Отчёт по практике на Минском фарфоровом заводе и в НИИСМе

5.Минскийфарфоровыйзавод

5.1 Общие сведенияо фарфоре иистория Минскогофарфоровогозавода

Фарфор – одиниз важнейшихи интереснейшихкерамическихматериалов.Черепок егоплотный, спекшийся,в изломе раковистый,просвечиваетсяв тонком слое.Открытая пористостьфарфора менее0.5%, истинная 3-5%.Он обладаетвысокой прочностьюустойчив кдействию кислоти щелочей,термостоек.

Изделия изфарфора, какправило, глазуруют,а хозяйственныйи художественныйфарфор декорируют.Отечественныйфарфор изготавливаютиз тонкой смесикварца, каолина,полевого шпатаи глины. В зависимостиот состава итемпературыобжига различаюттвердый и мягкийфарфор. Твердыйфарфор по сравнениюс мягким содержитбольше каолинаи меньше полевошпатовыхпород, обжигаетсяпри температуре1350-1450 градусов ивследствииэтого имеетболее высокиефизико-химическиесвойства. Изтвердого фарфорав основномизготавливаютсяизделия техническогоназначенияи лучшие сортабытовой керамики.Мягкий фарфорхарактеризуетсябольшим содержаниемплавней, болеенизким содержаниемкаолина, болеенизкой температуройобжига( 1250-1300 градусов),белизной,просвечиваемостью.Он подразделяетсяна полевошпатовый,костяной, фритовый,бисквитныйи др.

Шихтовойсостав массопределяетсяхимическимсоставом исходныхсырьевых материалов,видом изделийи технологическимиособенностямипроизводства.

В фарфоровыемассы вводят4-18% глин. Глинымогут заменятьсяболее пластичнымбентонитом,при этом 1% бентонитаэквивалентен55 глины, так какего связующаяспособностьзначительновыше.

В производствев качествеотощающихдобавок используетсябой фарфоровыхизделий.

Фарфоровоеразнообразиевходит в нашужизнь как нечтообязательное,само собойразумеющееся,мы уже не представляемсебя без него.Отливающиебелизной изделияс сочной росписьюстали частицейнашего бытия.

Историяфарфора в Беларусиначалась в 1883году, когданекто Полякна улице Крапоткина,92 открыл изразцово-гончарноепроизводство.

В 1920 году заводбыл переданв ведение Минскогогородскогосовета рабочихи солдатскихдепутатов.Началось неуклонноевосхождениепредприятия.Расширялись площади , наращивалисьмощности, ручнойтруд постепеннозаменялсямашинным,увеличивалсявыпуск продукции.

В январе 1939года заводвошел в структуруМинского областногоуправлениялегкой промышленности.

После освобожденияМинска отнемецко-фашистскихзахватчиковмногое пришлосьвосстанавливатьи начинатьзаново. Так ужев 1946 году заводвыпускаетугловые глазурованныеи неглазурованныеизразцы и кафелив общей сложностисвыше 520 тысячштук.

В 1946 году былоорганизованнопроизводствосиликат-глыб-заготовокдля стеклоизделий.

В 1950 году вступилв строй горни 20-тонный газогенератор,что позволилоболее успешноосуществлятьобжиг керамическоймассы. Качественныеизменениятехнологическихпроцессовпривели к применениюнового названияпредприятия:15 марта 1951 годаМинского изразцовыйзавод переименовалив фарфорово-фаянсовый.Эту дату принятосчитать днемрождения белорусскогофарфора.

В 1953 году начатои завершеностроительствоцеха радиокерамики,а с января 1954 годаналажен выпускфарфоровых(беспроволочных)сопротивленийвысокой стабильности.

С 15 июля 1957 годафарфорово-фаянсовыйзавод перешелв систему управлениястекольнойи химическойпромышленностиБССР.

В 1971 году наминском фарфоровомзаводе осваиваютвыпуск ещеодного видапродукцииковрово-мозаичныхстеклоплиток.

В 1973 году вступилв строй живописно-сортировочныйцех.

В 1979 году введенв действиекомплексно-механизированныйцех, рассчитанныйна ежегодныйвыпуск 5.4 млнизделий столовогоассортимента.

В первомквартале 1983 годасдан в эксплуатациюблок вспомогательныхцехов площадьюшесть тысячквадратныхметров. В 1983 годуноменклатурупродукциизавода составлялипочти 600 наименованийпредметовразличногоназначения.В этом же годузавод награжденорденом «Знакпочета». Впоследующиегоды вплотьдо кризиса 90-хгодов заводпродолжалпостепенноеразвитие.

В настоящеевремя заводвключает следующиецеха: цех полыхизделий, цехплоских изделий,цех радиокерамики,цех огнеупорови лаборатории.

5.2 Ассортиментвыпускаемойпродукции

Посуда фарфороваястоловая выпускаетсяв соответствиис ГОСТ 28390. Посудаподразделяетсяпо форме: наплоскую и полую;по размерам:на мелкую, среднюю,крупную. Посудадолжна изготавливатьсяв соответствиис требованиямистандарта ипо утверждённымобразцам. Внутренниеповерхностиполых и плоскихизделий, соприкасающихсяс пищевымипродуктамине должны выделятьсвинец и кадмийболее, мг/дм³:

	свинец	кадмий
дляплоских изделий	1,7	0,17
дляполых изделий:
мелкихи средних	5,0	0,5
крупных	2,5	0,25

Изделия должныиметь плотныйспёкшийсячерепок, покрытыйбесцветнойглазурью. Оттеноквсех изделий,входящих вкомплект, долженбыть одинаков.Приставныеизделия должныбыть прочноприставленык основномуизделию. Неглазурованныйкрай изделиядолжен бытьтщательнозашлифован.Каждое изделиедолжно бытьустойчивымна горизонтальнойплоскости. Вблюдце необходимоуглубленноеместо для ножкичашки. Поверхностьпосуды, соприкасающаясяс пищевымипродуктамидолжна бытькислотостойкой.Посуда подразделяетсяна изделия 1-гои 2-го сорта.

5.3 Характеристикасырья и материалов

Керамическоесырьё — этоминералы природногопроисхождения,используемыепосле измельченияи обогащения.Сырьё выбираютисходя изтехнологическихсвойств иэкономическихсоображений.

Различаютглинистое(тонкодисперсное)сырье, котороехарактеризуетсяспособностьюобразовыватьс водой формуемыесмеси и каменистое(грубодисперсное)сырьё, котороене образуетс водой смесей,способныхформоватьсяи другие вспомогательныематериалы. Длянаиболее полногоиспользованиякерамическогосырья отходыпроизводства(обрезки приформовании,полуфабрикатыс дефектамиформованияи сушки, утильныеи политые отходы)возвращаютсяобратно впроизводство.Для повышениямеханическойпрочности ввоздушно-сухомсостоянии вформовочнуюмассу добавляетсяпри помолесульфанаты.

Массы классифицируютпо составу итехнологическимпризнакам наформовочнуюмассу литейныйшликер.

Краткаяхарактеристикасырья и материалов,применяемыхв фарфоровомпроизводстве:

• глинабентонитоваядля тонкой истроительнойкерамики. МаркаФРК ГОСТ 7032. Содержаниесуммы окислови титана неболее 1,75%. Содержаниесерно ангидридане более 0,5%. Среднийпредел прочности20 кг/м². Показательадсорбции неменее 200 мг/г.Содержаниекусков крупностьюдо 50 мм не более10%, свыше 300 мм —10%. Не допускаетсяналичие постороннихпримесей, видимыхневооружённымглазом;

• глинаогнеупорнаяВеселовскогоместорождения.Марка ВГО1ТГУ21-25-203-81. Огнеупорность— не менее 1690 ⁰С,потери припрокаливаниине более 12%. Естественнаявлажность —не более 24%. Остатокна сите №0063 неболее 0,8%. Массоваядоля оксидажелеза не более1,1%, суммы оксидажелеза и двуокисититана не более2,5%. Не допускаетсяналичие примесейвидимых невооружённымглазом;

• глинозём.Марка ГК ГОСТ6912. Не допускаетсяналичие примесей,видимых невооружённымглазом. Содержаниеоксида железане более 0,04 –0,06%. Потери припрокаливании0,2%. Содержаниеоксида Al– не менее 85 –95%;

• вяжущиегипсовые. Марки:Г5 – ВIII, Г6 –БIII (гипсорловский)ТУ21РСФСР 583 – 73,Г10 – БIII. Пределпрочностиобразцов-палочекразмером 40х40х16мм в возрасте2-х часов:

Объёмноерасширениене более 0,15%. Примесинерастворимыев соляной кислотене более 0,5%.Водопоглощениене менее 30%. Срокисхватывания,мин: начала неранее 6, конецне позднее 30;

• доломиткусковой длястекольнойпромышленностиГОСТ 23672. Массоваядоля оксидовжелеза в пересчетена Fe₂O₃% не более 7%. Недопускаетсяналичие постороннихпримесей;

• песоккварцевый.Марки ОВС-0,2-В(1), ОВС-0,25-I (2),ОВС-0,3-В (3) ГОСТ22551

Не допускаетсяналичие постороннихпримесей, видимыхневооружённымглазом;

• каолинобогащенныйдля керамическихизделий. МаркаКФ-1, КФ-2, КФ-3 ГОСТ21286. Не допускаетсяналичие примесей:массовая доля% оксида железа(не менее): КФ-1— 0,6; КФ-2 — 0,8; двуокисиTi (не более):КФ-1 — 0,4; КФ-2 — 0,5. Остатокна сите № 0063 — неболее 0,5%. Водопоглощениеобразцов, обожжённыхпри 1350 ⁰С в % неменее 6. Массоваядоля влаги12%;

• декалькоманиякерамическаятрафаретнаяТУ 17 РСФСР 20-7738-83, ТУ205 БССР 417-85. Должнаиметь четкийрисунок, безпомарок и искажений.При намоканиибумаги — основаплёнки деколидолжна легкосдвигатьсяна декорируемуюповерхность.Листы деколидолжны бытьсухими и несмятыми.Хранить ввертикальномположении приТ = 18 – 20 ⁰С и относительнойвлажности 55 –65 %;

• краскилюстровые дляфарфора, фаянсаи стекла ТУ17(888) РСФСР 20-7672-80. Внешнийвид — тёмно-коричневаяжидкость, Тобжига 790 – 810 ⁰С.После обжигадолжны даватьравномернуюблестящуюповерхность;

• краскинеглазурованныедля изготовлениятонкой керамикиДулёвскогокрасочногозавода ТУ РСФСР20-3945-83. Цвет и оттеноккраски долженсоответствоватьцвету и оттенкуэталона. Влажностьсухого порошкакраски — неболее 0,25 – 0,5%. Обожжённыена изделияхкраски должныобладатькислотоустойчивостьюк действию 3 –4%-ой CH₃COOHпри комнатнойтемпературе;

• краскиглазурованныеДулёвскогокрасочногозавода ТУ 17 РСФСР20-4038-80. Влажностьпорошка — неболее 0,5%. Дисперсностьне более 0,5%. Цвети оттенок долженсоответствоватьэталону напалитре заводаизготовителя.

5.4 Технологическаясхема производствафарфоровфхизделий

5.4.1 Первичнаяобработка сырья

Первичнаяобработкасырьевых материаловна заводахосу­ществляетсяв разных помещениях.Рациональнеевсего эту ра­ботуорганизоватьна складе сырьяили в помещении,примы­кающемк складу. Тогдабудут сокращенылишние перевалкии облегченоудаление отходов;станет болеевозможноймеханиза­циятранспортировкиматериаловв массозаготовительныйцех (МЗЦ).

Складскоехозяйстводолжно бытьпоставленотак, чтобы былипредотвращенымалейшие возможностисмешения иза­грязненияпоступившихсырьевых материалов.В связи с этимна заводахдолжны бытьсоответствующиескладскиепомеще­нияс таким количествомотсеков, которыепозволяли быраз­дельнохранить каждыйвид сырья ивспомогательныхматериа­лов.Кроме того,склад долженбыть оснащенсоответствую­щимимеханизмамидля выгрузкисырья, его первичнойобработки итранспортировкив МЗЦ.

Сортировкуглинистыхматериаловпроизводятвручную. В результатеиз материалаудаляют куски,содержащиескопле­ниякрасящих окислов.

Тщательноотсортированныеглинистыематериалыдробят на мелкиекуски . Здесьчаще всегоприменяютзубчатые валкии ножевые глинорезки(стругачи). Зубчатыевалки со­стоятиз двух валков снабженныхзубьями . Валкивра­щаютсянавстречу одиндругому с разнымискоростями.Вслед­ствиеразницы в скоростях,один из валков,вращающийсямед­леннее,задерживаеткуски глины,в то время какдругой увле­каетих с большойскоростью.Таким образом,куски в процесседробленияповорачиваются,отчего производительностьмашины повышается.

Ножеваяглинорезка(используетсяна минскомфарфоровомзаводе), в отличиеот зубчатыхвалков, не дро­бит,а режет глину;в этом ее важноепреимущество.На глинорезкеможно измельчитькак сухие, таки мерзлые ивлажные глины;зубчатые жевалки в процессеработы забиваютсявлаж­ной глиной.Различаютстругачи вертикальныеи горизонталь­ные.Более производительнымиявляются последние.Производительностьзубчатых валков,в зависимостиот их размерови характераглин, достигает4—15 т/ч, а стругача— 2,5—18 т/ч.

Параллельнос обработкойглинистыхматериаловпроизво­дяттакже обработкуи каменистыхматериалов.Первичнуюоб­работкутаких материалов,как жильный(кусковой) кварц,полевой шпатили пегматит,начинают либос грубого дробле­ния,либо с предварительногообжига. Практическиэти две операциидруг другаисключают:обожженныематериалы частоподают на тонкоеизмельчениебез бегунногодробления.Грубое дроблениекаменистыхматериаловпроизводятна щековойдробилке. Величинакусков материала,по­даваемыхна дробление,зависит отгабарита дробилки.На дро­билках,применяющихсяв тонкокерамическойпромышленности,материал подаютв виде кусков(200—250 мм в поперечнике).Куски, превышающиеэтот размер,до подачи надроблениедол­жны бытьрасколотыкувалдой вручную.

Каменистыематериалысортируют,чтобы уда­литьиз них вредныеминеральныепримеси, чащевсего слюды,хлориты, афиболыи другиежелезо-магнезиальныесиликаты, атакже окислыжелеза. Этипримеси приобжиге фарфорарас­плавляютсяс образованиемшлаковых выплавок,понижающихдекоративноекачествохудожественногофарфора. Сортировкусырьевых материаловобычно производятвручную наскладе..

Все каменистыематериалы послесортировки,а также черепфарфоровыйпосле мойкиподвергаютбегунномуизмельчению(среднему дроблению).На бегунахматериал измельчаетсяпод парой катковиз гранита иликварцита, катящихсяпо поду. Материалподают на бегунымеханизированнымспособом. Размеркусков загружаемогоматериала недолжен превышать75—100 мм.

На Минскомфарфоровомзаводе сырьёдоставляетсяавтотранспортом.Каолин поступаетпосле мокрогообогащенияи содержитэлектролитыи коагулянты,которые могутнегативноотозватьсяна качествефарфоровыхизделий, поэтомуон предварительноподвергаетсяотмывке в мешалках,а затем фильтруетсяна рамных фильтрпрессах довлажности 20-23%. Кварцевыйпесок проходитпросев, а привлажность более5% и сушку в сушильномбарабане, азатем загружаетсяв бункера. Пегматитыпоступают наМинский фарфоровыйзавод обогащеннымии сразу загружаютсяв бункера. Фарфоровыйчереп дробитсяв щековых дробилках,а затем поступаетв бункер запаса.

5.4.2 Приготовлениеформовочныхмасс и литейногошликера

На Минскомфарфоровомзаводе приготовлениеформовочныхмасс, литейногошликера и глазуриведется всоответствиисо следующейрецептурой:

В таблицерецептураприведена вмассовых процентахв расчете насухое вещество.

Дозировкаосуществляетсяс помощьюэлектро-весовойтележки. Последозировкиматериалызагружаютсяв шаровые мельницы.Помол производитсямокрым способом.В качествемелющих телиспользуютобычно цилиндрикииз уралитовогоматериала.

Шароваямельница представляетсобой сварнойили клепаныйцилиндрическийбарабан изкотельногожелеза, закрытыйс торцов чугуннымднищем . К днищуприкрепленыполуоси , накоторых в подшипникахвращаетсябарабан. Под­шипникизакрепленыв опорах , выполненныхиз железобе­тонаили металлоконструкций.Для предохраненияметалличе­скогокожуха мельницыот быстрогоизноса и воизбежаниезагрязненияразмалываемыхматериаловжелезистымичасти­цами мельницу футеруютизнутри фарфоровымикирпичами.Футеровкузакрепляютв барабане нарастворе, состоящемиз цемента(40%) и кварцевогопеска (60%). Чтобыфутеровку можнобыло ремонтировать,на цилиндрическойчасти мельницысделан люк.Тонкость помоламатериаловмассы должнабыть такова,чтобы остатокна сите № 0063 (10000отв/см2) не превышал2%. На некоторыхзаводах дляускоренияпомола и повы­шениямеханическойпрочностисухого полуфабрикатав мате­риалпри помоледобавляют0,3—0,7% сульфитно-спиртовойбарды. Большоезначение имеетскорость вращенияшаровых мель­ниц.Именно скоростьюопределяетсяхарактер движениякрем­невыхшаров в мельнице,и следовательно,интенсивностьпо­мола. Максимальнаяпроизводительностьнаблюдается,когда кремневыешары измельчаютматериал трениеми ударами. Атакое действиешаров обеспечиваетсявращениеммельницы, прикотором шарывследствиецентробежнойсилы поднима­ютсявверх до момента,когда вес шаровпреодолеваетцентро­бежнуюсилу.

Помол длится 6-8 часов при этомнеобходимконтроль степениизмельчениятак как перемолкак и недомолнежелателен.Размолотуюфарфоровуюмассу из шаровоймельницы сливаютв сборник-смеситель. Во избежание осажденияжидкую массув смесителевсе время надоперемешивать (шликерныемас­сы в покоеимеют склонностьк осаж­дениюи расслаиванию).Для этой целииспользуютпропеллерныемешалки. Пропеллернаяпредставляетсобой бетонныйбассейн совставленнымв него вертикальнымвалом, имею­щимспециальныйпривод. К нижнемуконцу валаприкрепленвинтовой пропеллер.Вал приводитсяво вращательноедвижение отэлектродвигателя через зубчатую,коническуюили другуюпередачу. Сцелью удалениякрупных частицкрасящих окислов,отдельныхнедомолотыхзерен отощающихматериалов,легких органическихвеществ (угля,волокон и ще­пок),фарфоровуюсуспензиюпроцеживаютчерез сито. Дляпроцеживанияжидких керамическихмасс используютсявибра­ционныесита разныхконструкций.Главной особенностьюэтих сит являетсявысокая вибрация,обеспечивающаябольшую производительность.Перекачкажидкой фарфо­ровоймассы на ситоосуществляетсяс помо­щьюмембранногонасоса.

Процеженнаячерез ситофар­форовая суспензия поступает всборные мешалки.На пути движениямассы в желобахус­танавливаютобычные подково­образные магниты, ферромагниты или электромагниты,с помощью которых улавли­ваютиз суспензиичастицы же­леза и его магнитныесоединения.

После этогополученнаясуспензиясмешиваетсяс каолиновойсуспензией.Процеженнаячерез ситофарфороваясуспензия имеетвлаж­ностьсвыше 60%, в то времякак для пластичногоформованияи оформленияизделий другимиспособамитребуется массав виде тестас влажностью22—32,5%. Для удаленияизбыточнойводы жидкуюмассу фильтруют,применяяфильтрпрессы.

Фильтрпресс(рис. 17.) состоитиз комплектав 35—80 штук чугунныхрам 6 квадратнойили круглойформы, подвешенныхпараллельнодруг другу наручках 5 надвух горизонтальныхметаллическихштангах 8, закрепленныхв двух прочныхопо­рах 7. Краярамы 6 по окружностинесколькоутолщены, имеютканавки, в которыезапрессовываетсядо половинысвоего диа­метракруглая резина.В центре рамимеются отверстия13, в которыеввинчиваютсяполые медныегайки, плотносоеди­няющиеэти отверстияс отверстиямив центре фильтрпрессныхполотен 11, надетыхна рамы. Междуфильтрпресснымполот­ном ирамой вкладываетсяперфорированнаякруглая пластинкаиз антикоррозийногометалла илиоцинкованнойстали 12. Чугунныерамы с закрепленнымина них фильтрпресснымиполотнамиплотно прижимаютсядруг к другу,в результатечего между нимиобразуютсязамкнутыелинзовидныекамеры, ко­торыесообщаютсямежду собойканалом, образовавшимсяпо оси фильтпрессаза счет центральныхотверстий рам.Этот ка­налодним своимконцом соединяетсяс трубопроводом,идущим от мембранногонасоса, которыйподает в фильтрпресссуспен­зию.Сжатие рамфильтрпрессапроизводитсяс помощьюгид­равлическогозатвора. Герметичностьсоединениярам обеспечи­ваетсярезиновойпрокладкой,которая одновременнопредохра­няетфильтрпрессныеполотна отбыстрого износана стыках соединенийрам. Гидравлическийзатвор состоитиз цилиндра1, заключен­ногов нем поршняи уплотненийв виде кожаныхманжет. Спе­циальнымнасосом 9 черезтрубу, перекрываемуюкраном 2, в цилиндрнагнетаютмасло, под давлениемкоторого поршеньвыдвигаетсяиз цилиндраи плотно сжимаетщиты фильтр-пресса.Первоначальноесжатие щитовпроисходитпри пово­ротеколеса 4. Дожимаютрамы гидравлическимнасосом. Присжатых рамахположениепоршня фиксируетсянавинчиваниемна цилиндрупорного колеса3.

Для ускоренияфильтрациижидкая массав сборникахпо­догреваетсядо 35—40° С. На процессфильтрацииположительносказываетсятакже чистотаполотен (с этойцелью полотнапе­риодическимоют), равномернаяподача массыи др.

После тогокак из фильтрпрессавытечет вода,включают насос,раздвигаютрамы и выбираютиз них частичнообезво­женнуюи уплотненнуюмассу в видекоржей.

Подготовкаформовочноймассы. Фарфороваямасса в видекоржей имеетнеоднородныйхарактер,выражающийсяв нерав­номерном распределении в ней как воды, так и твердых со­ставляющихкомпонентови содержитмного воздуха.Из такой массыеще нельзяизготовлятьфарфоровыеизделия. Дляуда­лениявоздуха, приданияоднородности,пластичностии других формовочных свойств массу специально обрабатывают,пропускаютчерез вакуум-прессыдля обезвоздушиванияи дальнейшейгомогени­зациипо влажности и составу. Воздухв массе играетроль отощающего компонента, ибо он разобщает глинистые ча­стицы, поэтомувакуумированиеповышает пластичностьмассы. В тонкойкерамике длявакуумированиямассы в настоящеевремя наибольшее распространение имеют шнековые вакуум­ныепрессы, дающиевакуум не менее97—98%. Име­ютсядва типа шнековыхвакуум-прессов:одновальныеи двухвальные (комбинированные). У одновальных вакуум-прессовпитающий и прессующий шнеки имеют один общий вал, а у двухзальных—каждый из этихшнеков имеетсвой индиви­дуальныйвал. Так, чтобы обеспечить полную гидратацию (набухание) глинистыхчастиц водой и разложение органического перегноя («гние­ние»),коржи массывылеживаютв подвалах свлажной атмо­сферойв течение суток.В практическихусловиях дляполной гарантиив нормаль­номкачестве выпускаемойиз вакуум-прессамассы, нарядус показаниемманометрастепени разрежения,периодическине­обходимоотрезать отленты тонкиепластинки ипутем рас­тяжкиее проверятьотсутствиев ней структурныхразрывов, означающихналичие воздушныхскоплений.

Приготовлениелитьевогошликера. Поспособу приготовле­нияразличаютшликер прессовыйи беспрессовый.Прессовыйшликер приготовляютпутем роспускав мешалке сводой и электролитамикоржей фильтрпрессованноймассы. В каче­ствеэлектролитовили разжижателейздесь обычноприменяют соду,жидкое стекло,таннин и др.Назначениеэтих веществзаключаетсяв повышениитекучестишликера приминималь­нойвлажности. Онивводятся внебольшихдозах— от 0,02 до0,5%. Без электролитовшликер с необходимойтекучестьюдля литья можнобыло бы получитьлишь при влажности50—60%. Такое количествовлаги в массесильно удлинилобы срок на­борачерепка, сушкусырца и вызвалобы быстроеразрушениегипсовых форм.

Для нормальнойработы шликернаямасса должнаиметь определенныелитейные свойства.Важнейшимииз них являютсявлажность,текучесть изагустеваемость.Текучестьшли­керахарактеризуетсяего подвижностью,а загустеваемость— потерей этойспособностив покое.

Влажностьшликера определяютвысушиваниемили пикно-метрическимспособом. Текучестьи загустеваемостьопреде­ляютна вискозиметре.После роспускашликер подвергаетсясепарации изатем поступаетна хранениев бункера.

Приготовлениеглазури. В отличиеот массы всесоставляющиематериалыглазури загружаютв шаровую мельницуобычно совместно.Толщина помоламатериаловдолжна бытьтакой, чтобына сите 0.063 осталисьлишь 0.4-0.5 массыглазури. Такойтонкий помолдостигаетсяв течении длительнойработы мельницы.

5.4.3 Формованиефорфоровыхизделий

Формованиеплоских изделийв основномпроизводятполуавтоматах.Формовщикставит скалкина резальноеустройствои одним приемомрежет их на20—25 за­готовок.Затем заготовкунакладываетна пустую форму,на­правляющуюсяпод формующийролик. Поворотныйкруг вращаетсяпротив часовойстрелки, оста­навливаясьчерез каждые90°. Перед поворотомон подни­мается,вынимая формыиз патронов,а при остановкеочередные формысадятся в своигнезда. Формующийролик имеетнаклон по отношениюк шпинделюполуавтомата.Находясь впостоян­номвращении противчасовой стрелки,он опускаетсяна заго­товкуи, приводя еев движениевместе с формой,формует из­делие.Обрезки слетаютна тележку..Для предотвращенияприлипаниямассы формующийролик имеетэлектроподогрев.Отличием формованияполых изделийот плоскихявляется, формазаготовки, атакже то, чтоу плоских изделийшаблоном оформляетсяпреимущественновнешняя сторона,а у полых, на­оборот,—внутренняя. Заготовкой для полых изделий служит шарообразныйили цилиндрическийком массы.

Изделиясложной конструкции— скульптура,узкогорлыевазы, кувшины,графины, кофейники,изделия квадратной,оваль­ной,рельефной формыи др.— можноизготовитьтолько литьем.Отливку изделийпроизводятв гипсовыхформах из шликера.Сущность литейногоспособа заключаетсяв способностигипсо­вых формобезвоживатьсуспензиюфарфоровоймассы. Благо­даряэтому частичнообезвоженнаямасса образуетслой по стенкамформ, представляющихтело изделия.

Существуетдва основныхметода литьяизделий: 1) сливнойи 2) наливной.При сливномметоде избытокшликера послена­бора черепкасливают изформы. В этихусловиях наружнаяповерхностьизделия соответствуетвнутреннейповерхностигип­совой формы.Для этого методалитья гипсоваяформа можетбыть даже изодной части.

При наливномметоде литьяобе поверхностиизделия оформ­ляютсягипсовой формойбез слива излишкашликера. Дляэтого методалитья формысостоят неменее чем издвух ча­стей— наружной ивкладыша. Шликерзаливают впромежутокмежду указаннымидеталями,соответствующимформе изделия.

Наливнымметодом обычноотливают овальныеблюдца, се­ледочницы,салатницы, асливным — чашки,чайники, сахар­ницы,графины и др.

Наливнойметод оформленияизделий имеетряд преимуществперед сливным:здесь меньшерасходуетсяшликера; нетребу­етсяемкостей дляслива шликера;набор черепкаидет в два разабыстрее, таккак он нарастаетс двух сторон;можно за­датьтолщину дляразных конструктивныхэлементовизделия и др.Наряду с этимналивной методимеет и своинедостатки.Существеннымего недостаткомявляется то,что он пригоденне для каждойконструкцииизделия. Наливнымметодом могутбыть изготовленытолько те изделия,у которых горловинане меньше среднейчасти полости.Вторым недостаткомналивногометода являетсято, что у толстостенныхизделий, изготовлен­ныхтаким методом,в серединечерепка частоостается пустота.Нарастающиес двух противоположныхсторон слоичерепка со­единяютсяне в одно время,в результатечего замыкаетсяход для дальнейшегопоступленияшликера и выходавоздуха.

Для оформлениянекоторыхизделий требуетсяприменениеодновременнообоих методовлитья — сливногои наливного.При этом одничасти телаизделия образуютсямежду двумястен­ками формы,а другие — наодной стенке.

Для литейногоспособа формованияизделий требуютсягип­совые формыс конструктивнымиособенностями,обусловлен­нымисложностьюформ оформляемыхизделий испецифич­ностьюэтого способа.

