разрушается кристаллическая решетка минералов, и глина теряет пластичность. Скорость подъема температуры 300-350⁰С/ч, для эффективных - 400-450⁰С/ч;

2) выдержка изделий при t = 800⁰С в окислительной атмосфере до полного выгорания углерода;

3) подъем температуры от 800⁰С до максимальной связан с разрушением кристаллической решетки и значительными структурными изменениями черепка, поэтому скорость подъеме замедляют до 100-150⁰С/ч, а для пустотелых – 200-220⁰С/ч,

4) по достижении максимальной температуры изделие выдерживают для выравнивания температуры по всей толщине. Затем температуру снижают на 100-150⁰С, в результате изделие претерпевает усадку,

5) охлаждение при температуре менее 800⁰С увеличивается до 250-300⁰С/ч.

Сортировка и хранение изделий. После обжига изделия могут различаться между собой по степени обжига, по наличию внешних дефектов. Поэтому при выгрузке из печи их сортируют с учетом требований ГОСТ.

Изделия, выпускаемые в массовых количествах, хранятся на открытых складах. Мелкие и более ценные в закрытых складах, во избежание боя, увлажнения и загрязнения.