Шикізат материалдарының сипаттамасы

 Автоматтың кептiргiш вагонеткаларынан шикiзаттары 6-8% кiрпiштер құрғатылған қалдық дымқылдыққа дейiн печ вагонеткаларына басқа жерге салады және туннелдi пешке күйдiрулерге бағытталады. Күйдiрудi процесс бiрнеше мерзiмдерге жiктеледi: 200 БЖ, кептiруге дейiн жылыту - саздан байламды суы, 700 БЖ және алып тастауға дейiн саздан физикалық суын алып тастау, ары қарай қыздыру химиялық жолмен - 900 БЖдiң күйдiрудi температурасына дейiн - шынығу сынықтың пiсуi, суу - ақырын 500 БЖге дейiн және күйген тастың 500-50 БЖi тез. 
Дайын керамика кiрпiштерi күйдiруден кейiн дайын өнiм қоймаларына түседi.

 

 

     5. Массаны дайындау.

 

    Пластикалық тәсіл. Саз массасын пластикалық әдіспен  дайындау жұмысы мынандай процестерді қамтиды: сазды карьерден шығаруды, оны және кұнарсыздандырғыш қоспаларды майдалауды, оларды алдын-ала араластырып ылғалдауды, шихтаны үлпа етіп майдалауды және саз массасын дайындауды. Осы аталған процестерді тек мұқият орындағанда ғана, жақсы сапалы керамикалық бұйымдар алуға мүмкіндік туады.

Алдын-ала  араластыру үшін араластырғышқа үсақталған сазды жне қүнарсыздандырғыштарды өлшемдеп салады. Керек болған жағдайда ғана суды немесе буды береді. Пластикалық массасын толық ұнтақтауды тегіс немесе тісті бетті жанышқыларда (вальцаларда), жүгіртпелерде және басқа жабдықтарда орындайды. Уқалай араластыру және майдалау нәтижесінде саздық массасының қалыптану және кептіру қасиеттері жақсара түседі. Ең жақсы нәтиже, әсіресе, ылғалдылығы қалыптау үшін қажет шамадағы саз массасын илегенде алынады. Егерде саздык массада суды біртіндеп өзіне тартып алатын созымталды қою саз араласқан болса, онда оларды, келтірілген саз араластырғышта, сумен немесе бумен ылғалдандыра қосымша өңдейді. Әсіресе, бумен қыздырылған масса аздаған ылғалдылык шамада өте ыңғайлы калыпталынып, пресстің өнімділігін 8-10 %-ға кебейтеді және шала фабрикаттың кұрғату ұзақтығы 40-50 %-ға қысқарылады.Қалыпталынған шала фабрикаттардың біркелкі ылғалдылықта болатындығынан, олардың беріктігі жоғарылау болып, бүлінгендер саны аз шығады.

 

 

      6. Массаны қалыптау

 

     Пластикалық әдіспен калыптау тәсілі кірпіш, черепица және баска бұйымдар шығарарда колданады. Қалыптау (пресстеу) процесі онды жүруі үшін массаның ылғалдылығы оның қатты түйіршіктерінің беті қалыңдығы екі су молекуласындай шамада болатындай гидраттар қабығымен қапталуына жететіндей болуы керек. Саздық массаның мұндай ылғалдылығы 18-24 %-ға сәйкес болады. Бұйымдарды қалыптау арнаулы пішіндегі пресс ойығы арқылы массаны брус тәрізді етіп сығып шығаруға, таптап қысуға (штамптауға) немесе күрделі бұйымдарды жапсыруға негізделген. Ең көп қолданатыны горизантальды шнектік прессте таспалық (ленталық) қалыптау эдісі. Бүл преете жасалынатын шалафабрикаттың тығыздалынуымен және белгілі орынға жылжытылуымен қатар, масса қосымша үдемелі иленіп жэне біртектіленіп (гомогенизданып) үлгереді.

    Пресс калпынан масса сығылып шығарда оның сыртқы қабаты қалып қабырғасының үйкеліс күші арқылы ететіндіктен, қалыпталынған бұйымдардьщ бетінде түрлі олқылықтардың пайда болып қалуы мүмкін. Сондыктан, саздық массаның ылғалдылығын құнарсыздандырғыш қоспалардың мөлшерін дұрыс тағайындау арқылы оның серпінді-созымталдық қасиетін жаксартады.

