книги / Технология строительной керамики

быть достаточной для проявления эффекта глушения и не должна быть слишком высокой для достижения хорошего разлива. В таких глазурях снижают количество оксидов R20 и повышают почти в два раза содержание оксидов двухвалентных металлов. Вводом борно­ го ангидрида снижают коэффициент линейного термического расшире­

ния, что уменьшает напряжения, возникающие между								глазурью и
черепком. Для повышения белизны глазури						в	состав	фритты сверх
100% вводят 0,01—0,04% сульфата кобальта.
Для получения матовых глазурей					необходимо, чтобы соотношение
А120 3 : SiOa	было	равно	1 5,	а добавки		компонентов, вызываю-
Таблица 27.	Составы глазурей для плиток,				%
			Двукратный обжиг			Политой обжиг в многоканальных
Материал			в туннельных печах				печах
		1	2	3	4	1	2	3	4
Фритта		94	93	94	95	94	95	95	95
Глина
веселооская		4							3
дружковская			6	6	5	4	3	3
Каолин просяновский		2							2
Бентонит (сверх 100%)			1			2	2	2
Песок кварцевый				0,025	0,03
Сульфат кобальта									0,017
Пирофосфат натрия							0,07—0,1
Карбоксилметилцеллюлоза

щих матовость глазури, составляли для СаО — от 0,2 до 0,5 М, для ZnO — до 0,3 М. Цветовая гамма матовых глазурей более ограничена, чем глянцевых.

В связи с тем что некоторые компоненты глазури растворимы

вводе (бура, сода и др.), их предварительно сплавляют (фриттуют). Составы фритт (по данным НИИСтройкерамики) приведены в табл. 26,

апрозрачных глазурей — в табл. 27. Фриттуют компоненты глазури

вваннах, вращающихся или конверторных печах при 1350— 1400° С. Продолжительность плавки 1— 10 ч.

Сырые (нефриттованные) глазури используют для глазурования встроенных деталей, обжигаемых один раз. Цветные глазури полу­ чают вводом в глазурь красящих оксидов. Температура разлива боль­ шинства глазурей для плиток 980— 1180° С.

Для декорирования плиток используют цветные прозрачные или глухие глазури (табл. 28 и 29).

Глазури	имеют температуру разлива		910— 1160° С.	Содержание
красителя в	глазури	колеблется от 5 до	10% (по массе).		Наиболее
яркими, стойкими в обжиге и наиболее совместимыми				с	глазурью
являются красители		циркониевого типа. Свойства цирконовых кра­
сителей позволяют при помощи комбинации красителей				трех цветов

(ярко-синего, ярко-желтого и ярко-розового) получать глазури многих цветов и оттенков.

							Мате-
Цвет глазури	фритта	фритта	фритта	фритта	пегматит	каолин	квар­
	1-ОЦ	3-03	4-ОК	6-СВ			цевый
							песок
Темно-малиновый			_	64,4	21,4
	37,1	20,8					3,0
Зеленый			—	—	22,0	—
Красно-коричневый	10,0	—	50,0	—	20,0	20,0	—
Болотной зелени	35,4	20,8	—	—	31,2	6,3	—
Салатовый	46,8	—	—	—	33,4	6,6	—
Черный	73,0	—			10,5	9,1	2,6

Г Глазури темных цветов (черный, коричневый, вишневый) полу­ чают на основе андезита с минимальным вводом красящих оксидов (Со20 3, Fea0 3 и др.). Глазури на основе андезита или перлита, в том числе и низкотемпературные (950— 1150° С),— фриттовые. Состав фритты для черной глазури, %: андезит 50, кварцевый песок 10, борная кислота 20, мел 8, карбонат стронция 5, оксид кобальта 7. Состав глазури: фритта 95%, глина 5%. Вязкость глазурей при температурах разлива составляет от 600 до 1700 Па • с. Глазури глухие обладают непревзойденным зеркальным блеском (63—74%), сочностью и глуби­ ной цвета. Если андезитовые глазури имеют темную окраску (до чер­ ной), то перлитсодержащие глухие глазури имеют белизну от 76 до 88%. Глазури обладают повышенной термостойкостью.

