Способы производства керамзитового гравия.

В зависимости от методов обработки глины и приготовления гранул различают 3 способа:

1. Сухой;

2. Пластичный;

3. Шликерный.

Сухой способ.

При этом способе гранулы не формуются, а образуются дроблением и рассевом карьерной глины.

Гранулы подсушивают при карьерной влажности более 8%. Сухой способ более экономичен по капиталовложениям и эксплуатационным затратам.

Пластический способ.

При этом способе их формуют из пластичной глиняной массы. Гранулы поступающие в печь имеют влажность 12-14%. Пластический способ более сложный и дорогой чем сухой, но он допускает использование глин более распространенных разновидностей и дает возможность вводить в глину добавки повышающие ее вспучиваемость.

Шликерный способ.

Бесформовой – во вращающуюся печь подают глиняный шликер и гранулы образуются во вращающейся печи самопроизвольно, этот способ, применяют когда карьерная влажность глин выше формовочной.

Приготовленный глиняный шликер должен иметь растекаемость по прибору МХТИ-ТН-2 55-65 мм.

Этот способ является универсальным, так как позволяет использовать глины с широким диапазоном свойств, главный недостаток повышенный расход топлива и снижение производительности печи на 25-30%.

Технология тонкой керамики. Классификация изделий тонкой керамики.

По строению черепка изделия тонкой керамики подразделяются на два класса:

1. С мелкозернистым белым или равномерно окрашенным пористым и непрозрачным черепком пропускающим в неглазурованном виде воду; (полуфарфор – хозяйственные, технические; твердый фаянс – хозяйственная посуда, санитарно-технические изделия, облицовочная плитка; глинистый фаянс, известковый фаянс, шамотные фаянсовые изделия, майолика);

2. С плотным спекшимся черепком не пропускающим воду и газы черепком с раковистым изломом (твердый фарфор: хозяйственный, технический, химический; мягкий фарфор: хозяйственный, художественный, костяной, тонкокаменные изделия (кислотоупорные); специальные технические керамические изделия: высокоглиноземистые, форстеритовые, корундизовые).

Сырье для изделий

Основными материалами, обеспечивающими пластические свойства тонкокерамических масс, а так же прочность сырца после сушки являются глинистые вещества: каолины и огнеупорные беложгущиеся глины.

В качестве отощающего сырья используют жильный кварц, кварцевые отходы, чистые кварцевые пески.

В качестве плавней используют калиево-натриевые полевые шпаты, пегматиты, перлит, и другие. В массы вводят для фаянса: мел, доломит, бор и фтор содержащие материалы.

Способы приготовления тонкокерамических масс.

Технологический процесс состоит:

1. Приготовление масс:

1. Обработка сырьевых материалов (дробление, измельчение, тонкий помол, каменистых сырьевых материалов; может быть еще и обогащение);

2. Приготовление шликера

1.2.1. Приготовление массы для формования изделий методом водного литья в гипсовые формы	1.2.2. Приготовление массы для пластического метода формования изделий	1.2.3. Приготовление массы методом полусухого прессования изделий
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.).	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.	Обезвоживание и гранулирование шликера производиться в распылительных сушилках.

2. Формование изделий

2.1. Формование методом литья	Шликер консистенции густых сливок наливают в гипсовую форму, которая впитывает влагу, оставляя на стенках твердые частицы массы. Спустя некоторое время вследствие отдачи стенкам формы воды масса затвердевает, объем ее уменьшается и получение изделий легко отделяется от формы. После каждой отливки форму сушат при 40-50^0С. Для тонкостенных изделий, толщина стенки формы до 5 см, для толстостенных 10-20 см. Различают два основных способа отливки изделий в гипсовые формы: наливной и сливной.
2.2. Формование изделий пластическим способом	Данный способ в ТК имеет наибольшее распространение. При этом способе в гипсовую форму закладывают заготовку. Форма приводиться во вращение и заготовка прижимается в ней постепенно опускающимся шаблоном. От давления шаблона масса равномерно распределяется по внутренней поверхности формы, а излишек ее выходит в виде стружки удаляется. Форму с полученным изделием снимают со станка, изделие остается в ней на 10-15 мин., для того чтобы оно отстало от стенок формы; затем его вынимают и сушат. Для формования полых и плоских изделий применяют полуавтоматы и автоматы.
2.3. Формование изделий методом обточки	Этот метод применяют для изготовления изделий сложной конфигурации имеющих форму тел вращения. При обточке используют заготовки из массы пониженной влажности (16-18%). Обточка производиться на токарных станках набором резцов, конфигурация которых соответствует профилю изделия.
2.4. Формование изделий полусухим прессованием	Метод применяют для формования изделий небольших размеров (10-100 мм), сложной конфигурации. Изделия изготавливают из пресс-порошков с добавкой небольшого количества органических пластификаторов.