Изделия,имеющие (безприставныхчастей) формупрямого конусаили цилиндра,оформляютлитьем илипластическимформованиемв формах изодной части.Овальные исложной конфигурацииизделия (чайники,сахар­ницы,чашки и др.) требуютформ, состоя­щихиз трех иличетырех частей—двухвертикальныхстворок, дна и кожуха, вкотором собираютсястворки.Посудо-хозяйственныеизделия, имею­щиеболее сложныеформы, а такжевсе скульптурныеизделия отливаютв много­кусочныхформах. Крометого, оченьслож­ные изделия,особенноскульптурные,не могут бытьотлиты в одинприем, в одноймногокусочнойформе. Такиеизделия офор­мляютпо частям—отдельныечасти отли­ваютв отдельныхмногокусочныхформах, затемсклеивают водну цельнуюфигуру.

Приставныечасти — ручкик полым изде­лиями носики к чайниками кофейникам— также отливаютотдельно, затемприклеиваютк корпусу изделия.При ли­тейномспособе изготовленияизделий этидетали могутбыть оформленыодновре­меннос корпусомизделия.

Отливкаприставныхчастей ведетсяв многогнездныхгипсо­вых формах,состоящих издвух створок.Створки этихформ изготовляютв виде круглыхплит с отверстиемв центре. Гнездадля деталейрасполагаютсяв радиальномнаправлении так, что одинконец деталисообщаетсяс центральнымотвер­стием,служащим литником.Для более высокойпроизводитель­ностилитья деталейобычно их формысобирают вколонку, чтодает возможностьзаливать большоеколичествоединиц (бата­рейноелитье) за одинприем.

Сервизно-хозяйственныеи скульптурныеизделия отливаютвручную имеханизированнымспособом. Отливкаизделия со­стоитиз следующихопераций: очисткигипсовых формот при­липшейк ним массы,сборки их, заливкишликером, выдержкидля наборачерепка, сливаизбытка шликера,подвяливаниядо некоторогозакреплениячерепка, подрезкикраев (илилит­ников),второго подвяливаниясырого черепкадо отставанияот стенок форми выборки сырогоизделия изформ.

На полуавтоматегипсовые формы устанавливаютсяв со­ответствующихгнездах конвейера.При вращениистола последовательноформы подходятпод ре­зервуар,откуда черезсопла автоматическизалива­ютсяшликером. Наборчерепка завершаетсячерез определен­нуючасть оборотастола, затемизбыток шликерасливается.

Формованныеили отлитыефарфоровыеизделия подвяливаютсяв формах донекоторогоотвердениячерепка и отставанияего от формы.Фарфоровыеизделия, неподлежащиеодностадийнойсушке, оправляютпосле подвяливанияна оправку.Операция оправки заключаетсяв снятии заусенцеви неровностей,которые образовалисьна изделияхпри их оформлении.Оправку производятна шпиндельномстанке с помощьюувлажненнойгубки.

Ручки и носикиприклеиваютк изделиям спомощью жижеляизготовляемогоиз сухих отходовизделий илииз обычногошликера.

Изделия сприставленнымидеталями направляютв окон­чательнуюсушку.

В процессеоформленияизделий получаютсязначительныетехнологическиеотходы массыв виде обрезкови брака свеже­формованногополуфабриката.Дефектами наизделиях приэтой операцииобработкиявляются складки,срывы (прифор­мовании),повреждения,втяжки (на литьевыхизделиях) и др.Все эти отходыдолжны бытьсобраны в чистомвиде и переданыв массозаготовительныицех для переработкии добавки ксвежей массе.

5.4.4 Сушка, утильныйобжиг и глазурованиеизделий

После формованияполуфабрикатнадо высушить,это требуетсякак для выполненияпоследующихопераций, таки для беспрепятственногопроведенияобжига.

Кристаллическаявода, химическисвязанная вглинистыхминералах, невыделяетсяпри сушке. Онаотщепляетсятолько во времяобжига.

При сушкевода превращаетсяв пар. Переводводы из: жидкойфазы в газообразнуютребует значительногорасхода тепловойэнергии. Отнесенныйк температуревоздуха 20°С онсоставляетпримерно 2427-103 Джна испарение1 л воды. Сушкадолжна бытьв значительнойстепени законченаперед обжигом,так как выделяющийсяводяной парпри определенныхусловиях можетохладитьсядо достиженияточки росы.Конденсатосаждаетсяна черепке иразмягчаетего, в результатечего изделиедеформируется.Кроме того, привысокой температурев зоне нагреванияпечи начинаетсяинтенсивноеиспарение воды.Поверхностьизделия быстровысыхает, открытыепоры сужаютсяи закрываются,препятствуяпрониканиюводяного паранаружу. В критическихслучаях этоможет привестик разрушениючерепка.

Для сушкиизделий тонкойкерамики используютпреимущественновлажный воздух.При сопоставленииплотностейсухого и влажноговоздуха и водяногопара при температурахО и 100°С видно,что сухой воздухтяжелее водяногопара и влажноговоздуха.

Влажный воздухблагодаря своейменьшей плотностистремится всушилке вверх.При этом онсоприкасаетсяс высушиваемымиизделиями,поглощает иувлекает ссобой выделяющийсяиз них пар.

Дляправильноговедения процессасушки необходимознать основныезакономерности.Если сушкаорганизованасоответствующимобразом, товозникаетменьше дефектов.Процесс сушкиосуществляетсяс поверхности,изделие должносначала статьотносительносухим внутри,а уже затем егоповерхностьотдаст последнюювлагу.

Вода, находящаясяв порах, достигаетповерхности,что вызваноувеличениемее объема принагревании.Вода в порах,расположенныхближе к поверхности,испаряетсяи обеспечиваетпродвижениеводы из пор,находящихсяв нижних слоях.

После удалениязначительнойчасти воды изпор начинаетсяусадка изделия.Так как вода,находящаясяв порах, не толькообусловливаетусадку, но и взначительнойстепени влияетна ее величину,она называетсятакже усадочной.С началом усадкиизделия порысужаются, ихдиаметр уменьшается,в результатеувеличиваетсякапиллярныйэффект. По меренагреванияизделий к ихповерхностипоступает ужеводяной пар,поглощаемыйтеплоносителем.Процесс аналогиченвсасываниюжидкости, поэтомучерез порынаружу можетвыходить ивода, окружающаячастицы оболочкой.Между поверхностьюи внутреннейчастью черепкавозникаетперепад (градиент)влажности,который постепенноснижается.

С повышениемтемпературыначинает испарятьсябольшая частьводы набухания.Она переходитчерез поверхностьчастиц в ихводную оболочку,проникает впоры и достигаетповерхностииспарения. Кэтому временивнутри материалаводы большенет, остаетсятолько водянойпар, которыйдиффундируетчерез черепокнаружу.

Сушку обусловливаютмногие факторы.Дефекты массыи нарушениятехнологииее приготовленияпроявляютсяв процессесушки и ухудшаюткачествополуфабриката.Особое значениеимеет влажностьизделия досушки. Массыс высоким влагосодержаниемтребуют длительнойсушки. Необходимоустанавливатьпо возможностиравномернуюскорость сушки.Если при быстройсушке водянойпар не можетиспаритьсяполностью, тов черепке появляютсянапряжения.В результатевозможна деформацияили даже полноеразрушениечерепка.

Сушку можнопроводитьразличнымиспособами.Задача заключаетсяв выборе техническинаиболее приемлемогои экономическинаиболее эффективногоспособа.

Непосредственныйтеплообменнагретоговоздуха свысушиваемойпродукциейпроисходитпри конвективнойсушке. Теплоносительпри этом отдаетнакопленноетепло изделиям,поглощаетвыделяющийсяводяной пари выводит егоиз сушилки.Процессытеплопередачии поглощенияпара сопровождаютсяохлаждениемповерхностейиспарения.Поэтому горячийтеплоносительнадо подводитьнепрерывно,иначе из-заснижения температурыпроизойдетконденсацияпара.

Другие способы— это контактнаяи радиационнаясушка, которыемало используютсядля тонкойкерамики.

Для осуществлениясушки имеетсущественноезначение системаподачи теплоносителяк изделиям. Поэтому признакуразличаютсушку:

стационарную— изделия неперемещаются,теплоносительвоздействуетна них неравномерно;

прямоточную— изделия итеплоносительперемещаютсяв сушилке водном направлении;

противоточную— изделия итеплоносительперемещаютсяв сушилке впротивоположныхнаправлениях;

перекрестную— изделияпередвигаютсявдоль сушилки,а теплоносительпоперек;

перекрестно-противоточную— изделияперемещаютсявдоль сушилки,теплоносительмногократнообновляетсяи движетсяпоперек сушилки;в конце сушилкинавстречуизделиям нагнетаетсягорячий воздух.

Самыесовременныесушилки работаютпо принципуперекрестно-циркуляционно-многоступенчатых.Теплоносительциклическимногократнонагреваетсяи насыщаетсявлажным воздухом,чем достигаютсяпревосходныерезультаты.Несмотря наотносительновысокую скоростьсушки, изделияимеют мало •дефектов.

Карусельнаясушилка. Состоитиз вращаемоговручную карусельногостола с отверстиями,через которыеснизу по распределительнойсистеме нагнетаетсявоздух. Высушиваемыеизделия, обычнокружки, опрокидываютнад отверстиямикарусельногостола. Сушкапроводитсядо кожетвердогосостояния.Затем полуфабрикатоправляют,приставляютручки и переставляютв сушилку дляокончательнойсушки. Сушилкуобогреваютпаровымикалориферами.

Камернаясушилка (рис.19). Состоит изодной или несколькихотдельныхкамер. Сушкапроисходитна основе конвекции.Источникомтепла можетбыть пар, горячийвоздух илиотходящие отпечей газы.Тепло подводитсяк сушилкамчерез ребристыетрубы.

Сушилкузагружаютвручную. Изделияустанавливаютна полки илина этажерочныевагонетки. Вкамерных сушилкахосуществляетсяодностадийнаясушка. Изделияво время сушкинеподвижны,а теплоносительомывает их. Дляорганизацииравномернойсушки вентиляторамиобеспечиваютциркуляциютеплоносителя.Насыщенныйводяным паромвоздух удаляютиз верхнейчасти сушилкивытяжнымивентиляторами.В камерныхсушилках оченьтрудно достичьравномерногораспределенияпотоков воздуха.

Основныенедостаткисушилок —периодичностьдействия, большиепотери теплапри загрузкеи разгрузке,относительнодлительноевремя сушки.Время сушки и тепловыепотери можносократить, используясекционныекамерные сушилки.

Туннельнаясушилка. Сушилкаотличаетсяот камерной:тем, что в нейперемещаютсяизделия итеплоноситель.Изделия вручнуюукладываютна транспортирующуюленту илиустанавливаютна вагонетки.Туннельныесушилки работаютнепрерывно.Передвижениеизделий механизировано,используютсятакие же источникитепла, как вкамерных сушилках.Сушилка состоитиз обшитоготеплоизоляционнымиплитами каркаса,на торцовыхстенках которогонаходятсязагрузочноеи разгрузочноеокна. Источникитепла такиеже, как для всехостальныхсушилок. Регулирующиеустройстваподдерживаютзаданные температуру,состав влажноговоздуха и скоростьсушки. Формыс изделиямичерез загрузочноеокно помещают на люльки сушилки.Загрузка иногдамеханизирована, за исключениемучастков литья

Сушилки напоточных линияхоснащеныпневматическимипереставителями.Современноенаправлениеразвития сушильнойтехники — этосоздание скоростныхсушилок, отличающихсяисключительнокоротким срокомсушки.

Причинудефектов,появляющихсяв процессесушки, частотрудно установить,так как этоможет быть нетолько нарушениережима, но иотклоненияот технологическихпараметровна предыдущихэтапах производства.Такие дефекты,как деформацияизделий, трещины,разрушениеполуфабриката,проявляютсятолько послесушки, и не всегдаудается однозначновыявить причинутого или иногодефекта. Существенноевлияние нарезультат сушкиоказываетсостав массы.Высокое содержаниеглинистыхсоставляющихи, как следствие,большое количествоводы набуханияпри неправильновыбранномрежиме сушкиизделия обусловливаютпоявлениедефектов. Вовремя сушкив черепке образуютсябольшие перепадывлажности,из-за чего происходитдеформацияполуфабриката.

Причинадеформацииможет бытьзаложена втехнологииформования.Большая разницамежду частотамивращения шпинделяи ролика также, как и сильноедавление ролика,разрыхляетчерепок, которыйиз-за этогоразрушаетсяпри нагреванииво время сушки.

Интенсивнаясушка, не учитывающаявозможностиперемещениявлаги в полуфабрикате,также приводитк дефектам,потому чтобыстрый отборвлаги приводитк напряжениямв полуфабрикате.Сначала происходитдеформацияи появляютсятрещины, затемизделие разрушается..

Основноеправило эксплуатациивсех сушилок— соблюдениечистоты. Обязательнонадо удалятьпыль. Если навысушенномизделии вследствиеконденсации появляютсяпятна ржавчины,то сушилкунеобходимопочистить.Металлическиедетали, с которыхосыпаетсяржавчина, покрываютантикоррозийнойкраской.

Утильныйобжиг. Назначениепервого обжига— прежде всегоупрочнитьполуфабрикат.Относительнотонкий черепокнеобожженныхизделий приглазурованииразмокает ине выдерживаетмеханическоговоздействия.Кроме того, впроцессе первогообжига должнопроизойтиочищение черепка,т. е. выгораниеорганическихпримесей, разложениевыделяющихгаз веществ.(Этого же можнодостичь в зонеподогрева печейполитого обжига.)Во время первогообжига в массепроисходятследующиепроцессы:

испаряетсяне удалившаясяпри сушке остаточнаявода затворенияи гигроскопическаявлага (1—870);

в областитемператур500—600 °С выделяетсякристаллическаявода каолинита,масса обжигается«намертво»(необратимо),после чего еенельзя большепластифицироватьводой; при болеевысоких температурахначинаетсяспекание массы,прокаленныйчерепок приобретаетпрочность,которая зависитот температурыи длительностиее воздействия;

при температуреот 900 до 1000 °С расщепляютсягазообразныесоставляющие

Для политогообжига фарфорав туннельныхпечах, продолжительностьпроцесса вкоторых в отличиеот камерныхпечей поддерживаетсяпостоянной,особенно важноправильнопроводитьпервый обжиг.Чтобы обеспечитьдальнейшеепревращениеметакаолинита,возникшегопри обезвоживаниикаолинита, дляфарфоровыхмасс необходимоподдерживатьвысокую температурупервого обжига(950—1050°С). Этимпредотвращаютсятакие дефектыполитого обжига,как прыщ и пузырь.

Однако сусовершенствованиемконструкциитуннельныхпечей для политогообжига фарфораразвиваетсяпротивоположное,более экономичноенаправлениев технологииобжига: с цельюснижения расходатоплива первыйобжиг проводятпри низкойтемпературе(700—850°С), а очисткуи дегазациючерепка обеспечиваютво время политогообжига. Естественно,механическаяпрочностьполуфабрикатаснижается,впрочем дляглазурованияона остаетсядостаточной.Преимуществомболее низкойтемпературыпервого обжигаявляется такжебыстрое охлаждениеизделий, благодарячему можнозначительноповыситьпроизводительностьпечей.

При современномуровне развитиятехники первыйобжиг можнопроводить вщелевых печах,в которых чашкии установленныепоодиночкетарелки обжигаютза 30—60 мин, стопкитарелок по 10шт. и более —за6 ч. Предпосылкойскоростногопервого обжигаявляется хорошаясушка. Содержаниеостаточнойвлаги в полуфабрикатене должно превышать2%. С повышениемвлажности массысильно снижаетсяпрочностьнеобожженногочерепка. На этонеобходимообращать особоевнимание притранспортированииполуфабрикатанапримерустановленныхв стопки тарелок.

Особеннотщательно надопроводитьохлаждение,так как большаячасть трещинво время первогообжига образуетсяпри охлаждении.Рекомендуетсязамедлениепроцесса охлажденияв области температурыпревращениякварца 575 °С,связанногосо скачкообразнымизменениемобъема материала..Толстостенныеизделия, такиекак фарфороваяпосуда дляобщественногопитания, можнообжигать однократно,минуя первыйобжиг.

На Минскомфарфоровомзаводе утильныйобжиг производитсяв следующихпечах: полыеизделия обжигаютсяв печи ЛЕР, аплоские изделияв печи типаПОК. Температурныережимы печейприведены вприложении.

Глазурование

5.4.5 Политойобжиг

Фарфоровыйполуфабрикатприобретаетнужные свойства— механическуюпрочность,газо- и водонепроницаемость,терми­ческуюустойчивостьтолько послеполитого обжигапри высо­койтемпературе.Поэтому политойобжиг являетсязавершаю­щейи ответственнейшейоперацией втехнологииизготовленияфарфора. Онназываетсяполитым потому,что ему подверга­ютсяизделия, политыеглазурью. Иногдаполитой обжигиме­нуетсятакже вторымили окончательнымобжигам, таккак он следуетза первым обжигом.

Политой обжигфарфоровыхизделий производитсяв нижней (политой)камере горнаили соответствующихтуннельныхи Щелевых печах.Его осуществляютпри определенныхтемпературныхи газо­выхрежимах, точноесоблюдениекоторых зависитот регулиро­вочнойспособностипечи. При обжигефарфора большоезначение имеетпроцесс нагреванияполуфабриката от температуры1050 до 1080°С. В этотпериод нужнообеспечитьизбыток воздухаи полное сгораниетоплива безобразованиясажи. С однойстороны, этонеобходимодля дегазациичерепка, особенноесли он недостаточнопрокален впервом обжиге,с другой, — дляпредотвращенияоседания частицсажи, которыеочень плоховыгорают вторично.Опыт показывает,что неправильноенагреваниеспособствуетобразованиюпятен и наколовна поверхностиглазури. Поэтомурекомендуетсяделать окислительнуювыдержку 30— 60мин при температуре1050—1080 °С до переходак восстановительномупериоду. В отличиеот фаянса ивитриес-чайнадля обжигафарфора необходимвосстановительныйпериод, которыйоказываетрешающее влияниена качествополуфабрикатаи во время которогомогут образоватьсямногие огневыедефекты.

Почти во всехсырьевых материалахв качествепримесей содержатсяFe₂O₃и сульфаты.Так, в фарфоровоймассе содержитсяоколо 0,5% Fe₂O₃, который притемпературе1300°С отщепляеткислород:

3Fe₂O₃= 2Fe₃O₄+ 0,5O₂,или 2Fe₂O₃= 4FeO + O₂.

При температуревыше 1300°С черепок в значительнойстепени уплотнен,глазурь расплавлена,поэтому кислородне может выделитьсяи содействуетобразованиюпузырей. Следовательно,дегазациядолжна бытьсмещена в областьтаких температур,при которыхчерепок ещепористый икислород можетулетучиваться.Для этого необходимывосстановительныегазы (СО илиН₂). Горениедолжно осуществлятьсяпри недостаткевоздуха. Процессвосстановлениядолжен произойтидо плотногоспекания черепкаи растеканияглазури. ВосстановлениеFe₂O₃происходитсогласно уравнению:

Fe₂O₃+ СО = 2FеО + CO₂.

В периодвосстановления,пока черепокеще пористый,СО или H₂отнимает уFe₂O₃кислород, которыйв противномслучае позднееотщепляетсясам и становитсяпричиной образованияпрыщей и пузырей.Во время этогоэтапа обжигав дымовых газахдолжно содержатьсяот 2 до 5 % СО и H₂.Для надежностивосстановительнуюсреду поддерживаютнемного дольше,чем нужнотеоретически;таким образом,обжиг проводятпри недостаткевоздуха в областитемпературот 1050 до 1300 °С.

Необходимость,восстановленияFe₂O₃обусловленатакже следующимипричинами.

РазложениеFe₂O₃на FeО и О₂может осуществлятьсябез восстановительнойсреды притемпературахвыше 1300 °С, однакооно происходитне полностью.Fe₂O₃окрашиваетневосстановленныйчерепок в желтоватыйцвет. Чтобыполучить белуюокраску, весьимеющийся Fe₂O₃надо перевестив FeО. Последний,соединяясьс SiO₂, образуетсиликат железа,имеющий зеленовато-голубойоттенок, которыйпочти незаметени не снижаеткачества изделия.

Образующийсяпри восстановленииFeO значительноулучшает условияспекания черепкаи ускоряет егоуплотнение.Аналогичноеявление происходитс CaSO₄ ВприсутствииСО или Н₂ онразлагаетсябыстрее, чемв окислительнойсреде, с отщеплениемSO₃.

Восстановленияне требуетсядля керамическихмасс, спекающихсяпри более низкихтемпературах(1300 °С), при которыхвыделения газовне происходит,так же как идля масс, недостигающихплотного спекания,из которых газымогут выделитьсяв любое время.

В последнийпериод политогообжига черепокдолжен созреть,благодаря чемуфарфор приобретаетвысокую прочность,становитсяпросвечивающими плотным. Глазурьравномернорастекаетсяи создает красивуюблестящуюповерхностьфарфора.

Качествополитого обжигазависит отмаксимальнойтемпературыобжига, длительностивыдержки исостава газовойсреды. Составдымовых газовв этот периодобжига долженбыть близкимк нейтральному.Избыток воздухаможет привестик повторномуокислению Fe0,а восстановительнаясреда ухудшаетэкономическиепоказателиобжига, белизнуи качествоповерхностифарфора.

В последнийпериод обжигаподъем температурызамедляется,расход топливаувеличивается.Окончательнаятемператураобжига, °С,1340—1380(в щелевых печахдо 1430)

Максимальнаятемператураобжига зависитот составамассы и равномерностираспределениятемпературпо сечениюсадки изделий.

Политой обжигфарфора проходитчетыре периода:1) нагреваниеи дегазациядо температуры1050—1080 °С в окислительнойсреде;

2) восстановлениев области температур (1050—1080) — 1300 ⁰С;

3) максимальнаявыдержка внейтральнойсреде до температуры1340—1380°С;

4) охлаждениеот максимальнойдо комнатнойтемпературы.

Продолжительностьобжига фарфоровыхизделий в туннельныхпечах составляет27—35 ч, фаянсовойпосуды — 18— 27 ч.

Для большинствавидов изделийпродолжительностьнагреванияи охлаждениятеоретическиможно значительносократить,однако огнеприпас,которым мыраспологаемпри современномуровне знаний,не позволяетэтого сделать.

В щелевыхпечах, в которыхогнеприпаспрактическине используется,обжиг посудысокращен до2 – 5 ч.

В техникеобжига нарядус режимамиимеет значениеорганизацияпроизводства.Расход топливаи капитальныезатраты насооружениепечей должныбыть по возможностинизкими, срокслужбы и надежностьв работе высокими.Раньше самымицелесообразнымибыли камерныепечи (горны) смногодневнымрежимом обжига,которые несоответствуютсовременномууровню развитиятеплотехники.

Современныетипы печей —непрерывнодействующиетуннельныеи камерныепериодическогодействия свыкатным подом.Разновидностьютуннельных печей являютсящелевые, разновидностьюкамерных печейс выкатнымподом — колпаковые.

Туннельныепечи. Недостаточноширокое распространениетуннельныхпечей в керамическойпромышленностив предшествующийпериод объясняетсяих особенностями.Туннельныепечи не отличаютсятакой гибкостьюизменениярежима обжига,как напримергорны. Это значит,что для туннельнойпечи нуженприблизительноодинаковыйассортименти достаточнобольшое количествоизделий, подаваемыхна загрузкупостоянно.Поэтому туннельныепечи сталиприменятьтолько с развитиемконцентрациипроизводствана большихпредприятиях.Годовая производительность средней туннельнойпечи длиной85 м, высотой ишириной садкипо 1 м 1500— 1800 т.

Туннельнуюпечь делят натри зоны: подогрева— от входа впечь до первыхгорелок; обжига— средняя часть,в которой находятсягорелки; охлаждения— от конца зоныобжига до выходаиз печи.

В первой зонеизделия нагреваютсяпоступающимииз зоны обжигапродуктамигорения, которыеперемещаютсянавстречудвижению печнойвагонетки. Продукты горенияотсасываютсяиз туннелячерез расположенныев боковых стенкахканалы и выводятсяк дымовой трубеили вытяжномувентилятору.В оснащеннойгорелками (до90 шт.) зоне обжигаизделия нагреваютсядо температурыспекания.

В зоне охлаждениявагонетка исадка должныотдать тепло,что осуществляетсяс помощьюрекуператоров,представляющихсобой системутруб или каналов,через которыепродуваетсявоздух. Полученный таким образомнагретый воздухпередаетсядля другихтехнологическихпроцессов,например длясушки, иливозвращаетсяв туннельнуюпечь (вдуваниенагретоговоздуха в зонуподогрева,нагреваниевоздуха, подаваемогодля горенияв зону обжига).При выходе изпечи садкадолжна бытьохлаждена дотемпературы100—150 °С.

Во всех трехзонах туннельнойпечи требуетсяравномерноераспределениетемператури газовой средыпо всему сечению.Новейшие туннельныепечи для этойцели оснащенысистемамициркуляции,нагнетанияи вытяжки.

В настоящеевремя для улучшенияравномерностираспределениятемпературво всех зонахпечей как принагревании,так и при охлажденииприменяетсяпринцип поперечнойциркуляциитеплоносителя.При этом используетсяпреимущественноестественныйтермическийнапор (нагретыегазы легче, онисами поднимаются).Однако эффективностьциркуляциизависит отналичия продольныхразрывов всадке.

Благодарямногочисленнымтехническимусовершенствованиям(вентиляторы,трубопроводы,горелки, шиберы,контрольно-измерительныеи регулирующиеприборы) туннельнаяпечь сталасложным агрегатом,для правильногообслуживаниякоторого необходимырабочие высокойквалификации.

Контрольобжига осуществляетсяс помощью обширнойизмерительнойсистемы.

Канал обжигадолжен бытьхорошо закрытот влияниявнешней среды.Снизу этообеспечиваетсяплотным смыканиемплатформ вагонеток(в поперечномнаправлении),а у стен (в продольномнаправлении)специальнымиустройствами— лабиринтами,песочным уплотнением.В начале печидля уплотненияраньше частоустанавливалижалюзи. Теперьих замениливоздушнымизавесами.

Печные вагонеткиперемещаютсяпо рельсам.Вагонеткасостоит изогнеупорнойплатформы,металлическогооснования иходовой части.На платформеобычно устанавливаютканализированныйпод, которыйвоспринимаетсадку и выполняетважнейшуютехнологическуюфункцию, обусловливаяаэрогидродинамическиепараметрыобжига. В связис тем что механическаяпрочностьплатформыневелика, основаниеее должно бытьжестким, чтобыоградить огнеупорныйматериал отповреждений.

Различаютдве основныесистемы туннельныхпечей — открытогопламени и муфельные.Так как дляобжига все вбольшей степениприменяетсячистый природныйгаз, в промышленностипреобладаютпечи открытогопламени. Муфельныепечи устарели.Для исключениявлияния дымовыхгазов на качествополуфабрикатавсе чаще используютэлектрическиетуннельныепечи.

Туннельныепечи открытогопламени можноприменять там,где используютчистое топливо,или где изделияпри соприкосновениис дымовымигазами не портятся.Для некоторыхизделий такойконтакт даженеобходим,например приобжиге

фарфора, когданеобходимыхимическиереакции междупродуктамигорения и изделиями.

В печах открытогопламени горячиедымовые газыпоступают прямов туннель. Ониомывают обжигаемыеизделия и должныпри этом равномернораспределитьсяпо сечениюсадки, обеспечивнепрерывноенагревание.Следует избегатьнепосредственногосоприкосновенияизделий с пламенем,чтобы предотвратитьих пережог.Поэтому горениепроисходитв топках илив разрывахсадки (импульсныеили высокоскоростныегорелки), откудапродукты горенияпоступают кобжигаемымизделиям. Благодарятакой прямойтеплопередачепечь открытогопламени достаточноэкономична,отличаетсявысокойпроизводительностью.В промышленноститонкой керамикинаиболеераспространеныпечи с сечениемканала 1—1,2 м³.В печах, имеющихболее крупноесечение, труднееобеспечитьнеобходимыйаэрогидродинамическийрежим обжига.При большойвысоте садкиочень сильновозрастаютнагрузки наогпеприпас,в результатечего существенноувеличиваютсярасходы наобжиг.

Электрическиетуннельныепечи обеспечиваютабсолютночистую газовуюсреду, поэтомуих применяютпреимущественнодля обжигадекорированныхизделий. В качественагревателейиспользуютканталовые(Кантал — сплавдля электронагревательныхэлементов —сталь, содержащаяFe, Сг. А1, Со,с максимальнойтемпературойиспользования1150— 1375 °С, разработанв Швеции) стержни.Электронагревателиобеспечиваюттемпературуобжига до 1200 °С.Благодаряиспользованиюсистемы рециркуляции,отводу горячеговоздуха из зоныобжига в зонуподогрева, гдетепло передастсяизделиям, достигаетсянизкий удельныйрасход энергии(0,06— 0,1 кВт/кг), отнесенныйк загружаемойпродукции,включая вспомогательныематериалы,

Широкомураспространениюэлектрическихтуннельныхпечей препятствуетв настоящеевремя повышенныйспрос на электроэнергию.Однако по мереистощениямировых запасоворганическоготоплива исовершенствованияатомных электростанцийзначениеэлектрическихпечей возрастает.