В институте НИИСтройкерамика ведутся работы по созданию*гла­ зурей, вступающих в реакцию между собой при обжиге, что дает объем­ ный художественный эффект на поверхности плитки.

Приготовление глазури. Глазурная суспензия независимо от сос­ тава и способа приготовления должна удовлетворять требованиям, которые определяются характером производства, способом нанесения и состоянием поверхности глазуруемого изделия.

Таблица 29.	Составы фритт прозрачных глазурей,			%
			Шифр фритт
Материал	бесцветная
			2-01	3-03	4-ОК	7-06
	1-01	6-СВ	(синяя)	(зеленая)	(красно­	(буро-
					коричневая;	коричневая)

Кварцевый песок	16,52	20,83	11,0	10,5	10,6	12,2
Свинцовый сурик	47,25	30,56	44,0	42,0	42,4	48,6
Мел	10,55	18,05	9,9	9,5	9,6	___ .
Каолин	4,58	5,56	— -	—	____	____
Бура	21,1	25,0	19,5	18,6	18,8	21,6
Полевой шпат		—	11,0	10,5	10,6	12,1
Оксид			4,6
кобальта	—	—		—	—	—
меди	—	—	—	8,9	—	—
Пиролюзит	—	—	—	___	8,0	—
Редоксайд		—	—	—	—	5,5

Совместный помол фритты, глинистых материалов (5—7%) и соот­ ветствующих добавок осуществляют в шаровой мельнице. Время помола 24—30 ч. При сливе глазури ее подвергают ситовой и магнит­ ной сепарации.

При глазуровании по сырому черепку (однократный обжиг) по­ вышают плотность глазури до 1,55—1,64 г/см3 за счет увеличения содержания глинистых материалов до 8—15%. Для однократного обжига необходима более пластичная глазурь с той же усадкой, что и у черепка, для двойного — тощая, с меньшей усадкой. Несоблюдение этих требований приводит к образованию дефектов — отслаиванию глазури, образованию трещин и плешин, особенно при скоростном обжиге изделий. Глазурь для скоростного обжига также требует из­ менения состава (увеличения легкоплавкости и снижения вязкости). Последнее достигается тем, что вместо глинистых материалов, добав­ ляемых в глазурь для недопущения расслоения ее, вводят КМЦ и по­ варенную соль. Это уменьшает возможность образования наколов.

При использовании сырой глазури ее приготовляют по приведен­ ной ниже схеме.

Независимо от состава и способа приготовления тонина помола глазури определяется остатком на сите 10 000 отв/см2 от 0,05 до 0,1 %. Хранят глазурь в бассейне с пропеллерной мешалкой, непрерывно перемешивая. Влажность глазури 40—45%. Плотность 1,37— 1,64 г/см8, она зависит от условий глазурования, характера глазури и водопоглощения плиток. При глазуровании бисквитных плиток (водопоглощение 12— 14%) прозрачной глазурью ее плотность будет 1,37— 1,38 г/см3, а при использовании цветной глазури ее плотность повышается до 1,42— 1,46 г/см8, что необходимо для получения слоя глазури большей толщины. Плотность глазури при однократном об­ жиге плиток 1,55— 1,64 г/см3, влажность 37—38%. При подаче гла­ зури в расходные мешалки ее подвергают дополнительно двухсту­ пенчатой магнитной сепарации — на ферро-фильтрах и магнитных плитах, уложенных в лотки, а также процеживанию через вибросито с латунной сеткой (6400 отв/см2).

