3.1.Основные технич. Св-ва глин как сырья для производства керамики.

Глинистое сырье-продукт выветривания изверж. полевошпатовых г.п.

— Состоят из плотной смеси различных глинистых минералов, представляющих собой водные алюмосиликаты со слоистой кристаллической структурой. (каолиновые, монтмориллонитовые, гидрослюдистые).

Если не менее 40% глинистого минерала — глина

до 20% — суглинки (жидкое, малопластичное тесто)

от 20% до 5% — супеси – не применяют в качестве сырья

5% — песок – не применяют в качестве сырья

Оксил железа(Fe2O3) менее1%-беложгущиеся (фарфор, фаянс - в изломе белый черепок) 1-5%-гончарные глины (желтый, розовый оттенки) 5-10%-Кембрийская глина (красножгущаяся – произ. грубой керамики) 3-5% - красно-бурая, готовят кирпич. Если в глине есть известняк – она вспучивается.

Если имеются крупные зерна углекислого кальция=> трещины. При смеш. с водой глина образовывает пластич тесто, после обжига - камневидное тело. Пластичность — способность влажной глины под действием внешних сил принимать зад форму и сохранять ее после устранения давления Глины разделяют на: высокопластичные, среднепластичные, умереннопластичные, малопластичные. К наиболее пластичным относятся монтмориллонитовые глины, к наименее пластичным — каолиновые глины. С увеличением количества частиц с размером меньше 0,001мм пластичность глин возрастает. Коэф. пластичности ( проф. Земятчинский). Из глины скатывают шарик d=1мм,. к= Р(d1-d) P- нагрузка до первой трещины d- диаметр до деформации Если к< 12 — тощая глина с большим содержанием песка. к=12-20 — средняя. к=20-26 — жирная глина. Связующая способность выражается в том, что уплотненная влажная глина после высыхания сохраняет полученную форму и связывает зерна непластичных материалов, например песка. Связность — усилие необходимое для разъединения частиц глины. Воздушная усадка (усушка) — уменьшение размеров и объема сырцового изделия. В процессе сушки вода испаряется, частицы глины сближаются между собой => происходит воздушная усадка. в процентах от первонач размера сырцового кирпича.Огневая усадка — изменение размеров и объема при обжиге изделия. При обжиге часть наиболее легкоплавких компонентов глины расплавляется, заполняя поры расплавом =>сближене частиц =>огневая усадка Полная усадка складывается из воздушной и огневой и колеблется до 18%.

Огнеупорность — свойство глин выдерживать действие высокой температуры без деформации.

• огнеупорные(огнеупорность выше 1580оС)-каолиновые глины, содержащие мало примесей.

• тугоплавкие(1350-1580)- Fe2O3, кварцевый песок и др. примеси в большем количестве.

• легкоплавкие(ниже 1350)-содержат значительное количество примесей.

Огнеупорность определяется с помощью конусов Зегера глина затворяется водой, устанавливается в форме конуса (пирамиды), когда начинает изгибаться и касаться подставки =>t огнеупорности.

3.2.Основы производства Керамических изделий.

Добыча глины.

Осуществляется на карьерах обычно открытым способом экскаваторами и транспортируется на предприятие Подготовка глин и формование изделий

Подготовку ведут сочетанием естественной и механической обработки. Естественная обработка — вылеживание добытой глины в течение 1-2 лет при периодическом увлажнении атмосферными осадками или искусственном замачивании и периодическом замораживании и оттаивании. Механическая обработка — дальнейшее разрушение природной структуры, удаление или измельчение крупных включений, удаление вредных примесей, измельчение глин и добавок и перемешивание всех компонентов до получения однородной и удобоформуемой массы.

Метод пластического формования

наиболее простой, наименее металлоемкий и потому наиболее распространенный, применяется в случаях использования среднепластичных и умеренно-пластичных, рыхлых и влажных глин.

— со склада глину на вальцы =>обминается

— обработка в бегунах (огромные катки массой по 3 т)

— в глиномялку (емкость с 2 вальцами с лопастями, идет перемешивание глины с водой (воды 12 – 18%))

— глиняная масса помещается в формующий пресс

(чаще ленточный) – принцип мясорубки, внутри Архимедов винт.

— после формования керамическое изделие (кирпич-сырец) идет на сушку

иногда естественным путем, в основном в промышленных сушилках (туннельные сушилки – канал 30-40 м, происходит сушка дымовыми газами, t сушки не превышает 200оС

— после сушки обжиг при tmax=900-1000оC.

Осуществляется в туннельных печах длиной более 100м, в средней части печи находятся газовые горелки (время обжига-2 суток) или в печи Гофмана (представляет собой систему камер), где кирпич стоит неподвижно при обжиге (самая дешевая печь).

Полусухое прессование

— Сырьевые материалы вначале подсушивают, дробят, размалывают в порошок, а затем перемешивают и увлажняют водой или паром => формовочная масса имеет влажность ~5%.

— формовочную массу в револьверный пресс (вращающийся стол, куда помещается смесь)=> готовый сырец, который не требует сушки!!! Более экономичный, более правильная форма. Для повышения теплоизоляционных качеств – дырчатый или щелевой кирпич (заполняют мелкими шариками или опилками, которые выгорают => остаются дырочки с воздухом).

Метод литья (шликерный способ)

— материалы предварительно измельчают и смешивают с большим кол-вом воды (влажность смеси до 40%) до получ. однородной текучей массы (шликера).=> изготовление изделий способом литья (используется конвейерная технология)=> шликер покрывается слоем глазури( стекловидный слой, образующийся в процессе обжига на поверхности керам изделия, толщ 0,1-0,3 мм)

— пирог режется на отдельные плиточки => в электрическое сушило

— обжиг в электропечи при t=1000-1200оС

Шликерный способ применяют в технологии фарфоровых и фаянсовых изделий, облицовочных плиток.