Но туннельныепечи имеютнекоторыенедостатки.С одной стороны,из-за высокойпроизводительностипечи все производство(неуправляемо)сосредоточиваетсяв процессеобжига, с другойстороны, загрузкаизделий в печь— процесс трудоемкий,необходимдорогой огнеприпас,возникаютбольшие расходына загрузкуи выгрузкупечей. Труднооптимизироватьпроцесс обжигаиз-за инертностикрупногабаритнойтуннельнойпечи и длительногообжига, составляющегодля фарфора(политой обжиг)25—35 ч.

В туннельныхпечах обжигаемыеизделия в концезоны подогревадостигаюттемпературы400—800 °С, а затемпопадают напервый участокзоны обжига),образуемыйпервой группойгорелок, настроенныхна сильноеокисление. Этагруппа горелокобеспечиваетнагреваниеизделий дотемпературы1050—1080 °С, послечего изделияпоступают навторой участокзоны обжига,где горелкиработают принедостаткевоздуха. Здесьв фарфоровоймассе происходитвосстановлениеFe₂О₃.

Всвязи с тем чтопродукты горенияв туннельнойпечи перемещаютсянавстречуизделиям, т. е.к входной двери,восстановительныегазы попадаютна первыйокислительныйучасток зоныобжига. Длясохраненияокислительнойсреды на первомучастке восстановительные составляющиепродуктовгорения награнице междудвумя участкамидожигаютсяблагодарявдуванию воздухачерез воздушнуюзавесу.

Важно, чтобына втором участкезоны обжигав канал печине подсасывалсяпобочный воздух,который можетнарушитьвосстановительнуюсреду. Поэтомупечи для политогообжига на участках,начиная с переходак восстановительнойфазе, работаютс избыточнымдавлением. Этонеобходимо,так как уплотнениепечного пространстваникогда небывает полным.

Следовательно,при обжигенаряду с температуройи газовой средойбольшое вниманиеследует уделятьдавлению вобъеме печи.

На последнемучастке зоныобжига происходитсозреваниефарфора. Здесьтакже нежелательнопрониканиепобочноговоздуха, таккак необходимастабильная,равномернаягазовая среда,приближающаясяк нейтральной.

Процессохлажденияв туннельныхпечах в значительнойстепени определяетсяустойчивостьюогнеприпасак сменам температур.Тонкостенныефарфоровыеизделия можноохладить занесколькоминут. Однакотакой процесссопровождаетсябыстрым выходомиз строя дорогостоящегоогнеприпаса.Для повышениякачества изделийважно, чтобыохлаждениепроходило вгазовой среде,не содержащейпродуктовгорения. Зонаобжига находитсяпод давлением,поэтому продуктыгорения стремятсяв зону охлаждения.Чтобы препятствоватьэтому, в концепечи вдуваютвоздух дляполученияпротиводавленияв зоне охлаждения.Кроме того, дляпредотвращенияперемещениядымовых газовв начале зоныохлажденияразмещаютотсасывающиеотверстия.

Режим работыпечей политогообжига обусловливаетсятеплопроизводительностьюгрупп или отдельныхгорелок, газовойсредой, аэрогидродинамическим режимом в объемепечи, количествомвдуваемоговоздуха, эффективностьюрекуператоровв зоне охлаждения.Эти величиныпостоянноконтролируюти поддерживаютавтоматическина заданномуровне, заисключениемпропускнойспособностирекуператоров.Процесс спекания— самый энергоемкийв керамическойпромышленности,поэтому особоважное значениеимеет рациональноеиспользованиеэнергии. Дляэкономии энергиинеобходимо:

оптимальнозагружать объемпечи, соблюдатьустановленныеплотность садкии длительностьпроцесса;

максимальноиспользоватьтепло продуктовгорения в зонеподогрева засчет поперечнойциркуляции,

снижатьпоглощениетепла плитамивагонеток засчет футеровкивагонетоклегковеснымиогнеупорнымиматериалами;

подогреватьвоздух, подаваемыйдля горения,с помощьюрекуператоровоптимальнойконструкции,действующихв зоне охлаждения(температуравоздуха до 600° С);

использоватьв сушилкахвоздух, отбираемыйиз зоны охлажденияпечей;

избегатьпотерь от бояпри транспортированииполуфабрикатаи огне-припаса;

снижать массуогнеприпаса.

Распределениетемпературв туннельнойпечи в значительнойстепени зависитот аэрогидродинамическогорежима в канале,который в своюочередь обусловленплотностьюсадки. Изделия,которые неомываютсяпродуктамигорения, нагреваютсянедостаточно.Для отсасыванияпродуктовгорения

в плотнозагруженнойтуннельнойпечи необходимобольшое разрежениев зоне подогрева,что способствуетподсасываниюпобочноговоздуха и снижениютем самымкоэффициентаполезногодействия.

Садка вагонеткиобразуетсястолбами капселейс плоскимиизделиями илизагруженнымипродукциейэтажерками.Перемещающиесявдоль и частичнопоперек печипродукты горениядолжны наскольковозможно равномерноомывать изделия.Для этого необходимо,чтобы столбыкапселей стоялине плотно, а сзазорами. Потеряпроизводительностиможет бытькомпенсированаповышениемскорости перемещениявагонеток.

К элементамсадки относятсятакже опорныестойки, образующиеканализированныйпод вагонетки,через которыйпродукты горенияподводятсяк нижней частисадки. Излишняплотная садкавынуждаетподдерживатьбольшое разрежениев начале печи,что повышаетопасностьпоявления такихдефектов, какзадувка, засорка.Кроме того, сувеличениемплотности садкиповышаетсяопасностьнедожога серединыее нижней частии пережогавнешней части.

Следуетучесть, что припережоге изделий,находящихсявблизи горелок,повреждаетсяогнеприпас,особеннокордиеритовыйкапсель.

Большоезначение длярежима обжигаимеет соблюдениесвободныхпроходов дляпотоков теплав канализированномподу и в разрывахсадки.

Необходимотакже следитьза устойчивостьюстолбов капселейи этажерок,иначе в печиможет произойтизавал и повреждениевагонеток. Этослучается чащевсего из-заобвала садки,которая заклинивается между вагонеткойи стенкой печи.В таких случаяхприходитсяостанавливатьпечь. Работыпо ликвидацииаварии проводятсяв тяжелых условиях.При загрузкеизделий в капседьи на вагонеткунеобходимопридерживатьсяразработанныхсхем садки.Фарфоровыечашки и кружкилегко деформируютсяв процессеобжига, поэтомуих склеиваютпопарно илиустанавливаютна бомзы. Присклеиваниидвух кружек их края смазываютспециальнымсоставом исоединяютотверстиями,препятствуятаким образомискривлению.Кружки с фигурнымкраем обжигаютна бомзах,представляющихсобой своеобразныйогнеприпас,который, будучиотформованнымиз той же массы,что и кружка,в процессеобжига претерпеваетодинаковуюс ней усадку,тем самым,предотвращаядеформацию.

Особоговнимания требуетустановка дляобжига фигурнойкерамики. Взависимостиот вида изделийиногда приходитсяиспользоватьспециальный огнеприпас.Изделия с широкорасставленнымидеталями надоустановить так, чтобы этидетали приобжиге не отвалились.При загрузкевагонетокследует неукоснительнособлюдатьпрофиль садки.

Назначениеогнеприпаса— обеспечитьрациональнуюзагрузку печейи защититьизделия отнежелательноговоздействиядымовых газов.

В зависимостиот назначенияи формы различаютследующие видыогнеприпаса:

капсель длякруглой плоскойпосуды изкарбидкремний-или кордиеритсодержащегоматериала;плиты для этажерокна основе техже материалов;

стойки дляэтажерок иканализированногопода из карбид-кремний-,муллит- иликордиеритсодержащегоматериала;

подставкидля тарелоки приспособлениядля установкиглазурованнойплоской посудыв стопки вовремя политогообжига илиобжига декорированныхизделий;

опорные плитыи бомзы, подпоркидля установкиобжигаемыхизделий в наклонномположении;

опоры длявыступающихдеталей приобжиге скульптуры.Огнеприпасиспытываетвысокие механическиеи термическиенагрузки, поэтомуон должен иметьвысокую прочностьв холодном инагретом состоянии,термостойкость, стабильностьразмеров в ходедлительнойэксплуатации,химическуюустойчивостьпри температурахэксплуатации,умереннуюсебестоимость.

5.4.6 Декорированиефарфоровыхизделий.

Назначениедекора — повыситьэффект, производимыйцветом материалаи его формой,так как материал,форма и декорпри правильномсочетанииопре­деляютэстетическиесвойства изделий.

Для изделийс белым черепкомили покрытыхбелой глухойглазурью бе­лизнаимеет первостепенноезначение.Декорированиетаких изделийспособствуетбольшему проявлениюценных свойствматериала, изкоторого ониизготовлены.Это в равноймере относитсяи к изделиямс окрашеннымчерепком, таккак окраскасама по себеявляется декором.Декор не долженподавлятьокраску материаломизделий. Правильноподобранныйдекор выгоднооттеняет белыйцвет, которыйстановитсясветлее и ярчевсех тонов.

Эффект декорированияобусловленпрежде всегоумелым сочетаниемдекора и формыизделия. Плохопродуманнуюформу изделияне спасет никакойдекор. Нельзятакже считать,что хорошаяформа можетобойтись бездекора. Декорвыполняет своюроль тем лучше,чем больше онсоответствуетформе изделия.Из этого, однако,не следует, чтоон не имеетсамостоятельногозначения. Напро­тив,характернаяформа требуети характерногодекора.

Соотношениеживописныхразделок, %: деколь— 60; аэрограф—10;от­водка (ленты)— 15; штамп, печать— 5; ручная роспись— 10. Различаютрельеф­ноеи гладкоедекорированиеизделий.

Одним изспособовдекорированияизделий являетсяпокрытие ихцветными глазурями.Особый интереспредставляетдекорированиекракле — получениеглазурногопокрова в видесетки разногоцвета и размера.Этот способдекориро­ванияоснован назначительномразличиикоэффициентовтермическогорасшире­ния(КТР) глазурии черепка изделий.

На отечественныхпредприятияхвсе в большихобъемах применяетсяпод-глазурноедекорирование(роспись) фарфоровыхизделий. Около60% всех фаян­совыхизделий декорируетсяподглазурнымикрасками.Подглазурноедекорирова­ниеисключаетспециальныйобжиг изделийи способствуетлучшему закреплениюдекора.

Декорированиеизделий, обжигаемыхскоростнымиспособами,имеет своиособенности.Толщина слоякраски не должнапревышать 40мкм, в противномслучае она несможет хорошозакрепитьсяна глазурномпокрове (взаимнаядиффузия краскив глазурь, инаоборот).

Декорированиеизделий являетсянаименеемеханизированнымпроцессом посравнению сдругими процессамипроизводствафарфора и фаянса.На декориро-ваниизанято до 30% рабочихосновногопроизводства,а объем работ,выполняе­мыхвручную, составляет70—75%. Такое положениеобъясняетсясложностьюпроцессовдекорирования— многоцветностьюрисунка, трудностьюнанесениядекора на поверхностьизделий, имеющихразличнуюкривизну, частойзаменой декора,а также отсутствиеммеханизированныхсредств нанесениядекора.

Рельефныйдекор. Выпуклыеукрашенияповерхности.Эти способырельефногодекора изделийвключают: отливкуизделий в гипсовыхформах с рельефнымрисунком наих поверхности,нанесениедекора путемлепки на поверхностьизделий, находящихсяв кожетвердом(подвяленном)состоянии.После сушкиизделия глазуруюти обжигают.Этот вид декорирования,особенно изделийиз тонкокаменныхмасс и майоликовых,широко распространенв США и Франции,где имеетсянесколькопатентов получениярельефногодекора по цветукак соответствующегофону окраскиизделия, таки отличногоот него.

Нанесениезаглубленногодекора. Способызаглубленногодекорированиявключают получениеизображениягравировкойпроволочнойпетлей, процарапываниемповерхностиподвяленногоизделия иливдавливаниемизображения(инкрустация).Вырезанныелинии рисунказаполняютцветным ангобомили краскамишпиндельноготипа, изделиесушат и покрываютпрозрачнойглазурью. Иногдарисунок (сграффито)процарапываютсквозь слойнанесенной(сырой) глазуридо обнаженияцвета черепкаили подглазурногоангоба, зачищаюткрая линий иобжигают

Декорированиедеколью. Декольособенно пригоднадля декорированияхозяйственнойпосуды, так какспособ этоточень производителен,а качествоотделки высокое.

Деколь изготовляютметодом офсетной(плоской) илитра­фаретнойпечати.

На керамическихпредприятияхотпечатанныелисты деколиразрезают наотдельныерисунки, такназываемыелепки. Леп­киокунают повозможностив мягкую воду(1—2 мин). Подложкаи пленка с рисункомотделяютсядруг от друга,благодаря чемустановитсявозможнымперенос рисунка.Промежуточныйслой облегчаетэтот процесс.

Изготовлениедеколи проходитв основном семьрабочих стадий:оригинал —репрофотография— ретушь — контактноеизготовление— монтаж —изготовлениепечатных форм(ко­пии) — печать.

Первые пятьстадий одинаковыдля офсетнойи трафаретнойпечати, различнытолько некоторыедетали.

Оригиналомможет бытьакварель, диапозитив,чистовой ри­суноки т. д.

Репрофотография(репро — сокращениеот слова «репро­дукция»)— это воспроизведениеоригинала нафотопленкес помощьюрепро-камеры.Пленки размножаютсяфотографиче­скимпутем аналогичноизготовлениюфотографий.Для печатаниясдвижной деколихудожник выполняетраз­ноцветныйрисунок натуральнойвеличины. Этотрисунок копи­руютс увеличениемв два раза ифотографируютс изготовле­ниемнегативов поколичествупримененныхкрасок. На каж­домполученномнегативе оставляютпросвет толькоодной краски,остальные полязакрываютретушью. Пополученнымтаким образомнегативамизготовляютна пленке позитивы.Шелковую сеткунатягиваютна рамку, пропитываютсвето­чувствительнойэмульсией исушат. Затемна эту сеткунакла­дываютпозитив изасвечивают.После этогосетку промываютв теплой воде,в результатеэмульсия нанепросвеченныхме­стах растворяется,а на просвеченных— остается.Таким обра­зомполучают требуемыйтрафарет длякаждой краскимного­цветногорисунка. Длясдвижной деколиприменяют всекерамическиекраски, а такжепрепаратызолота и другихдрагоценныхметаллов.

Рамки с трафаретомшарнирамиукрепляют настанке, представляющемсобой квадратныйстол, покрытыйлистовым стеклом.Под стекломрасположенылюминесцентныелампы дляпросвечивания.На стекло накладываютлист декольнойбумаги, ориентируютее по имеющейсяна стекле метке(крестик) ирас­правляютс помощьювакуум-присоса.После этогорамку с тра­фаретомплотно накладываютна декольнуюбумагу.

Краску (илипрепарат золота)в количестве,примерно в 1—1,5 раза превышающемпотребностьв ней для полученияод­ного оттиска,с помощью шпателянаносят натрафарет ипро­катываютрезиновымракелем (валиком).При этом краскапро­давливаетсячерез зазорытрафарета набумагу, образуяри­сунок. Поднимаютрамку с трафаретом,снимают декольнуюбумагу с нанесеннымна ней рисункоми направляютна сушку. Тутже накладываютследующий листбумаги и аналогичнымспособом получаютвторой оттисктого же рисункаи т. д. При каждомпоследующемпрокате натрафарет добавляюткраску дляполученияодинаковогослоя на всехоттисках.

После накоплениядостаточногоколичестваоттисков однойкраски рамкус трафаретомэтой краскиснимают и укрепляютна станке рамкус трафаретомдругой краскирисунка и т. д.При нанесениипоследующейкраски декольнуюбумагу с вы­сушеннойна ней первойкраской накладываютна стекло станкаи точно ориентируютее по имеющейсяна ней меткетак, чтобы зазорытрафаретасовпали с местами,подлежащимизакраши­ваниюочереднойкраской. Такимобразом последовательнона­носят набумагу всекраски многоцветногорисунка.

Окончив работупо приготовлениюсдвижной деколи,краску осторожнособирают шпателем,а остаток смываютразбавите­лем,обрабатываюти используютв смеси со свежейпартией краски.Трафарет иинструментыпротираютчистыми лоскут­камихлопчатобумажнойткани, смоченнымив скипидаре.

Готовыйотпечатоксдвижной деколина бумаге покрываютполибутилметакрилатовымлаком, дающимэластичнуюпро­зрачнуюпленку. Листс рисункамиразрезают налепки, кото­рыеопускают вводу. При этомгумминовыйклей растворяется(разжижается),а пленку с красочнымизображениемсдвигают сбумаги и переносятна декорируемоеизделие. Оставшиесяпод рисункомпузырьки воздухаосторожновыдавливаютрези­новымваликом илитампоном.

Для закреплениякраски изделия,декорированныесдвиж­нойдеколью, подвергаютмуфельномуобжигу.

Прямаятрафаретнаяпечать. Ужев течении рядалет в промышленноститонкой керамикиприменяютсямеханизированныеустройстваи машины дляпрямой трафаретнойпечати при над-и подглазурномдекорировании.

Декорированиеинструментами.При декорированиихозяйственнойпосуды и посудыдля ресторановчасто повторяютсяотдельныедекоративныеэлементы: усики,ленты и канты,нанесениекоторых поддаетсямеханизации.Для выполненияэтого декоравместо кистиприменяетсяинструментдля отводки,с помощью которогоможно наноситьполосу на равномрасстоянииот края. Инструментиспользуюттакже длядекорированияовальной посуды.

Декорированиес помощью штампа.Штамп используютпри декорированииизделий повторяющимисямотивами. Изделиянебольших серийи художественныйфарфор декорируютвручную.

В массовомпроизводствеприменяютмашины длянанесе­нияштампа. Этотспособ декорированияболее производителен,чем ручнаяживопись; крометого, получаютболее тождествен­ныеизображения.Штамп наносятна дно, борт ивсю поверх­ностьизделия .

Аэрография.Одна из наиболеечасто встречающихсятехник декорирования— это наложениекрасочногофона. В зависимостиот желаемогоэффекта поверхностьизделия покрываюткраской, полностьюили частичноили наносятподглазурныйдекор.

Декорированиеосуществляютаэрографом.Остающиесяне закрашеннымиповерхностипредварительноприкрываюттрафаретами.Отдельныеучастки поверхностиможно предварительнообработатьмаслом. Аэрографиейможно получитьтак же потечныеповерхностии плавный переходтонов. Этиммето­дом наизделия могутбыть нанесенырисунки следующихвидов:

1) рисункитипа цветочного«букета», 2) бортовые рисунки3) сплошное(однотонное)крытье, 4) теневоекрытье (восходя­щееили нисходящее),5) лента.

Рисунки первыхдвух видовразделяютсяна одноцветныеи многоцветные.Сплошное итеневое крытьеобычно не приме­няютв виде законченнойсамостоятельнойразделки, аиспользуютлишь как отдельнуюоперацию прикомбинированнойраскраске,например приручных живописныхработах, декалькоманиии др. .

Росписькистью. Еслипо оригиналуили эскизу нафарфор надоперенестицветы, орнамент,пейзаж, то сначаларисунок переводятна кальку, используякарандаш, войлок,пемзу, графит,жженую газетнуюбумагу и тампон.

Кальку накладываютна рисунок икарандашомпрорисо­вываютконтуры. Положивбумагу на войлок,прокалываютшилом линиитак, чтобы отверстияне располагалисьслишком близкодруг к другуи не были крупными,иначе при переносерисунка появятсяискажения.Наколотуюкальку выравнивают,протирая пемзойили мелкойнаждачнойбумагой. Теперькаль­ку можноналожить наизделие. С помощьютампона черезот­верстияпротираютграфит. Послеснятия калькина изделииостается контуррисунка в видеслабых пунктирныхлиний.

Декорированиес помощью травления.Бортовой рисунокможно такжеполучить химическимтрав­лениемглазури изделияили имитациейтравления.Получениебортовогорисунка путемтравленияглазури производитсясле­дующимобразом. Способомпечати на бумагуасфальтовымлаком наносятрисунок. Этубумагу наклеиваютрисунком внизна борт изделия.Затем снимаютбумагу, а лакостается наиз­делии. Послеэтого обрабатываемыйборт изделияпогружают вплавиковуюкислоту. Приэтом свободныеот лака участкиглазури травятсякислотой иприобретаютматовую поверх­ность.Асфальтовыйлак смываютс изделия керосином,остатки удаляютобжигом в муфелепри 600° С. Протравленныйборт отводятжидким золотоми обжигают вмуфельной печи.После обжигана протравленныхместах золотополучаетсяматовым, а наместах асфальтовоголака — блестящим,и это создаетэффект рисунка.

Фотокерамическоедекорирование.Принцип полученияфотоизображениякерамическимикрас­ками вомногом сходенс обычным процессомфотографирова­ния.Метод основанна различнойстепени прилипаемостипро­свеченныхи непросвеченныхучастковфоточувствительнойплен­ки к порошкукерамическойкраски.

Процесспроизводствафотокерамикивкратце заключаетсяв следующем.Приготовляютфоточувствительнуюэмульсию, на­носятна стекляннуюпластинку иподсушивают.Путем засвечиванияполучаетсяна пластинкеизображение,которое затемопыляют керамическойкраской. Изображениес краской по­крываютпленкой коллодия.Пластинку сколлодиемобрабаты­ваютв щелочномрастворе дляотделенияпленки с фотоизо­бражениемот стекла. Отставшуюпленку извлекаютиз щелоч­ногораствора, тщательнопромывают вдистиллированнойводе и наносятна изделие.

Для полученияфотокерамическогоизображениясуществуютеще способы:1) окрашиванияи 2) замещения.При способеокрашиваниявместо опыленияфотоотпечатокпокрываютспе­циальнымсоставом, содержащимсоответствующиекерамиче­скиекраски. Этотсостав наносятв разжиженномвиде.

При способезамещенияфоточувствительныевещества вэмульсии диапозитива,полученногоиз обычногонегатива, за­мещаютблагороднымиметаллами —золотом, платиной,ириди­ем — путемпогружениядиапозитивав раствор хлорногосоеди­ненияэтих металлов.

Украшениедекоративнымиглазурями ицветными массами.К декоративнымотносятсяглазури «кракле»,потечные, ма­товые,кристаллическиеи глазуривосстановительногоогня. Глазурь«кракле» декоративнапо характерусвоего растрески­вания,а остальныеглазури — различнойстепеньюрекристал­лизации.

Декоративныйэффект глазури«кракле» заключаетсяв том, что онапри охлажденииизделий послеобжига даетна их по­верхностипричудливуюсеть волосяныхтрещин, которыев ос­новномпронизываюттолько толщуглазурногослоя и в кера­микеименуютсяцеком. Располагаясьхаотически,они пересе­каютдруг друга,разбивая глазурныйпокров намногоугольныеучасточки илиячейки.

Такое растрескиваниеглазурнойпленки происходитв ре­зультатевысокого коэффициентатепловогорасширениягла­зури посравнению счерепком. Подобныеглазури специальноподбирают, иони должнысодержатьбольшое количествоще­лочей исоединениябора.

Для декорированиятонкокерамическихизделий применяютв основномкерамическиекраски и препаратыблагородныхметаллов. Люстровыекраски используютограниченно,цветные ихудожественныеглазури, каки ангобы,—толькодля фаян­са,витриес-чайнаи декоративнойкерамики.

Керамическиекраски и препаратыблагородныхметаллов приготовляютдля различныхспособовдекорирования,смеши­вая ихс маслами илаками, которыеиспаряютсяи сгорают впроцессе обжигадекорированныхизделий.

Керамическиекраски. В соответствиис возможнымивидами декораразличаюткраски надглазурные,внутриглазурные,подглазурные.

При надглазурномдекорированиикраски наносятна глазу­рованныйобожженныйчерепок и обжигаютв окислительнойсреде при температуре800—850 °С так, чтокраска наплавля­етсяна глазурь, невплавляясьв нее. Палитранадглазурныхкрасок охватываетвсю цветовуюшкалу, причемсмешиваниемкрасок можнополучить любыецветовые оттенки.

Надглазурныекраски обычносостоят изфлюса (или смесифлюсов) и собственнопигмента. Флюси пигмент вбольшин­ствеслучаев тщательноперемешивают,иногда же ихдополни­тельноспекают, фриттуютили сплавляют.В некоторыхслу­чаях вкачестве надглазурныхкрасок используютокрашенныефлюсы.

Высокоустойчивыенадглазурныекраски предназначеныдля украшенияпосуды всемиспособамидекорирования.Степень ихустойчивостигарантируетсоблюдениеустановленныхпре­деловвыделениятоксичныхвеществ дажепри условиинане­сенияих сплошнымфоном.

Внутриглазурныекраски, так жекак надглазурные,нано­сят наглазурованный,прошедшийполитой обжигчерепок, однакоокислительныйобжиг проводятпри достаточновысокой температуре(обычно 1200—1280°С).В результатекраски вплавляютсяв размягченнуюглазурь.

Высокотемпературныенадглазурныекраски (температураобжига 1000—1100°С)не относятсяк внутриглазурным.Раз­работанныев последниегоды погружающиеся(вжигаемые)краски (температураобжига 1200—1280 °С)так же, как ииздавна известныекраски высокогоогня (температураобжига 1350—1400 °С),являются типичнымивнутриглазурнымикрас­ками.

Керамическиепрепаратыдрагоценныхметаллов. Данныепрепаратыобеспечиваютвозможностьдекорированиякерами­ческихизделий золотом,серебром иплатиной.

Различаютглянцевыепрепараты,которые блестятсразу же послеобжига, и полировальныепрепараты,которые послеобжига выглядятматовыми итребуют полировки.

Глянцевыеи полировальныепрепаратыобычно изготовля­ютжидкими, а иногдав виде паст.Наряду с нимисуществуюттакже порошкообразныепрепаратыблагородныхметаллов (дляпудрования).

Керамическиепрепаратыблагородныхметаллов можноприменять длявсех способовдекорирования,причем длянеко­торыхиз них (например,нанесениякистью илиштампом, ме­ханизированногодекорирования,трафаретнойпечати, пудро­вания)изготовляютспециальныепрепараты. Длядекорирова­нияна темном фоне(напримеркобальтовом)используютпро­светленныеглянцевые иполировальныепрепараты .

Люстры.Люстры – эторастворы органическихсоединий металлов(например, кобальта,хрома, марганца,железа, урана)в эфирных маслахи органическихрастворителях,лю­стры могутсодержатьблагородныеметаллы (розовые,кар­миновые,рубиновые,фиолетовые,синие и зеленыелюстры), но могути не содержатьих (желтые,оранжевые,коричне­вые,иризирующиелюстры).

При обжигелюстры образуютна глазуритонкие, блестя­щие,переливающиерадужнымицветами пленкиоксидов обыч­ныхметаллов илисмесей оксидовобычных и благородныхме­таллов.Радужный блесклюстровогодекора обусловленраз­ным отражениемповерхностьюпадающего света— цвет изме­няетсяв зависимостиот точки наблюдения(эффект интерфе­ренции).Этот эффектдля иризирующеголюстра усиливаютпутем изменениятолщины наносимогослоя. Используютлю­стры — кракле,мраморные,побежалые,жемчужные ипотечные.

Люстры, также как надглазурныекраски, обжигаютв оки­слительнойсреде при температуре800—820 °С. За исключе­ниемиризирующих,люстры можнообжигать вместес краска­ми(кроме кадмиевых)и препаратамиблагородныхметаллов.

5.4.7 Контрольпроизводства

Контрольсырьевых материалов

Качествосырья по внешнемувиду и отборсредней пробыдля анализаосуществляетсяна складе сырьяи площадке дляхранения материаловиз каждой партии.

Испытанияглинистыхматериалов

1. Массоваядоля влагиизмеряетсяв сушильномшкафу СНОП изкаждой партии.

2. Степеньчистоты — втуннельнойпечи.

3. Запесоченность — с помощьюсита № 0056.

4. Показательадсорбцииметиленовогоголубого — всушильномшкафу СНОП.

5. Керамическиесвойства:

• усадкапри Т = 110 ⁰С и 1380⁰С измеряетсяв сушильномшкафу СНОП;

• водопоглощениеутильных изделийизмеряется1 раз в суткина весах Т-200;

• пределпрочности наизгиб сухихобразцов измеряется3 раза в неделюв сушильномшкафу, на весах,штангенциркулеми приборомИванова.

6. Коллоидно-химическиесвойства

• активнаящелочность(рН) каолинаизмеряетсякаждой партиилабораторнымрН-метром;

• показательупругостикаолина (приудельном весе1,36 г/см³), группакаолина определяетсяиз среднейпробы каждойпартии ареометромАОН – 4и;

• бентонитовоечисло (длябентонита)измеряетсяв сушильномшкафу СНОП

• разжижаемостьдля каолинаопределяютс помощью весовТ-200 и мернойпосуды.