Прессование плиток. Качество плиток зависит от свойств пресспорошка и условий прессования (табл. 30). Удаление воздуха, за­ нимающего до 40% объема массы, во многом зависит от конструкции прессов и достигается медленным повышением давления, то есть

Схема приготовления сырой глазури

СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

X

Каолин,

глина

х	X	X
Полевой	Кварцевый	Череп
шпат	песок
X	X	I
Мойка	Просев (гро­	Сортировка
(моечный бара­	хот, виброси­
бан)	то)
1	I
	X	Мойка (моеч­
Сортировка	Мойка
		ный барабан)
Дробление		X
		Дробление
(бегуны)		(бегуны)
i		х
Просев		Просев
(вибросито)		(вибросито)

I

Магнитная очистка (магнит­ ные сепараторы)

I

4- I

.-►Дозирование (весы)

х

Тонкий помол (шаровая мельница)

I

Процеживание (вибросито)

i

Магнитная очистка (электромагнитный сепаратор)

Промежуточное хранение (пропеллерная мешалка)

X

Прочие

материалы

выдержкой при прессовании в течение 0,5— 1 с, или кратковременным снятием давления в момент прессования. Плитки из пластичной массы требуют меньшего давления прессования, чем из тощей. Для получения качественной плитки зазор между штампом и стенкой пресс-формы не должен превышать 0,15 мм, а между кареткой и пресс-формой — 0,5 мм.

Прессуют плитки на колено-рычажных СМ-329, типа «Робот», К/РКп-125, «Велко» КРУ — 160 и других, в которых давление и за­ сыпка форм порошком, выдача плиток и зачистка их регулируются автоматически.

На прессе К/РКл-125 одновременно прессуют по две плитки 150 X Х150 мм. Число прессований (ходов) в минуту — 12—22. Пресс ком­ плектуется сдвоенной зачистной машиной. Плитки прессуют лицевой стороной вниз, что исключает образование заусениц по ее краям. При наличии очистной машины плитки прессуют лицевой стороной вверх.

Прессуют плитки в два приема. Первое давление от 2,0 до 2,5 МПа

обеспечивает предварительное уплотнение массы плитки. После дости­ жения этого давления в течение 0,5— 1 с матрица опускается, созда­ вая условия для удаления воздуха. Второе давление до 21—25 МПа с выдержкой около 1 с предназначено для окончательного прессования плитки.

Расход электроэнергии на обогрев матриц 0,6—0,8 кВт. Размер

прессованной плитки 155,5 х 155,5 х 4,5		мм. Отклонения по длине
и ширине плиток не должны превышать ±		0,35 мм, по толщине (пере-
Таблица 30. Характеристика пресс-порошков и условий
прессования
		Способы получения
		пресс-порошка
Показатели			фильтр-
	в распылитель­
		ной сушилке	прессовый
Влажность пресс-порошка, %		6,5—7,5	8—9,5
Гранулометрический состав, %		0—1	7—10
остаток на сите 1 мм
то же	0,5 мм	4—13	25—35
» »	0,25 мм	50—63	20—30
проход через сито		28—33	30—45
	0,25 мм
Температура подогрева пресс-форм, °С		50—60	40
Давление на прессах К/РКп-125, МПа		21—22	9—10
Механическая прочность сырца, МПа		0,75	0.6
Усадка массы,	%	4,0	2,8
кос) не более ± 0 ,1 5	мм, предел прочности плиток при изгибе — не

менее 0,6—0,8 МПа. Отпрессованные плитки двумя потоками поступа­ ют на очистительную машину. Очищенные плитки поступают на сушиль­ ный конвейер.

При сушке в конвейерных сушилках зачищенные плитки снимают и устанавливают попарно, лицевыми сторонами друг к другу на упоры полок сушилки по две с каждой стороны. При бескапсельной сушке в туннельных сушилках плитки укладывают стопками по 12 шт. в каждой на подкладки — обожженные плитки или доски. При сушке в капселях плитки забирают в капсели. При сушке в радиационной ленточной сушилке плитки специальными направляющими автома­ тически распределяются на конвейере сушилки в 4—6 потоков.

При прессовании плиток из пресс-порошков, полученных в рас­ пылительных сушилках, возможно налипание массы на стенки прессформ. Это объясняется тем, что зерна порошка размером более 400 мкм при прессовании могут раздавливаться, и поверхность пуансона как бы смачивается тонкой пленкой воды. К такой поверхности прили­ пают раздавленные частички, так как они находятся в пластическом состоянии. Кроме того, на увлажненную поверхность пуансона на­ липают также мелкие сухие частички порошка, размером 40—80 мкм. Устраняют налипание обогревом штампов и полировкой пресс-форм.