  Престегі массаның сығылу сипаты оның серпінді-созымталдық қасиетіне, кабырға бетіндегі үйкеліс күшіне, шнек кысымына жэне пресс мундштугінің кедергісіне байланысты. Массаны мундштук аркылы итеріп щығаруға пресс қуатының едәуір бөлігі (40 %-ға дейін) жұмсалады.

    Көрсетілгендей, жасалынатын бұйымдардың түрлеріне байланысты мундштук киығы тікбұрышты (кәдімгі кірпіштер үшін), алмалы-салмалы  желісі   бар  (куысты  тастар   шығару  үшін)  және сакинасы бар (қу.бырлар қалыптау үшін) мундшуктар болып бөлінеді. Мундштуктың бұйым шығатын кеңістік мөлшерін пресстейтін массаның серпінділік деформация шамасы мен кептірердегі және куйдірердегі шөгуін ескере тағайындайды.

 

 

   7. Керамикалық бұйымдардың кептірілуі

 

  Керамикалық бұйымдарды созымталдық тәсілмен өндірерде кірпіш шикі, плита - шикі т.б. жаңа қалыпталған бүйымдар айтарлықтай ылғалдықта болады да, беріктігі онша болмайды жэне белгілі бір тэртіппен вагонеткаға жинап бірден күйдіру пешіне беруге келмейді.

  Оның үстіне алдын-ала кептірілмеген массаны қалыптай салып, күйдірген жағдайда оның ылгалы сырт жағынан тым тез, ал ішінен баяу аластатылатындыктан, шөгу деформациясы біркелкі болмай жарықтанып, тіпті шетінен бөлщектерге бөліне бұзылып кетеді. Сондықтак, оларды алдымен арнаулы режимде ылғалдығын 5-7 %-ға дейін жеткізе кептіреді. Кептіру керамикалық бұйымдар технологиясындағы маңызды процестердің бірі. Себебі, құрылыс керамикалық   бұйымдардың   сапасы   мен   өндірістің   техникалык-экономикалык байланысты.

  Кептірілу — материал мен теңіректегі  жылу орта арасындағы және масса алмасуымен байланысты журетін көптеген кұбылыстар жинағы. Ылғал кептірілген бұйымдардың ішкі жағынан сыртқы бетіне тартылып буға айналады. Бұл процестің жүру жылдамдығы бір өлшемдік уақытта бір өлшем алабынан аластатылатын су шамасымен сипатталады. Кебу жылдамдығы жылу таратқыш ортаның температурасына, ылғалдылық дәрежесіне және қозғалу жылдамдығына байланысты. Кебу жылдамдылығын массаның кебу қасиетіне, оның кебердегі шөгу деформациясының дамуына сәйкес жүргізеді. Іс жүзінде 4 кг/(1 м • сағ) аспайтын ылғал буланып ұшатындай жылдамдықпен кептіруге болады. Дегенмен, саздық массаның кебу жылдамдығын нақтылы жағдайда зерттеп барып қабылдаған дұрыс болады.

  Жоғарыда айтқандай, саз илемелерін кептіру олардың шөгулерімен байланысты. Шөгу деформациясының шамасы белгілі бір уакытқа дейін массадан булана ұшқан ылғалдың мөлшеріне пропорциялы. Және де мынандай физикалық-динамикалық құбылысқа кеңіл аударған жөн. Алдымен шикі массаның сырт жағы кеуіп үлгереді де, кеуектігі азаяды. Осының салдарынан оның орталық жағынан сыртқа қарай ылғалдың тартылуы киындатылады. Мұндай ішкі және сыртқы қабаттардағы ылғалдылық айырмашылығы өздеріне сәйкес түрлі шамадағы шөгу деформациясын береді. Демек бұйымның орталық қабаты қысу, сыртқы қабаты созу күштерінің әсерінде болып қалады. Созу күш кернеуі кептіріліп жатқан материал мықтылығынан басымдау бола бастағанда, онда жіңішке жарықтар пайда бола бастап, біртіндеп ұлғая береді. Материалдың қалыңдығы үлкен, ылғалдылығы және кептіру жылдамдығы үдемелі болған сайын мұндай жарықтардың пайда болу ықтималдығы да жоғары. Саздық массаның шөгу процесі оның ылғалдылығы 12-15 %-ға жеткенге дейін жүреді. Одан әрі кептіруді едәуір үдемдетудің залалы жоқ. Осындай тәжірибе негізінде тағайындалған оптималдық кептіру режимі кемтіксіз жоғарғы сападағы бұйымдарды берілген ылғалдылықта, мүмкіншілігінше қысқа уақытта және аздаған жылулық-энергиялық шығынымен алуды қамтамасыз етеді.

