Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Апреля 2014 в 01:24, реферат
Для производства керамической плитки используется только высококачественное сырье и материалы: глина, каолины, полевошпатовые породы, кварцевые пески, красители и плавни, фритта, флюсующие добавки и другие материалы.
Основным сырьем для производства керамических плиток являются глинистые материалы (глины и каолины), причем содержание глинистых компонентов в массах составляет не менее 45-50%, в том числе глин – не менее 30%. Решающее влияние на технологические свойства глин, применяемых для керамических изделий, имеет их минералогический состав.
Влияние на физико-химические свойства глазурей применяемых оксидов не строго пропорционально, и это зависит от общего химического состава глазури, температуры и длительности обжига, режима охлаждения и других факторов. С целью повышения плавкости и улучшения разлива глазурей при производстве плиток большинство исследователей отдают предпочтение бесполевошпатовым борно-циркониевым глазурям. Для сохранения постоянства свойств глазурей необходимо систематически контролировать химический состав исходных компонентов и осуществлять соответствующий перерасчет шихтового состава. Особое внимание следует обращать на постоянный контроль пегматитов, каолинов, буры. Последняя после длительного хранения теряет гидратную воду, обогащаясь основными компонентами. С целью получения прозрачных глазурей необходимо исключить или максимально снизить кристаллизационную способность покрытий до такого предела, при котором не обнаружится признаков кристаллизации в период изотермической выдержки при максимальной температуре обжига, а также при охлаждении. Максимальное глушение глазурей достигается при наличии мелкозернистых включений кристаллической фазы в сочетании с ликвацией, причем задача состоит в повышении растворимости глушителя на начальных стадиях обжига с целью последующей кристаллизации его из расплава в виде мелкодисперсных частиц на заключительных стадиях обжи-га и при охлаждении. Степень глушения в первую очередь зависит от разницы коэффициентов преломления света диспергированных частиц и стеклообразной фазы глазури. Белизна глазурей всех типов также зависят от структуры покрытия. Желательной является такая структура, при которой кристаллы глушителя распределены на поверхности глазурного слоя равномерно. Весьма важным фактором для обеспечения высокой степени глушения является полнота использования введенного циркона. Для получения цветных глазурных покрытий в промышленности широко используют пигменты. Они вводятся в количестве от 0,1 до 5 % (сверх 100 %) в зависимости от интенсивности окраски пигментов и желаемой насыщенности цвета покрытия. Установлено, что для получения чистого цветового тона покрытия необходимо к каждому пигменту строго подбирать гла-зурь, так как в противном случае пигмент может разрушиться, в результате чего интенсивность окраски уменьшится или покрытие приобретет некачественную окраску. С целью предохранения пигментов от преждевременного разрушения, сопровождающегося уменьшением окраски покрытия, их следует загружать в шаровую мельницу за 1-2 ч до окончания помола фритты.
Политой обжиг глазурованных изделий на поточно-конвейерных линиях – один их наиболее ответственных переделов производства. Это связано прежде все-го с тем, что продолжительность политого обжига сокращена по сравнению с традиционной технологией и выполняется он в щелевых печах открытого пламени, где газ сжигается непосредственно в рабочем канале, по которому перемещаются глазурованные плитки. Для политого обжига задается более низкая температура (1020-1050 °С). Обжиг глазурованных плиток в роликовых печах открытого пла-мени требует тщательной регулировки горелок во избежание образования восста-новительной среды в печи, так как при низкой температуре газы СО и Н2 спо-собствуют кристаллизации циркониевых глазурей, а при высокой – вызывают вскипание. В печах должна поддерживаться окислительная среда. В конец зоны обжига, а также а начало зоны охлаждения следует подавать воздух для резкого охлаждения плиток с целью улучшения блеска глазурной поверхности. Подогрев плиток до 700 °С следует вести быстро – в течение 7-9 мин, при температурах 700-900 °С (до начала размягчения глазури) желательна выдержка 15-25 мин для более полного удаления газообразных продуктов, затем плитки быстро нагревают до максимальной температуры 900-1020 °С и выдерживают при этой температуре в
течение 10-15 мин для обеспечения нормального спекания и качественного разлива глазури [1].
Технологическая схема производства глазурованной керамической плитки представлена в графическом материале.
Технология предусматривает использование качественных сырьевых материалов с последующей переработкой. Как указывалось выше, сырьем для изготовления плиток обычно служат массы из пластической глины, каолина, кварца и полевого шпата. На рисунке 4.1 представлена технологическая схема производства глазурованной керамической плитки.
