Производство керамических материалов

Технология производства керамических изделий состоит из следующих операций:
- добычи исходных сырьевых материалов;
- подготовки глиняных масс к формованию;
- формования изделий (сырца);
- их сушки и обжига

Добывают глину в карьерах при разработке экскаваторами открытым способом. Вид доставки глины на керамические предприятия зависит от расстояния от карьера до завода. Доставку осуществляют автосамосвалами и железнодорожным транспортом; при небольшой удаленности карьера глину транспортируют вагонетками и ленточными конвейерами.

Подготовка к формованию глин включает операции по разрушению природной структуры глины, по измельчению или удалению крупных частиц, например гравия или щебня, по смешиванию глины с водой и отощающими добавками, снижающими линейные и объемные деформации отформованных изделий в процессе их сушки и обжига. В качестве таких добавок используют кварцевый песок, молотые доменные шлаки, золу, древесные опилки.

Формование керамических изделий осуществляют полусухим или пластическим способом. При полусухом способе формования глина вначале дробится в дробильных вальцах и подсушивается в сушильных барабанах до влажности 5 ... 8 %. Высушенная глина измельчается в дезинтеграторах и подается в смеситель (глиносмеситель), где она увлажняется до 10 ... 12 %. Однородная глиняная масса поступает в специальные прессы, где из нее формуют изделия с удельным усилием прессования 10 ... 15 МПа. При пластическом способе формования (мокром) глина также вначале дробится, а затем подается в глиносмеситель, в котором перемешивается с отощающими добавками и водой. Увлажнение глины происходит до 20 ... 25 %.

При пластическом способе формование керамических изделий осуществляется на ленточных прессах. Если при полусухом способе производства керамические изделия после формования сразу поступают на обжиг, то при пластическом перед обжигом изделия сначала высушивают для предотвращения их растрескивания в процессе обжига. Сушку отформованных изделий (сырца) осуществляют в сушильных камерах периодического действия или тоннельных сушилках непрерывного действия. Сушат изделия до влажности 8 ... 12 %.

Завершающей стадией производства керамических материалов и изделий является обжиг по специальным режимам.

Обжиг изделий - наиболее ответственный и завершающий этап в производстве керамических изделий. Весь процесс обжига условно можно разделить на три периода:
1) досушка и нагрев до конечной температуры обжига;
2) выдержка при этой температуре;
3) охлаждение.

В начале нагревания при температуре 100 ... 120 °С удаляется физически связанная вода, а в температурном интервале 450 ... 650 °С - химически связанная вода. При дальнейшем повышении температуры обжига часть материала в изделиях расплывается, в результате чего происходит спекание массы и образуется керамический черепок при 800 ... 1000 °С у легкоплавких глин и при 1150 ... 1200 °С у тугоплавких.

После обжига изделия охлаждают. Процесс охлаждения весьма ответствен; нельзя допускать резкой смены температуры, влекущей за собой образование трещин. В начальной стадии температуру снижают медленно и лишь после достижения 650 °С процесс охлаждения можно ускорить. После охлаждения изделий производится их сортировка, приемка техническим контролем (контролем качества) и укладка в ящики или на поддоны.