Завдання 2
Переробку сировинної маси та формування виробів залежно від властивостей вихідної сировини й виду виробів, що виготовляються, виконують пластичним, напівсухим або шлікерним (мокрим) способами.
Пластичне формування застосовують тоді, коли глиниста сировина волога пухка, добре розмокає у воді, утворюючи однорідну масу. Для цього використовують легкоплавкі середньо та помірнопластичні глини, що містять 40...50% піску.
Основною умовою
застосування пластичного способу є
використання в'язких мас, в яких сили
внутрішнього зчеплення (когезія)
переважають над силам зчеплення з
поверхнею формувального обладнання
(адгезія).
Сучасним різновидом пластичного способу є жорстке формування, яке дає змогу зменшити формувальну вологість керамічної маси до 13...18%. При цьому використовують глинозмішувачі й стрічкові преси більшої потужності, а також безшнекові роторні преси, які дозволяють формувати вироби при тиску 8... 10 МПа і одержувати сирець підвищеної міцності, що забезпечує можливість укладання виробів відразу на вагонетки для сушіння і випалювання, які здійснюються в одному агрегаті. Пластичний спосіб характеризується простотою підготовки маси, менше складним формовочним обладнанням, порівняно з напівсухим, однак він обумовлює більш тривалий і складний процес сушки виробів. Використовують його для виробництва стінової кераміки, дренажних і каналізаційних труб, черепиці.
Послідовність підготовки маси пластичним способом наведена на схемі:
Дозування (ящиковий подавач з глинозрихлювачем)
↓
Грубе подрібнення (глинорізка, каменевидільні або зубчаті вальці, бігуни мокрого помелу, тонрайнігер)
↓
Тонке
подрібнення (вальці тонкого помелу,
бігуни тонкого помелу)
↓
Проміжне зберігання (глинозапасники, гомогенізатори)
↓
Змішування (двовалковий змішувач з фільтруючою решіткою)
Напівсухий спосіб передбачає пресування виробів з сипких порошкоподібних мас (прес-порошку) вологістю 8... 12% під великим тиском (15...40 МПа). Різновидом його є сухий спосіб, що передбачає пресування керамічних порошків вологістю 2...8%.
Напівсухе пресування широко застосовується при виготовленні плоских тонкостінних виробів (плиток), а також для виробництва керамічної цегли і порожнистих каменів.
Цей спосіб має ряд переваг порівняно з пластичним формуванням, а саме: відкривається можливість використання малопластичних глин, більшої кількості спіснювальних добавок (золи, шлаку, відходів вуглезбагачення); відформовані вироби мають більш точні розміри і правильну геометричну форму; виключається з технологічного циклу складний та тривалий процес сушіння перед випалюванням, скорочується тривалість всього технологічного циклу майже вдвічі, зменшується потреба у виробничих площах і кількості працівників.
Пресування виробів відбувається в індивідуальних пресформах на пресах різних конструкцій: колінно-важільних, ротаційних і гідравлічних; воно може бути одно- чи двостороннім. Оптимальна величина пресового тиску залежить від виду сировини. Наприклад, для глин тиск становить 20...30 МПа, діатомітів —¦ 15...25 МПа, аргілітів і відходів вуглезбагачення - 25...40 МПа. Напівсухий спосіб забезпечує достатньо повне видалення або ретельне подрібнення кам'янистих включень, в тому числі вапнякових, рівномірний розподіл добавок і скорочення або навіть виключення із технологічного циклу сушки виробів. Недоліки напівсухого способу : необхідність сушки сировини перед помелом, підвищений знос обладнання при помелі, необхідність установки для пресування виробів пресів більшої потужності, які забезпечують формування виробів під тиском 15-40МПа. Застосовують напівсухий спосіб в виробництві звичайної і пустотілої глиняної цегли, каменів і керамічних плиток.