Подготовка данного сырья заключается в следующем: поступившая в бункер 2 по транспортерной ленте 1 глина через дозатор 3 поступает в глиноразрыхлитель 4, что представляет собой емкость с водой и граблевидной мешалкой; каолин и полевой шпат также по транспортерной ленте 1 поступают в бункер 2 и, пройдя дозатор 3, направляется на валковую дробилку 5 для измельчения; кварцевый песок поступает по транспортерной ленте 1 в бункер 2 уже подготовленный и поэтому после дозирования (дозатор 3) подвергается только контрольному про-сеиванию через сито 6.
Подготовленное сырье освобождают от посторонних примесей на электро-магните 7 и направляют в шаровую однокамерную мельницу 8 для измельчения, перемешивают с водой до образования суспензии и направляют в смеситель 9, оборудованный пропеллерной мешалкой. Из смесителя 9 через сито 6 суспензию подают мембранным насосом 10 под давлением 1,2 МПа в форсунки башенной распылительной сушилки 11 вверх с влажностью 40-50 %. Затем она попадает в среду с температурой 500-620 °С и высушивается, превращаясь в гранулы крупностью до 1-1,5 мм и влажностью 8-13 %. Эти гранулы оседают в нижнем конусе башенной распылительной сушилки, а затем перемещаются в силос 12, в котором пресс-порошок вылеживается не менее 8 часов, после чего поступает в расходный бункер 13. Из расходного бункера 13 пресс-порошок подвергается прессованию под давлением 5-30 МПа на гидравлическом прессе 14. Цикл прессования двухступенчатый. Данный цикл состоит из следующего: загрузочный контейнер, оснащенный грохотом, перемещается вперед и забирает только что отпрессованные плитки из контейнера пресс-формы. Затем нижние пуансоны падают, и полости пресс-формы заполняются порошком. Загрузочный контейнер возвращается в исходное положение. Нижний пуансон затем падает еще раз, и подвижная поперечная балка начинает опускаться. Затем происходит начальное сжатие материала.
Оно является не интенсивным, так как его основной функцией является удаление воздуха из частиц порошка (вакуумирование). Второе сжатие придает плитке определенную форму и обеспечивает материалу необходимый уровень уплотнения. После этого цикл повторяется с выгрузкой прессованной плитки и заполнением полостей пресс-формы новым порошком.
Отпрессованная плитка поступает в роликовую сушилку 15, где сушат до содержания влаги 0,5-0,7 % при температуре 150-170 °С в течение 9-10 мин. Высушенная плитка направляется в роликовую печь утельного обжига 16, где обжигается при температуре 1150-1250 °С в течение 15 мин. Далее плитка поступает на этап глазурования 21.
Из сырьевых компонентов готовят шихту. С помощью загрузчика 17 шихта перемещается в стекловаренную печь 18, где варится фритта (расплавленная стекломасса) при температуре 1300-1600 °С. Затем фритту выливают в гранулятор 19, который представляет собой емкость с водой для грануляции глазури. После чего гранулы обезвоживают на сите 6 и измельчают до состояния пудры в шаровой мельнице 20. Полученный порошок смешивается с водой в смесителе с мешалкой 9, процеживается через сито 6 и наносится на плитку.
После нанесения глазури плитка вновь подвергается сушке в роликовой сушилке 15. Для закрепления глазури на поверхности плитке проводят обжиг в роликовой печи политого обжига 22 при температуре около 1000 °С в течение 40 мин. Обожженную плитку сортируют по размерам, цвету и сорту и упаковывают в ящики (стадия сортировки и упаковки 23). Готовую продукцию отвозят авто-транспортом на склад готовой продукции (позиция 24) [2].
В качестве основного оборудования в технологии производства глазуро-ванной керамической плитки можно выделить:
Распылительные сушилки чаще всего используются для обезвоживания керамической суспензии в технологии тонкой керамики при подготовке сырья шликерным способом.
В промышленных условиях применяется два типа сушилок – с верхней и нижней подачей суспензии. Основным недостатком сушилок с верхней подачей является значительная разница во влажности крупных и мелких гранул, в результате чего крупные частицы прилипают к конусному днищу и препятствуют равномерному выходу порошка из установки.
Сушилки с нижней подачей суспензии более надежны в работе и поэтому нашли широкое применение в керамической промышленности.
Принцип устройства и работы распылительной сушилки приведен на рисунке 4.2. В сушильную камеру с помощью форсунок или распылительных дисков под высоким давлением подается суспензия (влажность до 50%).
1 – сушильная камера; 2 – форсунки для подачи в сушильную камеру глиняного шликера; 3 – коническое основание сушильной камеры; 4 – вентилятор для нагне-тания в калорифер воздуха; 5 – калорифер; 6 – шибер; 7 – устройство для отбора пресс-порошка.
