Технология на производство
В момента за производството на керамични плочки се използва следната технология: пластмасово формоване, полусухо пресоване, твърдо формоване, метод на приплъзване.
Пластмасов метод – изходните материали с естествено съдържание на влага или предварително изсушени се смесват с водни добавки. Получава се тесто със съдържание на влага от 18 до 28%. Тази технология за производство на керамични материали е най-често срещаният. Използва се в случаите на използване на среднопластични и умеренопластични, насипни и мокри глини с умерено съдържание на чужди включвания. Те са добре напоени и се превръщат в хомогенна маса.
Полусухото производство е по-рядко срещано от пластмасовото формоване. Според тази технология керамичните продукти се образуват от смес със съдържание на влага 8 – 12%. При налягане 15 – 40 МРа. Недостатъкът на този метод е, че неговият разход на метал е почти 3 пъти по -голям от този на пластмасата. Но в същото време той има и значителни предимства. Продължителността на производствения цикъл се намалява почти 2 пъти. Продуктите имат по -правилна форма и точни размери. До 30% се намалява разхода на гориво. В производството е възможно да се използват нископластични кльощави глини с голямо количество добавки от производствени отпадъци – пепел, шлака и др. Суровината е прах, който трябва да има около 50% частици по -малко от 1 мм и 50% с размер 1 – 3 мм.
Пресоването на продуктите се извършва във форми за един или няколко отделни продукта на хидравлични или механични преси.
Сухият метод за производство на керамични плочки е един вид модерно развитие на полусухо производство на продукти. При тази технология пресата се приготвя със съдържание на влага 2 – 6%. Това напълно премахва необходимостта от операция по сушене.
Методът на приплъзване се използва, когато продуктите са направени от многокомпонентна маса, състояща се от хетерогенни и трудни за синтероване глини и добавки. Също така и когато е необходимо да се приготви маса за производството на продукти със сложна форма чрез отливане от маса с вода съдържание до 40%.
Описание на технологичната схема
Твърдото формоване е модерна технология на пластмасово формоване. Съдържанието на влага в формованата маса при този метод варира от 13% до 18%. Формоването се извършва на мощни вакуумни шнекове или хидравлични преси. Вакуумната преса създава налягане на пресоване до 20 МРа. Твърдото формоване се извършва при относително високо налягане 10 – 20 МРа. Поради това могат да се използват по -малко пластмаси и естествено ниски глинени глини. При този метод се изискват по -ниски енергийни разходи за сушене. Получаването на суров продукт с повишена якост прави възможно избягването на определени операции, които са задължителни при пластмасовия метод. Формоването с твърд метод завършва чрез нарязване на непрекъсната лента от образуваната маса на отделни продукти върху режещи устройства.
Глината за производство на керамични плочки се добива в кариери, обикновено разположени в непосредствена близост до завода. Глините обикновено се срещат на плитка дълбочина с дебелина на оголване 0,5 – 1,0 м. Дебелината на полезната дебелина на находищата варира от един до десетки метри. Глината се добива по открит начин от различни багери. Методите за производство и оборудване за разработване на поле се избират в зависимост от дебелината на глинения резервоар и естеството на появата му. Глината се транспортира от кариерата до завода по железопътен транспорт в преобръщащи се колички.
За безпроблемната работа и технолигия на фабриката за керамични плочки, трябва да има определено количество суровини.
За тази цел заводите създават складове за междинния запас от суровини. Добивът на глина през зимата, както и защитата й от замръзване по време на транспортиране, значително усложняват производството. Поради това заводите се стремят да извършват добив през топлия сезон и създават запаси от глина в складовете.
Глината, добита в кариера и доставена на завода в естественото й състояние, обикновено е неподходяща за формоване на продукти. За решаване на този проблем е необходимо да се обработят суровините и да се унищожи естествената структура на глината. Също да се отстранят вредните примеси, да се натрошат големи образувания, да се смеси глина с добавки. За да се получат формиращи се маси, глината се навлажнява.
Глината се подлага на последователно грубо натрошаване и фино смилане. Първичното раздробяване на глина се извършва в глинен рипер, който е самоходна количка, която се движи с бутало над подаващото устройство. Работното тяло на глинената рипер е въртящ се вал с монтирани фрези. Раздробяването на глина на парчета с размери 10-15 мм се извършва в трошачки. Вискозни пластмасови глини се натрошават върху гладки диференциални груби ролки.
