Технология производства керамической плитки для полов

 

При необходимости прессования  смеси вода удаляется процессом  атомизации (противоточное распыление шликера нагретым воздухом с немедленным  испарением воды). В результате этого  процесса получается смесь в виде порошка, который содержит 5-6 % влаги, необходимой для качественной прессовки  изделия. При необходимости экструдирования  смеси остаточная влажность смеси  должна быть выше указанного значения: при этом возможно удаление воды из шликера при помощи фильтра-пресса;

 

2) При «сухой» технологии  сырьевые ингредиенты подвергаются  измельчению в молотковых дробилках,  а затем увлажнению в специальных  машинах. Измельчение сырья необходимо  для гомогенизации смеси и  крайнего сокращения размера  ее частиц, что облегчает следующий  процесс обжига керамической  плитки.

 

Технология «мокрого»  измельчения дороже (необходимо много  энергии для удаления воды), но дает намного лучшие результаты.

 

Керамическая плитка однократного обжига, высокой пористости и из фарфоровой керамики изготовляется из смесей, полученных мокрым измельчением, а керамическая плитка типа - из смесей, приготовленных сухим способом. Клинкерную керамическую плитку и керамическую плитку двукратного обжига можно изготовлять обоими способами.

 

• Приготовление и компоненты шихты

 

При шликерной подготовке массы глинистые компоненты распускают в воде до коллоидного состояния, отощающие и плавни диспергируют до частиц менее 0,06 мм. Рафинирование  компонентов, их смешение и гомогенизация  шликерной массы происходят в  водной суспензии, что создает необходимые  условия для последующих технологических  процессов — формования, сушки  и обжига.

 

Измельчение и грубый помол  глинистых проводят в дробильно-размольных машинах первичного дробления (вальцах  различных конструкций, дезинтеграторах, стругачах, бегунах); тонкий помол и  смешение компонентов — в шаровых  мельницах. Продолжительность помола глинистых и отощающих различна, поэтому сначала загружают более  твердые отощающие с небольшим  количеством глинистых (до 7%), которые  для предупреждения расслоения суспензии  измельчают в течение 3—5 ч. Затем  вводят остальное количество глинистых  и продолжают измельчение еще 2—3 ч.

 

Для более эффективного измельчения  компонентов шихты рекомендуют  использовать сильнодействующие поверхностно-активные вещества (ПАВ), улучшающие ее реологические  характеристики. Это могут быть эфиры  моно-, ди- или триалкилфосфата. Их добавляют  после подачи достаточного количества воды в ходе мокрого измельчения.

 

Совершенствование технологии керамической плитки с целью повышения  ее качества проводится на всех стадиях  процесса ее производства — выбора и расчета керамических масс, переработки  сырья, подготовки шликера и его  обезвоживания при получении  порошка, прессовании, сушке, обжиге и  декорировании изделий.

 

Для улучшения структуры  черепка в состав для получения  керамических плиток рекомендуют дополнительно  вводить отходы фарфорового производства.

 

Предлагают в качестве отощающих компонентов использовать шамотную пыль, поскольку свойства керамической плитки с добавлением  шамотной пыли соответствуют регламентированным показателям. Качественную облицовочную плитку предлагается получать и с  использованием отходов гравитационного  обогащения угля. Здесь особенностью технологии является предварительный  обжиг породы для выжигания углерода и активации глинистой составляющей. Себестоимость такой плитки на 40% ниже обычной. Облицовочная глазурованная  плитка в этом случае имеет следующие  характеристики: водопоглощение 12—17%, прочность на изгиб 12—14 МПа, средняя  плотность 1,9 г/см3.

Для изготовления облицовочной плитки используют и твердые остатки  шахтных вод; в этом случае плитки могут содержать оксид железа в количестве 7—20%.

Предлагается так же в состав шихты вводить до 70— 90% стекольного компонента в виде остеклованной золы. Остекловывание заключается в быстром и сильном нагреве (примерно до 1600—1650 °С) зольных отходов в виде частиц размером около 1 мкм.

