Приготовление тонкокерамических масс. Литьё керамических изделий

Технологический процесс приготовления масс состоит: обработка сырьевых материалов (дробление, измельчение, тонкий помол, каменистых сырьевых материалов; может быть еще и обогащение); приготовление шликера.

Приготовление массы для формования изделий методом водного литья в гипсовые формы. Существует два способа приготовления шликера: беспрессовый и фильтр прессовый. При беспрессовом способе массу распускают в воде один раз. При фильтр-прессовом способе массу распускают в в воде дважды. Первый раз шликер получают описанным выше способом, а затем из него удаляют избыток влаги до 20-25% при помощи фильтр-прессования. Полученные из фильтр-пресса коржи разрезают на небольшие куски (например в стругаче). Измельченную массу снова загружают в мешалку, куда предварительно добавляют воду и электролиты в установленном количестве. Готовый шликер сливают в сборники, а затем подают в литейный цех. Прессовый шликер лучше беспрессового, т.к. вместе с водой в процессе фильтрации из него удаляются вредные соли (Na2SO4, CaSO4 и др.).

Приготовление массы для пластического метода формования изделий. При этом способе шликер обезвоживают на рамных фильтр-прессах. Производительность фильтр-прессов до 500 кг/ч. Для фарфоровых масс толщина коржа около 30 мм, время фильтрации 1,5-2 часа. Для фаянсовых масс 25-30 мм, время фильтрации 2,3-3 часа. Скорость фильтрации зависит от температуры, влажности и рН суспензии.

Приготовление массы методом полусухого прессования изделий. Обезвоживание и гранулирование шликера производиться в распылительных сушилках.

В основу технологии литья керамических изделий положена способность затвердевшего гипса впитывать воду. При этом применяют три способа литья: 1) сливной; 2) наливной; 3) комбинированный.

При сливном способе формования жидкую керамическую массу (шликер) наливают в гипсовую форму, пористые стенки которой впитывают влагу, отнимая ее от шликера, вследствие чего по внутренней поверхности формы образуется сплошной равномерный слой загустевшей массы. Когда этот слой приобретет нужную толщину, избыток шликера сливают, а изделие оставляют еще на некоторое время в форме для высыхания (подвялки), вследствие чего оно дает усадку и легко отстает от стенок формы.

При наливном способе шликер заливают в пространство между сопрягаемыми частями разъемной формы. При этом способе процесс уплотнения массы протекает быстрее, так как влага отбирается и с наружной, и с внутренней поверхности заготовки. В отличие от сливного, наливной способ позволяет формовать изделия более сложной формы и с большей точностью размеров.

В некоторых случаях целесообразно сочетать оба эти способа (комбинированный способ). Например у раковин умывальников тело чаши – наливное, а полые борта – сливные.

Методом литья изготовляются тонкостенные фаянсовые и фарфоровые изделия строительного (санитарно-технические изделия), хозяйственно-декоративного (посуда, вазы и т.п.), технического назначения (химический фарфор: тигли, чашки и т. д.). Преимущества этого способа заключаются в возможности изготовлять изделия весьма сложной формы, что недостижимо при других способах.

Сушка керамических изделий, типы сушки, принцип работы

Сушка керамических изделий может быть естественной на открытом воздухе (под навесами, в сараях и т. д.) и искусственной (в специальных устройствах, сушилках). Процесс естественной сушки очень длителен (до 20 суток). В нашей стране естественным путем сушат всего, около 6% выпускаемого керамического кирпича. Для искусственной сушки в керамической промышленности чаще всего применяют туннельные и камерные сушилки, работающие по принципу противотока: навстречу сырцу движется теплоноситель (горячий воздух, топочные газы и т. д.), поступающий в туннель со стороны выгрузочного отверстия. Туннельная сушилка непрерывного действия представляет собой камеру длиной 24—36 м, высотой 1,4—1,8 м, шириной 1 —1,2 м. Сырец поступает в сушилку на вагонетках, которые перемещаются в туннелях по рельсовым путям с помощью передвижных или канатных толкателей. Отдельные туннели объединяют в блоки по 4—20 туннелей, имеющих общие каналы для подачи и забора теплоносителя. Основные преимущества туннельных сушилок: поточность производства, высокий уровень механизации, высокая производительность труда. К недостаткам туннельных сушилок относятся: большое количество вагонеток и необходимость их пополнения, подверженность металлических изделий вагонеток коррозии, неравномерность сушки изделий по поперечному сечению туннеля (вверху температура теплоносителя выше, чем внизу) и необходимость круглосуточной загрузки и разгрузки вагонеток.

Камерные сушилки относятся к сушилкам периодического действия. Камеры длиной 10—18, шириной 1,3—1,5 м объединены в блоки по 24—48 шт. Внутренние стены камеры имеют выступы, на которые с помощью десятиполочных вагонеток укладывают рамки с сырцом. Теплоноситель поступает в камеру через нижние подводящие каналы. Охлаждаясь и насыщаясь влагой, он опускается и отводится через вытяжной канал. Параметры режима сушки кирпича в камерных сушилках: срок сушки 32—72 ч, температура теплоносителя 130—170 °С, температура отработанного теплоносителя 40—50 °С, расход теплоносителя 1000— 4000 м³/ч. Всего загружают 2800—4000 шт. сырца. Недостатки камерных сушилок: неравномерная сушка изделий из-за различной температуры теплоносителя и насыщенности его влагой по поперечному сечению камеры, небольшая скорость теплоносителя, периодичность работы, длительность процесса, связанная с потерями времени (до 10%) на загрузку и выгрузку изделий. Однако в камерных сушилках возможна сушка сформованных изделий по индивидуальному режиму.

Для скоростной сушки изделий в керамической промышленности применяют конвективные сушилки с направленной подачей теплоты на изделие, радиационные с обогревом изделий электрическими или газовыми излучателями и комбинированные (конвективно-радиационные). Выбор типа сушилки и режима сушки зависит от состава массы, формы и размеров изделий. Например, фаянсовые и полуфарфоровые изделия (умывальники, унитазы, смывные бачки и т. д.) сушат в туннельных сушилках или конвейерных противоточных и радиационных сушилках. Крупноразмерные и толстостенные изделия (ванны, мойки и т. д.) сушат в камерных или радиационных сушилках, а иногда комбинированным способом. Керамические плитки сушат на конвейерных ленточно-сетчатых сушилках, оборудованных панельными или микрофакельными газовыми горелками, или на роликовых щелевых сушилках.