| Все разнообразие керамических
материалов производится в прин- ипе по однотипной схеме, включающей в себя
следующие переделы: обычу сырьевых материалов, подготовку сырьевой массы,
формование изделий, сушку и обжиг.
Основные изделия строительной керамики — кирпич и керамические
камни, а также некоторые виды керамических плиток, черепицы и труб производят
методом пластического формования. Этот метод формования наиболее прост и
получил наибольшее распространение. Ниже рассмотрена схема производства
керамики с использованием метода пластического формования на примере
производства кирпича.
Производство кирпича методом пластического
формования всдется на хорошо проработанной пластичной массе с влажностью
15...25 % из легкоплавких глин средней пластичности, содержащих 40...50 %
песка.
Подготовка сырья в старину велась «естественным» образом:
глина, добытая в карьере, в течение 1...2 лет выдерживалась в буртах под
открытым небом. Периодическое намокание, замораживание и оттаивание разрушало
природную структуру глины, вымывало из нее хюли (вспомните белые высолы на
современном кирпиче). После этого глину обрабатывали на глинорыхлителях и
камнеотделительных валках и доводили до требуемой пластичности добавлением
воды.
В настоящее время глину увлажняют паром и интенсивно
обрабатывают на бегунах, дезинтеграторах и валках (это в какой-то мере заменяет
вылеживание) до получения пластичной удобоформуемой массы без крупных
каменистых включений (кусочки СаСОэ должны быть удалены или измельчены в
порошок).
Качество массы и будущих изделий зависит от тщательности
проработки сырьевых компонентов.
Формование кирпича-сырца производят на ленточном
прессе (рис! 5Л). Увлажненная и тщательно размятая глиняная масса
продавливается винтовым конвейером 8 через решетку 7 в вакуумную камеру 6,
где жгуты глины разбиваются вращающимся ножом 5 для удаления воздуха из глиняной
массы. Далее масса винтовым валом 1 подается в конусную головку 2 пресса, где
окончательно уплотняется и продавливается сквозь формующую часть пресса —
мундштук 5. Мундштук придает глиняной ленте, выходящей из пресса,
определенную высоту и ширину. В мундштуке могут быть установлены керны,
образующие каналы в выдавливаемой ленте; так получают пустотелый кирпич и
трубы.
Глиняная лента нарезается автоматическим устройством на
кирпич-сырец. Размер таких кирпичей нескол ько больше требуемого, так как в
процессе последующей обработки глина дважды (при сушке и при обжиге)
претерпевает усадку, достигающую 10... 15 %.
Сушка — важный и сложный этап производства кирпича.
Главная трудность сушки массивного кирпича-сырца в том, что в глине перенос
влаги затруднен (глина — водонепроницаемый материал), и поэтому быстрое
высыхание глины с поверхности приводит не к ускорению сушки, а к
растрескиванию кирпича-сырца. Это происходит из-за того, что поверхностный
слой дает усадку при высыхании (до 7... 10 %), а влажное ядро препятствует
ей. Простейший способ предохранить кирпич от растрескивания — сушить его
медленно, так, чтобы скорость испарения воды не превышала скорости ее
миграции из внутренних слоев. Но этот путь снижает темпы производства.
Ускорить сушку можно, вводя в сырьевую смесь вещества,
облегчающие миграцию влаги к поверхности (например, опилки), или путем
формования в кирпиче сквозных отверстийУлучшение условий сушки пустотелого
кирпича — залог более высокого качества материала.
При влажности кирпича-сырца 6...8 % его можно подавать на
обжиг.
Для обжига используют печи различной конструкции от самых
старых кольцевых, в которые кирпич укладывают и вынимают вручную, и до
современных туннельных и щелевых, где кирпич обжигается в процессе
продвижения его по печи. Температура обжига зависит от состава сырьевой массы
и обычно находится в пределах 950...1000° С. Необходимую температуру обжига
следует строго выдерживать
Полусухой способ производства кирпича отличается от
пластического тем, что глина влажностью 6...7 % измельчается в порошок, из
которого на специальных прессах поштучно формуется кирпич-сырец. Такой сырец
не требует сушки — его сразу же после формования можно обжигать. Так как
кирпичи полусухого прессования ( 5.2, б) получаются более плотными, в них делают
несквозные пустоты (так называемый пятистенный кирпич). Кирпич полусухого
прессования имеет гладкие грани и значительно меньше дефектов, чем кирпич
пластического формования, но в то же время он менее морозостоек.
Относительно небольшой выпуск кирпича полусухого
прессования объясняется сложностью прессов для формования сырца и невысокой
их производительностью.
Производственные дефекты. Из-за слишком быстрой сушки и
нагрева при обжиге кирпич деформируется и на его поверхности появляются
трещины.
При недостаточной температуре обжига получается
недожженный кирпич (недожог) алого цвета, который не применяют из-за низкой
прочности, водо- и морозостойкости.
При слишком высокой температуре обжига получается
пережженный фиолетово-бурый кирпич (пережог — «железняк») повышенной
плотности, с оплавленной поверхностью и искаженной формой.
У керамических изделий встречается скрытый дефект,
называемый «дутик», который может проявиться не сразу, а после того, как
кирпич (камень) достаточное время находился во влажном состоянии. В этом
случае происходят выколы и разрушение поверхности. В месте откола хорошо
виден белый порошок или белая тестообразная масса.
Причина таких дефектов — небрежность подготовки сырьевой
массы. Если в исходном сырье встречаются куски известняка или другой
карбонатной породы состава CaG03, то в случае, когда сырьевая масса не
измельчается достаточно тонко, в свежеотформованном изделии могут оказаться
кусочки известняка размером 1...5 мм. При обжиге они превращаются в оксид
кальция (негашеную известь):
СаСОз СаО + СЮ2Т
Негашеная известь при контакте с водой превращается в
гидроксид кальция («гасится») с увеличением в объеме. Это приводит к выколам
и разрушению изделий.
|