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема приготовления  шихты:

Глинистые материалы 
Дозирование (ящичный подаватель) 
Измельчение 
(дезинтеграторные вальцы, стругач, зубчатые вальцы, камневыделительные вальцы) 
Сушка 
(прямоточный сушильный барабан, снижение влажности с 15-25% до 2-13%) 
Промежуточное хранение (бункер) 
Дозирование 
(ящичный подаватель, тарельчатый питатель) 
Тонкий помол 
(дезинтегратор, бегуны сухого помола, дырчатые вальцы тонкого помола, гладкие вальцы тонкого помола, молотковая, центробежная и роторная мельница) 
Просев 
(сито-бурат, струнное вибрационное и качающееся сита, грохот, воздушный сепаратор) 
Промежуточное хранение (бункер) 
Дозирование (тарельчатый питатель, автоматические весы) 
Смешивание                                                   Добавки, шликер, горячая вода, пар 
(двухвальный смеситель, бегуны, бегунковый смеситель, стержневой смеситель) 
Вылеживание (силос-гомогенизатор)

 

 

 

• Контроль качества шихты

Технический контроль –  это проверка соответствия объекта (материала, изделия или процесса) установленным требованием, что относится к системе государственных испытаний, а значит, подчиняется правилам стандартизации и сертификации.

Любой контроль можно свести к осуществлению двух этапов:

- получение первичной информации о фактическом состоянии

объекта, о признаках и  показателях его свойств;

- сопоставление первичной информации с заранее принятыми

требованиями, нормами, критериями, обнаружение соответствия или расхождений фактических и требуемых данных, что дает вторичную информацию.

Материал	Контролируемый  параметр	Предельное или номинальное  значение	Место отбора/контроля	Периодичность контроля	Метод контроля
Глина	1)Химический состав 2)Удельная эффективная  активность естественных радионуклидов 3)Влажность	Контролируется     До 370 Бк/кг       Не более 55%	Склад глины             Склад и дробильно-помольная  установка	при изменении сырья   По мере необходимости  при изменении сырья (не реже 1 раза в месяц)	ГОСТ 3226-77   ГОСТ 30108-94     Весовой;
Шихта	Состав шихты	18-21%			Весовой;

Вторичная информация используется для выработки соответствующих  управляющих воздействий, совершенствование производства, повышения качества .

     

 

 

 

               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технология производства

 

Технологическая схема производства керамической плитки включает следующие  основные фазы:

 

1. Добыча сырьевых материалов

 

2. Подготовка глины и приготовление раствора (сырьевой смеси)

 

3. Формовка изделия

 

4. Сушка

 

5. Приготовление глазури и глазуровка (эмалировка)

 

6. Обжиг

 

1. Добыча сырьевых материалов

 

Добыча глины осуществляется на карьерах обычно открытым способом экскаваторами и транспортируется на предпиятие-изготовитель рельсовым, автомобильным или другим видом  транспорта. При разработке карьера  проводят подготовительные работы: геологическая  разведка с установлением характера  залегания, полезной толщи и запасов  глин; счистка поверхности от растений за год-два до начала разработки, удаление пород, непригодных для производства.

 

2. Подготовка  глины и приготовление раствора (сырьевой смеси)

 

Карьерная глина в естественном состоянии обычно непригодна для  получения керамической плитки, поэтому  проводится ее обработка с целью  подготовки массы. Подготовку глин целесообразно  вести сочетанием естественной и  механической обработки.

 

3. Формовка  изделий

 

Прессовка или экструзия - это два метода формовки, применяемых  в производстве керамических плиток.

 

1) Прессованные керамические  плитки изготавливаются из порошкообразной  смеси, уплотняющейся и формующейся  под высоким давлением при  помощи гидравлического пресса  посредством пресс-форм.

 

2) Экструдированные керамические  плитки изготавливаются из тестообразной  массы исходных материалов и  формуются при прохождении через  специальное отверстие экструдера  при помощи матрицы-мундштука,  обеспечивающей керамической плитке  толщину и ширину. Далее происходит  нарезка изделия по длине специальными  ножами (тонкой проволокой).