Послідовність підготовки маси напівсухим способом наведена на схемі:
Дозування (ящиковий живильник)
↓
Подрібнення (дезінтеграторні вальці, стругач, зубчаті вальці,
каменевидільні вальці)
↓
Сушка (сушильний барабан)
↓
Проміжне зберігання (бункер)
↓
Подавач (ящиковий, тарільчатий)
↓
Тонкий помел (дезінтегратор, бігуни сухого помалу, дирчаті вальці, гладкі вальці тонкого помелу, центробіжний і роторний млин)
↓
Просіювання (сито-бурат, струнне сито, грохот, повітряний сепаратор)
↓
Зберігання (бункер)
↓
Дозування (тарільчатий живильник, автоматичні ваги)
↓
Змішування (двовалковий змішувач, бігуни, бігунковий змішувач, стержньовий змішувач)
Шлікерний
(мокрий) спосіб
полягає в тому, що вихідні матеріали
подрібнюють разом з водою в кульовому
млині при вологості 45...60% до одержання
однорідної маси - шлікера. Залежно від
способу формування виробів шлікер
використовують як безпосередньо для
виробів, що отримують методом лиття,
так і після його сушіння до порошкоподібного
стану в розпорошувальних сушарках —
для виготовлення виробів напівсухим
пресуванням. Методом лиття виготовляють
вироби складної конфігурації та
тонкостінні, наприклад, санітарно-технічні,
мозаїчні плитки; напівсухим пресуванням
з порошку — облицювальні плитки та
плитки для підлоги.
Проміжною операцією технологічного процесу виробництва керамічних виробів є сушіння. Воно необхідне для надання сирцю механічної міцності й підготовки його до випалювання. Це досить відповідальний етап технології, оскільки саме тут виникають тріщини, які остаточно виявляються при наступному випалюванні. Сирець, відформований пластичним способом, висушують до вологості 6... 10%, а в разі використання напівсухого пресування залишкова вологість після сушіння залежить від виду виробу: для цегли ~ 4...6%, для плитки — до 1%. Сушіння сирцю напівсухого пресування може відбуватися одночасно з процесом випалювання у печі. Найскладнішим і найтривалішим є процес сушіння сирцю складної конфігурації, одержаного з шлікерної маси литтям у гіпсові форми (санітарно-технічні вироби).
Процеси внутрішньої дифузії регулюються введенням у керамічну масу спіснювальних та вигоряючих добавок, електролітів, умовами формування, прогріванням і вакуумуванням маси, а процеси зовнішньої дифузії — режимом сушіння, який характеризується трьома основними параметрами: температурою, відносною вологістю теплоносія та швидкістю його руху в сушарках.
Порівняємо ці способи на прикладі звичайної керамічної цегли і стінової плитки.
Стінова
плитка. Її
не рекомендовано виготовляти способом
пластичного формування, адже вона
виготовляється із непластичної сировини.
Непластична
сировина - глинисті
породи з добавками, які покращують
технологічні властивості формувальної
суміші (полегшують сушіння, зменшують
усадку, знижують температуру випалювання)
і надають готовим виробам потрібних
властивостей (пористості, теплопровідності,
кольору тощо). Щодо напівсухого способу
формування – то цим способом можна
виготовляти стінову плитку, адже,
по-перше сировина дуже дрібно подрібнюється,
що є необхідним для виготовлення плитки,а
по-друге взагалі напівсухий спосіб
виробництва економніший в порівнянні
з іншими: витрати палива скорочуються
на 30 %. Третій спосіб виробництва, а саме
шлікерний, є ідеальним для виготовлення
плитки, адже цим способом виготовляють
вироби складної конфігурації.
Керамічна цегла. Її найчастіше виготовляють способом пластичного формування, адже вона виготовляється із пластичної сировини з невеликою кількістю домішок. Це є необхідною умовою для цього способу формування. Щодо напівсухого способу виробництва цегли – то це також непоганий варіант. Він дозволяє використовувати у виробництві більш пісні глини, а також в більших кількостях добавки золи і шлаків. Вироби мають правильну форму та більш точні розміри, при випалі дають значно меншу усадку. Напівсухий спосіб переважає пластичний, оскільки не потребує сушіння виробів, потреб у виробничих площах і робочій сили. Проте цегла напівсухого пресування має меншу морозостійкість. І це є суттєвим недоліком. Цеглу також можна виготовляти шлікерним способом. Але це є недоцільним, адже такий спосіб виробництва потребує значних затрат, які не є обов’язковими у виробництві цегли.