Порошки из распылительной сушилки обладают повышенной сы­ пучестью, что способствует быстрому и более полному заполнению форм, при увеличении в то же время опасности расслоения как по крупности, так и по влажности. Наличие в плитке-сырце зон с раз­ личной крупностью зерен и различной влажностью (рис. 89) приво­ дит к деформации плиток в процессе обжига.

Давление прессования плиток из порошков распылительных су­ шилок повышают, что обеспечивает водопоглощение плиток, обож­ женных при 980— 1180° С, не более 13— 16%, а усадку 4—4,5%, сни­ жает количество наколов и повышает термостой­

in кость плиток.

асушилок способствует повышению производитель­Использование порошков из распылительных

			ности прессов на 4—8%, снижению брака в сыр­
			це на	13— 16% и		расслоения при прессовании
			на 64—76%.
			Фасонные изделия — плинтусы и карнизы —
			изготовляют на прессах «Робот» по две детали од­
			новременно. Плинтусы и карнизы имеют разную
			ширину, поэтому прессы делают разное количест­
Рис. 89. Распределение			во ударов: для карнизов— 12 ударов в минуту,
пресс-порошка в пресс-			для	плинтусов — 9.			Комбинированная			пресс-
форме	по крупности		форма позволяет одновременно					прессовать два
(а) и влажности (б):			карниза идва пояска. Гребенки, необходимые для
1 — крупные зерна; 2 —
мелкие	зерна; 3 — зона		заборки в капсели глазурованной плитки,							прес­
низкой	плотности	и вы­	суют из плиточной массы на фрикционных прес­
сокого влагосодержания;
4 — зона высокой		плот­	сах одновременно			по 4—6 шт.		Встроенные де­
ности и низкого влагосо­
держания; 5 — матрица;			тали — мыльницы,			крючки и др.— формуют от­
6 — луассон.			ливкой в гипсовых формах, а также прессуют на
			фрикционных прессах.
К наиболее распространенным дефектам прессования									плиток от­
носятся:
н е п о с т о я н с т в о р а з м е р о в							и н е д о п р е с с о в -
к а плиток вследствие отклонений во влажности массы;
затруднительный съем плиток из-за						п р и л и п а н и я			к формам,
что указывает		на повышенную влажность порошка или							недостаточ­
ный подогрев		штампов;
и з ъ я н ы		на	л и ц е в о й		поверхности плиток в				результате
плохой очистки штампов пресса от прилипшей массы;
о б р ы в ы		и з а у с е н и ц ы			кромок плиток при несвоевременной
замене изношенных пресс-форм;
р а с с л о е н и е			плиток от включений воздуха, возникающее при

несоблюдении условий, обеспечивающих свободный выход воздуха при прессовании, недостаточном зазоре по периметру формы, ненормаль­ ной влажности, высоком содержании в массе тонких фракций и др.; к л и н о в и д н о с т ь плиток после обжига (неквадратность, непрямоугольность), возникающая в результате различной усадки, вызванной неравномерной засыпкой пресс-форм порошком, а также

изношенностью форм и пуансона;

р а с т р е с к и в а н и е плиток из-за неправильного заполнения форм, чрезмерного давления прессования и некачественной подго­ товки порошка.

В результате неравномерного увлажнения порошка плитки после прессования имеют п е с т р у ю окраску. В сушке такие плитки растрескиваются из-за неодинаковой усадки. При повышенной влаж­ ности порошка на поверхности плиток также могут быть в з д у т и я .

Механические повреждения — о т б и т о с т и у г л о в и г р а - н е й — объясняются небрежным обращением с плитками.

Сушка плиток. По конструкции сушилки бывают конвейерными и

туннельными, а по способу обогрева изделий конвективными		и ра­
диационными.
К о н в е й е р н ы е п о л о ч н ы е с у ш и л к и фирмы		«Тю­
рингия» (ГДР) с горизонтальным перемещением плиток	относятся
к конвективным сушилкам и работают по принципу одно-	или много­

кратного насыщения теплоносителя. Длина сушилки около 19, шири­ на 2,4, высота 3,8 м. Для равномерного распределения теплоносителя в сушилке имеются горизонтальные и вертикальные перегородки, образующие систему внутренних каналов. Скорость движения кон­ вейера 16,5 м/ч. Емкость сушилки 781 м2. Температура теплоносителя, поступающего в сушилку, 110—120° С, отработанного — 60—65° С, от­ носительная влажность 40—45%. Продолжительность сушки от 5,5 до 12 ч. Остаточная влажность плиток после сушки не более 1%, встро­ енных деталей — около 2%.