7. Химическийсостав

• массоваядоля двуокисикремния определяетсяв каждой партиииз среднейпробы в сушильномшкафу, весамиТ-200;

• массоваядоля оксидовAl, Ca, Mgопределяетсямерной посудойв каждой партии;

• массоваядоля суммыоксилов Feи Ti определяетсяна фотоэлектрокалориметреФЭК – М, в печиСНОП, с помощьюмерной посуды;

• массоваядоля оксидовK и Naопределяетсяна пламенномфотометре спомощью мернойпосуды и печиСНОП.

Испытаниякварцполевошпатовыхматериалов

1. Отборсредней пробыосуществляетсясо склада сырьяиз каждой партии.

2. Огневаяпробы беретсяиз среднейпробы в печитуннельной.

3. Содержаниесвободногокварца в пегматитеопределяетсяпри помощимикроскопаМБС – 9.

4. Химическийсостав

• потерипри прокаливанииопределяютсяв печи СНОП,на весах Т-200 изсредней пробы;

• массоваядоля оксидовCa, Mg, Al,Si, Fe, K,Na определяетсятак же как и вглинистыхматериалах.

Испытаниякварцевыхматериалов

1. Отборсредней пробыосуществляетсясо склада сырьяиз каждой партии.

2. Массоваядоля влагиопределяетсяв средней пробев сушильномшкафу, на весахТ-200.

3. Огневаяпроба (внешнийвид, степеньчистоты) определяетсяв туннельнойпечи.

4. Химическийсостав: массоваядоля оксидовопределяетсятакже как и вглинистыхматериалах.

Испытаниядоломита

1. Отборсредней пробыосуществляетсясо склада сырьяиз каждой партии.

2. Огневаяпроба берётсяв туннельнойпечи из средней.

3. Массоваядоля влагиизмеряетсяв сушильномшкафу, на весахТ-200.

4. Химическийсостав определяется,так же как и вглинистыхматериалах.

Испытаниясульфанатов

1. Отборсредней пробыосуществляетсясо склада сырьяиз каждой партии.

2. Огневаяпроба берётсяв туннельнойпечи из средней.

3. Массоваядоля влагиизмеряетсяв сушильномшкафу, на весахТ-200.

4. Химическийсостав определяется,так же как и вглинистыхматериалах.

Испытанияглинозёма

1. Отборсредней пробыосуществляетсясо склада сырьяиз каждой партии.

2. Огневаяпроба берётсяв туннельнойпечи из средней.

3. Массоваядоля влагиизмеряетсяв сушильномшкафу, на весахТ-200.

4. Химическийсостав определяется,так же как и вглинистыхматериалах.

Испытанияжидкого стекла

1. Силикатныймодуль определяетсярасчётнымметодом наскладе материаловиз каждой партии.

2. Плотностьопределяетсяна складе материаловс помощью набораареометров,термометра,мерной посуды.

3. Химическийсостав:

• содержаниеоксида Siопределяетсяв средней пробев электропечина весах;

• содержаниеNa₂Oопределяетсяна весах с помощьюмерной посуды.

Испытаниямелющих телиз уралита

1. Отборсредней пробыосуществляетсясо склада сырьяиз каждой партии.

2. Дефектывнешнего видаи чистота.

3. Размерыопределяютсялинейкой.

4. Водопоглощениеопределяетсяс помощью весовв сушильномшкафу.

5. Объёмныйвес определяетсявесами Т-200.

Испытаниясетки проволочной,тканой с квадратнымиячейками

Определяютколичествоячеек на 1 см²с помощью микроскопаМБС-3 на складематериалов.

Контрольработы МЗО

Каменистыематериалы

Контролируетсяправильностьхранения вбункерах каждуюсмену.

Глинистыематериалы

Контролируетсякаждую сменучистота прихранении.

Формовочнаямасса

Контролируетсямассовая долявлаги в завесочномотделении 2раза в неделюв сушильномшкафу на весах.Правильностьзавески контролируетсяпостоянно спомощью водомера.При каждойзагрузкеконтролируетсязаливка воды.При каждомпомоле в шаровоймельницеконтролируетсяпродолжительностьпомола и массоваядоля влаги спомощью сушильногошкафа и весов.Крупностьпомола контролируетсяситом № 0056. 1 разв неделю контролируетсясостояниемелющих телс помощью весов.После каждогослива контролируетсясостояниефутеровкимельниц, целостностьсит на обогатительнойустановке иналичие мушкис помощью сушильногошкафа и весовопределяетсямассовая долявлаги послеобезвоживания,контролируетсярасслаиваниемассы. На фильт-прессепроверяетсяманометромдавление. Привакуум-прессованиипостоянновакуумметромопределяетсяразрежение.

Контролируютсятакже следующиепараметрическиехарактеристики:

• массоваядоля влаги наформовочномполуавтомате1 раз в суткис помощью сушильногошкафа;

• конечнаяусадка при Т= 1350 ⁰С определяетсяс помощьюэлектропечидля обжига;

• потерипри прокаливаниис помощьюэлектропечи;

• 1 разв неделю осуществляетсяхимическийанализ.

5.5 Производствогипсовых форм

Фарфоровыеизделия бытовогоназначенияизготавливаютсяв гипсовыхформах. В себестоимостьизделий расходына гипсовоепроизводствосоставляют2-3%.

Гипсовыеформы должныпередаватьизделиям всвежеформованноми свежеотлитомвиде тончайшиедетали рельефаи рисунка своихрабочих поверхностей,равномерносорбироватьвлагу, сохранятьнеизменнымисвои собственныеразмеры, иметьгладкую рабочуюповерхностьисохранить еепри дальнейшейэксплуатации,не загрязняласьколоиднымичастицамиглинистоговеществаю

Требованияк качествугипсовых формзависят отспособа оформленияизделий. Формыпредназначенныедля литья должныобладать хорошейводопоглощаемостьи иметь удовлетворительнуюпрочность,формы же дляпластическогоформованияизделий должныобладать повышеннойпрочностьюпри удовлетворительнойспособностик поглощениюводы.

Схемапроизводствыгипсовых изделий

Хранениегипса

Просев гипса

Дозированиеводы и гипса

Приготовлениегипсовогораствора

Приготовлениемодели

Сушка модели

Изготовлениематочной формы

Сушка маточнойформы

Изготовлениематочного капа

Приготовлениепристоя

Сушка пристоя

Изготовлениерабочего капа Приготовлениесеро-графитовойсмеси

Сушка рабочегокапа Изготовлениерабочего капа

Обточканаружной поверхности

Изготовлениегипсовой формы

Сборка частейгипсовой формы

Калибровкаформы

Накоплениепартии форм

Транспортированиек рабочим местам

Со складамешки с гипсомподаются научасток элеватором,далее на просевчерез вибросито.При помощилитейного ведраи щеткой дозируетсянеобходимоеколичествоводы. Смешиваниеи удалениевоздуха израствораосущевствляетсяв гипсомешателес электроприводом.Изготовлениемодели осущевствляетсявручную, путемзаливки гипсовогораствора вобечайку. Сушкамоделей происходитпри температуре60-65 градусов напротяжении7-14 дней в камернойсушилке. Теплоноситель– горячий воздухиз зоны охлаждениятунельной печи.Изготовлениематочной формыпроизводятвручную заливкойгипсовогораствора. Сушкав камерномсушиле притемпературене более 60 градусов.Изготовлениепристоя, рабочегокапа из гибсапроизводитсятакже вручнуюс использованиемразличных ножейи кистей. Сушкапри температурене выше 60 градусов.Приготавливаютсерографитовуюсмесь из 80% серыи 20% графита. Смесьподогреваетсядо температурыплавления серы(120-160 градусов).Далее пристойзаливаютсерографитовойохлажденнойсмесью. Разъемнымножом пристойразделяют начасти и обтачиваютнаружную поверхность.Далее изготавливаютгипсовые формызаполняя чашигипсовым раствором.Съем излишкамассы производяти выбиваютформы из капов.Зачищают гипсовыеформы, смазываютэмульсией.Вручную собираютчасти гипсовойформы и передаютна колибровку.Откалиброванныегипсовые формыпрокладываютсякартоном. Формывручную транспортируютсяна сушку при температурене более 60 градусовв камерномсушиле. Такжедопускаетсяестественнаясушка изделий.Гипсовые формыскладываютсяв стопки высотойне более 1.2 метрас обязательнойпрокладкойкартоном.

5.5 Производствостеатитовойкерамики

Стеатитовая(клиноэнстатитовая)керамика полученана основе системыMgO-SiO₂.Основнойкристаллическойфазой являетсяметасиликатмагния MgSiO₃.Стеатитоваякерамика относитсяк теплоэлектроизоляционнымматериалам. Обладает высокимэлектрическимсопротивлением,низкими диэлектрическимипотерями, высокойпробивнойнапряжённостью.Эти свойствапозволяютприменять вкачестве различноготипа радиоизоляторов.Отличительнаяособенностьэтой керамикиявляется высокаямеханическаяпрочность,нулевая пористостьи водопоглощение.Основным сырьемявляется природныйводный силикатMg (тальк 3MgO*4SiO₂*H₂O).На предприятиииспользуютсятальк Оноцкогоместорождения.При нагреваниив температурноминтервале950-1050 ⁰С он разлагаетсяс образованием3(MgO*SiO₂)+SiO₂+H₂O.Для повышениятехнологическихсвойств в массудобавляют 2 –4% огнеупорныхглин, для улучшенияэлектрофизическиххарактеристик— BaCO₃, катионBa имеетбольшой радиуси способствуетуплотнениюструктурыматериала, чтоснижает проводимость.

Нафарфоровомзаводе выпускаютнепластичныйстеатит с малымсодержаниемглины. Составмассы, %: тальк– 82, карбонатбария – 13-14, глинадо 4.

Производстводвухстадийное:

1. Получениекристаллическойфазы (энстатита).

2. Получениеизделий.

1 стадия

тальккарбонатбарияглина

дозированиепо массе

помол(мокрый) в шаровоймельнице

процеживание

магнитнаясепарация

обезвоживание

проминка(получениегранул)

сушка

обжиггранул в камернойпечи

2 стадия

помолсухой (ρ = 5000 см²/г)

приготовлениелитейногошликера (в качествесвязки используетсяпарафин)

реакторс мешалкой (Т= 70 ⁰С)

литьёв холодныеметаллическиеформы (р = 5 - 6 атм)

1 обжиг(выгораниесвязки и частичноеспекание вщелевой печи,в тонком адсорбенте(глинозём, молотыйобожжённыйтальк) при Т =1100 — 1120 ⁰С)

отделениеизделия отадсорбента

2окончательныйобжиг

5.6Производствоогнеупорногоприпаса

Назначениеогнеприпаса— обеспечитьрациональнуюзагрузку печейи защититьизделия отнежелательноговоздействиядымовых газов.

В зависимостиот назначенияи формы различаютследующие видыогнеприпаса:

капсель длякруглой плоскойпосуды изкарбидкремний-или кордиеритсодержащегоматериала;плиты для этажерокна основе техже материалов;

стойки дляэтажерок иканализированногопода из карбид-кремний-,муллит- иликордиеритсодержащегоматериала;

подставкидля тарелоки приспособлениядля установкиглазурованнойплоской посудыв стопки вовремя политогообжига илиобжига декорированныхизделий;

опорные плитыи бомзы, подпоркидля установкиобжигаемыхизделий в наклонномположении;

опорыдля выступающихдеталей приобжиге скульптуры.Огнеприпасиспытываетвысокие механическиеи термическиенагрузки, поэтомуон должен иметьвысокую прочностьв холодном инагретом состоянии,термостойкость, стабильностьразмеров в ходедлительнойэксплуатации,химическуюустойчивостьпри температурахэксплуатации,умереннуюсебестоимость.

Глинапредварительноизмельчается,шамот проходитпомол и рассевна фракции. Всёэто помещаетсяв бункера, дозируетсяпо объему ипроводитсядвухступенчатоесмешивание(сухое, мокрое)в двухвальномсмесителе.Влажность массы14 – 16%. Масса усредняетсяи прессуется.Прессованиепроизводятв прессформах,сушку производятпри температуре100 – 130 ⁰С, обжигаютсяизделия в камерныхпечах периодическогодействия Т =1250 ⁰С в течениенесколькихсуток.

Списокиспользованныхисточников

1. Ахъян А. М.Технологияфарфоровыхизделий бытовогоназначения.— М.: Лёгкаяиндустрия,1986. — 311 с.

2. Визир В. А.,Мартынов М. А.Керамическиекраски. — Киев:Техника, 1983. — 276с.

3. Кошляк Л.Л., КалиновскийВ.В. Производствоизделий строительнойкерамики. —М.: Высшая школа,1990. — 196 с.

4. Мороз И. И.,Комская М. С.,Олейников Л.Л. Справочникпо фарфоро-фаянсовойпромышленности.— М.: Лёгкаяиндустрия,1990. — 349 с.

5. Технологиятонкой керамики.Лангер Ф., ЛейбЭ., Майер П., МухеК., Шрот З., ШулерР. — М.: Легкаяи пищеваяпромышленность,1995. — 183 с.

Содержание

1.ХАРАКТЕРИСТИКАПРОДУКЦИИВЫПУСКАЕМОЙПРЕДПРИЯТИЯМИКЕРАМИЧЕСКОЙОТРАСЛИ РБ

Кирпич икамни керамическиелицевые. Кирпичи камни керамическиелицевые представляютсобой обожжен­ныеполнотелыеи пустотелыеизделия, изготовляемыеиз глины с до­бавкамиили без них.Цвет выпускаемыхизделий— светло-кремовый,светло-желтый,красный, терракотовыйи др., поверхностирельефные,офактуренныеи гладкие. Способнанесениялицевой поверхности— торкретирование,двухслойноеформование,апробирование;форма из­делий— прямоугольныепараллелепипедыс прямыми угламии ровны­мигранями. Керамическиелицевые камнии кирпич предназначаютсядля облицовкифасадов зданийили сооружений,внутреннихстен вестибюлей,лестнич­ныхклеток, переходови т. п. Облицовочныеработы могутвестись од­новременнос кладкой стен.

Техническаяхарактеристика

Размеры:

кирпича............. 250Х120Х65

камня..............250Х120Х65250

Прочность,марки ...........100,125, 150 250

Морозостойкость,марки ........35, 50

Объемнаямасса пустотелогокирпича

и камня,кг/м³............1250—1400

Масса одногокирпича, кг........2,5—2,8

Масса одногокамня, кг.........5,1—5,6

Водопоглощение,%..........6,0—14,0

Морозостойкость,циклы ........25—50

Двух­слойныйлицевой кирпичпредставляетсобой керамическоеизделие, изготовленноепластическимпрессованиемиз двух глинистыхслоев. Лицевойслой кирпичатолщиной5 мм может иметьразличный цвет.Двухслойныйкирпич выпускаетсятрех марок:100, 125, 150.

Кирпич и камниукладываются(можно друг надруга в дваряда) в клеткина подкладкахили поддонахраздельно помаркам и цветамлицевых поверхностей.В открытыхтранспортныхсредствахкирпич и камниперевозятсяна поддонах.Погрузка ивыгрузка кирпичаи камней должныпроизводитьсямехани­зированнымспособом спомощью специальныхзахватов, погрузкана­валом ивыгрузка сбрасываниемзапрещаются.

Изготовители—Горынскийзавод облицовочно-фасаднойкерамики,про­изводственноеобъединение«Мннскстройматерналы»,намечаетсяосво­ение наМинском заводестроительныхматериалови Брестскомкомбинатестроительныхматериалов.

Блокиконструкционные,кирпич профильный.Кирпичи блоки представляютсобой обожженныепустотелыеконст­рукционныедекоративныеизделия прямоугольногои профильногосечения с несквознымипустотами,изготовляемыеметодом полусухогопрессованияиз глин, с добавкамиили без них. Впроизводствеизделий можетбыть использованашликернаяподготовкамассы с последующимполучениемпресс-порошкав башеннойраспылительнойсушилке. Изделияизготавливаютсяс естественнойлицевой поверхностьюили по­крытымиглазурью.Керамическиеконструктивно-декоративныекирпич и блокипредназна­ченыдля облицовкифасадов зданийи сооружений,внутреннихстен вестибюлей,лестничныхклеток, переходови т. п. Облицовкаможет вестисьодновременнос кладкой.Изготовители: Обольскийкерамическийзавод, АО «Керамин».

Керамическийдекоративныйкирпич с оплавленнойповерхностью.Представляетсобой полнотелыеили пустотелыесиликатныеили кера­мическиеизделия, изготовляемыепо общепринятойтехнологиис пос­ледующимоплавлениемлицевой поверхностинизкотемпературнойплазмой. Кирпичс оплавленнойповерхностьюизготавливаетсядвух видов:

А—с оплавленнойодной тычковойи одной смежнойлотковой сто­ронами;

Б—с оплавленнойодной лотковойстороной,Предназначаетсядля облицовкифасадов зданий,внутреннихстен вес­тибюлей,лестничныхклеток, переходови т. д. Облицовкаможет вес­тисьодновременнос кладкой стен.Упакованныйраздельно помаркам, цветамсиликатныйи глиняныйкир­пич с оплавленнойповерхностьюхранится впакетах наподдонах, ко­торыеследует защищатьот атмосферныхосадков имеханическихповреждений.В открытыхтранспортныхсредствахкирпич перевозитсяна поддонах.Погрузка егонавалом и выгрузкасбрасываниемзапре­щаются.Изготовитель— Опытно-экспериментальное предприятиеМинского НИИСМ.

Кирпич глиняныйлицевой глазурованный.Кирпич глиняныйлицевой гпазурованныйпредставляетсобой полно­телоеили пустотелоеизделие, покрытоеглазурью содной или двухсмежных лицевыхсторон. По характерупокрытия изделиеделится на тритипа;

А — с покрытиемглазурью однойтычковой иодной смежнойложковой стороны;

Б — с покрытиемглазурью однойложковой стороны;

В — с покрытиемглазурью однойтычковой стороны.Выпускаетсябелого, синего,голубого, коричневогои других цветов.Допускаетсяизготовлениеглазурованногокирпича однократнымили двукратнымобжигом. Применяетсядля облицовкифасадов зданий,внутреннихстен вестибю­лей,лестничныхклеток, переходов,архитектурныхансамблей ит. п. Облицовкаможет вестисьодновременнос кладкой стензданий в со­ответствиис, действующимиСНиП каменныхи армокаменныкконст­рукций.В настоящеевремя кирпичне производится.

Кирпичи камни керамическиепустотныеизготовленныепо технологиипластическогопрессования.Кирпичи камни керамическиепустотелыеи пористопустотелыепредставляютсобой обожженныеизделия, изготовляемыепластическимпрессованиемиз глины с добавкамиили без них.Изделия выпускаютсяс 18пустотами,(пустотность27,0%). Пообъемной массекирпич и камниделятся наклассы А и Б.Применяютсяа наружных ивнутреннихнесущих и самонесущихстенах зданийи сооружений,гражданского,промышленногои сельскохозяй­ственногостроительства,а также дляизготовлениякрупных стеновыхблоков и панелей.Кирпич и камнихранятся наподдонах раздельнопо маркам, классами видам. Прихранении поддоныс изделиямимогут устанавливатьсядруг на дру­гав два ряда. Перевозкакирпича и камнейпроизводитсяна поддонах.Изготовители— Брестский,Полоцкий иВитебскийкомбинатыстрои­тельныхматериалов,Горыньскиийзавод облицовочно-фасаднойкерамики.

Кирпичглиняныйобыкновенный.Кирпич глиняныйобыкновенныйпредставляетсобой обожженныйсплошной ипустотелыйискусственныйкамень, изготовляемыйпласти­ческими полусухимпрессованиемиз глины с добавкамиили без них. Онимеет формупрямоугольногопараллелепипедас прямыми ребрамии ровными гранями.Применяетсяв каменных иармокаменныхконструкцияхв соответствиисо строительныминормами и правилами.Кирпич долженхраниться наподдонах раздельнопо маркам ивидам. Поддоныс кирпичоммогут устанавливатьсядруг на другав два ряда. Кирпичс несквознымипустотами прихранении укладываетсяпустота­мивниз. Перевозкакирпича производитсяна поддонахили пакетами.Погрузка наваломи выгрузкасбрасываниемзапрещается.Изготовители— производственныеобъединения«Гомельстройматериалы»,«Минскстройматермалы»;комбинатыстройматериаловГроднен­ский,Полоцкий,Молодечненскийи Брестский;Минский заводстройма­териалов;кирпичныезаводы Бобруйскийи Обольский;Обольскийза­вод керамическихизделий.

Печныеизразцы

Печныеизразцы представляютсобой керамическиеизделия специаль­нойформы с глазурованнойповерхностью.С их внутреннейстороны имеетсяособый борт,служащий длявзаимногокрепленияизразцов. Изразцыпечные выпускаютсятипа «Рустии»,по форме— прямыеи уг­ловые;соединениеглазури с черепком— прочное,без наличиятре­щин. Применяютсядля облицовкии кладки лицевыхповерхностейотопи­тельныхбытовых печей.Изразцы хранятсяв закрытыхпомещенияхраздельно поформе, цветуи сортам. Перевозкапроизводитсялюбым видомтранспорта,обеспе­чивающимзащиту изделийот механическихповреждений.При хранениии транспортированииизразцы укладываютсяпопарно ли­цевымиповерхностямидруг к другуи прокладываютсябумагой илистружкой.Изготовители— Гродненскийкомбинатстройматериалов,Оршанскийкомбинат силикатныхизделий.

Керамическаячерепица

Черепицаплоская ленточнаяполусухогопрессованияимеет габаритныеразмеры, мм360*153. Количествоштук на 1 м²кровли 40,8. Масса1 м² кровли 10кг. Морозостойкостьне менее 50 циклов.Изготавливаетсяна АО «Керамин».

Черепицакерамическаяангобированнаяполусухогопрессования.Масса 1 м² покрытияв насыщеномводой состоянии44-45 кг. Морозостойкость100 циклов. Водопроницаемость– водонепроницаема.Изготавливаетсяна АО «Керамин».

Черепицаконьковая имеетразмеры, мм365*200. Масса 1 п.м.конька не более10 кг. Морозостойкостьне менее 50 циклов.Изготавливаетсяна АО «Керамин».

ЧерепицаS – образнаяленточнаяпластическогоформованияимеет размеры390*215 мм. Количествоштук на 1 м²17-20. Масса 1 м²кровли около50 кг. Морозостойкостьне менее 50 циклов.Изготавливаетсяна ВитебскомОАО «Керамика».

Керамическаяплитка

Керамическиеплитки изготавливаютсяиз глиняноймассы с окрашивающимии другими добавкамиили без них споследующимобжигом и применяютсядля настилкиполов и облицовкистен в санитарныхузлах, вестибюлях,жилых и производственныхпомещениях.По виду лицевойповерхностиплитки могутизготавливатьсягладкие, с рельефоми теснением;по цвету –одноцветныеи многоцветные.Цвет и узорплиток устанавливаютсяэталонами.Плитки должныиметь правильнуюформу, четкиеграни и ровныелицевые поверхности;все плиткиодной партиидолжны бытьоднотоннымипо цвету. Наобратной сторонеплитки долженбыть нанесеноттиск-клеймозавода изготовителя.В настоящеевремя ведущимпроизводителемкерамическойплитки на территорииРБ являетсяАО «Керамин».

Керамическиетрубы

Керамическиедренажныетрубы.Керамическиедренажные трубыпредставляютсобой обожженныепус­тотелыекерамическиеизделия, изготовленныеиз глин с добавкамиили без них.Выпускаютсяцилиндрическойили шестиграннойформы. Керамическиедренажные трубыприменяютсяв мелиоративномстрои­тельстведля устройствазакрытогодренажа с защитойстыков фильт­рующимиматериалами.Трубы на складепредприятия-изготовителяхранятся вконтейнерахили уложеннымив штабеля высотойне более1,5м на ровныхгоризонталь­ныхплощадкахраздельно попартиям, Перевозкапроизводитсяв закрытыхтранспортныхсредствах.Изготовители—Витебский иПолоцкий комбинатыстроительныхмате­риалов,Бобруйскийкирпичныйзавод.

Керамическиеканализационныетрубы. Канализационнаятруба представляетсобой пустотелоеводонепроница­емоекерамическоеизделие, наодном концекоторого имеетсяраст­руб. Наружнаяи внутренняяповерхностьтруб покрытазащитным слоемглазури. Изготавливаютсяиз глин с добавкамии обжигаются.Керамическиетрубы применяютсяв условияхнеагрессивныхи агрес­сивныхгрунтовых воддля строительствабезнапорныхканализационныхсетей производственных,бытовых и дождевыхсточных вод.Трубы хранятсяраздельно поразмерам внутреннегодиаметра уложеннымигоризонтальнов контейнеры.При перевозкежелезнодорож­нымтранспортомтрубы укладываютсягоризонтально.Изготовитель— Речицкийкерамико-трубныйзавод производственногообъединения«Гомельстройматериалы».

Керамическиезаполнители

Керамзитовыйгравий. Представляетсобой искусственныйпористый материал,получаемыйвспучиваниемпри обжигесиликатныхпород (глин,трепела, сланцев)или зол тепловыхстанций. Керамзитовыйгравий применяетсяв качествезаполнителяпри изготов­лениитеплоизоляционного,конструкционно-теплоизоляционногои кон­струкционноголегких бетонов.Керамзитовыйгравий в зависимостиот размеровзерен подразделяетсяна фракции;5—10, 10—20 и 20—40мм. По обьемной-насыпноймассе на марки:350, 400, 450, 500, 550 и 600.Морозостойкостьгравия не менее15 циклов с потерейв массе приэтом не более5%. Водопоглощениедля гравиямарок 450—600—20%,марки 400—25%.Гравий хранитсяотдельно пофракциям, марками классам. Прихранении итранспортированиигравий не долженподвергатьсязагрязнению,увлажнениюи механическомуразрушению.Изготовители— Витебскийкомбинат строительныхматериалов,Петриковскийзавод керамзитовогогравия, Минскийзавод строительныхматериалов.

Щебень ипесок аглопоритовый.Аглопоритпредставляетсобой искусственныйпористый заполнитель,получаемыйиз природногосырья и отходовпромышленностипутем спеканияс последующимдроблениеми рассевом.Применяетсяв качествезаполнителядля изготовлениятеплоизоляцион­ных,теплоизоляционно-конструкционныхи конструкционныхлегких бе­тонов. Щебень аглопоритовыйв зависимостиот размеровзерен подразделяетсяна фракции:5—10, 10—20 и 20—40мм (менее 5мм—рядовой),каждая фракция— от насыпнойплотности(объемной массы)— на марки600, 700, 800, 900 и от прочности,определяемойпри сдавливаниив цилиндре,—намарки: П-75, П-100, П-125,П-150, П-200, П-250, П-300, П-350.Щебень транспортируетсяи хранитсяраздельно пофракциям имаркам, а песок— по фракциям.Щебень можетперевозитьсялюбым видомтранспортав открытых илизакрытых вагонахи автомашинах,хранится— в закрытыхили открытыхскладах. Песокперевозитсяв закрытыхтранспортныхсредствах,исключающихего распыление.

Песок перлитовыйвспученный.Представляетсобой пористыйматериал, получаемыйпри термическойобработкедробленыхвулканическихводосодержащихпород (перлита,обсидиана идругих вулканическихстекол). Предназначаетсядля примененияв качествезаполнителятеплоизоля­ционных,конструкционно-теплоизоляционных,конструкционныхи жаро­стойкихлегких бетонови огнестойкихштукатурныхрастворов, дляиз­готовлениятеплоизоляционныхи акустическихматериалов,наполнителяи добавок припроизводствематериалови изделий (линолеума,кра­сок, резиновыхизделий, огнестойкихи антикоррозионныхобмазок), а такжедля теплоизоляционныхзасыпок притемпературеизолируемыхповерхностейот минусовыхдо плюс 875°С.Вспученныйперлитовыйпесок поставляетсяв полиэтиленовыхили бу­мажныхмногослойныхмешках илидругой таре,не допускающейего распыления,увлажненияи загрязнения.Транспортированиеи хранениепеска производитсяраздельно пофрак­циям имаркам. Изготовитель— Минский заводстройматериалов.

2. МЕТОДЫКОНТРОЛЯ КАЧЕСТВАКЕРАМИЧЕСКИХМАТЕРИАЛОВ

Керамическиеизделия должныизготавливатьсяв соответствиис требованиямистандарта потехническомурегламенту,утвержденномув установленномпорядке. Определениекачества продукцииначинаетсяс характеристикивнешнего вида.Определяютцвет, рельеф,фактуру поверхности,наличие дефектоввнешнего вида(отбитостьуглов, трещены,заусенцы и т.

Определениеводопоглощениястеновых керамическихматериалов.

Определение проводят поГОСТ 7025. Водопоглощениеопределяютпри насыщенииобразцов водойс температурой20 градусов приатмосферномдавлении. Образцывыдерживаютв воде в течении48 часов. Насыщенныеводой образцывзвешиваютна аналитическихвесах. Водопоглощениеобразцов определяютпо формуле:

где:

м₁ – массаобразца насыщенноговодой, г;

м – массаобразца высушенногодо постоянноймассы, г

За значениеводопоглощенияизделий принимаютсреднее арифметическоерезультатовопределенияводопоглощенияне менее 3-хобразцов. Дляускоренияпроцесса насыщениякерамическихматериаловводой образцыподвергаюткипячению втечении 5 часови остываниюна протяжении19 часов иливакуумированиюв эксикаторес помощю вакумногонасоса приразрежениинад поверхностьюводы 0,05 Мпа.