Рисунок 4.2 – Принцип устройства и работы распылительной сушилки
Поток суспензии распыляется и, достигнув верха камеры, падает вниз. Восходящий поток суспензии встречает поток воздуха, нагретого в калорифере. Воздух в калорифер нагнетается вентилятором, нагревается и затем по трубопроводу поступает в верхнюю часть сушильной камеры. При падении частиц суспензии вниз направление их движения совпадает с направлением движения потока нагретого воздуха.
Таким образом, обеспечивается комбинированная сушка суспензии как при противоточном движении материала и сушильного агента, так и при прямоточном, что является особенно эффективным и обеспечивает высушивание материала в наиболее короткий срок. Для подачи суспензии в сушилку применяются мембранные насосы высокого давления с бесступенчатой регулировкой давления. Подача суспензии, как и теплоносителя, может быть произведена как сверху, так и снизу.
Существуют следующие схемы перемещения теплоносителя в распылительных сушилках: противотоком, прямотоком и противотоком-прямотоком.
При противоточном перемещении теплоносителя к.п.д. установки выше, а остаточная влажность меньше, но тем не менее чаще применяют прямоточные или комбинированные установки.
Недостатком противоточных распылительных сушилок является то, что в них трудно осуществить равномерный поток горячих газов и поддерживать постоянный размер частиц материала.
Сырец, полученный из пресспорошка, приготовленного в распылительной сушилке, имеет на 50% и выше большую прочность на изгиб, чем сырец, полученный из фильтр-прессового порошка.
Обожженные плитки, полученные из сырья после сушки в распылительной сушилке, приобретают черепок однородного строения с большей прочностью на изгиб и лучшим качеством глазурованной поверхности, чем из массы, полученной другими способами.
Непрерывность работы распылительной сушилки и незначительное колебание влажности высушенного материала дают возможность полностью механизировать и автоматизировать процесс производства керамической плитки.
Известные в настоящее время распылительные сушилки имеют производительность 1600-3000 л испаряемой воды в час, т.е. в них можно высушить до 7 т пресс-порошка в час [5].
Прессование плиток осуществляется на гидравлическом прессе типа РН-2090 производства фирмы «SACMI» (рисунок 4.2).
Пресс оборудован пресс-формами (рисунок 4.3) для одновременного прессования 7 плиток размером 300×200 мм, 200×200 мм или 5 плиток размером 400×275 мм. Лицевые и боковые поверхности штампов должны быть ровными, гладкими, без выбоин и царапин, а рельеф четким. На монтажной поверхности плитки должны иметь рифления высотой не менее 0,3 мм для обеспечения прочного сцепления с раствором. На нижнем пуансоне должен быть указан товарный знак предприятия. Также для идентификации выпускаемой продукции на монтажной поверхности каждой отпрессованной плитки должен быть нанесен номер пуансона.
Пресс-порошок с массовой долей влаги в пределах 5,0-5,8 % подается в бункер, расположенный над прессом.
Рисунок 4.2 – Гидравлический пресс типа РН-2090
Рисунок 4.3 – Пресс-форма для керамических плиток
Цикл прессования двухступенчатый. Данный цикл состоит из следующего: загрузочный контейнер, оснащенный грохотом, перемещается вперед и забирает только что отпрессованные плитки из контейнера пресс-формы. Затем нижние пуансоны падают и полости пресс-формы заполняются порошком. Загрузочный контейнер возвращается в исходное положение. Нижний пуансон затем падает еще раз и подвижная поперечная балка начинает опускаться. Затем происходит начальное сжатие материала. Оно является не интенсивным, так как его основной функцией является удаление воздуха из частиц порошка (вакуумирование). Второе сжатие придает плитке определенную форму и обеспечивает материалу необходимый уровень уплотнения. После этого цикл повторяется с выгрузкой прессованной плитки и заполнением полостей пресс-формы новым порошком.
Удельное давление прессования составляет 332 МПа. Верхний и нижний пуансоны должны быть равномерно подогретыми. Диапазон температуры подо-грева от 40 до 60 °С.
Режим прессования плиток устанавливается на пульте управления прессом и регулируется автоматически.
Отпрессованные плитки должны иметь четкие грани, углы, правильную геометрическую форму, не иметь выпуклостей, вмятин, трещин, зазубрин и щербин на лицевой поверхности. Разброс показаний степени спрессованности отпрессованных плиток не более 15 единиц.
Информация о работе Сырьевая база производства глазурованной керамической плитки