В последние годы на заводах широко внедряются конвейерные (ленточные) радиационные сушилки с использованием инфракрасного излучения, что резко сокращает сроки сушки по сравнению с сушкой в туннельных или конвейерных (полочных) сушилках. Такие сушилки применимы для сушки плиток при двухкратном обжиге, для сушки и досушки плиток при однократном обжиге, для подсушки плиток после глазурования. Широкому распространению сушилок этого типа способствует резкое сокращение продолжительности сушки за счет повышения средней скорости влагоотдачи с 0,4 кг/м2 при конвек­ тивном методе до 3,25 кг/м2 в час при радиационном.

Сушка инфракрасными лучами получила широкое распространение благодаря удобному включению в технологический процесс производ­ ства и использованию разных источников тепла — электроэнергии, жидкого и газообразного топлива, а также тепла отходящих газов (печные газы с температурой 250—300° С).

Температурные градиенты при инфракрасной сушке обычно вели­ ки и в несколько раз превосходят градиенты при конвективной сушке. В связи с тем что количество тепла, подводимого к поверхности вы­ сушиваемых изделий, намного больше тепла, необходимого для испа­ рения влаги, процесс лимитируется влагопроводностью материала. Учитывая это, рекомендуется прерывистое инфракрасное облучение изделий по режиму: интервал инфракрасного нагрева поверхности изделий 4— 10 с и интервал выдержки без облучения 20—80 с. За это время влага перемещается из внутренних слоев к поверхности. В таком режиме сушки изделия нагреваются незначительно при малом градиенте

ла на испарение 1 кг влаги—7,12— 11,73 МДж/кг против 13,83 МДж/кг в конвейерных (полочных) сушилках.

Радиационная сушилка Харьковского плиточного завода (рис. 90) представляет собой замкнутый конвейер из металлической сетки ши­ риной 1,1 м, движущейся со скоростью 0,028 м/с. Общая длина сушилки17.3 м, ширина 1,38 м. Высота от ленты конвейера до свода сушилки250 мм. В своде сушилки вмонтировано пять пар горелок беспламен­ ного горения газа с керамическими насадками. Насадки каждой го­ релки (в одной панели — 20 насадок) имеют 857 отверстий диаметром. 1.3 мм для сгорания газа. Температура излучающей поверхности го­ релки 800—900° С. Количест­

во холодного воздуха,		пода­
ваемого в сушилку, 8000 м3/ч.
Плитки на	ленту конвейера
загружаются в один ряд по
высоте и в шесть рядов по ши­
рине автоматически.		Сушка
плиток — высокотемператур­
ная. Режим	сушки — прямо­
ток при нисходящей темпера­
турной кривой: 1-я позиция —
270—250° С;	2-я— 250—

200° С;	3-я — 200-180° С;
4- я -	180— 150° С; 5-я — 150—	Рис. 91. Кривые сушки плиток:
80° С. Температура отходящих		1 — температуры теплоносителя; 2 — температу­
газов,	отбираемых на 4-й и	ры плитки; 3 — влажность плитки.

5- й позициях, 100— 120° С.

Сушка плиток протекает в соответствии с кривыми, показанными на рис. 91. Безопасная скорость подъема температуры плитки около-

28° С/мин.

Для смягчения действия тепловых лучей между плитками и из­ лучающей поверхностью горелок должен быть определенный ело» влажного воздуха (экран). Температура плиток, выходящих из су­ шилки, около 45° С, время сушки 6—7 мин, охлаждения — 3 мин. Средняя влажность плиток до сушки 8—9%, после сушки 0,2—0,6%,. предел прочности при сжатии высушенной плитки 1,2— 1,6 МПа. Отходы плиток при сушке до 1%. Производительность сушилки око­ ло 58 м2/ч.

