Мокрый способ формования глины
Сущность этого способа состоит в том, что компоненты керамической массы предварительно тонко измельчают мокрым помолом в шаровых мельницах, а затем обезвоживают полученный шликер на фильтр-прессах, в сушильных барабанах и распылительных сушилках до требуемой влажности.
Этот способ применяется, когда изделия изготовляются из многокомпонентной массы, состоящей из неоднородных и трудноспекающихся глин и добавочных материалов, когда требуется подготовить массу для изготовления керамических изделий сложной формы способом литья, когда добыча глины производится с помощью гидромониторов и в ряде других случаев.
Подготовка сырья мокрым (шликерным) способом и применяемое при этом оборудование показаны на схеме ниже.
Глина, отдозированная ящичным подавателем, поступает на дезинтеграторные вальцы или стругач, на которых она измельчается до кусков размером 30-40 мм. При необходимости она дополнительно измельчается на валковой дробилке.
Сырьевые материалы очищаются от железистых включений подвесными магнитами типа ММ-3, ЭМИ-442, располагаемыми над конвейерами. Глина, каолины, плавни, отощающие материалы поступают в промежуточные бункера и хранятся раздельно, дозируются из них с помощью автоматизированных весов типа ДСТ-70, ДА-10, автоматизированной установки БВ-198 и др.
Такая автоматическая дозировка обеспечивает постоянный состав массы и высокое качество получаемых изделий. Компоненты керамической массы раздельно или совместно тонко измельчаются в шаровых мельницах мокрого помола периодического действия.
Источник
Справочник строительных материалов, а также изделий и оборудования для строительства и ремонта квартиры (15 стр.)
Большое влияние на свойства глины оказывают примеси. Так, при повышенном содержании Si0 2 , не связанного с А1 2 0 3 , уменьшается связующая способность глин, повышается пористость обожженных изделий и снижается их прочность. Соединения железа, понижают огнеупорность глины. Углекислый кальций уменьшает огнеупорность и интервал спекания, увеличивает усадку при обжиге и пористость, что уменьшает прочность и морозостойкость. Оксиды понижают температуру спекания глины.
Глины характеризуются пластичностью, связностью и связующей способностью, отношением к сушке и к действию высоких температур. Пластичностьюглины называют ее свойство образовывать при затворении водой тесто, которое под действием внешних усилий способно принимать заданную форму без образования разрывов и трещин и сохранять эту форму при последующей сушке и обжиге.
По пластичности глины разделяют на высокопластичные, среднепластичные, умереннопластичные, малопластичные и непластичные. Для производства керамических изделий обычно применяют умереннопластичные глины с числом пластичности от 7 до 15. Малопластичные глины плохо формуются, а высокопластичные растрескиваются при сушке и требуют отощения.
В производстве обжиговых материалов наряду с глинами используются диатомиты, трепелы, сланцы и др. Так, в производстве легкого кирпича и керамических изделий применяют диатомиты и трепелы, а для получения пористых заполнителей – вспучивающиеся глины, перлит, вермикулит.
Для изготовления соответствующих изделий часто требуется введение в сырье определенных добавок. Так, добавляя к пластичным глинам отощающие добавки до 6-10 % (песок, шлак, шамот и др.), можно уменьшить усадку глины при сушке и обжиге. Большое влияние на связующую способность глин и их усадку оказывают фракции меньше 0,001 мм. Чем больше содержание глинистых частиц, тем выше пластичность. Пластичность можно повысить добавлением высокопластичных глин, а также введением поверхностно-активных веществ – сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) и др. Понизить пластичность можно добавлением непластичных материалов, называемых отощителями.
Глины, содержащие повышенное количество глинистых фракций, обладают более высокой связностью, и, наоборот, глины с небольшим содержанием глинистых частиц имеют малую связность. С увеличением содержания песчаных и пылевидных фракций понижается связующая способность глины.Это свойство глины имеет большое значение при формовании изделий. Связующая способность глины характеризуется возможностью связывать частицы непластичных материалов (песка, шамота и др.) и образовывать при высыхании достаточно прочное изделие заданной формы.