3. Сушка изделий

3.1) конвективная сушка. Осуществляется горячим воздухом или смесью воздуха и продуктов сгорания природного газа, а так же горячим воздухом из зоны охлаждения туннельных печей, она осуществляется в туннельных конвейерно-полочных, конвейерно-ленточных и роликовых сушилках;

3.2) конвективно-радиационная сушка. Применяется для сушки крупных изделий имеющие внутренние полости так как сушка наружных поверхностей происходит быстрее, поэтому применяют одновременно и радиационные нагреватели различных конструкций;

3.3) радиационная или инфракрасная;

3.4) акустическая;

3.5) сушка токами промышленной частоты (50Гц);

3.6) сушка токами высокой частоты (10⁷ Гц).

4) Глазурирование изделий

Применяют для придания им атмосфероустойчивости, химической стойкости, улучшение внешнего вида.

Глазурь представляет собой стекловидное вещество, затвердевающее из расплавленного состояния на поверхности черепка в виде пленки толщиной 0,1-0,3 мм. По способу приготовления глазури бывают:

а) сырые (в них глазурный шликер приготавливают мокрым способом (помолом) и смешением нерастворившихся в воде компонентов; а сырьем для них служат поливо-шпатовые породы, CaCO₃, MgCO₃, каолин, глина, фарфоровый бой (они нерастворимы в воде и не требуют предварительного сплавления).

б) Фритованные глазури – эти глазури предварительно сплавляют или фриттуют, для них в качестве основного сырья, кроме выше указанного, используют соли щелочныех и щелочно-земельных металлов, а так же оксиды свинца, буру и другие.

Приготовление глазурей.

Для приготовления сырых глазурей материалы природного происхождения предварительно измельчают и обогащают в соответствии с рецептурой, эти материалы смешивают с добавками и красителями и подвергают мокрому помолу в шаровых мельницах до прохождения без остатка через сито №0063.

Составные части глазурной фритты измельчают и перемешивают, а затем подвергают варке во вращающихся периодического действия или ванных печах непрерывного действия, из печи расплавления фритта по лотку сливается в гранулятор, гранулятор – это металлический резервуар наполненный водой, в дно которого вмонтирован ковшовый элеватор, для выгрузки охлажденной и сгранулированной фритты и подачи ее на конвейер к бункерам запаса. Полученная гранулированная фритта, вместе с добавками измельчается с водой в шаровой мельнице тонкого помола и в виде глазурного шликера подается для глазурования изделий.

Нанесение глазурей:

1. Погружением изделий в глазурный шликер;

2. Распылением глазурной суспензии с помощью сжатого воздуха через форсунки или с помощью дисковых центробежных распылителей;

3. Способ полива (чаще используется для полива строительной плитки), чтобы глазурь лучше прилипала к черепку (для увеличения адгезионной прочности) в него вводят клей карбомецилцелюлоза (КМЦ).

Основные характеристики глазури:

1. Температура разлива – характеризуется точкой полного плавления глазури (для простых глазурей равна 800-900 ⁰С, для сложных 1000-1100 ⁰С);

2. Вязкость глазури;

3. Поверхностное натяжение, от величины поверхностного натяжения глазури зависит заплывание наколов на глазури, углублений от всплывающих и лопнувших газовых пузырьков, а так же определяет растекание глазури по изделию;

4. Смачивающая способность – смачиваемость керамического черепка зависит от состава глазури от природы смачиваемой поверхности;

5. Термический коэффициент линейного расширения – представляет собой относительное удлинение материала при нагревании на 1 градус, он должен соответствовать или быть близким ТКЛР керамического черепка.

Пороки глазурного покрытия.

1. Цек глазури – сетка мелких волостных трещин. Причина: несоответствие ТКЛР глазури и черепка, т. е. у глазури больше чем у черепка;

2. Отслаивание глазури – возникает когда ТКЛР глазури меньше чем у черепка;

3. Сборка – глазурь стягивается при расплаве в капельки и складки;

4. Наколы – образование на поверхности глазури точечных впадин не заполненных таковой;

5. Плохой разлив, волнистость, слабый блеск, могут появляться при низкой температуре обжига недостаточно мелком помоле при плохом приплавление фритты;

6. Сухость – тонкий слой глазури с недостаточным блеском;

7. Натеки – местные утолщения глазури, виде полос или пятен;

8. Пузыри, прыщи и вспучивание глазури, местные выпуклости на поверхности глазурного слоя с образованием под ними пустот;

9. Слипыш прилипание изделий друг к другу;

10. Засорка, мушка – прилипание к поверхности глазури частиц шамота или темные пятна на поверхности, от железистых примесей на поверхности материала.

По просвечиваемости глазури бывают:

а) прозрачные;

б) глухие или белые.

Глушение обусловлено наличием в глазурном слое кристаллов вызывающих сильное расслаивание и отражение света (вводят ZnO, TiO₂, CaF₂) или наличием границ расслоения, т. е. ликвацией в глазурном слое.

Некоторые виды керамических изделий (тонкостенные фарфоровые изделия) перед глазурованием подвергают утильному обжигу, назначением которого в основном является закрепление формы черепка, чтобы в процессе глазурования тонкостенные изделия не деформировались и не размокали.