 

 

   8. Керамикалык бұйымдарды күйдіру

 

       Күйдіру - керамикалық бұйымдар жасау технологиясының ең маңызды және соңғы сатысы. Керамикалык бүйымдардың маңызды физикалық-механикалық қасиеттері 900-110⁰С аралығындағы температурада күйдірілуі нәтижесінде калыптасады. Нақтылап айтқанда күйдіру нәтижесінде бұйымдар тас тәрізді күйіне көшіп беріктік, суға және аязға төзімділік көрсеткіштерін жетерліктей жоғарылатып, керекті құрылыстық қасиеттеріне ие болады. Керамикалық бүйымдардың күйдірілмеген калпымен салыстырғанда, құрылыстық қасиетін күрт өзгеруін күйдіру кезіндегі саздық массада жүретін физикалық-химиялық процестерімен түсіндіріледі. Мысалы, органикалық қосындылардың жанып кетуі, саздық минералдардың дегидратациялануы, кремнеземнің полиморфиялық өзгеруі, карбонаттардың ыдырауы, қатты фазалардың синтезі, балқыма қорытындының пайда болуы және nice келе тығыздалып, керамикалык сүйекке көшуі толып жатқан тізбектес физикалық-химиялық процестердің жүруімен байланысты екенінде күмән жоқ.

    Күйдіру пешіне алдын-ала кептірілген бүйымдар 8-12%-дык ылғалдылығымен келіп түсетіндіктен 110⁰С дейін баяу (50-80 С/сағ.) қыздырғанда, байланыссыз бос су толык бөлініп ажырайды. Температура 200°С аса көтерілгенде органикалық коспалары жанып кетеді, 50 -700°С дейін кыздырғанда массадағы саздық минералмен және басқа косындылармен химиялық байланыстағы суы ажырай жоғалады да минералдық масса созымталдығын мүлде жоғалтады. Мұнымен қабат саздық минералдардың толық ыдырауынан бастап, олардың кристалдык торларының толык таралуына дейінгі процестер жүреді, А1₂Оз және SiO₂ оксидтерінің аморфты араласы пайда болады. Мүның алдында температура 475°С шамасында шихтада болатын Р-кварц көлемін үлкейте өзінің а - модификациясына көшеді. Сондыктан, бұйымдарда олардың беріктігін төмендететін ішкі кернеу туады. Бұл кезеңде температураның көтерілу жылдамдығы 300-450°С/сағ аралығында болуы мүмкін. Температураны 800°С-тан 1000°С дейін көтергенде, катты фазалар арасында жүретін реакциялар нәтижесінде жаңа кристалдық силикаттардың, мысалы, силлиманиттің Аl₂Оз-SіОг және т.с.с. синтездердің құрылуы мүмкін. Бұдан былайғы жоғарғы температурада (1200-1300⁰С) силлиманит муллитке 3Al₂O₃-2SiO2 көшеді. Бүл кезең саздық минералдардың кристалдық торларының бүзылуымен және керамикалык сүйектің едәуір өзгеруімен байланысты екенін ескере отырып, қыздыру жылдамдығын 100-200°С/сағ. дейін төмендетеді. Осы кезеңде қатты фазалық синтездермен қабат керамикалық массаның жеңіл балқығыш қосындылары және минералдары біраз сүйьщ фаза (қорытынды) кұрады. Және де температура жоғары болған сайын сүйық фаза көлемі көбейе түсіп, керамиканың тас тәрізді дене болып қалыптасуына ыкдалын тигізеді. Олай дейтініміз пайда болған сұйық фаза массадағы түйіршіктердің әркайсысын қаптап, бір-біріне тартады және кеуектерін толтырады, сөйтіп материалдың тығыздығын асыруға ықпалын тигізеді. Сүйық корытындыда жаңа қосындылар құрылу процесі тоқтаусыз жүреді де, одан кейінгі олардың кристалдануы күйдірілетін материалдың тұтастануын қамтамасыз етеді. Бүл жөнінен осындай қосындылардың бірі муллит ең маңызды кристалдык өнім болып саналады. Олар суый келе, тас сиякты тығыз керамикалык сүйекке (черепокқа) айналады. Осы процессті балқыта пісіру деп атауға болады. Сонымен, балқыта пісірудің нәтижесінде күйдірілген материал тығыздалады да, оның ашық кеуектігі азаяды. Сондықтан, керамикалык күрылыс бүйымдарының балқытыла пісіру дәрежесін олардың су сіңіргіштігімен тексереді. Күйдірілген бұйымның су сіңіргіштігі 5 % болғандағы температураны балқи пісудің басталуы ретінде қабылдайды. Отқа тезімділік температурасы мен балқи nice бастағандағы температура арасындағы айырмашылығын саздың балқыта пісірілу аралығы деп аталады. Балқыта пісірілу аралығы неғұрлым кеңдеу болса, соғүрлым бүйымның күйдірген кездегі деформациялық қауіптігі аз болады. Оңай балқытылатын саздардың балқыта пісірілу аралығы тар (10^:20 С) болып келеді. Олардан жасалған бүйымдарды, әдетте, 1000°С температураларында күйдіреді, ал отқа төзімді және қиын балқитын саздардікі кең (100-250⁰С) болады да, олардан жасалған бұйымдар температурасы 1150°-1400°С аралығында күйдіріледі. Неғүрлым саздың балқыта пісірілуі кең болса, соғұрлым күйдіру процесін реттеу оңайлау болады.