Усадкойназывают уменьшение линейных размеров и объема при сушке образца (воздушная усадка) и обжиге (огневая усадка). Воздушная усадка происходит при испарении воды из сырца в процессе его сушки. Для различных глин линейная воздушная усадка колеблется от 2–3 до 10–12 % в зависимости от содержания тонких фракций. Огневая усадка происходит из-за того, что в процессе обжига легкоплавкие компоненты глины расплавляются и частицы глины в местах их контакта сближаются. Огневая усадка в зависимости от состава глин составляет 2–8 %. Полная усадка равна алгебраической сумме воздушной и огневой усадок, она колеблется в пределах 5-18 %. Это свойство глин учитывают при изготовлении изделий необходимых размеров.
Характерным свойством глин является их способность превращаться при обжиге в камневидную массу.В начальный период повышения температуры начинает испаряться механически примешанная вода, затем выгорают органические примеси, а при нагревании до 550–800 °C происходит дегидратация глинистых минералов и глина утрачивает свою пластичность. При дальнейшем повышении температуры осуществляется обжиг – начинает расплавляться некоторая легкоплавкая составная часть глины, которая, растекаясь, обволакивает нерасплавившиеся частицы глины, при охлаждении затвердевает и цементирует их. Так происходит процесс превращения глины в камневидное состояние.
Совокупность процессов усадки, уплотнения и упрочнения глины при обжиге называют спеканием глины.При дальнейшем повышении температуры масса размягчается – наступает плавление глины. На цвет обожженных глин оказывает влияние главным образом содержание оксидов железа, которые окрашивают керамические изделия в красный цвет при наличии избытка в печи кислорода или в темно-коричневый и даже черный при недостатке кислорода. Оксиды титана вызывают синеватую окраску черепка. Для получения белого кирпича обжиг ведут в восстановительной среде и при определенных температурах, чтобы оксид железа перевести в закись.
Общая технологическая схема производства керамических изделий
Несмотря на обширный ассортимент керамических изделий, разнообразие их форм, физико-механических свойств и видов сырьевого материала, основные этапы их производства являются общими и состоят из следующих операций: добыча сырьевых материалов, подготовка сырьевой массы, формование изделий (сырца), сушка сырца, обжиг изделий, обработка изделий (обрезка, глазурование и пр.) и упаковка.
Добычу сырьяосуществляют на карьерах открытым способом. Транспортировку сырья от карьера к заводу производят автосамосвалами, вагонетками или транспортерами при небольшой удаленности карьера от цеха формовки. Заводы по производству керамических материалов, как правило, строят вблизи месторождения глины, и карьер является составной частью завода.
Подготовка сырьевых материаловсостоит из разрушения природной структуры глины, удаления или измельчения крупных включений, смешивания глины с добавками и увлажнения до получения удобоформуемой глиняной массы.
Формование керамической массыв зависимости от свойств исходного сырья и вида изготовляемой продукции осуществляют полусухим, пластическим и шликерным (мокрым) способами. При полусухом способе производства глину вначале дробят и подсушивают, затем измельчают и с влажностью 8-12 % подают на формование. При пластическом способе формования глину дробят, затем направляют в глиносмеситель, где она перемешивается с отощающими добавками до получения однородной пластичной массы влажностью 20–25 %. Формование керамических изделий при пластическом способе осуществляют преимущественно на ленточных прессах. При полусухом способе глиняную массу формуют на гидравлических или механических прессах под давлением до 15 МПа и более. По шликерному способу исходные материалы измельчают и смешивают с большим количеством воды (до 60 %) до получения однородной массы – шликера. В зависимости от способа формования шликер используют как непосредственно для изделий, получаемых способом литья, так и после его сушки в распылительных сушилках.