Определениеморозостойкости

Морозостойкостьрядовых изделийопределяюткак объемнымтак и одностороннимметодамизамораживания,а лицевых –только одностороннимзамораживанием,как наиболееблизким к условиямэксплуатации.Определениепроводят постепени поврежденийили потеремассы на 8-миобразцах, а попотере прочностина 16-ти образцах.Предварительнообразцы насыщаютводой в течении72 часов, а приодностороннемзамораживанииподвергаютдождеваниюне менее 8-мичасов, чтобылицевая сторонапокрыласьсплошной водянойпленкой. Далееобразцы подвергаютзамораживаниюв установкеХДУ не менее8-ми часов. Послеокончаниязамораживанияохлажденнуюповерхностьоттаивают спомощью дождевания.Затем проводятоценку степениповреждений,определяютпотерю массыи потерю прочности.

где:

R_к –значение пределапрочностиконтрольныхобразцов;

R – значениепредела прочностипри сжатииобразцов послезамораживанияи оттаивания.

Определениепроводят дополного разрушенияобразцов.

Определениесредней плотности

Определениепроводят, измеряялинейные размерыобразца и определяямассу. Среднююплотностьвычисляют поформуле:

где:

_ср – средняяплотностьобразца в кг/м³;

V – объемобразца, м³;

м - масса образца,кг.

Определениеистинной плотности

Определениепроводятпикнометрическимметодом параллельнона двух навескахмассой около10 г. Для этоговзвешиваютчистые и высушенныепикнометрывместимостью50-100 мл, пикнометрыс навескойпредварительноизмельченногоматериала (дополного прохождениячерез сито0,63). Затем наливаютв пикнометрводу до половиныобъема и кипятятв течении 15-20 минутна водянойбане. Послеэтого пикнометрызаполняютжидкостью дометки по нижнемумениску и взвешивают.Истинную плотность_и вг/см³ вычисляютпо формуле:

где:

_w –плотностьжидкости, г/см³;

м₂ – массапикнометрас навеской, г;

м₃ – массапикнометра,г;

м₄ – массапикнометрас жидкостью,г;

м₅ – массапикнометрас навеской ижидкостью, г.

Определениепредела прочностипри сжатии

Определениепредела прочностипри сжатиипроизводится соответствиис требованиямиГОСТ 8462. Количествообразцов, подлежащихиспытаниюопределяетсяпо таблицамв зависимостиот вида изделия.Образцы испытываютсяв состоянииестественнойвлажности.Отбор образцовдля испытанийпроизводитсяпо правилами в порядке,устанавливаемымдействующимистандартамина соответствующиевиды стеновыхи облицовочныхматериалов.

Кирпич глинныйраспиливаютили разделяютлюбым способом,допускающимразделениекирпича на дверавные половинкибез его раздробления.Обе половинкикирпича накладываютпостелями однана другую исоединяютцементнымтестом. Верхнююи нижнюю поверхностиобразцов,соприкасающихсяплитами пресса,выравниваюттем же тестом. Для испытаниякерамическихкамней правильнойформы верхнююи нижнюю поверхностиобразцов,соприкасающихсяс плитами пресса,выравниваютцементнымтестом слоемне более 5 мм.

Испытанияобразцов производятна прессе, степеньточности показанийкоторого недолжна бытьниже чем 2%. Однаиз плит прессадолжна иметьсферическоеопирание,обеспечивающеевозможностьее поворота.Предел прочностипри сжатиистеновых материаловопределяетсяиспытаниемобразцов вположении,соответствующемположению ихв кладке. Нагрузкана образец вовремя испытаниядолжна прикладыватьсяплавно, безтолчков и сотрясенийсо скоростью2-3 кгс/см² в секунду,до полногоразрушенияобразца.

Пределпрочности присжатии отдельногообразца вычисляютпо формуле:

где:

Р - наибольшаясжимающаянагрузка, кгс.

F - площадьпоперечногосечения образцабез вычетаплощади пустотв см².

Пределпрочности присжатии материаловданной партииопределяютс точностьюдо 1%, как среднееарифметическоезначение результатовиспытанийобразцов.

Определениепредела прочностипри изгибе

Определениепредела прочностипри изгибепроизводится соответствиис требованиямиГОСТ 8462. Количествообразцов, подлежащихиспытаниюопределяетсяпо таблицамв зависимостиот вида изделия.Образцы испытываютсяв состоянииестественнойвлажности.Отбор образцовдля испытанийпроизводитсяпо правилами в порядке,устанавливаемымдействующимистандартамина соответствующиевиды стеновыхи облицовочныхматериалов.

Дляиспытаниякирпича приизгибе образцыпринимают ввиде целыхизделий, которыеиспытываютуложеннымиплашмя по схемебалки, свободнолежащей на двухопорах с расстояниеммежду опорами20 см. Испытаниепроизводятсясосредоточеннойнагрузкой,приложеннойпосерединепролета.

Дляиспытанияобразцов наизгиб применяютпресс любойсистемы, снабженныйприбором позволяющимрегистрироватьвеличину разрушающейнагрузки сточностью до25 кгс.

Пределпрочности приизгибе отдельногообразца вычисляютпо формуле:

где:

Р – наибольшаянагрузка, отмеченнаяпри испытанииобразца, кгс;

l - расстояниемежду осямиопор в см;

b – ширинаобразца в см;

h – высотаобразца в серединепролета безвыравнивающегослоя.

Пределпрочности приизгибе материаловданной партииопределяютс точностьюдо 1%, как среднееарифметическоезначение результатовиспытаний пятиобразцов.

Определениепустотностиизделий

Определениепустотностиизделий производитсяв соответствиис требованиямиГОСТ 7025. Пустотностьизделий Попределяетсяв % по формуле:

где:

V₁ – объемпустот в изделиив см³;

V - объемизделия в см³.

Определениетеплопроводности

Теплопроводностьполнотелыхизделий определяетсяпо ГОСТ 7076. Теплопроводностьпустотныхизделий определяетсяпо ГОСТ 26254 пометоду стационарноготепловогорежима на установкепозволяющейиспытыватьобразцы с рабочейповерхностью0.25 – 0.5 м². Теплопроводностьизделий свертикальнымрасположениемпустот определяютпо формуле:

где:

q – среднеезначение плотноститепловогопотока в Вт/м²;

Т_в, Т_н –среднеарифметическиезначения температурвнутреннейи наружнойповерхностейфрагмента;

 - толщинафрагмента вм.

Теплопроводностьизделий сгоризонтальнымрасположениемпустот вычисляютпо формуле:

где:

_т, _l– теплопроводностьизделий изтычковых илошковых рядов.

Определениерадиоактивности

Удельнуюэффективнуюактивностьестественныхрадионуклидовкерамическихстеновых материаловопределяетсяв соответствиис требованиямиГОСТ 30108.

Определениетермическогокоэффициенталинейногорасширения(ТКЛР)

Определениепроводитсяпо ГОСТ 27180 накварцевомдилатометресистемы ГИСмарки ДКВ – 5АМв интервалетемператур20-400 градусов припостояннойскорости нагрева3-5 градусов вминуту ( в УП«НИИСМ» в лабораториифизхимии силикатовкварцевыйдилатометроборудованселитоваойпечью позволяющейпроизводитьопределениеТКЛР до 1200 градусов.Определениепроводятсяна образцахразмером 50*5*5 мм.Удлинениеобразцов фиксируетсяиндикаторомчасового типас ценой деления0,001 мм.

Определениеистираемости

Испытаниеплиток наистираемостьпроводят навращающемсяметаллическомдиске с неподвижнозакрепленнымидержателями,которые должныплотно прижиматьиспытуемыеобразцы к поверхностидиска. Сопротивлениеплиток истираниюхарактеризуетсяпотерей плитокв массе послепрохожденияиспытуемымиобразцами 150 мпути по кругу.Потерю однойплитки в массе(g) определяетсяпо формуле:

где:

g₂ - массаплитки до испытанияв г;

g₁ – массаплитки послеиспытания вг;

F – площадьплитки, подвергаемойистиранию, см².

Методыисследованияструктуры ифазового составакерамическихматериалов.

Дифференциальныйтермическийанализ (ДТА)основан наизучении спомощью измерениятемпературыпроцессовидущих с выделениемили поглощениемтепла. Определениепроводитсяв соответствиис требованиямиГОСТ 5226. При проведениианализа испытуемыйобразец постояннонагреваютрегистрируяизменениетемпературыПроисходящиев материалефазовые превращениясопровождаютсяпоглощениемили выделениемтепла, что вызываетизменениескорости нагреваобразца приэтом на кривыхнагреванияпоявляютсясоответствующиеотклоненияв виде перегибови площадокпараллельныхоси времени.ДТА керамическихматериаловпроводят винтервалетемператур20-1200 градусов надериватографеОД –108 или О-1500Д,при постояннойскорости нагреваравной 10 градусовв минуту. Одновременнопроводитсязапись кривыхтемпературы,ДТА, термогравиметрическойкривой и дифференциальнойтермогравиметрическойкривой. В качествеэталона используетсяпрокаленныйглинозем.

Рентгенофазовыйанализ (РФА)проводитсяна установкахмарки «Дрон»с ионизационнойрегистрациейрассеянныхлучей ( излученияCu K_,Co K_,Fe K_,).Детекторомизлученияявляется счетчикГейгера. Сущностьданного методазаключаетсяв изучениидифракционнойкартины (дифрактограммы)получаемойпри отражениирентгеновскихлучей атомамикристаллическойрешетки кристаллов.По дифрактограммеопределяютуглы отражения() соответствующиемаксиумам, аоценивают ихотносительнуюинтенсивность.По найденнымдля каждогопика значениям и известнойдлине волны определяютмежплоскостноерасстояниепо формулеВульфа –Брегга:

Расшифровкадифрактограммыпроводитсяпо американскойрентгенометрическойкартотеке.

Электронныемикроскопическиеисследованияпозволяютизучить микроструктуруобъекта, границызерен, фазовыйсостав, размери вид кристаллови пор при увеличениидо 50000 раз. В растровыхэлектронныхмикроскопахповерхностьобразца сканируетсятонким электроннымпучком, а вторичноепреобразованноеизображениепередаетсяна экран монитора.С этой цельюна поверхностьскола материаламетодом термическогонапылениянаноситсятокопроводящеепокрытие изхрома или золота.Подготовкаобразцов дляисследованияна электронноммикроскопепроводитсяметодом травленияреплик плавиковойкислотой.

3. Сырьеваябаза керамическойпромышленностиРБ

Дляпроизводствакерамическихизделий применяютследующиеосновные видысырья: беложгущиесяглины и каолин,кварц, кварцевыйпесок, полевойшпат, пегматит,нефелиновыйсиенит, сподумен,мел, магнезит,доломит, чистыеоднородныепо составуразновидностицветных глин.В массы специальногосостава дляизготовленияразных видовтехническойкерамики водяттальк, андалузит,окислы магнияи др.

Ксырьевым материалампредъявляютсявысокие требованияв отношенииоднородностии стабильностиих состава;включенияинородныхматериаловне допускаются.Недостаточночистые исходныематериалыобогащаютотмучиванием,флотацией,воздушной илиэлектромагнитнойсепарацией.

Сырьевыематериалыподразделяютсяна пластичныеи отощающие.К пластичнымотносятсяглинистые. Котощающим всеостальныематериалы необладающиепластичностью.

Пластичныесоставляющие

Глины — этополиминеральныеосадочныепороды, являющиесярезультатомсовместногодействия выветриванияи жизнедеятельностимикроорганизмов.При затворенииводой глинапридаёт массепластичность,что даёт возможностьформоватьизделия сложнойформы с небольшимусилием сохранятьеё после снятиянагрузки иприобретатькамнеподобноесостояние послетермообработки.Минеральныйсостав глиночень сложен.Основу составляеткаолинит,монтмориллонит,минералы группгидрослюд.Кроме этогоприсутствуютпримеси кварцевогопеска, полевыхшпатов, карбонатов,растворимыхсолей и органическихостатков. Частицыглинообразующихминералов имеютразмер 0,001 — 10 мкми в основномпластинчатуюформу. Они неспособны включатьводу в своюхимическуюструктуру, ноудерживаютеё вокруг частицв виде тонкихплёнок (физическисвязаннаявода). Поэтомубольшая частьглинистыхминераловувеличиваетсвой объём,т.е. набухает.

Существуетклассификацияглин по несколькимхарактеристикам.

1. Похимическомусоставу глиныподразделяютсяпо содержаниюAl₂O₃:

• высокоглинозёмистые— более 45%

• высокоосновные— 38 – 45%

• основные— 28 – 38%

• полукислые— 14 – 28%

• кислые— менее 14%

2. Посодержаниюкрасящих оксидовFe₂O₃и TiO₂ делятна 4 группы: отнизкого содержания— не более 1% довысокого —Fe₂O₃более 3%, TiO₂больше 2%.

НевысокоесодержаниеAl₂O₃при значительномSiO₂ можетсвидетельствоватьо запесоченностисырья или отом, что основнымглинообразующимкомпонентомявляетсямонтмориллонит.Малое содержаниеAl₂O₃при значительномсодержанииоксидов щелочныхметалловсвидетельствуето легкоплавкостиглин.

Пластичностьглин — основнаяхарактеристикадля полученияизделий лепкой,раскаткой ивыдавливаниемчерез мундштук.Чем пластичнейглина, тем большечисло пластичности(П = П₁ + П₂), темлегче формованиеиз пластическоймассы.

Попластичностиглины подразделяютсяна 5 групп: отвысокопластичныхдо непластичных.

Нижний пределпластичности(П₂) — это минимальноесодержаниеводы в глине,при которомна поверхностиглиняного жгутадиаметром до3 см³ отмечаетсяпоявлениетрещин (массарассыпаетсяв руках).

Верхнийпредел пластичности(П₁) — содержаниеводы в глине,при которомона приобретаетсвойства текучести(масса прилипаетк рукам).

По чувствительностик сушке глиныделят на 3 категории:высокочувствительные,среднечувствительные,малочувствительные.

По огнеупорностиглины делятна легкоплавкие— огнеупорностьниже 1350 ⁰С, тугоплавкие— огнеупорность1350 — 1580 ⁰С, огнеупорные— огнеупорностьвыше 1580 ⁰С. Дляизготовленияогнеупоровгодятся толькопоследниеглины. Для фарфораи фаянса —огнеупорныеи беложгущиесятугоплавкие.Для строительнойкерамики иизделийхозяйственно-бытовогоназначенияиспользуютлегкоплавкиеглины.

Месторожденияогнеупорныхглин: Украина— Чесовьяское,Дружковское,Новорайское,Веселовское.Месторождениякаолинов: Украина— Глуховецкоеи Просяновское.Российскиеместорожденияглин: Трошковскоеи Латненское.Каолины — Кыштынскоеи ЖуравлиныйЛог. Месторождениялегкоплавкихглин: российское— Имбрийское(голубой цвет),Кучинское; вБеларуси —Гайдуковка(Минская обл.),Лукомль (Витебскаяобл.), Осетки,Секеровщина,Заполле, Гершоны,Щебринь. Тугоплавкие:Гародное, Туровское,Городок, Столинскиехутора. Каолины:Ситница, Глушковичи.

Отощающиедобавки.

Отощающиематериалыиграют в массахсложную роль,с одной стороны,улучшают усадку,способствуютбездефектнойсушке изделий,с другой стороныснижают пластичностьмасс.

Кварцевыепески и кварцсодержащиематериалы(кварцит, жильныйкварц, трепел,диатомит, маршалити др.) характеризуютсясодержаниемSiO₂, Fe₂O₃,TiO₂ и щелочно-земельныхоксидов.

Шамот — этоогнеупорныйматериал, полученныйпутём обжигаглин и каолина.В роли шамотавыступает либоизмельчённыйи рассеянныйбой изделий,бой огнеупорныхкапселей, либоспециальноизготовленныйшамот из огнеупорныхглин.

Плавни втехнологиикерамики играютважнейшую роль,т.к. они не толькообразуют стеклофазу,но и позволяютснижать температуруспекания и,следовательно,обжига изделия.Из наиболеераспространенныхплавней вкерамическойпромышленностииспользуютсяполевые шпаты,пегматиты,доломит, нефелин,сиенит, перлит,тальк и некоторыевиды искусственныхматериалов,например, бойтарного стекла.Полевые шпаты(ортоклаз, альбит,анортит, микроклин),в чистом видевстречаютсяредко и дляпроизводстватонкой керамикиприменяютсяс определённымсодержаниемкрасящих оксидов(не более 0,3%), щелочей(не менее 12%) икалийнонатриевыммодулем (K₂O/Na₂O)не менее 2%. Наиболеешироко используютсяв России Карельскоеполевошпатовоесырьё (Чупинскиеполевые шпатыи пегматиты).

Одна из важныхстадий керамическогопроизводства— это хранениеи контрольсырья. Прибывшеена предприятиесырье должнопроходитьвходной контроль,на каждую партиюсоставляютпаспорт с указаниемвсех определённыхсвойств и датойприёмки. Каждыйкомпоненткерамическоймассы долженхранится вотдельномотсеке складовсырья. Для карьерныхглин желательнодлительноевылёживаниев условияхпостояннойвлажности илипромораживанияв ямах и на открытыхплощадках.

Дефекты,связанные ссырьевымиматериаламиможно условноразделить на2 группы: возникающиеиз-за присутствияв сырье нежелательныхпримесей ивозникающиеиз-за несоблюдениярецептуры масс.

I группасвязана в основномс содержаниемв сырье примесейухудшающихцвет изделия(высаливаниерастворимыхсульфатов,хлоридов вглинах, появлениемушки из-занебольшихвключений,наличие гипсаили муллитав глине), деформирующихизделие приобжиге (наличиекарбонатови слюд в глинах,органическихвеществ).

Дефектыотносящиесяко II группе,могут проявлятьсялишь послеобжига изделий.Поэтому необходимопостоянныйконтрольпромежуточныхтехнологическихпараметровкерамическоймассы на всехтехнологическихстадиях. Посоставу масстипичные составыфарфоровыхмасс содержатполовину пластичныхи отощающихматериалов.Фаянсовые массысодержат большепластичныхи мало полевыхшпатов, в качествеплавня добавляютдоломит, известняки.В майоликовыхмассах широкоприменяетсякак тугоплавкие,так и легкоплавкиеглины в сочетаниис кварцевымпеском и различнымиплавнями (нефелин,доломит). Массадля производствастроительнойкерамики содержитразнообразныеместные легкоплавкиеглины со значительнымсодержаниемшамота, различныхплавней.

В современномкерамическомпроизводствестремятсяиспользоватьнетрадиционныевиды сырья(пирофиллит,волластонит,диопсид, рисовуюшелуху, а такжеширокую гаммутехногенныхматериалов,как отходы(металлургическиешлаки, гальваническиешламы, золыТЭЦ), так и заранеесинтезированные.

4. Общеинженерноеоборудованиекерамическойотрасли

ДРОБИЛЬНО-ПОМОЛЬНЫЕМАШИНЫ

Дробилыю-помольныемашины чрезвычайноразнообразныи могут бытьклассифицированыпо следующимпризнакам.

По технологическомуназначению:машины первичногоизмельче­ния,в которые материалпоступаетнепосредственноиз склада иликарь­ера; машинывторичногоизмельчения,в которые поступаетмате­риал, ужепрошедшийпервичноеизмельчение.

По величинечастиц конечногопродукта:дробилки—машины,из­мельчающиематериал довеличины частицболее 0,5 мм; мельницы— машины, измельчающиематериал довеличины частицменее 0,5 мм.

По принципудействия иконструктивнымособенностям:

щековыедробилки спростым (рис.1, а) и сложным(рис. 1, б) движениемподвижной щеки;первые измельчаютматериалраздавливанием,а вторые —раздавливаниеми истираниемпри периодиче­скомприближенииподвижной щекик неподвижной;

конусныедробилки сподвижным валом(рис. 1, в) и с непо­движнойосью (рис. 1, г); этидробилки измельчаютматериалраздавли­ваниеми изгибом припостоянномприближениик неподвижномукону­су поверхностиподвижногоконуса, которыйсовершаетпоступательныедвижения вгоризонтальнойплоскости (рис.1, г) или круговыедвиже­ния (рис.1, в), эксцентричныеотносительновнутреннейповерхностинеподвижногоконуса;

валковыедробилки (рис.1, д) измельчаютматериал восновномраздавливанием,частично истиранием,ударом илиизгибом междудвумя вращающимисянавстречу другдругу валкамис гладкой, риф­леной,ребристой илизубчатойповерхностями;

стругачи(см. рис. 5) измельчаютматериал ножами,закреплен­нымина вращающемсягоризонтальномили вертикальномдиске;

бегуны (рис.1, е) измельчаютматериалраздавливаниеми истира­ниеммежду цилиндрическойповерхностьюкатков и плоскойповерхно­стьючаши;

дезинтеграторы(рис. 1, ж) измельчаютматериал ударамибы­стро вращающихсяжестко закрепленныхмолотков—бил;

молотковыедробилки (рис.1, з) измельчаютматериал уда­рамии частичноистираниембыстро вращающихсяшарнирно илижест­ко закрепленныхмолотков;

струйныемельницыизмельчаютматериал впо­мольнойкамере в результатеударов летящихнавстречу другдругу час­тиц,поступающихв нее с большойскоростью ипод большимдавле­нием;

кольцевыемельницы (рис.1, и) измельчаютматериалраздавливаниеми истираниеммежду криволинейнымиповерхностямиколь­цевойдорожкой ироликами илишарами;

барабанныевращающиеся(рис. 1, к) и вибрационные(рис. 1, л) мельницыизмельчаютматериал ударамии истираниемсвободно падающихмелющих тел,последниеподнимаютсяво вращаю­щемсябарабане поддействиемцентробежнойсилы, а в вибрационныхмельницах —в результатевибрации барабана.

Материализмельчаетсямокрым (с добавлениемводы) и сухимспособами, взамкнутом иоткрытом цикле.При замк­нутомцикле измельченныйматериал направляетсяв сортировочныеустройства,откуда кускиили частицынедостаточнойтонкостивозвра­щаютсядля повторногоизмельчения,а материал снеобходимойвеличи­нойчастиц используетсяпо назначению.При открытомцикле измель­ченныйматериал направляетсяв машины илиаппараты длядальней­шейпереработкиили используетсякак готовыйпродукт.

Щековыедробилки

Щековыедробилки применяютдля первичного(грубого) дробленияматериаловтвердых и среднейтвердости. Вщековых дробилкахизмель­чениематериаловосуществляетсяраздавливанием(рис. 2, а), раздавливаниеми истиранием(рис. 2, б) припериодическомприближениипо­движнойщеки 2 к неподвижной1.

Щековыедробилки отличаютсябольшим разнообразиемконструкцийи классифицируютсяпо следующимосновным признакам:

по характерудвижения подвижнойщеки — с простым(рис. 3 и рис. 2, а,в, г, ж), сложным(рис. 2, б и е) икомбинированным(рис. 2, д) движением;

по подвесуподвижной щеки— с верхним(рис. 2, а, б, г, д, е,ж) и нижнимподвесом (рис.2, в);

по количествузагрузочныхотверстий —с одним (рис.2, а—е) и дву­мя—спаренная(рис. 2, ж). Установлено,что производительностьспа­реннойдробилки меньшедвух обычных,так как неполадкаодной вызы­ваетостановкудругой, усложняетсятехнологическаясхема и процессобслуживания.Некотораяэкономия металлане компенсируетэксплуа­тационныенедостатки;

по конструкциимеханизма,передающегодвижение подвижнойще­ке, — сэксцентриково-шатунным(рис. 2, а, б, в, д, е,ж), кулачковым(рис. 2, г) и др.

Наибольшеераспространениеполучили щековыедробилки спростым и сложнымкачаниямиподвижной щеки,с эксцентриково-шатуннымме­ханизмомс двумя (рис.2, а) и одной (рис.2, б) распорнойплитой, нарассмотрениикоторых мы иостановимся.

Дробилкис простым движениемподвижной щекиимеют цельнолитую(см. рис. 3) илисборную станину.У дробилки нарис. 3 клиньями3 крепитсяребристаярабочая плита(щека) 2. Подвижнаящека 6 с дробящейплитой 4 надетана ось 5.

Дробящиеплиты изготовляютиз марганцовистойстали (с содержа­нием12—14% Mn) илиотбеленногочугуна, в большинствесоставнымис криволинейнойповерхностьюи параллельнойзоной внизу.Криволи­нейнаяповерхностьплит способствуетсозданию лучшихусловий дляразрушенияматериала,увеличениюпроизводительностидробилок hа10—20% и удлинениюсрока службыплит, а параллельнаязона повы­шаетоднородностьпродукта дробления.Рифление плитхарактеризует­сяотношениемвысоты зубак шагу (расстояниюмежду вершинамигреб­ней) ипринимаетсяот 1 : 4 до 1:2. Чем меньшешаг зубьев, теммельче и однороднеепродукт дробления.Зубья однойплиты должнынаходить­сяпротив впадиндругой, чтообеспечиваетизгиб материала.

Приводнойвал 8 в современнойдробилке смонтированв подшипни­кахкачения. Наэксцентриковуючасть этоговала надетыподшипни­кикачения, охватываемыеголовкой шатуна9, а на выступающиеза подшипникиконцы — маховики7, один из которыхявляется ишкивом. Маховикисоединены сэксцентриковымвалом многодисковымифрик­ционнымимуфтами. Назначениеэтих муфт состоитв том, чтобы,не выключаядвигателя,вращающегошкив, можнобыло плавновключитьэксцентриковыйвал 8 дробилки.

Эксцентриковыйвал изготовляютиз специальныхсталей — хромоникелевой,хромомолибденовойили ва­надиевой,а для небольшихмашин — из Ст5.Регулированиеширины разгрузочнойщели осуществляютклиньями 12 и15 (см. рис. 3). Приподъеме клина12 (см. рис. 3) болтами10 разгрузочнаящель уменьшается.

Шатун 9, связанныйс одной стороныс подвижнойщекой 6, а спро­тивоположнойстороны — склином 15 распорнымиплитами 16, передаетдвижение подвижнойщеке. Распорнаяплита 16 припопадании взагру­зочноеотверстиедробилки недробимогопредмета перерезаетпредохранительныеболты рис. 3 раньше,чем другаяболее ответственнаядеталь дробилки.Чтобы распорныеплиты не выпадали,подвижная щека6 оттягиваетсяза ось 18 тягой17 с пружиной14, сжимаемойгайками 13. Круп­ныедробилки оборудуютцентрализованнойавтоматическойсистемой густойи жидкой смазок.

Валковыедробилки

Валковыедробилки применяютдля тонкого,мелкого, среднегои крупногоизмельчениягорных породи других материаловразличнойтвердости,брикетированияматериалов,удаления изглины каменистыхвключений ит. д. В валковыхдробилкахизмельчениематериалаосу­ществляетсяраздавливанием,частично истиранием,ударом илиизгибом междудвумя вращающимисянавстречу другдругу валкамис гладкой,зубчатой илирифленойповерхностями.

Достоинствавалковых дробилок:простота устройства,надежностьв работе, небольшойрасход энергии.Недостатки:дробилка сгладкими валкамиможет измельчатьотносительнонебольшие кускиматериала,небольшаяпроизводительность,наличие вибрациии необходимостьравномерногонепрерывногопита­ния валковво избежаниесни­жения ихэффективности.

Валковыедробилки можноклассифицироватьпо следую­щимосновным признакам.

По назначениюи форме рабочейповерхности:1) для тонкого,среднего имелкого дробленияматериалов,с глад­койповерхностьювалков, с продольнымипо­лукруглымивыемками наод­ном из валков;2) для крупногодроблениягли­нистыхматериаловс зубчаты­мивалками; 3) длясреднего имелкого дробленияглини­стыхматериалови удалениякамней с однимгладким и другимриф­леным валкамии с валками,имеющими винтовуюповерх­ность;4) для крупного,среднего, мелкого,тонкого дроб­ленияматериалови формованиябрикетов сдырчатымивалками и валками,имеющимиполусферическиевыемки на двухвалках.

Валковаядробилка мелкогои среднегодробленияимеет конструктивноеоформление,в основномподобное дробилке,показаннойна рис. 4, валки—сгладкой, рифленойили зубчатойповерхностьюи раз­личнооформленнымприводом. Зазормежду валкамиустанавливается3—30 мм. У дробилок(см. рис. 4) на станине4 установленыкорпуса подшипников3 и 11, в которыхсмонтированывалы валков6 и 10. Корпуса11 подшипниковприкрепленык станине, акорпуса 3подшипниковудерживаютсяпредохранительнымипружинами 5,которые позволяютвалку 6 отойтиот валка 10 вслучае попаданиямежду ниминедробимыхпредметов.Привод валковосуществляетсячерез ременнуюпередачу, шкив9, вал 12 и шестерни/, 2, 7 и 8. Шестерни6 и 7 изготовляютс длиннымизубьями.

В валковыхдробилкахвалки, подшипники,направляющие,пружин­ныеамортизаторыи привод валковотличаютсяразнообразиемконст­рукций.Привод валковосуществляетсяот электродвигателячерез ре­дуктори карданныевалы, которыеобеспечиваютпередачу вращениявалкам дажепри значительномотходе их другот друга.