   Керамикалық бұйымдардың балқыта пісірілу динамикасы саздың қүрамына, оларды күйдіргендегі пайда болатын қорытындының мөлшеріне және қасиетіне тікелей байланысы. Сұйық балқытылманың көлемін көбейту және оның қоюлығын азайту арқылы керамикалық бұйымның балқыта пісірілуін белгілі бір шамаға дейін тездетуге болады. Бірақ, сұйық фаза көлемі тым көбейгенде бұйымдар деформацияланып, пішіндері өзгеріліп кетуі мүмкін.

  Балқыта пісірілу процесі қалыпталынған бұйымның структурасына да байланысты, мысалы шикі шихтаның майдалығы жоғары болған сайын түйіршіктерінің өзара түйісетін беті ұлғая түсіп, балқыған қорытындысында оңай еритін болады да тезірек пісіріледі. Мысалы, шалақұрғақтай қалыпталынған бұйымдарын алайык. Масса түйіршіктері, созымталды қалыпталынған бұйымдардікіне карағанда, бір-бірімен аздау түйісетіндіктен, оларды созымталдыкта қалыпталынған бұйымдарға қарағанда біраз жоғарылау температурада және үзақтау күйдіреді. Осы себепті, ең жоғарғы күйдіру температурасында күйдірілетін бұйымдарды қалыңдықтары бойынша температурасы бірдей болғанша ұстайды, содан кейін температурасын   сағатына   100-150°С   жылдамдықпен  төмендетеді.

       Шынықпа деп аталатын бүл кезеңде бұйымның пісірілу процесі токталмайды. Тек баяулатып, сағатына 25-40°С жылдамдықпен суыта бастағанда керамика сүйегі кемеліне келе бастап, кеуектігін азайтуына және беріктігін жоғарылатуына мүмкіндік туады. Пештегі температура 800⁰С темен түсе бере, бұйымды суыту үдемділігін сағатына 250-300⁰С жылдамдықпен пештен шығаруға қауіпсіз температурасына дейін толық салқындатады. Осындай берілген режимде күйдірілген бұйымды баяу суыту оның шытынап кету каупін сейілтеді.