В последнее время получила определенное распространение новая технология получения пресс-порошка в распылительных сушилах, сущность которой заключается в совмещении процессов обезвоживания, дробления и сепарации. Сушильная камера представляет собой металлический цилиндр, заканчивающийся внизу конусом, который служит для сбора готового продукта. Отличительными особенностями сушила являются распыление керамической суспензии пучком форсунок при давлении 1,0–1,2 МПа и снижение давления газа внутри сушильной башни. Обезвоживание керамических масс в распылительных сушилах позволило в 3,5 раза повысить производительность труда и в 1,5 раза сократить капитальные затраты.
Обязательной промежуточной операцией технологического процесса производства керамических изделий по пластическому способу является сушка.Если сырец, имеющий высокую влажность, сразу после формования подвергнуть обжигу, то он растрескивается. При сушке сырца искусственным способом в качестве теплоносителя используют дымовые газы обжигательных печей, а также специальных топок. При изготовлении изделий тонкой керамики применяют горячий воздух, образуемый в калориферах. Искусственную сушку производят в камерных сушилах периодического действия или туннельных сушилах непрерывного действия.
Процесс сушки представляет собой комплекс явлений, связанных с тепло– и массообменом между материалом и окружающей средой. В результате происходит перемещение влаги из внутренней части изделий на поверхность и испарение ее. Одновременно с удалением влаги частицы материала сближаются, и происходит усадка. Уменьшение объема глиняных изделий при сушке происходит до определенного предела, несмотря на то, что вода к этому моменту полностью еще не испарилась. Для получения высококачественных керамических изделий процессы сушки и обжига должны строго соблюдаться установленные режимы. При нагревании изделия в интервале температур О-150 °C из него удаляется гигроскопическая влага. При температуре 70 °C давление водяных паров внутри изделия может достигнуть значительной величины, поэтому для предупреждения трещин температуру следует поднимать медленно (50–80 °C/ч), чтобы скорость порообразования внутри материала не опережала фильтрации паров через ее толщу.
Обжигявляется завершающей стадией технологического процесса. В печь сырец поступает с влажностью 8-12 %, и в начальный период происходит его досушивание. В интервале температур 550–800 °C идет дегидратация глинистых минералов и удаление химически связанной воды. При этом разрушается кристаллическая решетка минерала и глина теряет пластичность, в это время происходит усадка изделий.
Источник
Мокрый способ формования глины
Мир красивый как сюзани.Керамика разных стран запись закреплена
Способы формования керамических изделий. #матчасть@syuzani
Исходя из содержания воды, в формовочной массе различают следующие основные способы формовки: способ литья (содержание воды 25–34%); пластический способ (воды 16–25%) – это свободная лепка, формование на гончарном круге, ручной оттиск в форме, формование по вращающейся гипсовой форме с помощью шаблона или ролика; полусухой способ (7–16% влажности); сухой способ (2–7% влажности).
Литье
Этот способ широко применяется в производстве художественных керамических изделий, что объясняется возможностью изготовления изделий самой разнообразной формы (посуда, вазы, скульптуры, сувениры и др.) и простотой процесса, не требующего сложного оборудования.
Литьё керамических изделий ведётся в гипсовых формах с толщиной стенок 5–10 см (рис. 2). Гипс обладает высокой водопоглощаемостью (35%) и достаточной механической прочностью. Кроме того, гипсовая форма особенно четко и точно отражает очертания модели, которую она призвана воспроизводить.
Процесс литья основан на способности пористой формы всасывать в себя воду из жидкой керамической массы с образованием на внутренней поверхности формы более плотного слоя массы толщиной до 2–10 мм. Толщина слоя отливки зависит от времени набора слоя и свойств литейного шликера (влажности, пластичности и гранулометрического состава).