При разнойокружной скоростивалков с гладкойповерхностьюони дробятматериалраздавливаниеми истиранием,а в дробилкахс зубча­тымивалками — удароми изгибом. Еслиодин из вал­ковимеет продольныеполукруглыевыемки, то валкидиаметром 600мм могут захватыватькуски материаларазмером 60 идаже 85 мм в поперечнике.

Бегуны

Бегуны широкоприменяют длямелкого и тонкогодроблениямате­риаловмягких и среднейтвердости.

Принципдействия бегунов состоит визмельченииматериа­ловраздавливаниеми истираниеммежду цилиндрическойповерхностьюкатков и плоскойповерхностьючаши. Каткипри помощикривоши­повшарнирносоединены сзакрепленнымна вертикальномвалу хо­мутом,благодаря этомукатки всейтяжестью опираютсяна материал,находящейсяпод ними, и свободноприподнимаютсяпри увеличениислоя материалаи попаданиипод них недробимыхпредметов.

Бегуныклассифицируютпо следующимосновным признакам.

По технологическомуназначению:для мокрого,сухого и полусухогоизмельчения;для измельченияи перемешиванияи только перемешива­ния;для брикетированиясырьевой смеси;с металлическимикатками иметаллическимподом; с каменнымикатками и каменнымподом.

По способудействия:периодическогои непрерывногодействия.

Ножевыеглинорезки

Ножевыеглинорезки(стругачи) нашлиширокое распространениедля предварительногоизмельченияглинистыхматериаловзначительнойвлажности,мерзлых и большейкрупности, чемматериалов,поступаю­щихв валковуюдробилку ибегуны.

Стругачибывают с вертикальными с горизонтальным(наиболеераспространены)режущим диском.Последние имеютдиск 1 с ножами2, закрепленнымипод углом 30° врадиальныхпрорезях. Дисксвободно надетна ось 3 и опираетсяна подпятник4. Снизу к дис­куприкрепленнаправляющийусеченный конус7 с тарелкой 8,жестко соединенныйс коническойшестерней 10.Последняянаходится взацеп­лениис шестерней11 и приводитсяво вращениеот двигателячерез клиноременнуюпередачу илиредуктор. Надтарелкой неподвижноуста­новленскребок 9,направляющийизмельченнуюглину к окну,прорезан­номув кожухе. Кожухпривинчен ккольцу и охватываетразгрузочнуютарелку 8. Приемнаяворонка 6 башмакамисоединена скольцом, опирающимсяна кронштейны,прикрепленныек балкам, накоторых смонтированы:опорный стакан,два подшипникаприводноговала или редукторс дви­гателем.Глина, загружаемаяв воронку 6,удерживаетсяребрами 5 ире­жется ножами,вращающимисявместе с диском.Глиняная стружкаче­рез отверстияв диске проваливаетсяна разгрузочнуютарелку 8 искреб­комнаправляетсяк разгрузочномуокну. Толщинустружки регулируютвыдвижениемножей.

Производительностьстругача зависитот диаметрарежущего диска,числа ножейи величинывыступающейрежущей части(определяющейтолщину стружки),числа оборотовдиска, а такжеот пластичности,степени замороженностии влажностиглины.

Молотковыедробилки имельницы

Молотковыедробилки имельницы применяютдля измельченияма­териаловсредней твердостии мягких, небольшойвлажности ивязкости.

Принципдействия молотковыхдробилок имельниц состоитв измель­ченииматериаловударами и истираниемпри наличииколосниковойре­шетки быстровращающимисяжестко илишарнирноза­крепленнымимолотками .

Молотковыедробилки имельницы могутбыть классифицированыпо следующимосновным признакам:

• поколичествуроторов: однороторныеи двух­роторные;

• сшарнирноподвешеннымимолотками ижестко закрепленнымимолотками;

• дробилкис колосниковойрешеткой и безнее в загрузочнойи разгрузочнойчастях дробилки;

• поконструктивномуоформле­ниюмолотков: дробилкии мельни­цыс П-образными,плоскими,утол­щеннымии другой конструкциимо­лотками.

Кроме того,молотковыедробил­ки имельницы имеютразличноеоформлениебронеплит,колосников,корпуса и т. д.

Достоинствамолотковыхдроби­лок имельниц: простотаконструк­ции,небольшиегабаритныеразме­ры, небольшаямасса, большаясте­пень измельчения(10—200 и бо­лее),малые затратына 1 т измель­чаемогоматериала.

Недостатки:быстрый износмолотков, колосни­кови бронеплитпри дробленииабразивныхматериалови залипаниеколосниковойрешетки приизмельчениивлажных пластичныхматериа­лов.

В молотковыхдробилках имельницах сшарнирнозакрепленнымимолоткамиматериал измельчаетсяза счет на­капливаемоймолоткамикинетическойэнергии и истираниемпри протягиванииего по колосниковойрешетке. Кинетическаяэнергия, аследовательно,и ударная силамолотков меняютсяот их массы иокружной скорости.В зави­симостиот этих факторовмолотковыемашины делятна дробилкии мельницы.

Дробилкамипринято называтьмашины с небольшимколичествоммолотков массой20—70 кг, вращающихсяс небольшойскоростью 15—25м/с. Продуктдроблениясодержит .малоеколичествомелких фракций.

Мельницаминазывают машиныс большим количествоммолотков массой2—5 кг, вращающихсяс большой скоростью30— 200 м/с и более,продукт измельченияимеет большоеколичествомелких фракций.

Дробилкис П-образнымимолотками(рис. 6) широкоприме­няютсяв установкахнебольшойпроизводительностидля измельчениясухих материаловмягких и среднейтвердости.Чугунный корпусдро­билки имеетоснование икрышку 4, соединенныешарниром 3 навалу 1. Внутрикорпуса, обложенногобронелистами6 из отбеленногочугу­на, смонтированротор, а снаружи— шкивы. Роторсостоит из двухдис­ков 7 сотверстиями,к которым подвешенышесть молотков5 П-образнойформы со сменнойрабочей поверхностьюиз головокузко­колейныхрельсов. Расстояниемежду дискамификсируетсяхомутом. Колосниковаярешетка 10, надетаяна ось 2, поддерживаетсяамортиза­ционнымипружинами 9.

Материал,измельченныйв дробилке,просыпаетсясквозь отверстияв решетке. Черезокно, закрываемоедверцей 8,осматриваюти чистят колосниковую решетку. Вмолотковыхдробилках имельницах сжестко закрепленнымимо­лоткамиизмельчениематериалаосуществляетсяв основномударами быстровращающихсямолотков, т. е.за счет кинетическойэнергии, на­капливаемойвсей вращающейсясистемой. Молотки,нанося большойсилы удары,весьма эффективноизмельчаютнеабразивныеи невязкиематериалы,мягкой и среднейтвердости спределом прочностидо 150МПа (1500кгс/см²).

К молотковымизмельчающиммашинам с жесткозакрепленнымимолотками можноотнести роторныедробилки,дезинтеграторыи аэробильныемельницы.

Дезинтеграторы

Материалчерез загрузочныйкарман подаетсявнутрь вращающих­сяроторов, гдеподвергаетсядействию двухсил: центробежной,направленнойпо радиусу, исилы удара,направленнойтангенциально.По на­правлениюравнодействующейматериалотбрасываетсяна следующийряд бил другогодиска, вращающегосяв противоположнуюсторону, ко­торыйотбрасываетматериал натретий ряд били т. д. Под действиемвстречныхударов материализмельчается.Тонкость помолав дезинтегра­тореповышаетсяс увеличениемчисла рядовбил. Так, ужепри четырехрядах бил получаетсявесьма тонкийпомол глины,в котором находитсядо 70—80% частицматериаламеньше 0,54 мм.

Производительностьдезинтеграторазависит отравномерностипита­ния, числаоборотов, диаметрароторов, крупностизагружаемыхкусков и можетколебатьсяв широких пределах.При значительномувеличениискорости вращенияроторов увеличиваетсятонкость помолаи уменьша­етсяпроизводительность.

Для полученияболее тонкогопомола следуетприменятьдезинтегра­торыс большим количествомрядов пальцев.

Чтобы дезинтеграторработал нормально,необходимоматериал по­даватьмеханическимпитателем,размером кусков—неболее 25—35мм,влажностью—неболее 8—11%.

Достоинствадезинтеграторов:возможностьдостижениятонкости помола,соответствующейтребованиямтехнологическогопроцессапро­изводствакирпича сухимспособом иогнеупорныхизделий; простотаконструкцийи ухода; возможностьпомола прибольшей, чемна других машинах,влажностиглины; сравнительномалая чувствительностьк изменениямвлажности глиныв пределах8—11%. Недостатки:опас­ностьполомки билпри попаданииметаллическихпредметов;быстрый износпальцев-бил;сравнительнобольшой расходэнергии; нарушениебалансировкироторов принеравномерномизносе бил, чтовызывает быстрыйизнос подшипников;распушенностьглины в результатедомола.

Очисткадезинтегратораот глины можетбыть выполненав течение 10—15мин.

Шаровыемельницы

Шаровыемельницы широкоприменяют длягрубого и тонкогопомо­ла материалов.Принцип действияшаровых мельницсостоит в измельченииматериалаударом и частичноистираниемсвободно падающихмелющих телво вращающемсябарабане.

Шаровыемельницы отличаютсябольшим разнообразиемконструк­ций:с коротким идлинном барабаном,без перегородоки с перегородками,с разными мелющимителами и т. д.Шаровые мельницымогут бытьклассифицированыпо следующимосновным признакам:по конструкциибарабана иналичию перегородок:цилиндрические(рис. дрические(рис. 38)льницый.ащающимисяроторами (установкаротора)водом8,а, б, г), конические(рис. 8, в), короткие(рис. 8, а, б) и длинные(рис. 8, г), с внутреннимиперегородкамии без них (од­но-и многокамерные);по способуработы: периодическогодействия (рис.8, а), непрерыв­ногодействия — спериферическойразгрузкой(рис. 8, б) и с разгрузкойчерез полуюцапфу (рис. 8, в,г) по родуфутеровки ихарактерумелющих тел:с неметаллическойфу­теровкойи неметаллическимимелющими телами,с металлическойфу­теровкойи металлическимимелющими телами— шарами, короткимицилиндрамипли стержнями;по родупривода: сшестеренчатымприводом (рис.8, а, в), сцен­тральнымприводом (рис.8, г).

Мельницымогут работатьв открытом илизамкнутомцикле. Послед­ниеболее современны,эффективныи перспективны.В мельницахможно измельчатьматериал каксухим, так имокрым способом.

Достоинствашаровых мельниц:получениевысокой и постояннойтонкости помолаи регулированиеее; возможностьподсушки материалав самой мельнице;простота конструкции;надежностьв эксплуатации;возможностьизмельченияпород различнойтвердости.

Недостатки:зна­чительныйрасход энергии;большая массаи размеры; большойпусковой момент;сильный шумво время работы.

ОБОРУДОВАНИЕДЛЯ СОРТИРОВКИИ КЛАССИФИКАЦИИ

Сортировкаи обогащениематериаловоказываютсущественноевлияние накачество истоимостьконечногопродукта.

Назначениесортировки:

до дробления— выделитькуски материала,размеры которыхболь­ше допускаемыхдля данноймашины; выделитькуски или частицы,размеры которыхменьше, чемразмеры конечногопродукта;

последробления ипомола — разделитьпо крупностичастицы ма­териала,из которых вопределеннойпропорциисоставляютсямассы или шихты,а при замкнутомцикле помолавыделить крупныечасти­цы, чтобынаправить ихдля повторногоизмельчения;удалить изма­териаласлучайно попавшиев них металлическиепредметы илиопил­ки; произвестиобогащениематериала.

Обогащениемназывают процессудаления изматериаловненужных ивредных примесейс целью увеличениясодержанияценного вещест­ва.Обогащениена месте добычиприводит кснижению стоимостиго­товой продукцииза счет транспортныхперевозок,упрощению схемытехнологическогопроцессапроизводства,уменьшениюудельногорас­хода сырья,улучшению егокачества икачества готовыхизделий и крациональномуиспользованиюпримесей.

Процессобогащенияосновываетсяна использованииразличныхособенностейматериалов:крупности,формы кусковили частиц, ихцве­та и блеска,плотности иобъемной массы,скорости паденияв водной и воздушнойсреде, магнитнойвосприимчивости,поверхностнойэнергии минералов,величины зарядана поверхности,электропроводимостима­териалови др. Процессуобогащенияв большинствеслучаев сопутст­вуетдробление,помол и сортировкаматериалов.

Сортировкуи обогащениематериаловосуществляютмеханичес­ким,гидравлическим,воздушным,магнитным,флотационными дру­гимиспособами.

Механическаясортировка

Механическаясортировка,т. е. разделениечастиц иликусков ма­териала,по крупности,производитсяпри помощимашин, снабженныхситами илирешетами. Такиемашины называютсягрохотами, апро­цесс просеивания— грохочением.

Решета(листовые сита)штампуют изметаллическихлистов нады­ропробивныхпрессах. Отверстиярешет (рис. 9, а)обычно выполненыкруглыми, режеквадратными,овальными,шестиугольнымии прямоугольными.Размер отверстийболее 3 мм. Круглыеотверстия (рис.9,б) для предупреждениязабивания имеютконическуюформу с уг­ломпри вершине14°. Недостатокрешет: небольшаяплощадь отвер­стий— до 50% площадивсего листа.Для увеличенияплощади отвер­стийих размещаютв шахматномпорядке.

Сита(сетки)плетут или ткутиз стальной,медной, бронзовойи дру­гойпроволоки,конского волоса,шелковых илидругих нитей(рис. 9, в, г). Отверстиясеток бываютквадратныеили прямоугольные.Пло­щадь живогосечения ситсоставляетдо 70%. Сита спрямоугольными— щелевиднымиотверстиямиповышают в1,5—2 раза производительностьгрохотов, лучшесамоочищаются.Однако прибольшом количествеуд­линенныхзерен (лещадок)невозможнополучить необходимыйзерно­вой составсортируемыхматериалов.Недостаткипроволочныхсит: не­ровнаяповерхность,что приводитк быстрому ихзасорению иизносу и возможностьраздвиганияпроволок вситах.

В последнеевремя началиприменятьрезиновые ситаи сита из син­тетическихволокон.

Резиновыесита бывают:1). струнные (рис.9, к) с натянутымив поперечномнаправлениирезиновымишнурами; шнурыподдерживаютсяпродольнымипланками икрепятся кугольникам(без завязыванияузлов), пропускаяих через отверстияразмером меньшена 1,5—2 мм; 2) штампованные,(рис. 9, и)изизносостойкойрезины, секциисит соединяютсястержнями,пропускаемымичерез проушины;в случае износасито может бытьперевернуто;3) колосниковые(рис. 9, м)из резиновыхколосников,собранных нанесущих тросахв полот­нотолщиной 45 ммс ячейками70x70 мм; 4) листовыеармированные,предварительнонапряженные,свободно подвешенные(рис. 9, д)толщиной 20—25мм с размеромячеек 40—160 мм.Достоинстварези­новыхсит по сравнениюс металлическими:не забиваютсяблагодарямембранномупружинящемуэффекту, возрастаетпроизводительностьв 2—2,5 раза, повышаетсяизносоустойчивостьв 15—25 раз, легчев 1,5— 2 раза, незначительноизменяютсяразмеры ячеек,самоочищаются,уменьшаютсярасходы наремонт и эксплуатацию,уменьшаетсязапы­ленностьвоздуха ипроизводственныйшум.

Сита изсинтетическихматериалов— полиамидов,полиэфирныхсмол, полипропилена,полиэтиленаи других изготовляютиз нитей раз­личнойтолщины. Точностьразмеров ячееку них примернотакая, как уметаллических,но эти ситаотличаютсяболее высокойизносоустойчи­востью,способностьюк повышеннымрезонанснымколебаниям,что уве­личиваетих пропускнуюспособность,они просты вобслуживании,во­достойки,устойчивы квысоким температурам(ткани из тефлонавы­держиваюттемпературудо 300°С), истираниюи химическимвещест­вам.В новых полимерныхситах закладываетсяарматура,фиксирую­щаяразмер ячееки увеличивающаягрузоподъемность.

Неподвижныеколосниковыегрохоты устанавливаютперед дробил­камипервичногодробления, надбункерами,смесителями,ящичными питателямии т. д. Грохотсостоит изколосников(стержней)прямо­угольного,клиновидного,трапециевидногоили круглогосечений. Ко­лосникиустанавливаютна гребенкахили соединяютболтами с муфта­ми,обеспечивающимипостоянствозазора междуколосниками.Досто­инствомгрохотов являетсяпростота ипрочностьконструкции.Недос­татками—низкаяпроизводительность,и необходимостьпроталкиванияматериалавручную дажепри наклонегрохота 30—50°.

Подвижныеколосниковыегрохоты применяютдля тех же целей,что и неподвижные.Одновременнос грохочениемони выполняютфункции питателен.Грохот (рис.10) имеет двеподвижныеколосниковыерешет­ки 1и 2, подвешенныена подвесках3 и4 подуглом 14—16° кгоризон­ту.Каждая решеткасоединена сэксцентриками5 и 6, закрепленнымина валу 7,которыесмещены на180°, поэтому когдаодна решеткадви­жется вперед,другая движетсяназад. Вал приводитсяв движение отэлектродвигателя8 черезклиноременнуюпередачу и двепары цилинд­рическихшестерен. Решетки1 и2, совершаявозвратно-поступательныедвижения впротивоположныестороны, тоопускаются,то поднимаются,а материал,находящийсяна них, перемещаетсяпо уклону квыход­номуконцу грохотаи куски меньше40 мм проваливаютсячерез щелимежду колосниками.При ширинегрохота 1,5—2 ми длине 3—3.5 м егопроизводительностьсоставляетболее 150 т/ч, арасход энергии—0,037—0,052 кВт/ч на 1 тматериала.

Плоскиекачающиесягрохоты принципдействия плоскихкачающихсягрохотов основанна взаимо­действиисил тяжестис силами инерциии трения. Сортировкавозмож­на приобеспеченииотносительногоперемещенияматериала погро­хоту.

Вибрационныегрохотыприменяют длясортировкисухих материалови жидких масс.В них вибрациярешета вызываетсяполностью иличас­тичнодинамическимипричинами,незначительнойамплитудойи большой частотойколебаний(800—3000 кол/мин).Материал пригрохочениирасслаивается— тонкие частицыоказываютсяпод крупными,что ускоряети делает болеекачественнымпроцесс грохоче­ния,грохоты характеризуютсявысокойпроизводительностью;неболь­шимудельным расходомэнергии, высокимк. п. д. (>90%). Различаютдве основныегруппы вибрационныхгрохотов:.механическиеи электри­ческие(электромагнитные).

Барабанныегрохотыприменяют длясортированияпорошкообраз­ныхглиняных масс,кварца, шамотаи других материалов.Грохот пред­ставляетсобой слегканаклонныйцилиндр, иногдаусеченный конусили многограннуюусеченнуюпризму со стенкамииз решет илисит. Многогранныебарабанныегрохоты называютсябуратами.

Достоинствабарабанныхгрохотов: медленноеи равномерноевраще­ние безтолчков и сотрясений,что позволяетустанавливатьих в верх­нихэтажах зданийи над бункерами;простота конструкции.

Недостатки:низкий к. п. д.(0,45—0,6) в результатеиспользованиялишь частиповерхностисита; значительныегабаритныеразмеры и большаямасса конст­рукции;сложностьизготовлениябарабанныхрешеток.

Барабанные многогранныегрохоты, такназываемые бураты, применяют для сорти­ровкисухих материаловс ве­личинойчастиц 1,3—3,5 мм и более. На горизонтальном валу грохота(рис. 11), смонтированномв подшипниках2, за­крепленывтулки 6с крестови­нами, которые сугольникамиобразуют каркас. К каркасубарашками 7крепятся рамки5 с сетками 4разных разме­ров.Материал поступаетчерез воронку3. Вначалеотсеиваютсясамые мелкиефракции, затемсредние и, наконец,наиболее крупныеи каждая направляетсяв свой бункерныйотсек.

ПИТАТЕЛИИ ДОЗАТОРЫ

Питателии дозаторыприменяют дляполучения шихти масс в строгомсоответствиис рецептом и,следовательно,они оказы­ваютвлияние накачество конечныхпродуктов.Питатели служатдля непрерывнойи равномернойподачи материаловв количестве,необхо­димомдля обеспеченияпроизводительностимашины соответственнопроцентномусодержаниюматериаловв шихте илимассе. Дозаторыпредназначеныдля отмериванияпо объему илимассе необходимыхдоз материаловсоответственноих процентномусодержаниюв шихте илимассе. Питателив большинствеслучаев выполняюти роль дозаторов.Питатели идозаторы подразделяютна объемныеи весовые.

Видыпитателейобъемных: дозатора — пластинчатый;б — цепной; в—лотковый; г— барабанный;д - секторный:е — цилиндрический;ж —тарельчатый;з — винтовой;и — качающаяворонка; к —лопастной.

МАШИНЫ ДЛЯСМЕШИВАНИЯ МАТЕРИАЛОВИ НАСОСЫ ДЛЯПЕРЕКАЧИВАНИЯ ЖИДКИХ МАСС

Основнойцелью смешиванияявляется получениеоднородноймассы (или шихты),состоящей изразных материалов.При смешиваниимате­риаловстремятсяполучить массу,легко поддающуюсяформованию,в которойзерна отощающихматериаловравномернопокрыты пластич­нымиили связующимиматериаламии смочены водой.Процесс смеши­ванияявляется весьмаответственнойоперацией,оказывающейсуще­ственноевлияние накачество конечногопродукта.

Смешивающиемашины отличаютсябольшим разнообразиемконст­рукций,их можно подразделитьна: машины длясмешиваниясухих ипластичныхматериалов;машины и устройствадля перемешиванияжидкихмасс и поддержанияих во взвешенномсостоянии;машины не­прерывногои периодическогодействия.

Машины длясмешивания

Лопастныесмесителиявляютсясмесителяминепрерывногодействия спринудительнымперемешиванием,отличаютсяпростотойконструк­ции,большой производительностьюи легкостьюобслуживания.

Недостаткилопастныхсмесителей:не обеспечиваетсятщательноесмешение компонентови лопасти смесителявгоняют воздухв смеши­ваемуюмассу, что ухудшаетее пластичность.Смесителибывают одно-и двухвальные(более совершенные).

Двухвальныелопастныесмесители применьшей длинелучше сме­шиваютматериалы, чемодновальные.Они бывают содинаковыми раз­ным числомоборотов лопастныхвалов, прямоточныеи противоточные,для перемешиваниясухих и увлажненныхматериалов,с водяным ипаровым увлажнением,с протирочнойрешеткой и безнее, без нако­пителяи с накопителем.

Двухвальныйлопастнойпрямоточныйсмеситель безпароувлажненияс одинаковымчислом оборотовлопастных валов(рис. 13) широкораспространенв производствекирпича и огнеупоровдля смешиваниякак сухих, таки влажных пластичныхматериалов.Смеситель имеетширокое корыто9, закрытоес двух сторонстенками, накронштейнах7 которых установленыподшипники6 валов5 и 11. Внутрикорыта к каждомувалу по прерывистойвинтовой линиипод углом 14—18°при­крепленыпо восемнадцатьлопаток 4и 12.Лопатки12 образуютпра­вую прерывистуювинтовую линию,а лопатки 4— левуюи лопатки одноговала находятсямежду лопаткамидругого вала.Такое расположениелопастей обеспечиваетболее тщательноеперемешивание.Вал 1 мешалкиприводитсяво вращениеот электродвигателя1 черезфрик­ционнуюмуфту 10,редуктор2 (РМ-650), а вал 5 —отвала 1 черезпару цилиндрическихзубчатых колес.В смесительвода подаетсячерез трубус рядом небольшихотверстий.

Материалы,непрерывнозагружаемыев смеситель,разрушаются,смешиваютсявращающимисянавстречу другдругу лопастямии про­двигаютсяими к разгрузочномуотверстию 8.

Применениесжатоговоздухадля перемешиванияжидких масси под­держанияих во взвешенномсостоянииполучило широкоераспростране­ние.При пневматическомспособе перемешиваниясжатый воздухдавле­нием0,2—0,4 МПа (2—4 ат)пропускаетсячерез жидкуюмассу, силойупругостивспучиваетее и приводитв сильное движение,сопровождаю­щеесяэнергичнымперемешиванием.Перемешиваниеи поддержаниево взвешенномсостояниибольших объемовцементногошлама с помощьюсжатого воздухапроисходитв шлам-бассейнах.Сжатый воздухподает­ся вбассейны черезбольшую трубудиаметром 125мм, которуюверти­кальноопускают вцентральнуючасть. Расстояниеот конца трубыдо дна бассейна— 400—600мм.

Учитываяпростоту устройстваи хорошее качествосмешения, способпневматическогоперемешиваниядолжен найтиширокое распростране­ниев керамическойпромышленности

Машины дляперекачивания

Дляперекачиванияжидких массв промышленностиполучилирас­пространениецентробежные,мембранныеи камерныенасосы.

Мембранныенасосы применяютв керамическойпромышленностидля перекачиванияжидких массс влажностью40%, а также длянагне­танияэтих масс вфильтр-прессыили распылительныесушилки. Мем­бранныйнасос (рис. 14) имеетцилиндр 7, плунжер3, соединенныйс кри­вошипнымвалом 1шатуном 2.Цилиндрв нижней частинесколькорас­ширен, ав верхней закрытсальниковойбуксой 4с сальниковойнабивкой 5,предотвращающейпросачиваниеводы. С уширеннойполостью цилинд­рас одной сторонытрубкой 6соединенакоробка 19пружинногорегуля­торадавления, а спротивоположнойстороны — камера8 срезиновоймембраной 9и клапаннойкоробкой 11.Последняя имеетвсасывающий10 инагнетательный12 клапаны.Над коробкойрасположенвоздушныйколпак 14,смягчающийтолчкообразноедвижение жидкости,обуслов­ленноепериодическимдвижениемплунжера.

Регулятордавления представляетсобой чугуннуюцилиндрическуюкоробку, в которойимеется дваклапана —предохранительный20 ивса­сывающий21. Плотностьприжатия клапановк гнездамобеспечиваетсяпружинами, накоторые оказываютвоздействиерегулирующиевинты 18и 17.Коробкарегуляторазаполняетсяводой. При движенииплунжера вверхпод ним создаетсяразрежение,в результатечего открываетсявсасывающийклапан 21и в уширеннуюполость цилиндрадо мембраныпоступает вода.В случае возникновенияизбыточногодавления вцилинд­ре клапан20 приподнимаетсяи выпускаетводу в коробкурегулятора.Таким образом,клапан 20предохраняетнасос от возникновенияизбы­точногодавления, адвигатель —от перегрузки.Манометр навоздушномколпаке показываетвеличину давления,с которым массавыталкивает­сяв массопровод.

Кривошипныйвал 1насоса приводитсяво вращениеот электродвига­теля16 черезредуктор ипередает движениешатуну 2и связанномус ним плунжеру3. Приэтом последнийто поднимается,то опускается.При подъемеплунжера 3в цилиндре7 создаетсяразрежение,в резуль­татечего мембрана9 оттягиваетсяв сторону цилиндра;в клапаннойкоробке 11такжесоздаетсяразрежение,а жидкая массапод атмосфернымдавлениемпоступает вовса­сывающийтрубопровод,поднимаетклапан 10и заполняеткороб­ку домембраны, заставляяее еще большеотклонятьсявправо. Благодаряразрежениюклапан 21клапаннойкоробки 19опус­каетсяи из нее в полостьцилинд­ра(поступаетвода. При движе­ниивниз плунжердавит на воду,которая передаетдавление намембрану, заставляяее изгибать­сявлево. Масса,находящаясяв клапаннойкоробке 11,прижима­етвсасывающийклапан 10к сед­лу,приподнимаетнагнетатель­ный.клапан 12и черезоткрытое отверстиев седле выходитв на­гнетательныйтрубопроводчерез патрубок13 (или13 и15).При последующихподъемах иопуска­нияхплунжера описанныйцикл повторяется.

Необходимо,чтобы во времяработы насоссвоевременнопополнялсяводой. При уменьшенииколичестваводы в полостицилиндра плунжерчасть своегопути будетпроходитьвхолостую иколичествонагнетаемоймассы, а следовательно,и производительностьнасоса уменьшаются.

Мембранныенасосы бываютс одним илидвумя цилиндрами.Послед­ниесоздают болееравномерноедавление втрубопроводеи обеспечиваютболее спокойнуюработу двигателя.

МАШИНЫ ИУСТРОЙСТВАДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯСУСПЕНЗИЙ

Обезвоживаниешироко применяетсяна керамическихзаводах длячастичногоудаления изсырьевых материаловили жидкихсуспензиймеханическисвязанной воды,с целью полученияматериала свлажно­стью,при которойвозможна ихдальнейшаяобработка илиформованиеиз них изделийопределеннымспособом.

