Курсовая работа: Технологія виготовлення керамичної черепиці

в) з канатним скрепером.

Після глиносховища масу обробляють на бігунах мокрого помелу з додатковим зволоженням і 9-20% гарячою водою. Розмір включень після бігунів часто перевищує 5—6 мм. Тонкомолота глина вбирає воду в 5—6 разів швидше шматковою. Враховуючи, що процес набухання триває 0,5—4 ч і більш, масу краще зволожувати гарячою водою (60—70° З) або парою. Проникаючи в пори, а також в місця з дефектами структури глинистих частинок, гаряча вода або пара легше утворюють оболонки гідратів, а розклинююча дія води виявляється сильніше. Маса, прогріта парою, краще формується при зниженій вологості, витрата потужності при формуванні знижується на 20—25%, продуктивність пресів підвищується на 8—10%, термін сушки скорочується на 40—50%. Перепад вологи по шарах в напівфабрикаті з прогрітої маси зменшується в 2—3 рази, що знижує напругу і усадку в сирці при сушці. В результаті знижується брак і підвищується міцність висушеного сирцю і готових виробів.

Далі з нього по стрічковому конвеєру глину направляють на додаткову обробку в глинорастирач з отворами грат 6— 8 мм, а потім— у вальці тонкого помелу із зазором між валяннями 1,8 -2мм. Призначений для тонкого помелу глиняних мас.

Після цього глина поступає в двохвальний лопатевий змішувач. Де матеріал перемішується(гомогенізується) лопатями, насадженими на вал, з швидкістю до 35 об/хв. Регулюванням кута нахилу лопатей змінюється швидкість руху матеріалу і час перебування його в змішувачі, яке зазвичай складає 2—3 хв. Швидкість переміщення складає 1,3—1,4 м/с. Продуктивність двохвальних змішувачів 18—35 м3/ч. Тут сировина заздалегідь зволожується, подаються охляли і інші добавки.

Кожній масі відповідає оптимальна вологість, при якій вона володіє найбільшим зчепленням, граничною напругою зрушення, що характеризується. При цій вологості найповніше розвиваються гідратні оболонки і адсорбовані плівки води на глинистих частинках, максимально проявляють свій вплив вандерваальсовські сили молекулярної взаємодії, завершується процес диспергування. Напівфабрикат з таких мас має максимальну міцність у висушеному стані, переносить сушку і випалення з найменшими деформаціями, а вироби характеризуються максимальною міцністю.

На глиняну масу за допомогою стрічкових конвеєрів направляють в спеціальний шихтозапасник баштового типу, бункерах і інших механізованих ємкостях. Проміжні ємкості (силоси) від 25 до 350 м3 забезпечують вилежування переробленої і зволоженої маси від 5—6 год до 24 год. На вітчизняних заводах використовують башти-силоси. Продуктивність башти — 25м3/ч, встановлена потужність електродвигунів — 42 кВт.

Розташування шихтозапасника в середині технологічного процесу слід визнати вельми вдалим технологічним рішенням.

Запас шихти гарантує ритмічність роботи формувального відділення, а отже і інших відділів виробництва.

2.2 Пластичне формування керамічної черепиці

Призначення формування – надати форму, розмір, щільність і необхідну міцність напівфабрикату.

Формувальна здатність звичайної пластичної маси регулюється корегуванням складу — введенням пластифікуючих добавок (жирної глини, бентоніту) при одночасному зменшенні вмісту отощающих компонентів і зміною вологості. Кожній групі формованих виробів різної конфігурації відповідають оптимальні формувальні властивості маси.

Процес пластичного формування на стрічкових шнекових пресах характеризується складним характером руху керамічної маси в пресі, нерівномірним ущільненням її, наявністю дефектів структури, обумовлених анизоморфизмом компонентів маси, рухливістю водного середовища і одностороннім додатком тиску. Структура маси, на яку не було прикладено тиск, характеризується безладним розташуванням компонентів (агрегати твердих частинок, бульбашки повітря).

У місцях порушення структури (площини ковзання) спостерігається концентрація глинистих частинок і солей, що містяться в глині. Зерен кварцу і інших мінералів тут майже немає.

2.3 Сушка і випалення керамічної черепиці

Сушіння виробів

У черепиці, відформованій пластичним способом, міститься до 25% і більше води, частина якої під час сушіння випаровується. У висушеній черепиці води є тільки 8- 10 %.

Вода у свіжовідформованому сирці розподілена між часточками глини. Під час сушіння вода з поверхонь сирцю починає випаровуватись, і одночасно вода з середини сирцю пересувається до його поверхні. Внаслідок випаровування води віддаль між часточками глини зменшується і об’єм черепиці (сирцю) теж зменьшується.

Якщо випаровування води з поверхні і пресування її з середини сирцю до поверхні відбувається з однаковою швидкістю, то черепиця висихає без тріщин і не деформується.

Якщо ж вода з поверхні сирцю випаровується швидко, а вода з середини сирця не встигає підходити до поверхні, то сушіння відбувається нерівномірно. Внаслідок цього поверхневі шари сирцю дають усадку, а внутрішні вологі шари чинять їм опір, що й призводить до утворення тріщин у черепиці та її деформацію.

Перед випалом вироби повинні бути обов'язково висушені щоб уникнути нерівномірної усадки, викривлень і розтріскування. Сушіння здійснюється в спеціальних камерах протягом декількох годин при постійному контролі температури і вологості повітря.

Під час сушіння черепиці виникають тріщини і жолоблення. Крім того, бувають і механічні пошкодження сирцю черепиці при транспортуванні і укладанні їх у піч.

Випал виробів

Випал - найважливіший і завершальний процес у виробництві керамічних виробів. Цей процес можна розділити на три періоди: прогрів сирцю, власне випал і регульоване охолодження. При нагріванні сирцю до 120oС видаляється фізично зв'язана вода і керамічна маса стає непластичної. У температурному інтервалі від 450oС до 600oС відбувається відділення хімічно зв'язаної води, руйнування глинистих мінералів і глина переходить в аморфному стані. При подальшому підвищенні температури вигорають органічні домішки і добавки, а керамічна маса безповоротно втрачає свої пластичні властивості.

При 800oС починається підвищення міцності виробу. У процесі нагрівання понад 1000oС легкоплавкі з'єднання керамічної маси та мінерали плавки створюють розплав, який стягує частинки, приводячи їх до ущільнення та усадки маси в цілому.

Після охолодження виріб набуває кам'яноподібний стан, водостійкість і міцність. Випал - дуже енергоємний технологічний процес, чим і обумовлена висока ціна виробленої продукції. Але, з іншого боку, висока вартість повністю відповідає якості цього елітного покрівельного матеріалу. Виробництво керамічної черепиці - практично повністю автоматизований процес, що дозволяє істотно збільшити продуктивність та якість продукції.

Декоративна обробка поверхні керамічної черепиці

Основний колір керамічної черепиці - червоно-цегляний. Цей колір матеріалу додають оксиди заліза, що містяться в глині. Ніяких спеціальних барвників при цьому не використовується. Для поліпшення зовнішнього вигляду, а також додаткової водонепроникності, керамічну черепицю покривають декоративним шаром - глазур'ю або ангобом.

Глазур

Глазур - це склоподібне покриття, нанесене на виріб і закріплене випалом. Сировинні суміші розмелюють на порошок і наносять на поверхню виробів перед випаленням. Глазур найвищий спосіб обробки поверхні керамічної черепиці.