Шликер консистенции густых сливок заливают в гипсовую форму, причём спустя некоторое время в результате отдачи воды гипсовой форме, последняя сосредоточивает на своей внутренней поверхности частицы шликера, не способные пройти сквозь её поверхность, в результате чего происходит так называемое «насасывание черепка». При этом масса постепенно затвердевает, размеры формуемого изделия сокращаются и получаемый полуфабрикат легко отделяется от формы.
Следует отметить, что изделия, отформованные литьём, отличаются рыхлостью и дают большую усушку.
После каждой отливки гипсовая форма направляется на сушку.
Различают два способа литья: сливной и наливной.
Сливной метод применяют преимущественно для отливки тонкостенных изделий. Этот метод состоит в том, что залитый в гипсовую форму шликер выдерживают в ней некоторое время для образования на внутренней поверхности формы корки необходимой толщины, после чего избыток шликера сливают.
Сливным способом можно отливать полые изделия сложной конфигурации, используя при этом разъёмные формы, а иногда приходится отливать изделие по частям, нередко сочетая сливной и наливной методы формовки с последующим склеиванием этих частей, как, например, при формовке кувшинов, чайников, скульптуры и др.
Наливной метод формовки применяют преимущественно для отливки толстостенных изделий. В форме при этом образуются обе поверхности изделий: внешняя и внутренняя. Шликер из формы не выливается, а постоянно по мере всасывания пополняется до верхнего уровня. Наливной способ особенно широко применяется в производстве санитарной керамики.
Формовка пластическим способом
Формовка изделий из пластичных масс влажностью 18–25% – наиболее старый, традиционный способ изготовления керамических изделий.
Ручная формовка не требует сложных приспособлений, и успех её проведения зависит от навыка мастера. Лепку используют преимущественно для изготовления мягких моделей из глиняных масс, обычно носящих уникальный характер.
Ручная отминка в гипсовых формах применяется при изготовлении сложных по форме и крупных по размерам изделий (панно, скульптуры, детали каминов, фонтанов, крупных изразцов и т.д.). Отминкой можно изготавливать в условиях небольших мастерских мелкие партии художественных изделий.
При изготовлении панно на гипсовую форму накладывают пласт формовочной массы и тщательно проминают его так, чтобы была заполнена вся внутренняя поверхность формы. Толщина пласта должна быть примерно одинаковой во избежание растрескивания при сушке и обжиге. Примерно через сутки форму переворачивают на деревянный щит, покрытый грубой тканью, затем форму снимают, отформованное изделие зачищают и на деревянном щите переносят в сушилку.
Для изготовления сложной объемной вазы или скульптуры формы обычно делают из двух половин. Пласты формовочной массы накладывают отдельно на каждую половину формы так же, как при изготовлении панно. Затем обе половины формы соединяют вместе. Место стыка проминают особенно тщательно. Затем форму с отформованным изделием устанавливают основанием вниз на деревянный щит, покрытый тканью, и обе половины формы последовательно осторожно снимают, изделие зачищают, прорабатывают в деталях и отправляют в сушку.
При пластической формовке в формах нельзя применять густое тесто во избежание образования пустот и трещин. В данном случае применяют мягкое или нормальной густоты тесто.
На предприятиях керамической промышленности в основном применяется машинная формовка.
Прессование
Формование изделий из порошкообразных керамических масс влажностью менее 10% носит название полусухого прессования. Сущность способа заключается в том, что тщательно перемешанную керамическую массу в виде порошка влажностью 12% подвергают спрессовыванию в механических и гидравлических прессах под достаточно высоким давлением.
Изделия, изготовленные этим способом, отличаются небольшой усадкой и меньше деформируются в процессе сушки и обжига, поэтому полусухое прессование получило наиболее широкое применение в производстве изделий строительного назначения, например, керамических плиток, огнеупоров, а также способом прессования изготавливают плоские керамические изделия бытового назначения: блюда и тарелки самой разнообразной формы.
Гончарный способ
Этот способ выполняется при помощи гончарного круга и относится к машинно-ручному способу.