Обезвоживаниеможно осуществлятьследующимиспособами:меха­ническимв фильтр-прессахс тканевымифильтрами,электрокинетиче­ским— наложениемвнешнегоэлектрическогополя, вызывающегопе­ремещениеположительнозаряженныхчастиц (ионов)с молекуламиводы к катоду,и термическоеобезвоживаниеиспарениемводы в распылительныхсушилках исушильныхбарабанах. Вфарфоро-фаянсовойпромышленностипри производствехозяйственныхизделий и изоляторовдля обезвоживаниясуспензийнаибольшеераспространениеполучилифильтр-прессы,в производствеоблицовочныхплиток и плитокдля по­лов —распылительныесушилки. Электрическоеобезвоживаниераспро­страненияне получиловследствиенизкой производительности,большого расходаэнергии и сложногооборудования.

Фильтр-прессы,применяемыев керамическойпромышленности,от­носятсяк фильтрующимаппаратам стканевымифильтрами,работаю­щимипод относительновысоким давлением.Масса с содержанием~ 40% воды подаетсянасосом вфильтр-прессы,где под давлением0,6 - 0,8 - 1,0 - 1,2 МПа (6 - 8 – 10 - 12ат) происходитее фильтрацияи удалениефильтрата черезфильтры. Образующиесяпри этомв камерах междутканевымифильтрамитестообразныекоржи с влажностью20— 25% периодическиудаляются изфильтр-прессаи используютсяв про­цессепроизводства.Различаютфильтр-прессырамные и камерные,ручные и автоматиче­ские.

Распылительныесушилкизначительноупростили,механизировалии облегчилипроцесс производствапресс-порошков,высвободилиболь­шое количествооборудования,площадей ирабочих оттяжелого ручноготруда .по обслуживаниюфильтр-прессов(с ручной разгрузкой)и дру­гогооборудования.При этом значительновозрослапроизводительностьзавода, длительностьприготовленияпресс-порошковсократиласьдо 1 — 2 мин вместо8 — 12 ч, улучшилоськачество, снизиласьстоимостьготовых изделийи уменьшилосьв 3 — 4 раза количестворабочих. Привыпуске 1000000 м²облицовочныхплиток в годприменениераспыли­тельныхсушилок посравнению сфильтр-прессовымспособом уменьшаетзатраты накаждую тоннупресс-порошка,увеличиваетпро­изводительностьтруда и сокращаетколичествооборудованияв 4 — 5 раз, улучшаетиспользованиеплощадей в 10раз, сокращаетпотери массыи дает пресс-порошок(с незначительнымколичествомпыли) с шарооб­разнойформой гранул,обеспечивающихравномерноезаполнениепресс-форм ивысокое качествоизделий.

Значительныйвклад в созданиеи внедрениераспылительныхсуши­лок наотечественныхкерамическихзаводах внесли:ВНИИСтройкерамикаи Минский комбинатстроительныхматериалов(МКСМ). Этимиорганизациямибыли проведенытеоретическиеи экспериментальныеис­следованияс целью полученияоптимальныхпараметровдля созданиярациональныхконструкций.Было установлено,что в распылительныхсушилках, взависимостиот сообщаемыхим конструктивныхи техноло­гическихпараметров,можно получатьпорошок илипластическуюмас­су, которыемогут применятьсяне только припроизводствеплиток, но идля изготовленияизделий радиокерамики,керамики наоснове чистыхокислов, труб,санстройизделийи электрофарфора,формуемогометодом гидростатическогопрессования,а также грубойкерамики, формуемойполусухим ипластическимметодами.

Существующиеотечественныеи зарубежныераспылительныесу­шилки восновном отличаютсяустройствамидля распылениясуспензий,направлениемее подачи снизувверх или сверхувниз, особенностямисоздаваемоготепловогорежима и т. д.В результатепроведенныхис­следованийустановлено,что в сушилкахс верхней подачейсуспензииполучаютсягранулы созначительнойразницей размеровпоперечникаи влажности.Так, гранулыразмером 0,105 —0,225 мм, выпадающиев центре, полностьювысыхают, агранулы размером0,283 мм, выпадаю­щиеу стенок, имеютвлажность более20%, т. е. примернов 3 раза большесредней влажности(7 — 8%) порошка.

СушилкаНИИСтройкерамикив комплексес машинами дляприго­товленияфаянсовойсуспензиипоказана нарис. 15. Распылительнаясушилка состоитиз теплоизолированнойбашни 23,свареннойиз сталь­ныхлистов, крыша24 которойвыполнена ввиде пологоготеплоизолиро­ванногокорпуса с отверстиемв центре диаметром1,6 м, закрытымплоской крышкой25. Вкрыше имеетсяеще два отверстия,над которы­микрепятся трубы26 совзрывобезопаснымиклапанами,выполненнымив виде асбестовыхпрокладок 27.Крышасвоим кольцевымребром 28вставленав песочныйзатвор 29и скрепленас башней болтами30.

К нижнейчасти башниприварен усеченныйконус с поясом.Через этот пояспроходят двенадцатьотростков —трубок 8,которыеодним концомприварены ккольцевомумассопроводу6, а надругом концеимеют распылительныефорсунки 5с выходнымиотверстиямидиаметром 2,1мм. Форсункивнутри сушилкирасположенына расстоянии5430 мм от потолкапо окружностямдиаметром 600мм (восемь форсунок)и диаметром320 мм (четырефорсунки). Надфорсункамив стенках баш­нипо окружностисмонтированодвенадцатьинжекционныхгазовых го­релок31 (ИКГ-25М)производительностью14—16 м³/ч.В горелки по­даетсяприродный газ.Сушилка оборудованагазорегулирующейаппа­ратурой.При работегорелок пространствовнутри сушилкинагреваетсядо 560° С под потолком,в середине —350 — 400 и внизу —до 160° С.

Суспензию,приготовленнуюпри совместномпомоле глинистыхи отощающихматериаловв шаровых мельницах18, сливаютв сборник 16,оборудованныйпропеллерноймешалкой 15.Передподачей в сборниксуспензию двараза пропускаютчерез вибрационныегрохоты с натяну­тымина них тонкимисетками № 0355 и02.

Из сборника16 суспензия,поддерживаемаяво взвешенномсостоя­ниимембраннымдвухплунжернымнасосом 17(СМ-938), поддавлением до1,2 МПа (12 ат) подаетсяв систему питаниясушила черезотростки кфорсункам 5.Системапитания обеспечиваетпостояннуюциркуляциюсуспензии вкольцевоммассопроводе6 иисключаетвозможностьего за­купоривания.Оптимальноедавление распыления— 1 — 1,2 МПа (10 — 12 ат).При давлениибольшем 1,4 МПа(14 ат) порошокбудет нали­патьна потолок, апри 0,8 МПа (8 ат)размер гранулувеличивается.Давление вмассопроводеобеспечиваетсяподпорнымкраном, черезко­торый суспензиявозвращаетсяв сборник.Предусмотренатакже подачасуспензии потупиковойсхеме. Для этогоперекрываетсякран на возврат­номмассопроводе.

Длядополнительнойочистки суспензиина подающеммассопроводесмонтированфильтр 19,в которомсуспензияпроходит черезсетчатый стакан20 ипо массопроводу22 поступаетв кольцевоймассопровод6 идалее по отросткамв форсунки.Частицы массыили посторонниепредметы, имеющиеразмеры больше,чем отверстияв сетке стакана,задерживаютсяна ней и удаляютсячерез сливнуютрубу 21.Стаканпериодическивынимают ипромывают.

Выбрасываемаячерез форсункисуспензия свлажностью40—50%, пролетаявверх, а затемвниз междуфакелами огня,за время нахожде­нияв сушильнойкамере образуетразнообразныепо величинеи подоб­ныепо форме гранулы,составляющиепорошок с влажностьюпримерно 7%. Порошокс температурой76° С через центральноеотверстие вниж­нем конусе9, имеющемзатвор, высыпаетсяна транспортер4, которыйдоставляетего к элеватору3. Элеваторподает порошокв бурат 2,уста­новленныйнад бункерами1, вкоторых порошоквылеживаетсяи в нем равномернораспределяетсявлага. Из бункеровпорошок с влажностью7% подается вбункера прессов,предварительнопройдя магнитнуюсепарацию.

ПРЕССЫДЛЯ ПЛАСТИЧЕСКОГОФОРМОВАНИЯИЗДЕЛИИ

Прессыпластическогоформованияхарактернытем, что ихконструк­тивныеособенностии работа основанына использованиипластическихсвойств керамическихмасс без разрывови трещин сохранятьполучен­нуюформу послепрекращениядействия усилий.Для пластическогоформованияприменяютленточныелопастные,трубные, салазочные,ре­вольверныеи другие прессыиз масс с влажностью14—25%. Ленточныелопастныепрессы бываютбезвакуумныеи вакуумные.

Вакуумирование(«обезвоздушивание»)керамическихмасс для при­данияим однородностии пластичностишироко применяютв производ­ствефарфора, фаянса,шамотных изделий,канализационныхтруб; гли­няногокирпича, черепицыи т. п.

В результатевакуумированиякерамическихмасс они приобретаютновые свойства,благодарякоторым: 1) малопригодныетощие кера­мическиемассы широкоприменяют дляформованиятруб, черепицы,дырчатогокирпича и другихтонкостенныхкерамическихизделий; 2) дляих формованияс успехом используютмундштуки, непригодные дляформованияневакуумированныхмасс; 3) меньшедеформируетсярезательнаяпроволока,причем изделияполучаютсяс острыми граня­ми;4) устраняетсяпузырчатость,являющаясявесьма существеннымде­фектом приформованиитонкостенныхкерамическихизделий; 5) проч­ность,плотность иоднородностьобожженныхизделий значительнопо­вышаются.

Вакуумированиекерамическихмасс обычнопроисходитв гермети­ческизакрытой камере,являющейсясоставнойчастью прессаи про­ходитуспешно, еслив вакуум-камерумасса поступаетв виде тонкихполосок илипрутков. Приэтом воздушныепузырьки, заключенныев массе, находятсяблизко к поверхностии легко удаляются.Разре­жениев вакуум-камерев зависимостиот свойствмассы меняетсяв ши­рокихпределах — от60 до 95% абсолютноговакуума (60—96 кПаили 450—720 мм рт.ст.).

Несмотряна повышенныйрасход энергиив вакуум-прессах(на 5— 6% больше,чем в обыкновенныхленточных), ониполучают всеболь­шеераспространениев керамическойпромышленностиблагодарявысо­комукачествувырабатываемыхизделий.

Существующиевакуумныепрессы поконструктивномуоформлениюмогут бытьподразделенына две основныегруппы: с дырчатой(перфо­рированной)перегородкойи с перегородкойв виде мундштукадля фор­мованиятруб.

В вакуум-прессес дырчатойперегородкой7(рис. 16, а) и камере3 предварительногопрессования,находящейсяв одном цилиндре,дырча­таяперегородкаделит корпуспресса на двечасти. За перегородкойимеется вакуум-камера4, внутрикоторой помещенвалик 5.Последнийпрепятствуетпоступлениюмассы в вакуум-камеру.Привод валикаосу­ществляетсячерез цепнуюпередачу отвдавливающеговалка 2(п=450 об/мин).Последний ишнек 6 (n=26об/мин) приводитсяво вращениеот электродвигателя1 (N=30 кВт,n=1400об/мин) черезредуктор изубчатые колеса.Отсос воздухаосуществляетсячерез спе­циальныйтрубопровод,который соединяетвакуум-камеру4 с вакуум-насосом.Шнек 6перемещаети проталкиваетмассу в вакуум-камеручерез дырчатуюперегородку7 в виде отдельныхполосок. Здесьпроис­ходитотсасываниевоздуха. Недостаткомпресса этоготипа являетсято, что в немхорошо вакуумируютсятолько верхниеслои массы.

Ввакуум-прессес дырчатойперегородкойи камеройвакуумирова­ния,вынесеннойнаверх(рис. 16, б), поддавлениемлопастноговинта 1 массапродавливаетсясквозь отверстиярешетки 2и поступаетв ва­куум-камеру3, изкоторой воздухотсасываетсянасосом черезтрубу 4. Тонкиеполоски массы,прошедшиесквозь решетку,вакуумируютсяпри своем падениив пресс. Масса,разбитая крыльчаткой5, закреплен­нойна валу 6,поступаетна вращающиесялопасти 7, которыезахваты­ваютее и продвигаютчерез корпус8, головку9 и мундштук10. Подсосвоздуха в корпуспресса предупреждаетсясальником 11.Максималь­ныйвакуум в прессеможно довестидо 90 кПа (700 мм рт.ст.). Общим недостаткомэтих прессовявляется то,что перегородкизабиваютсяи приходитсяостанавливатьпресс для ихочистки.

Вакуум-прессыс перегородкойв виде мундштукадля формования
труб(наиболеесовершенные)представляютсобой сочетаниепресса
с одно-или двухвальноймешалкой, работающиеот общего привода,
ав последнихконструкцияхот самостоятельныхприводов.Такие
прессыназываютсяагрегатными.

ПРЕССЫ ДЛЯПОЛУСУХОГОПРЕССОВАНИЯКЕРАМИЧЕСКИХИ ОГНЕУПОРНЫХМАСС

Прессыдля полусухогопрессованиякерамическихи огнеупорныхпо­рошковыхмасс с влажностью3—12% нашли широкоераспространениев производствеизделий строительнойкерамики иогнеупоров.При плас­тическомспособе формованияизделий изкерамическихмасс удельноедавление прессованияв зависимостиот влажностимассы составляет0,15 — 1,8 МПа (1,5 —18 кгс/см²),тогда как приполусухомспособе прес­сованияоно достигает100 МПа (1000 кгс/см²)и более. Нижерассмот­реновлияние этогои других наиболеесущественныхфакторов напро­цесс формованияи качествоготовых изделий,получаемыхметодом полусухогопрессования.

Процесспрессованияизделий изпорошковыхмасс протекаетв такой последовательности.В форму засыпаютпорошок, в которомнаряду с твердымичастицамиимеются водныепленки и воздух.Затем в формувходят с однойили двух противоположныхсторон штампы,оказываю­щиедавление напорошок, изкоторогоотпрессовываютсяизделия необ­ходимойформы и размеров.

В началепрессованияимеет местоперемещениечастиц пресс-порош­кав вертикальнойи горизонтальнойплоскостяхбез существенныхде­формаций.По мере возрастаниядавления напорошок увеличиваетсясопротивлениечастиц перемещению,происходитуплотнениепорошка, котороесопровождаетсяпластической,хрупкой и упругойдеформация­мичастиц. Когдадавление наконтактахпревысит критическоенапря­жениепроис­ходитпластическаяили хрупкаядеформациячастиц и приэтом достига­етсянеобходимоеуплотнениепорошка.

Качествоготовых изделий,как показалапрактика иэксперименталь­ныеданные, зависитот состава ифизико-химическихсвойств порошков,величины иформы зерен,пористости,влажности,количествавоздуха, запрессованногов порошок,развиваемогодавления,продолжительно­стиприложенияусилия прессованияи других факторов.

Процессуплотнения,зависящий отстоль многихфакторов, покаеще не удалосьвыразить припомощи строгихнаучно обоснованныхуравне­ний.Однако работысоветскихученых в этойобласти позволиливыяс­нитьсущность рядаявлений, происходящихпри прессованиипорошков, иустановитьзависимостьмежду некоторымииз перечисленныхфак­торов.

РЕЗАТЕЛЬНЫЕАВТОМАТИЧЕСКИЕСТАНКИ И УКЛАДЧИКИ

Резательныестанки, конструкциякоторых постоянносовершенству­ется,предназначеныдля разрезаниядвижущейсяглиняной ленты(бру­са), непрерывновыходящей измундштукапресса, на отдельныекирпи­чи, блоки,черепицы, плитыи другие изделия(заготовки)необходимойширины илидлины. На кирпичныхзаводах широкоприменяютсяодно­струнныеи многострунныерезательныеавтоматы, которыечасто рабо­таютс автоматамиукладчикамисырца на рамки(рейки) илинепосред­ственнона печные вагонетки.

Автоматическийоднострунныйрезательныйстанокимеетсварную станину к которой крепитсякоробка со смонтированнымив ней механизмами:приводного и смычкового вала,гильзы с салазками иприемноготранспортера,лента ко­торогоохватываетнатяжной и приводной (регулировочный)бара­баны. Дляобслуживаниямеханизмовверхняя и однабоковая стенкикоробки выполненыоткидными. Кпередней стенкекоробки крепитсяко­жух смычка.К кожуху прикрепленаподвеска,поддерживающаяприкрепленныек гильзе салазки,на которыхпроисходитразреза­ниебруса на кирпичисырцы. Салазкипередают кирпичисырцы на пере­даточныйтранспортер.Последнийимеет несколькобольшую скоростьприемноготранспортера,благодаря чемумежду кирпичамисырцами образуютсяпромежутки.У стенки коробкина кронштейнесмонтировандвигатель.

В конструкциистанка имеетсятри основныхкинематическихузла: 1) для созданиявозвратно-поступательногодвижения смычка;2) для сообщениявращательногодвижения приводномуи смычковомувалу; 3) для синхронизациивозвратно-поступательногодвижения смычкаи вращательногодвижения смычковоговала со смычком.

Ввидутого что разрезаниеглиняного брусаосуществляетсяво время егодвижения, всекинематическиеузлы станкасинхронносвязаны с движениембруса.

ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНЫЕЭТАПЫ РАЗВИТИЯУП «НИИСМ»

Государственноепредприятие«Научно-исследовательскийинститут строительныхматериалов(ГП «НИИСМ»)создан в сентябре1939 года. Его первоеназвание –Научно-исследовательскийинститут строительныхматериаловБеларуссии.

Доэтого временив БССР с 1929 годафункционировалкомплексныйНаучно-исследовательскийинститутпромышленности.В составе этогоинститутаработал отделминеральнойтехнологиис секторамивяжущих материалов,минеральныхудобрений,стекла и строительнойкерамики. Ещев 1927 году быласозданахимико-аналитическаялаборатория,которая занималасьиспытаниемместного сырьядля промышленностиРеспублики.Эти подразделениястали основойНаучно-исследовательскогоинститутастроительныхматериалов.

Созданиеинститута былообусловленонеобходимостьюповышениятехническогоуровня производствастроительныхматериаловс целью обеспеченияпотребностейнародногохозяйства БССР,развивавшегосяв 30-х годах довольновысокими темпами.

Сначала ВеликойОтечественнойвойны до освобожденияБелоруссииот немецко-фашистскихзахватчиковинститут нефункционировал.Он вновь былвоссоздан в1944 году.

Конец40-х и начало 50-хгодов былотрудными годамистановленияинститута вусловиях разрушенноговойной хозяйства.Он не имелнеобходимойлабораторнойбазы был плохооснащен оборудованием,отсутствовалаэкспериментально-производственнаябаза.

Основойструктурыинститутавсегда былинаучно-исследовательскиелаборатории.Количестволабораторийи отделов,направленностьих работы отражализадачи, которыеставило перединститутомразвитиепромышленностистроительныхматериалов.

Научныеподразделенияв структуреинститута в1946 году былипредставленыпятью лабораториями:керамики, стекла,теплотехники,вяжущих веществи химико-аналитическойлабораторией.

Наэтом этаперазвития институтаглавной задачей,помимо оказаниянаучно-техническойпомощи повосстановлениюи началу функционированияразрушенныхвойной предприятийпо производствустройматериалов,было созданиеусловий дляпроведениянаучно-исследовательскихработ. Нарядус созданиемэкспериментально-производственнойбазы целенаправленопроводиласьработа по оснащениюлабораторийинститутаисследовательскимоборудованием.Уже к 1955 годуинститут располагалсовременнымоборудованиемдля проведенияисследованийс использованиемренгноструктурного,электронно-микроскопического,спектрального,термографического,петрографическогои микроскопическогометодов.

В1954 году в связис ростом производстваизделий избетона в институтебыла созданалабораторияжелезобетонныхконструкций.

В1959 году из лабораториикерамики выделяласьлабораториялегких вспученныхзаполнителей,в задачу которойвходили вопросыразработкитехнологиипроизводстваячеистых материалов,испытания сырьядля производствакерамзита,совершенствованиетехнологиипроизводствааглопорита.

В1962 году из составалабораториисушки и обжигакерамическихизделий выделиласьв самостоятельноеподразделениелабораториятеплофизическихисследований.Это было связанос расширениемноменклатуры производствастеновых материалови необходимостьюисследованияих теплофизическиххарактеристик.

В1963 году созданпатентныйотдел.

В1967 году быласоздана лабораторияконтрольно-измерительныхприборов иаппаратов,

еепредшественник– отдел механизациии автоматизациибыл ликвидирован.

В1967 году создананаучно исследовательскаялабораторияраспылительнойсушки.

В1977 году созданыдве научно-техническиелабораториитехнологическогооборудования:

НИЛТО– 1 работавшаяпо обеспечениюНИР керамическогопроизводства.

НИЛТО– 2 по обеспечениюработ в областивяжущих, бетонови теплоизоляции.В 1988 году созданалабораторияячеистых бетонов

В1992 году на базеведомственногоиспытательногоцентра МПСМБССР в институтесоздан испытательныйцентр, аккредитованныйв марте 1994 годана проведениесертификационныхиспытаний по28 видам строительныхматериалови 159 видам испытаний.

Важнейшимизадачами стоящимиперед институтомв настоящеевремя являются:

• Выполнениенаучно-исследовательских,опытно-конструкторскихи экспериментальныхработ в областикерамических,автоклавных,термоизоляционных,стеновых и др.изделий и материаловв основном сиспользованиемместных сырьевыхресурсов, атакже в областипромышленойтеплоэнергетики.

• Разработканормативнойдокументациина новые видыстройматериалов,испытаниестройматериаловна соответствиеих стандартам,контроль ихкачества.

• Оказаниенаучно-техническойпомощи предприятиямв совершенствованиитехнологии,пуско-наладочныхработах новыхпроизводств.

• Изготовлениеопытных образцовоборудования,опытно-промышленныхустановок итехнологическихлиний и оснастки.

• Осуществлениеэкспертно-консультативной,информационноучебной,рекламно-издательскойи коммерческо-посредническойдеятельности.

Вструктуреинститута в1999 году функционировало8 научно–исследовательскихлабораторий(НИЛ) и 2 научно-исследовательскихсектора (НИС):

• НИЛкерамическихматериалов.НИЛ осуществляетизучение сырьядля производстваизделий строительнойкерамики, производитиспытаниеобразцов продукциипредприятий,осуществляетнаучные исследованияв данной области.

• НИЛвяжущих материалов

• НИЛбетонов и испытанийцемента. НИЛосуществляетиспытаниеобразцов продукции,ведет научныеисследовнияв области ячеистыхбетонов, основныхогнеупоров.

• НИЛсиликатныхматериалови отделки

• НИЛтеплоизоляционныхматериалов

• НИЛэлектрофизическихметодов исследований

• НИЛтеплоизоляционныхполимерныхматериалов.НИЛ производитисследованиеи испытаниеизделий наоснове полимерныхтеплоизоляционныхматериалов.

• НИЛфизхимии силикатов.НИЛ занимаетсяопределениемстроения ифизико-химическихсвойств материалов,осуществляетрадиационныйконтроль продукциипроизводимойв Республике.

• НИСтеплофизическихисследований,НИС метрологии и секторнаучно-техническойинформации,изобретательскойи патентно-лицензионнойработы

Крометого в структуреинститутафункционируютсамостоятельныепроизводственныеучастки: попроизводствуизделий изполистирольногопенопласта,механосборочныйучасток, ремстройучасток,служба механикаи энергетика,гараж.

Общаячисленностьработающихсоставляла 186 человек в т.ч.научных сотрудников89 человек, изних докторовнаук – 2 человека,кандидатовнаук 12 человек.

В настоящеевремя в институтеработают около150 человек.

Глазурование,его дефектыи способы ихустранения.

Обычно глазурьнаносят в видесуспензии,содержащейводы до 60 % отобъема. Черепокглазуруемогоизделия всасываетводу, твердоевещество глазуриобразует покрытие.

Глазуруютчеренок методамиокунания, полива,распыления.Пульверизаторомраспыляютспециальныеглазури ипреимущественнона крупныеизделия.

К подготовительнымработам относитсяотсортировкадефектных иповрежденныхизделий, а такжеустранениемелких дефектов.Для предотвращенияскатыванияглазури и образованияплешин передглазурованиемизделия очищаютот пыли' преимущественносжатым воздухом.

Следующийэтап — контрольдля выявлениятрещин. Мелкиетрещины можнообнаружить,смочив изделияводой, окрашеннойанилиновойкраской. Еслитоварный знакнаносят под-глазурно,то после обдуванияизделия маркируют.

На поверхности,не подлежащиеглазурованию,наносят парафин,который препятствуетвсасываниюглазури. Еслина эти поверхностиопираютсяобжигаемыевместе с изделиямикрышки, то кпарафину добавляютглинозем.

Несмотряна широкуюмеханизацию,ручное глазурованиевсе еще имеетбольшое значение,особенно намелких предприятияхи в производствехудожественнойкерамики. Чтобыполучить равномернуютолщину глазурипо всей поверхности,необходимо:

поддерживатьзаданное содержаниетвердого веществав глазури (плотностьдолжна быть1,32—1,39 г/см³) иоптимальнуютемпературупервого обжига,которая должнаобеспечитьдостаточнуюпрочностьизделий приглазуроваиниивсасывающуюспособностьчерепка;

не допускатьпребыванияизделий в глазуридо полногонасыщенияпористогочерепка. Еслиудлиняетсявремя глазурованияили имеетсяпережог черепка,то глазурованнаяповерхностьдолго остаетсявлажной и неподдастся сразудальнейшейобработке;

хорошо размешиватьили полностьюубирать остаткиглазури, чтобыпредотвратитьпоявление еенатеков.

При ручномглазурованииизделия рекомендуетсяпо возможностидержать заножку, так какв местах касанияглазурь непристает. Конвейерыи поверхности,на которыеставят глазурованныеизделия, надопериодическиочищать. Ихможно делатьиз сетки с крупнымиотверстиями,тогда излишкиглазури свободностекают.

Конструкциимашин дляглазурованияразрабатываютв основном дляметодов поливаи окунания.

В ГДР сконструированымашину дляглазурованияплоских изделийметодом полива.Тарелки илиблюдца ставятна подающийконвейер, которыйпроходит ч(.'рсзобдувочнуюкабину. Стопорноеустройствосталкиваетизделия первымповодком точнона серединувращающейсятуристки непрерывнодвижущегосякарусельногостола. Полуфабрикатсо всех сторономываетсяглазурью, вытекающейиз несколькихсопел. Избытокглазури разбрасываетсяпри вращениитурнетки. Возвратсобираетсяв бачок и сноваподводитсянасосом к системесопел. Послеглазурованиявращение турнетокзатормаживаетсяи

тарелкасталкиваетсявторым поводкомна разгрузочныйконвейер. Машинадля глазурованиямелких изделийи чашек сконструированапо такому жепринципу. Чашкипри этом ставятножкой вверх.

В машинахдля глазурованияокунаниемизделия закрепляютна подставкахобычно однимили несколькимипроволочнымитросиками.Машина представляетсобой вращающийсякарусельныйстол, на которомна равных расстоянияхразмещаютсядержатели.Глазуруемоеизделие насаживаютна фиксирующуюкрестовинувручную илимеханически.При вращениистола прижимс проволочнымтросиком опускаетсяи зажимаетнасаженноеизделие. Всевместе погружаетсяв глазурь. Послевозврата висходное положениеприжим поднимаетсяи полуфабрикатосвобождается.

В машинахновых конструкцийдля прижиманияизделий к подставкамиспользуютусилие сопротивленияжидкости. Проводяттакже экспериментыпо комбинированиюметодов окунанияи полива. Нарядус поточнымилиниями дляглазурованияплоских изделийв эксплуатациинаходятсямашины дляглазурованиячашек. При этомчашки вручнуюставят в приемныегнезда подающегоконвейера(последнийможет бытьсоединен смашиной дляподглазурногонанесения маркизавода). Скоростьконвейераплавно регулируетсяот 6 до 20 м/мин.

Дляполучения слояглазури достаточнойтолщины чашкипроходят подтремя глазурующимисоплами. Последнеесопло обеспечиваетглазурованиечашки внутри.Форма струиможет бытьотрегулированав соответствиис конфигурациейчашки. Посленанесенияглазури чашкипроходят междудвумя боковымисоплами, которыезаглаживаютповерхностьи снимают натеки.Одновременновоздушноесопло, включаемоефотоэлементом,сдувает остаткиглазури с ножки,предотвращаяобразованиекапель. Послеэтого чашкапопадает наленту из пористойрезины, котораявпитываетизбыток глазурис края чашки.На последнейпозиции находитсямашина длязачистки глазури(рис. 53). С нее чашкипоступают насклеиваниепопарно илиустанавливаютсяна бомзы. Наэтих же машинахможно глазуроватькрышки длячайников, кофейникови другие изделия.Допустимаявеличина глазуруемогоизделия зависитот шиоины потокаглазури и расстоянияпо вертикалиот последнегосопла до поверхностиконвейера.

Снятие глазурис опорных иконтактныхповерхностей— трудоемкийпроцесс, осуществляемыйили путем смещенияизделия повлажной пористойдвижущейсяленте конвейерадля зачисткиножки, или надвух движущихсяпараллельнос разной скоростьюлентах или навиброконвейере.