     Керамикалык бұйымдардьщ жоғарыда келтірілген физикалык-химиялык өзгеруі негізінде олардың күйдірілу процесін шартты түрде үш кезеңге бөледі: 1-берілген белгі температураға дейін қыздыру; 2-изотермиялық қыздыру; 3-суыту. Бірақта, шығарылатын бұйымдардың сапасы тек температуралык тәртіпке ғана емес, газдық режимге де байланысты, демек бұйым сапасына күйдіру мезгіліндегі газдык ортаның өзгерілу динамикасы да эсер етеді. Оған дәлел мынау: егер оттегі молдығы 1%-ға дейін болса, пештегі газдық ортасы қалпына келтіргіш (тотықсыздандырғыш) болып саналады, оттегі молдығы 1,5+2%-ға дейін болғанда - бейтарапты (нейтральдік), 2%-дан жоғары - тотыктырғыш орта болып саналады. Әсіресе, күйдірудің соңғы кезеңінде пеш кеңістігі температураның біркелкі болуын және шамалы болса да бұйымның тезірек пісірілуін нашар тотықсыздандырғыш орта қамтамасыз етеді. Қалай болғанда да, бүл этап үшін оптималдьщ температураны және газдық режимді тәжірибе жүзінде бакылап барып тағайындайды.

   Сонымен, керамикалық бүйымдар шикі шихтаның құрамына, майдалык дәрежесіне және бүйымдардың сипатына байланысты белгілі бір арнаулы режиммен күйдіріледі. Күйдіру барысында олар белгілі жылдамдықпен кыздырылады, жоғары шеткі температурада берілген уакыт бойы күйдіріледі, содан кейін жарылып кетпеуі үшін байсалдылықпен суытылады. Пештен шыққан бұйымдарды мемлекеттік стандарт талабына сай сорттайды.

   Керамикалық бұйымдарды күйдіру үшін туннельді және сақиналы, саңылаулы және басқа типтегі пештерді пайдаланады. Бірак керамикалык өндірістің көпшілігінде туннельді пеш қолданылады.

 

 

     9. Өнім сапасын бақылау

 

      Техникалық бақылауда, өндіріс орнының технологиялық процестің, дайын бұйым сапасын бақылау, яғни бұйымның ешбір сызатсыз болуын, ол бұйымның берілген талапқа сәйкес келуін бақылау.

Техникалық бақылаудың негізгі мақсаты мыналар болып  табылады:

1. сапасын бақылау және шығарылып жатқан дайын өнімнің жұб болуын,  олардың стандартқа, сызбасына, техникалық  талапқа сай болуын бақылау;
2. өндіріс орнына келіп түскен шикізаттар мен материалдар сапасын бақылау, олардың стандартқа және техникалық талапқа сай келуін бақылау;
3. шихта құрамында компонент мөлшерінің сәйкес келуінінің дұрыстығын бақылау, шихтаны саздытазалау машиналарындағы тазалаудың дұрыстығын белгіленген кептіру және күйдіру режимін дұрыстығын бақылау;
4. сертификаты немесе басқа документтерінің, өнім сапасын растайтынын бақылау, сапасыз шикізаттар мен материалдардың актысын растау;
5. бақылау өлшеуіштерінің жағдайын бақылау;
6. цехтағы өндіру технологиясының орындалуын бақылау;
7. дайын бұйымды, шикізатты және материалдарды қоймада дұрыс сақтауын бақылау;

Керамикалық бұйымдар заводының  бақылау орындары мен түрлері  кесте-8 көрсетілген.

 

 Кесте - 1 Керамикалық бұйымдар заводының бақылау орындары мен     түрлері 

 

Цех	Өндіру процесінің кезеңі	Бақылау орны	Бақылаудың негізгі  түрі
Карьер	Шикізатты және шығарылатын  материалдарды дайындау	Саз	Ішкі көрінісін анықтау, химиялық құрамын,. Ылғалдылығын, жабысқақтығын, түйіршіктік құрамын, кептіруге сесімталдығын, ауалық және оттық шөгуін анықтау.
Дайындау орны	Массаны қайта	Біліктер: тасты және майда	Ірі және майда ұнтақтау біліктерінің тістерінің биіктігі