Натрошената глина и постните добавки се дозират за предварително смесване в двувалов смесител. Ако е необходимо, тук се подава и вода или пара.
Формоването се извършва на преса с вакуум и нагряване. Вакуумирането и загряването на масата по време на пресоването позволява да се подобрят нейните формообразуващи свойства и якост.
Винтов вал със спирални остриета се върти в тялото на пресата. Глинената маса се премества с помощта на винт към конусната адапторна глава, уплътнява се и се изстисква през мундщука под формата на непрекъснат колан под налягане. Сменяйки мундщука, можете да получите глинен блок с различни форми и размери. Гредата, непрекъснато излизаща от пресата, се нарязва на отделни части. За да са в съответствие с размерите на продуктите, които се произвеждат от автоматично устройство за рязане. Пресата е оборудвана с вакуумна камера, в която въздухът частично се отстранява от глинестата маса.
Преди изпичане продуктите трябва да се изсушат до съдържание на влага 5 – 6%. Тази технология е необходима, за да се избегне неравномерно свиване, изкривяване и напукване по време на изпичането. Изкуственото сушене се използва в партидни сушилни за няколко до 72 часа, в зависимост от свойствата на суровините и съдържанието на влага в суровината. Сушенето се извършва при първоначалната температура на охлаждащата течност – отработени газове от пещи или нагрят въздух с температура 120 – 150.
Изпичането е най -важният и последен процес в производството на керамични плочки. Тази технология включва три периода: загряване на суровината, действително печене и контролирано охлаждане.
Когато суровината се нагрява до 120, физически свързаната вода се отстранява и керамичната маса става непластична. Но ако добавите вода, пластичните свойства на масата се запазват.
В температурния диапазон от 450 до 600 настъпва отделяне на химически свързана вода. Разрушаване на глинести минерали и глината преминава в аморфно състояние. С по -нататъшно повишаване на температурата органичните примеси и добавки изгарят, а керамичната маса безвъзвратно губи своите пластични свойства.
При 800 започва увеличаване на якостта на продуктите, поради появата на реакции в твърдата фаза по границите на повърхностите на частиците на компонентите.
В процеса на нагряване до 1000 е възможно образуването на нови кристални силикати, например силиманит Al2O3 · SiO2, а при нагряване до 1200 и мулит 3Al2O3 · 2SiO2.
В същото време нискотопящите се съединения на керамичната маса и минералите на флюса създават определено количество стопилка. Това обгръща неразтопените частици, привлича ги заедно, което води до уплътняване и свиване на масата като цяло (свиване при пожар) . В зависимост от вида на глината, тя варира от 2% до 8%. След охлаждане продуктът придобива каменно състояние, водоустойчивост и здравина. Температурният диапазон на изпичане на керамични плочки е от 1100 до 1300.
Изгарянето на керамични плочки се извършва в тунелни пещи.Технология.
Тунелната пещ е проходен канал с дължина до 100 м, в който колички с изпечени продукти се движат по релсите. Изсушените плочки се зареждат върху колички с огнеупорна тухлена камина. Тласкачът подава заредената количка в пещта, като избутва количката с изгорели и охладени плочки от противоположния край. Тунелните пещи работят на газ или фини въглища. Удобно е да се механизират процесите на товарене и разтоварване в пещи, както и да се автоматизира процеса на изпичане.
Има наличие на стабилни температурни зони и противотоковото движение на изгорелия материал срещу потока от газове. Това прави възможно получаването на високи температури на нагряване в пещите, което дава възможност за интензифициране на процеса на синтероване. Тунелните пещи са много по -ефективни и икономични от пръстеновите пещи, освен това броят на отхвърлените продукти е много по -малък. Значителен недостатък на тунелните пещи е бързото износване на колички.
Изгорелите продукти подлежат на отхвърляне и сортиране. Качеството на продуктите се установява от степента на изпичане, външен вид, форма, размер, както и от наличието на различни дефекти в тях. Технология на производство.
Произведените продукти трябва да отговарят на изискванията на действащите стандарти и технически условия. Поради това на всички етапи от производството на керамични плочки е необходим технически контрол. Тоест набор от операции, които да гарантират пускането на висококачествени продукти с оптимални технически и икономически показатели за производството му.