После глазурованиястановятсяхорошо заметнымитрещины в черепкеи другие дефекты(табл.16).

МинистерствообразованияРеспубликиБеларусь

учреждениеобразования

Белорусскийгосударственныйтехнологическийуниверситет

Факультетхимическойтехнологиии техники

Кафедратехнологиистекла и керамики

Индивидуальноезадание

Назначениеутильного иполитого обжигафарфоровыхизделий, режимы,тепловые агрегаты.

Студента3-его курса 9 группыШульговичаАлександраГеннадьевича

Минск

2002

ОГЛАВЛЕНИЕ

Первыйобжиг (утильный)3

Политойобжиг4

ПЕЧИДЛЯ ОБЖИГАТОНКОЙ КЕРАМИКИ7

Списокиспользованныхисточников10

Первыйобжиг(утильный)

Назначениепервого обжига— прежде всегоупрочнитьполуфабрикат.Относительнотонкий черепокнеобожженныхизделий приглазурованииразмокает ине выдерживаетмеханическоговоздействия.Кроме того, впроцессе первогообжига должнопроизойтиочищение черепка,т. е. выгораниеорганическихпримесей, разложениевыделяющихгаз веществ.(Этого же можнодостичь в зонеподогрева печейполитого обжига.)Во время первогообжига в массепроисходятследующиепроцессы:

испаряетсяне удалившаясяпри сушке остаточнаявода затворенияи гигроскопическаявлага (1—870);

вобласти температур500—600 °С выделяетсякристаллическаявода каолинита,масса обжигается«намертво»(необратимо),после чего еенельзя большепластифицироватьводой; при болеевысоких температурахначинаетсяспекание массы,прокаленныйчерепок приобретаетпрочность,которая зависитот температурыи длительностиее воздействия;

притемпературеот 900 до 1000 °С расщепляютсягазообразныесоставляющие(N₂,CO₂).

Дляполитого обжигафарфора в туннельныхпечах, продолжительностьпроцесса вкоторых в отличиеот камерныхпечей поддерживаетсяпостоянной,особенно важноправильнопроводитьпервый обжиг.Чтобы обеспечитьдальнейшеепревращениеметакаолинита,возникшегопри обезвоживаниикаолинита, дляфарфоровыхмасс необходимоподдерживатьвысокую температурупервого обжига(950—1050°С). Этимпредотвращаютсятакие дефектыполитого обжига,как прыщ и пузырь.

Однакос усовершенствованиемконструкциитуннельныхпечей для политогообжига фарфораразвиваетсяпротивоположное,более экономичноенаправлениев технологииобжига: с цельюснижения расходатоплива первыйобжиг проводятпри низкойтемпературе(700—850°С), а очисткуи дегазациючерепка обеспечиваютво время политогообжига. Естественно,механическаяпрочностьполуфабрикатаснижается,впрочем дляглазурованияона остаетсядостаточной.Преимуществомболее низкойтемпературыпервого обжигаявляется такжебыстрое охлаждениеизделий, благодарячему можнозначительноповыситьпроизводительностьпечей.

Присовременномуровне развитиятехники первыйобжиг можнопроводить вщелевых печах,в которых чашкии установленныепоодиночкетарелки обжигаютза 30—60 мин, стопкитарелок по 10шт. и более —за 6 ч. Предпосылкойскоростногопервого обжигаявляется хорошаясушка. Содержаниеостаточнойвлаги в полуфабрикатене должно превышать2%. С повышениемвлажности массысильно снижаетсяпрочностьнеобожженногочерепка. На этонеобходимообращать особоевнимание притранспортированииполуфабрикатанапримерустановленныхв стопки тарелок.

Особеннотщательно надопроводитьохлаждение,так как большаячасть трещинво время первогообжига образуетсяпри охлаждении.Рекомендуетсязамедлениепроцесса охлажденияв области температурыпревращениякварца 575 °С,связанногосо скачкообразнымизменениемобъема материала..Толстостенныеизделия, такиекак фарфороваяпосуда дляобщественногопитания, можнообжигать однократно,минуя первыйобжиг.

Печидля первогообжига работаютс высокойпроизводительностью,так как для нихнадо мало огнеприпасаи на вагонеткеможно разместитьмного изделий.При использованиипечей одинаковогоразмера однапечь для первогообжига можетобеспечитьзагрузку четырех-пятипечей политогообжига. Вследствиевысокой плотностисадки необходимотщательнорегулироватьрежим обжига.В первой зоненагреваниеизделий должнопроходитьравномернои непрерывно.Из-за того чтогорячие газыпод воздействиемтермическогонапора направляютсяпреимущественнов верхнюю частьпечного канала,нижняя частьсадки обычнонагреваетсямедленнее, чемверхняя.

Дляулучшенияусловий обжигарекомендуютследующиемероприятия:

• отводпродуктовгорения черезвытяжные отверстия,расположенныев боковых стенкахпечи на уровнепода вагонеток,при этом будетомываться инагреватьсянижняя частьсадки; вдуваниевоздуха подсвод непосредственнов начале печи(рис. 1.) навстречупотоку продуктовгорения;

• закручиваниепродуктовгорения в зонеподогревапоперек сеченияпечи для ихравномерногораспределения.Это достигаетсяс помощью инжекторовили циркуляционныхгорелок. Особенноважно обеспечитьравномерностьработы горелокв зоне обжига.Следует избегатьтемпературныхпиков, которыеприводят кместным пережогампродукции.Кроме того,для полученияполуфабрикатаравномернойпрочности ипористостинеобходимовыдерживатьзаданную температуруобжига.

Послеобжига изделия,установленныев плотные стопки,надо оченьосторожноохлаждать, вто время какредко расставленныеизделия охлаждаютсялегко и быстро.При плотнойсадке важноплавно снижать температуру,особенно всредней частизоны охлаждения.

Политойобжиг

Приобжиге фарфорабольшое значениеимеет процесснагреванияполуфабриката от температуры1050 до 1080°С. В этотпериод нужнообеспечитьизбыток воздухаи полное сгораниетоплива безобразованиясажи. С однойстороны, этонеобходимодля дегазациичерепка, особенноесли он недостаточнопрокален впервом обжиге,с другой, — дляпредотвращенияоседания частицсажи, которыеочень плоховыгорают вторично.Опыт показывает,что неправильноенагреваниеспособствуетобразованиюпятен и наколовна поверхностиглазури. Поэтомурекомендуетсяделать окислительнуювыдержку 30— 60мин при температуре1050—1080 °С до переходак восстановительномупериоду. В отличиеот фаянса ивитриес-чайнадля обжигафарфора необходимвосстановительныйпериод, которыйоказываетрешающее влияниена качествополуфабрикатаи во время которогомогут образоватьсямногие огневыедефекты.

Почтиво всех сырьевыхматериалахв качествепримесей содержатсяFe₂O₃и сульфаты.Так, в фарфоровоймассе содержитсяоколо 0,5% Fe₂O₃, который притемпературе1300°С отщепляеткислород:

3Fe₂O₃= 2Fe₃O₄+ 0,5O₂,или2Fe₂O₃= 4FeO + O₂.

Притемпературевыше 1300°С черепок в значительнойстепени уплотнен,глазурь расплавлена,поэтому кислородне может выделитьсяи содействуетобразованиюпузырей. Следовательно,дегазациядолжна бытьсмещена в областьтаких температур,при которыхчерепок ещепористый икислород можетулетучиваться.Для этого необходимывосстановительныегазы (СО илиН₂).Горение должноосуществлятьсяпри недостаткевоздуха. Процессвосстановлениядолжен произойтидо плотногоспекания черепкаи растеканияглазури. ВосстановлениеFe₂O₃происходитсогласно уравнению

Fe₂O₃+ СО= 2FеО+ CO₂.

Впериод восстановления,пока черепокеще пористый,СО или H₂отнимает уFe₂O₃кислород, которыйв противномслучае позднееотщепляетсясам и становитсяпричиной образованияпрыщей и пузырей.Во время этогоэтапа обжигав дымовых газахдолжно содержатьсяот 2 до 5 % СО и H₂.Для надежностивосстановительнуюсреду поддерживаютнемного дольше,чем нужнотеоретически;таким образом,обжиг проводятпри недостаткевоздуха в областитемпературот 1050 до 1300 °С.

Необходимость,восстановленияFe₂O₃обусловленатакже следующимипричинами.

РазложениеFe₂O₃на FeОи О₂может осуществлятьсябез восстановительнойсреды притемпературахвыше 1300 °С, однакооно происходитне полностью.Fe₂O₃окрашиваетневосстановленныйчерепок в желтоватыйцвет. Чтобыполучить белуюокраску, весьимеющийся Fe₂O₃надоперевести вFeО.Последний,соединяясьс SiO₂, образует силикатжелеза, имеющийзеленовато-голубойоттенок, которыйпочти незаметени не снижаеткачества изделия.

Образующийсяпри восстановленииFeOзначительноулучшает условияспекания черепкаи ускоряет егоуплотнение.Аналогичноеявление происходитс CaSO₄В присутствииСО или Н₂он разлагаетсябыстрее, чемв окислительнойсреде, с отщеплениемSO₃.

Восстановленияне требуетсядля керамическихмасс, спекающихсяпри более низкихтемпературах(1300 °С), при которыхвыделения газовне происходит,так же как идля масс, недостигающихплотного спекания,из которых газымогут выделитьсяв любое время.

Впоследнийпериод политогообжига черепокдолжен созреть,благодаря чемуфарфор приобретаетвысокую прочность,становитсяпросвечивающими плотным. Глазурьравномернорастекаетсяи создает красивуюблестящуюповерхностьфарфора.

Качествополитого обжигазависит отмаксимальнойтемпературыобжига, длительностивыдержки исостава газовойсреды. Составдымовых газовв этот периодобжига долженбыть близкимк нейтральному.Избыток воздухаможет привестик повторномуокислению Fe0,а восстановительнаясреда ухудшаетэкономическиепоказателиобжига, белизнуи качествоповерхностифарфора.

Впоследнийпериод обжигаподъем температурызамедляется,расход топливаувеличивается.Окончательнаятемператураобжига, °С, составляет:

Фарфоровыемассы 1340—1380 (в щелевыхпечах до 1430)

Витриес-чайна1220—1280

Известковыйфаянс 1060—1150

Полевошпатовыйфаянс 1200—1280

Максимальнаятемператураобжига зависитот составамассы и равномерностираспределениятемпературпо сечениюсадки изделий.

Политойобжиг фарфорапроходит четырепериода: 1) нагреваниеи дегазациядо температуры1050—1080 °С в окислительнойсреде;

2)восстановлениев области температур (1050—1080) — 1300 ⁰С;

3)максимальнаявыдержка внейтральнойсреде до температуры1340—1380°С;

4)охлаждениеот максимальнойдо комнатнойтемпературы.

Продолжительностьобжига фарфоровыхизделий в туннельныхпечах составляет27—35 ч, фаянсовойпосуды — 18— 27 ч.

Длябольшинствавидов изделийпродолжительностьнагреванияи охлаждениятеоретическиможно значительносократить,однако огнеприпас,которым мыраспологаемпри современномуровне знаний,не позволяетэтого сделать.

Вщелевых печах,в которых огнеприпаспрактическине используется,обжиг посудысокращен до2 – 5 ч.

Втуннельныхпечах обжигаемыеизделия в концезоны подогревадостигаюттемпературы400—800 °С, а затемпопадают напервый участокзоны обжига(рис. 2.), образуемыйпервой группойгорелок, настроенныхна сильноеокисление. Этагруппа горелокобеспечиваетнагреваниеизделий дотемпературы1050—1080 °С, послечего изделияпоступают навторой участокзоны обжига,где горелкиработают принедостаткевоздуха. Здесьв фарфоровоймассе происходитвосстановлениеFe₂О₃.

Всвязи с тем чтопродукты горенияв туннельнойпечи перемещаютсянавстречуизделиям, т. е.к входной двери,восстановительныегазы попадаютна первыйокислительныйучасток зоныобжига. Длясохраненияокислительнойсреды на первомучастке восстановительные составляющиепродуктовгорения награнице междудвумя участкамидожигаютсяблагодарявдуванию воздухачерез воздушнуюзавесу.

Важно,чтобы на второмучастке зоныобжига в каналпечи не подсасывалсяпобочный воздух,который можетнарушитьвосстановительнуюсреду. Поэтомупечи для политогообжига на участках,начиная с переходак восстановительнойфазе, работаютс избыточнымдавлением. Этонеобходимо,так как уплотнениепечного пространстваникогда небывает полным.

Следовательно,при обжигенаряду с температуройи газовой средойбольшое вниманиеследует уделятьдавлению вобъеме печи.

Напоследнемучастке зоныобжига происходитсозреваниефарфора. Здесьтакже нежелательнопрониканиепобочноговоздуха, таккак необходимастабильная,равномернаягазовая среда,приближающаясяк нейтральной.

Процессохлажденияв туннельныхпечах в значительнойстепени определяетсяустойчивостьюогнеприпасак сменам температур.Тонкостенныефарфоровыеизделия можноохладить занесколькоминут. Однакотакой процесссопровождаетсябыстрым выходомиз строя дорогостоящегоогнеприпаса.Для повышениякачества изделийважно, чтобыохлаждениепроходило вгазовой среде,не содержащейпродуктовгорения. Зонаобжига находитсяпод давлением,поэтому продуктыгорения стремятсяв зону охлаждения.Чтобы препятствоватьэтому, в концепечи вдуваютвоздух дляполученияпротиводавленияв зоне охлаждения.Кроме того, дляпредотвращенияперемещениядымовых газовв начале зоныохлажденияразмещаютотсасывающиеотверстия.

Режимработы печейполитого обжигаобусловливаетсятеплопроизводительностьюгрупп или отдельныхгорелок, газовойсредой, аэрогидродинамическим режимом в объемепечи, количествомвдуваемоговоздуха, эффективностьюрекуператоровв зоне охлаждения.

Процессспекания —самый энергоемкийв керамическойпромышленности,поэтому особоважное значениеимеет рациональноеиспользованиеэнергии. Дляэкономии энергиинеобходимо:

оптимальнозагружать объемпечи, соблюдатьустановленныеплотность садкии длительностьпроцесса;

максимальноиспользоватьтепло продуктовгорения в зонеподогрева засчет поперечнойциркуляции,

снижатьпоглощениетепла плитамивагонеток засчет футеровкивагонетоклегковеснымиогнеупорнымиматериалами;

подогреватьвоздух, подаваемыйдля горения,с помощьюрекуператоровоптимальнойконструкции,действующихв зоне охлаждения(температуравоздуха до 600° С);

использоватьв сушилкахвоздух, отбираемыйиз зоны охлажденияпечей;

избегатьпотерь от бояпри транспортированииполуфабрикатаи огнеприпаса;

снижатьмассу огнеприпаса.

Распределениетемпературв туннельнойпечи в значительнойстепени зависитот аэрогидродинамическогорежима в канале,который в своюочередь обусловленплотностьюсадки. Изделия,которые неомываютсяпродуктамигорения, нагреваютсянедостаточно.Для отсасыванияпродуктовгорения

вплотно загруженнойтуннельнойпечи необходимобольшое разрежениев зоне подогрева,что способствуетподсасываниюпобочноговоздуха и снижениютем самымкоэффициентаполезногодействия.

Садкавагонеткиобразуетсястолбами капселейс плоскимиизделиями илизагруженнымипродукциейэтажерками.Перемещающиесявдоль и частичнопоперек печипродукты горениядолжны наскольковозможно равномерноомывать изделия.Для этого необходимо,чтобы столбыкапселей стоялине плотно, а сзазорами. Потеряпроизводительностиможет бытькомпенсированаповышениемскорости перемещениявагонеток.

Кэлементам садкиотносятся такжеопорные стойки,образующиеканализированныйпод вагонетки,через которыйпродукты горенияподводятсяк нижней частисадки. Излишняплотная садкавынуждаетподдерживатьбольшое разрежениев начале печи,что повышаетопасностьпоявления такихдефектов, какзадувка, засорка.Кроме того, сувеличениемплотности садкиповышаетсяопасностьнедожога серединыее нижней частии пережогавнешней части.

Следуетучесть, что припережоге изделий,находящихсявблизи горелок,повреждаетсяогнеприпас,особеннокордиеритовыйкапсель.

Большоезначение длярежима обжигаимеет соблюдениесвободныхпроходов дляпотоков теплав канализированномподу и в разрывахсадки.

Необходимотакже следитьза устойчивостьюстолбов капселейи этажерок,иначе в печиможет произойтизавал и повреждениевагонеток. Этослучается чащевсего из-заобвала садки,которая заклинивается между вагонеткойи стенкой печи.В таких случаяхприходитсяостанавливатьпечь. Работыпо ликвидацииаварии проводятсяв тяжелых условиях.При загрузкеизделий в капсельи на вагонеткунеобходимопридерживатьсяразработанныхсхем садки.Фарфоровыечашки и кружкилегко деформируютсяв процессеобжига, поэтомуих склеиваютпопарно илиустанавливаютна бомзы. Присклеиваниидвух кружек их края смазываютспециальнымсоставом исоединяютотверстиями,препятствуятаким образомискривлению.Кружки с фигурнымкраем обжигаютна бомзах,представляющихсобой своеобразныйогнеприпас,который, будучиотформованнымиз той же массы,что и кружка,в процессеобжига претерпеваетодинаковуюс ней усадку,тем самым,предотвращаядеформацию.

Особоговнимания требуетустановка дляобжига фигурнойкерамики. Взависимостиот вида изделийиногда приходитсяиспользоватьспециальный огнеприпас.Изделия с широкорасставленнымидеталями надоустановить так, чтобы этидетали приобжиге не отвалились.При загрузкевагонетокследует неукоснительнособлюдатьпрофиль садки.

ПЕЧИДЛЯ ОБЖИГАТОНКОЙ КЕРАМИКИ

Втехнике обжиганаряду с режимамиимеет значениеорганизацияпроизводства.Расход топливаи капитальныезатраты насооружениепечей должныбыть по возможностинизкими, срокслужбы и надежностьв работе высокими.Раньше самымицелесообразнымибыли камерныепечи (горны) смногодневнымрежимом обжига,которые несоответствуютсовременномууровню развитиятеплотехники.

Современныетипы печей —непрерывнодействующиетуннельныеи камерныепериодическогодействия свыкатным подом.Разновидностьютуннельных печей являютсящелевые, разновидностьюкамерных печейс выкатнымподом — колпаковые.

Туннельныепечи.Недостаточноширокое распространениетуннельныхпечей в керамическойпромышленностив предшествующийпериод объясняетсяих особенностями.Туннельныепечи не отличаютсятакой гибкостьюизменениярежима обжига,как напримергорны. Это значит,что для туннельнойпечи нуженприблизительноодинаковыйассортименти достаточнобольшое количествоизделий, подаваемыхна загрузкупостоянно.Поэтому туннельныепечи сталиприменятьтолько с развитиемконцентрациипроизводствана большихпредприятиях.Годовая производительность средней туннельнойпечи длиной85 м, высотой ишириной садкипо 1 м 1500— 1800 т.

Туннельнуюпечь делят натри зоны: подогрева— от входа впечь до первыхгорелок; обжига— средняя часть,в которой находятсягорелки; охлаждения— от конца зоныобжига до выходаиз печи.

Впервой зонеизделия нагреваютсяпоступающимииз зоны обжигапродуктамигорения, которыеперемещаютсянавстречудвижению печнойвагонетки. Продукты горенияотсасываютсяиз туннелячерез расположенныев боковых стенкахканалы и выводятсяк дымовой трубеили вытяжномувентилятору.В оснащеннойгорелками (до90 шт.) зоне обжигаизделия нагреваютсядо температурыспекания.

Взоне охлаждениявагонетка исадка должныотдать тепло,что осуществляетсяс помощьюрекуператоров,представляющихсобой системутруб или каналов,через которыепродуваетсявоздух. Полученный таким образомнагретый воздухпередаетсядля другихтехнологическихпроцессов,например длясушки, иливозвращаетсяв туннельнуюпечь (вдуваниенагретоговоздуха в зонуподогрева,нагреваниевоздуха, подаваемогодля горенияв зону обжига).При выходе изпечи садкадолжна бытьохлаждена дотемпературы100—150 °С.

Вовсех трех зонахтуннельнойпечи требуетсяравномерноераспределениетемператури газовой средыпо всему сечению.Новейшие туннельныепечи для этойцели оснащенысистемамициркуляции,нагнетанияи вытяжки.

Внастоящее времядля улучшенияравномерностираспределениятемпературво всех зонахпечей как принагревании,так и при охлажденииприменяетсяпринцип поперечнойциркуляциитеплоносителя.При этом используетсяпреимущественноестественныйтермическийнапор (нагретыегазы легче, онисами поднимаются).Однако эффективностьциркуляциизависит отналичия продольныхразрывов всадке.

Благодарямногочисленнымтехническимусовершенствованиям(вентиляторы,трубопроводы,горелки, шиберы,контрольно-измерительныеи регулирующиеприборы) туннельнаяпечь сталасложным агрегатом,для правильногообслуживаниякоторого необходимырабочие высокойквалификации.

Контрольобжига осуществляетсяс помощью обширнойизмерительнойсистемы.

Каналобжига долженбыть хорошозакрыт от влияниявнешней среды.Снизу этообеспечиваетсяплотным смыканиемплатформ вагонеток(в поперечномнаправлении),а у стен (в продольномнаправлении)специальнымиустройствами— лабиринтами,песочным уплотнением.В начале печидля уплотненияраньше частоустанавливалижалюзи. Теперьих замениливоздушнымизавесами.

Печныевагонеткиперемещаютсяпо рельсам.Вагонеткасостоит изогнеупорнойплатформы,металлическогооснования иходовой части.На платформеобычно устанавливаютканализированныйпод, которыйвоспринимаетсадку и выполняетважнейшуютехнологическуюфункцию, обусловливаяаэрогидродинамическиепараметрыобжига. В связис тем что механическаяпрочностьплатформыневелика, основаниеее должно бытьжестким, чтобыоградить огнеупорныйматериал отповреждений.

Различаютдве основныесистемы туннельныхпечей — открытогопламени и муфельные.Так как дляобжига все вбольшей степениприменяетсячистый природныйгаз, в промышленностипреобладаютпечи открытогопламени. Муфельныепечи устарели.Для исключениявлияния дымовыхгазов на качествополуфабрикатавсе чаще используютэлектрическиетуннельныепечи.

Туннельныепечи открытогопламени можноприменять там,где используютчистое топливо,или где изделияпри соприкосновениис дымовымигазами не портятся.Для некоторыхизделий такойконтакт даженеобходим,например приобжиге

фарфора,когда необходимыхимическиереакции междупродуктамигорения и изделиями.

Впечах открытогопламени горячиедымовые газыпоступают прямов туннель. Ониомывают обжигаемыеизделия и должныпри этом равномернораспределитьсяпо сечениюсадки, обеспечивнепрерывноенагревание.Следует избегатьнепосредственногосоприкосновенияизделий с пламенем,чтобы предотвратитьих пережог.Поэтому горениепроисходитв топках илив разрывахсадки (импульсныеили высокоскоростныегорелки), откудапродукты горенияпоступают кобжигаемымизделиям. Благодарятакой прямойтеплопередачепечь открытогопламени достаточноэкономична,отличаетсявысокойпроизводительностью.В промышленноститонкой керамикинаиболеераспространеныпечи с сечениемканала 1—1,2 м³.В печах, имеющихболее крупноесечение, труднееобеспечитьнеобходимыйаэрогидродинамическийрежим обжига.При большойвысоте садкиочень сильновозрастаютнагрузки наогпеприпас,в результатечего существенноувеличиваютсярасходы наобжиг.

Электрическиетуннельныепечи обеспечиваютабсолютночистую газовуюсреду, поэтомуих применяютпреимущественнодля обжигадекорированныхизделий. В качественагревателейиспользуютканталовые(Кантал — сплавдля электронагревательныхэлементов —сталь, содержащаяFe,Сг. А1, Со, с максимальнойтемпературойиспользования1150— 1375 °С, разработанв Швеции) стержни.Электронагревателиобеспечиваюттемпературуобжига до 1200 °С.Благодаряиспользованиюсистемы рециркуляции,отводу горячеговоздуха из зоныобжига в зонуподогрева, гдетепло передастсяизделиям, достигаетсянизкий удельныйрасход энергии(0,06— 0,1 кВт/кг), отнесенныйк загружаемойпродукции,включая вспомогательныематериалы,

Широкомураспространениюэлектрическихтуннельныхпечей препятствуетв настоящеевремя повышенныйспрос на электроэнергию.Однако по мереистощениямировых запасоворганическоготоплива исовершенствованияатомных электростанцийзначениеэлектрическихпечей возрастает.

Нотуннельныепечи имеютнекоторыенедостатки.С одной стороны,из-за высокойпроизводительностипечи все производство(неуправляемо)сосредоточиваетсяв процессеобжига, с другойстороны, загрузкаизделий в печь— процесс трудоемкий,необходимдорогой огнеприпас,возникаютбольшие расходына загрузкуи выгрузкупечей. Труднооптимизироватьпроцесс обжигаиз-за инертностикрупногабаритнойтуннельнойпечи и длительногообжига, составляющегодля фарфора(политой обжиг)25—35 ч.

Щелевыепечи.По принципудействия иконструкциищелевые печи(рис. 3) аналогичнытуннельным,но в щелевойпечиизделия устанавливаютне ярусами, апреимущественнов один ряд. Приэтом частичноили полностьюможно отказатьсяот огнеприпасаи становитсявозможным болеекороткий обжиг(1—7 ч). Вместомассивныхвагонетокиспользуютболее легкиетранспортныесредства. Печиниже и короче.Загрузкаспециализирована,для каждойгруппы ассортиментаиспользуютсобственныепечи, в связис чем требуютсяпечи меньшейпроизводительности.Большое числопечей и ихоблегченнаяконструкцияпозволяютиспользоватьсекционный(модульный)принцип сооружения.

Циклпередвижениятранспортныхсредств полностьюмеханизирован,имеются предпосылкидля механизациизагрузки иразгрузкипечей.

Благодаряуменьшениюсечения печногоканала по сравнениюс каналом туннельныхпечей возможнытехнологическиеупрощения:устройстводля регулированиярежима настраиваютна короткийцикл обжига,при этом должнабыстро происходитьтеплопередача;используютсявысокоскоростныегорелки, а внекоторыхслучаях повышаетсятемператураобжига.

Также как и длятуннельныхпечей, в качестветоплива используютсяприродный гази электроэнергия.

Значительноготехническогоразвития достиглищелевые печис роликовымподом, сетчатымили решетчатымконвейером,подвижнымиплитами, с салазками,шагающим подом,мини-вагонетками.

Впромышленноститонкой керамикибольшое значениеимеют салазочныепечи. Под печи(аналогичноподу туннельныхпечей) образованогнеупорнымиплатформами,каждая из которыхзакрепленана основании.Под быстроперемещаетсяв печи, в результатечего испытываетотносительнократковременноетепловое воздействие.Благодаря этомуплиты могутиметь облегченнуюконструкцию.В свою очередьснижение массыплит позволяетотказатьсяот дорогостоящейходовой части,плиты скользятв печи на полозьяхпо рельсам ввиде салазок.Перемещениев обратномнаправлениипо обгонномупути происходиттак же. Чтобыснизить силытрения плитпо рельсам иуменьшитьизнос, на салазкинаносят смазку.Такая транспортнаясистема прочнаи надежна.

Взависимостиот огнеупорностиплит, которыенаряду с хорошимитеплоизоляционнымисвойствамидолжны обладатьнизкой способностьюк аккумуляциитепла, салазкиможно использоватьдо температуры1500 °С. Благодаряэлектроннойсистеме управленияпередвижениесалазок полностьюавтоматизировано.Вособых случаяхсалазки вместополозьев оснащаютоблегченнойходовой частью— получаютминивагонетки(см. рис. 3). Приэтом уменьшаетсяусилие проталкиваниявагонетки черезпечь, что имеетзначение длядлинных печейили печей стяжелой загрузкой.

Списокиспользованныхисточников

1. АхъянА. М.Технологияфарфоровыхизделий бытовогоназначения.— М.: Лёгкаяиндустрия,1986. — 311 с.

2. МорозИ. И., КомскаяМ. С., ОлейниковЛ. Л.Справочникпо фарфоро-фаянсовойпромышленности.— М.: Лёгкаяиндустрия,1990. — 349 с.

3. Технологиятонкой керамики.Лангер Ф., ЛейбЭ., Майер П., МухеК., Шрот З., ШулерР.— М.: Легкая ипищевая промышленность,1995. — 183 с.

МинистерствообразованияРБ

УО «Белорусскийгосударственныйтехнологическийуниверситет»

Кафедратехнологиистекла и керамики

ОТЧЁТ

О ПРОХОЖДЕНИИУЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ

в УП «НИИСМ»и на ОАО «Минскийфарфоровыйзавод»

в период с«......» ………………по «......» ………………2002г.

Студента3 курса 9 группыфакультетаХТиТ А. Г.Шульговича

Руководителипрактики

отУП «НИИСМ» отуниверситета:

Вед. науч.сотр. Г. Я.Миненкова доц. Е.М. Дятлова

отОАО «МФЗ» асс.В. А. Бирюк

Минск 2002