Конвейерная сушилка открытого пламени имеет длину 9,85 и 11,75 м. Скорость движения конвейера 1,6—3,5 м/мин. Температура в начале сушилки 180—280° С, в конце 120—200° С. Продолжитель­ ность сушки плиток 9 мин. Влажность высушенной плитки 0,5—1,0%. Усадка массы 0,3—0,6%. Производительность сушилки 250— 500 тыс/м2 в год.

Т у н н е л ь н ы е с у ш и л к и оборудуются рельсовым или мо­ норельсовым транспортом. Длина сушилки 22—30 м. Принцип рабо­ ты — конвективная сушка противотоком теплоносителя. Параметры теплоносителя такие же, как и у конвейерных полочных сушилок. Сушилки блокируют по 2—4 туннеля, что улучшает их работу и

снижает эксплуатационные расходы. Плотность загрузки туннельных сушилок до 30 м2 на 1 м3 объема. Продолжительность сушки 28—40 ч.

Глазурование плиток. Сортность плиток во многом определяется качеством глазурного покрытия.

При нанесении глазури решающими факторами являются: порис­ тость изделия, плотность и вязкость глазури, продолжительность смачивания глазурью изделий. Для лучшей адгезии в глазурь добав­ ляют небольшие количества желатина, декстрина, крахмала, соеди­ нений целлюлозы, поливинилового спирта и др.

Глазуруют плитки распылением и поливом. Различают глазуро­ вание плиток в электростатическом поле и сухое глазурование (одно­ временно с прессованием плиток) порошкообразной глазурью и гла­ зурью в виде волокон (нетканные материалы, трикотаж или ткань).

Плитки и фасонные детали (плинтусы, карнизы и др.) при одно­ кратном обжиге глазуруют пульверизацией на сушильно-глазуровоч- «ом конвейере. Плитки, предварительно обожженные (при двухкрат­ ном обжиге), глазуруют пульверизацией и поливом.

П у л ь в е р и з а ц и е й глазуруют изделия при однократном обжиге. Для глазурования применяют глухие циркониевые глазури, так как прозрачные глазури вызывают желтизну плитки из-за более интенсивного, чем при двухкратном обжиге, растворения в глазури имеющихся в массе оксидов железа. Влажность глазури снижается до 36—38%, плотность повышается до 1,54— 1,65 г/см3. При однократ­ ном обжиге можно глазуровать только хорошо высушенные плитки (например, в радиационных сушилках) или плитки после термической обработки при 400—500° С, что значительно повышает их прочность и водоустойчивость.

Для распыления глазурной суспензии применяют пневматические •форсунки (пульверизаторы) или центробежные дисковые распылители.

В камере глазуровочной установки плитки покрывают глазурью, распыляя ее сжатым воздухом под давлением 0,2—0,3 МПа при помощи форсунок, с диаметром сопел 3—3,5 мм. Форсунки закреплены на ка­ чающихся рычагах под углом 30° к горизонтальной плоскости на вы­ соте 25 см от поверхности изделий, что улучшает распределение гла­ зури по их поверхности (особенно на закругленных поверхностях плинтусов). Каждая пара форсунок за 8—9 качаний покрывает гла­ зурью четыре плитки. После нанесения первого слоя глазури (5—6 г) плитки перемещаются на конвейере в зону распыления второй пары форсунок. В результате глазурования в два приема за 1 мин плитка покрывается слоем глазури в 0,3—0,4 мм без плешин и натеков.

Лучшее распыление глазури достигается центробежным дисковым распылителем (рис. 92).

Как показали исследования НИИСтройкерамики, при работе рас­ пылителя глазурная суспензия через трубку и наконечник с отверс­ тиями под небольшим избыточным давлением подается на вращающие­ ся с большой скоростью диски и получает вращательное движение. Благодаря действию центробежной силы глазурная суспензия в виде пленки перемещается с непрерывно возрастающей скоростью к пе­ риферии диска и при сбрасывании с него распыляется (рис. 93).

то