 

4. Сушка

 

Перед обжигом изделия  должны быть высушены до содержания влаги 5-6% во избежание неравномерной усадки, искривлений и растрескивания при  обжиге.

Прежде сырец сушили в  естественных условиях в сушильных  сараях в течение 2-3 недель. В настоящее  время же, сушка производится в  туннельных непрерывного действия или  камерных периодического действия сушилках в течение 72 часов при температуре 120-150°С.

 

5. Приготовление  глазури и глазуровка (эмалировка)

 

Керамическая глазурь  покрывает смесь, придавая ей важные эстетические характеристики (цвет, блеск, декоративный рисунок, неограниченное разнообразие орнаментальных украшений  и т.д.), а также технические  свойства (твердость, водонепроницаемость, легкость очистки и т.д.). Глазурь  увеличивает также износостойкость  половой керамической плитки.

 

Основой керамической глазури  являются особые виды стекла (фритты), которые в процессе обжига керамические плитки расплавляются и плотно прилипают  к смеси. Глазурь, состоящая из одних  фритт, используется только для получения  блестящей поверхности некоторых  видов облицовочной керамической плитки (высокопористой и двукратного обжига). Как правило, в массу фритт  добавляют другие ингредиенты, такие  как красители, сырье, способное  переходить в стеклообразное состояние  или сырье, не переходящее в стеклообразное состояние и остающееся «заполнителем» в стеклянной массе (кварц, корунд, циркон и др.). Последние вещества вызывают матирование глазури (придают ей непрозрачность) и могут даже нарушать присущий стеклу блеск («матовая» глазурь).

 

Нанесение глазури на керамическую плитку возможно как «сухим», так  и «мокрым» способом. При «мокром» способе глазурь имеет вид  водной суспензии тонкоизмельченных  ингредиентов, а при «сухом» способе - вид гранул.

 

Почти всегда покрытие керамической плитки состоит из ряда глазурей, нанесенных разными способами: методом шелкографии (стереографии) одно- или многоцветной, керамической калькой, напылением, а  также вручную с применением  золотых, интерференционных и зеркальных красок и другого рода декораций. Настоящее разнообразие поверхностей глазурованных керамических плиток связано именно с возможностью сочетания  разных видов глазурей. Глазурованные  керамические плитки бывают блестящие (глянцевые), матовые, с гладкой или  рельефной поверхностью, в широкой  цветовой гамме, с различными рисунками, узорами, декорациями.

 

6. Обжиг

 

В процессе обжига при высоких  температурах (900 - 1250 °С) в смеси происходят химические реакции с выделением пара и других химических веществ, что  приводит к уплотнению изделия.

 

Это вызывает усадку изделия, размер которой зависит от свойств  используемой смеси: от нулевой усадки смеси в высокопористой плитке до 8 %-ной усадки смеси в плитке из фарфоровой керамики. 8 %-ная усадка значит, что для получения обожженной готовой плитки с размером стороны 20 см нужно прессовать плитку размером 21,6 см. Усадка смеси увеличивается  по мере повышения температуры обжига изделия. Небольшие колебания температуры  вызывают равные колебания усадки, которые имеют большое значение: из этого следует необходимость  разделения готовых изделий на партии по калибру.

 

Все чаще в производстве керамической плитки стал применяться  так называемый двукратный "быстрый  обжиг" (т.е., короткий интенсивный  обжиг) в печах с роликовым  подом. "Быстрый обжиг" является современной технологией, позволяющей  получать плитки больших размеров и  с разнообразным рисунком. Он дает возможность сэкономить много энергии  и уменьшить затраты. Экономный  расход энергии означает также меньший  выброс в атмосферу газов и  пыли, а следовательно, и меньшее  загрязнение окружающей среды.

 

Благодаря более короткому  времени обжига новые печи с однослойным  роликовым подом в настоящее  время заменяют старые туннельные печи для обжига при производстве плитки.

 

                 

 

 

 

 

 

Технологическая схема производства керамической плитки.

 

 

Склад глины

↓

Дозировка

(ящичный подаватель)

↓