На середину вершника забрасывают ком керамической массы, который проминают ладонями (гомогенизация). После проминки формовщик придаёт массе в процессе работы круга полую форму тела вращения. Формообразование обеспечивается механическим воздействием рук гончара на заготовку из глины, находящейся в состоянии пластического теста. При вытягивании основного объема изделия гончар левой рукой поддерживает формуемую стенку сосуда изнутри, а с внешней стороны формует изделие сначала непосредственно правой рукой, а затем отделывает с помощью специальных инструментов.
Окончательный вид изделия зависит от способности и вкуса самого формовщика, что играет особенно важную роль при формовке художественных изделий.
Выточенное на гончарном круге изделие нередко сочетается с последующей свободной лепкой или приставкой отдельных деталей, а иногда гончарные изделия декорируют с помощью печаток и отдельно отштампованных налепов. Вращение гончарного круга осуществляется ногой или приводным механизмом.
Сушка
Все отформованные изделия необходимо хорошо просушить. Сушка изделий обычно разделяется на два периода. Первый – подвялка изделий. В этом периоде сушка осуществляется до кожетвердого состояния массы. Влажность изделия в результате подвялки составляет около 18%. После подвялки во многих случаях (в зависимости от характера керамического материала) непосредственно идет оправка изделия. Второй период – окончательная сушка до влажности 2–6%. Для создания рационального режима сушки в каждом конкретном случае необходимо учесть вид керамической массы, характер отформованного изделия, его размеры, толщину, конфигурацию.
Жирные пластичные глины в силу большей чувствительности к сушке легко подвержены короблению и потрескиванию. В этом случае в массу следует добавить определенное количество отощающих материалов, понижающих плотность такой массы и увеличивающих соответственно её капиллярность, что способствует облегчению диффузии влаги из внутренних слоёв массы.
Электролиты, добавленные в небольшом количестве в керамическую массу при её затворении водой, способствуют улучшению сушки. В этом случае используют электролиты двух типов: силикат (Na2SiO3) и сода (Na2CO3).
Трещины в результате сушки (сушильные трещины) появляются вследствие значительного перепада влажности внешних, а также внутренних слоёв сырца, и проявляются они в конечном периоде сушки, когда этот сырец твердеет. В толстостенных изделиях вероятность возникновения трещин большая, чем в тонкостенных, так как скорость передачи влаги с внутрилежащих слоёв к поверхности здесь может сильнее отстать от скорости испарения влаги с поверхностных слоёв.
Следует отметить, что трещины образуются при сушке не только за счет напряжений, возникающих в результате перепада влажности. Они могут возникать, как следствие плохой обработки массы, когда последняя получается неоднородной и содержит комки, твердые включения и т.д.
Для получения качественной сушки необходимо: достичь скорости внутренней диффузии, равной внешней, направить на сушку сырец из хорошо обработанной массы с возможно меньшим влагосодержанием, вводить отощающие добавки для снижения воздушной усадки, повышать капиллярность массы введением электролитов и отощающих добавок.
Оправка отформованных изделий
После формовки большинство керамических изделий требует доработки (оправки). Обычно оправляют изделие после его подвялки до кожетвердого состояния (глина еще сырая, но уже потеряла пластичность). Но можно оправлять изделие и в окончательно высушенном состоянии (сухая зачистка). Швы на изделиях срезаются резачком, небольшие изъяны заделывают мягкой массой, после чего вся поверхность заглаживается губкой. Часто поверхность зачищается шкуркой. Во всех случаях отделка поверхности требует осторожности во избежание заглаживания фактуры, нарушения рельефа, рисунка. Не следует забывать и о хрупкости необожжённого изделия.
После оправки изделие в кожетвёрдом или в высушенном состоянии можно залощить с помощью деревянной дощечки, камня, металла, и оно сохранит матовый блеск после обжига.
Основы технологии художественной керамики. Автор: Добрынина Г.Г., редактор: Масленникова С.Г.
видео — прессование изразцов и испанский способ
Источник
