Цех по производству керамической глазурованной плитки для внутренней облицовки стен в составе завода керамических изделий

   Физико-механические показатели плиток должны соответствовать требованиям  указанным в таблице 1.5

Табл.1.5

Физико – механические показатели

Наименование показателя	Норма
Водопоглащение, %, не более	16
Предел прочности при  изгибе, МПа, не менее	15,0
Термическая стойкость глазури, : -плиток покрытых белой  глазурью -плиток покрытых цветной  глазурью	150 125
Твердость глазури по Моосу, не менее	5

 

     Плитки одного  типа, цвета, рисунка и сорта  упаковывают в деревянные или  картонные ящики, ящичные поддоны.  Ящики должны быть изготовлены  в соответствии с нормативно-технической  документацией, утвержденной в  установленном порядке. 

      В деревянные  и картонные ящики плитки должны  быть уложены вертикально вплотную  к друг другу и,  при необходимости, расклеены.

     В ящичные  поддоны укладываются плитки, предварительно  собранные в стопы, обернутые  в бумагу, перевязаны шпагатом  или полипропиленовой лентой.

     Плитки должны  быть уложены вертикально.

     Между каждым  горизонтальным рядом плиток, дном  и стенками поддона должен  быть проложен картон.

     Упакованные  в деревянные или картонные  ящики плитки укладываются в  контейнеры или на плоские  поддоны.

     В контейнер  допускается укладка плиток стопами,  обернутыми бумагой и перевязанные шпагатом или полипропиленовой лентой.

1.2 Характеристика сырья и полуфабрикатов

     Керамические  глазурованные плитки изготовляются  из огнеупорных глин, каолинов, плавней  и прочих добавок.

     Для производства  плиток методом необходимы три  основных слоя: разделительный, плиточный  и глазурь. Все они заливаются  на специальные формы-лещадки.

     Лещадки – керамические подставки из шамотной массы, предназначены для установки на них плиток и отбора с них влаги.

     На лещадки наносят в первую очередь разделительный слой толщиной до 0,25мм, который состоит из 80% бентонита и 20% мела.

      Бентонит – ДСТУ Б В.2.7-88-99 это минеральные образования, относящиеся к классу алюмосиликатов, имеющие высокую дисперсность, т.е. обладающие размером кристаллов на уровне меньше 1 мкН. и, вследствие этого, имеющие большую удельную поверхность. Особенности кристаллохимического строения бентонитов обуславливают наличие на их поверхности ионообменных катионов, достаточно сильно влияющих на физико-химические свойства минералов.

     Бентонит - порода, состоящая в основном из смектитовых минералов. В группу смектитов входит несколько минералов: монтмориллонит, бейделлит, нонтронит и др. менее распространенные. Кристаллическая решетка всех смектитов состоит из слоев. В элементарную ячейку входят 3 слоя, которые образуют пакет: Крайние верхний и нижний слои пакета состоят из тетраэдров и называются тетраэдрическими. Между тетраэдрическими слоями расположен слой, состоящий из октаэдров Al и Fe, названный октаэдрическим.

     К истинным  бентонитам, в соответствии с  требованиями современной промышленности, относится монтмориллонитовая глина,  в которой

 

 

 содержание монтмориллонита  более 70%. Общими свойствами бентонитовых глин являются дисперсность, адсорбционная способность, набухаемостъ, связующая способность и другие характеристики.

     Бентонитовый порошок представляет собой продукт сушки и тонкого помола природного материала - бентонитовой глины, сохранившей все свои коллоидно-химические свойства.

      Бентонитовые глинопорошки в сочетании с огнеупорными материалами – основное сырье для изготовления природных формовочных смесей. В зависимости от пропорций глинопорошка и перлитов, такие смеси могут обладать различными свойствами. Формовочные смеси на основе бентонитовой глины отличаются высокой прочностью, оптимальной газонепроницаемостью, при этом легко формуются и экологически чисты.

     Мел — ДСТУ Б А.1.1-20-94 осадочная горная порода белого цвета, мягкая и рассыпчатая, нерастворимая в воде, органического (зоогенного) происхождения.

     Основу химического  состава мела составляет карбонат  кальция с небольшим количеством  карбоната магния, но обычно присутствует  и некарбонатная часть, в основном  оксиды металлов. В меле обычно  находится незначительная примесь  мельчайших зёрен кварца и  микроскопические псевдоморфозы  кальцита по ископаемым морским  организмам (радиолярии и др.) Нередко  встречаются крупные окаменелости  мелового периода: белемниты,  аммониты и др.

     Практически  все меловые отложения датируются  так называемым меловым периодом. Примененяется мел в качестве наполнителя, в лакокрасочной, резинотехнической и других отраслях промышленности, а также для производства строительных материалов.

     Помимо улучшения  сыпучести мела гидрофобизация обусловливает водоотталкивающие свойства мела, предотвращает зависание и слеживаемость мела в силосах и бункерах и обеспечивает ему качества, необходимые при переработке в поточных и автоматизированных производственных линиях.

     Основной слой – плиточный. Его изготовляют из сырьевых масс и наносят в два приема после исчезновения зеркала влаги с предыдущего слоя. Толщина слоев 1,5-2 мм. Основной слой состоит из глины – 6%, нефелин-сиенита – 25%, эрклез – 30%, каолина – 10%, пирфорированый натрий – 0,05%.

       Глина – ДСТУ Б В.2.7-14-94 тонкодисперсный продукт разложения и выветривания самых различных горных пород – способны образовывать вместе с водой пластичную массу, которая сохраняет придаваемую ей форму, а после сушки и обжига приобретает камнеподобные свойства.

      В химическом  составе глин принимают участие  следующие основные окислы:

     Кремнезем находиться в глинах в связанном и свободном состояниях: связанный кремнезем входит в состав глинообразующих минералов, свободный представлен примесями кварцевого песка. Общее содержание кремнезема в глинах достигает 80-85%.

     Глинозем  находиться в глинах в связанном состоянии, участвуя в составе глинообразующих минералов и слюдистых примесей. Он является наиболее тугоплавким окислом: с повышением его содержания огнеупорность глин возрастает. Так как содержание слюдистых примесей в глинах обычно невелико, то содержание в них глинозема косвенно отражает относительную величину глинистой фракции, содержащейся в глинистой породе. Содержание глинозема колеблется от 10…15% в кирпичных и до 32…35%  в наиболее ценных сортах огнеупорных глин.

     Известь CaO,  магнезия MgO входят обычно в состав карбонатов кальция, в небольших количествах они участвуют также в составе некоторых глинистых минералов. При относительно высоких температурах обжига известь вступает с кремнеземом и глиноземом во взаимодействие и резко снижает температуру плавления у глины. Содержание извести в глинах составляет обычно несколько процентов.

     Окись железа  содержится в глинах главным образом в составе примесей и оказывает на них и на обожженный черепок, прежде всего красящее действие.

     Двуокись титана  участвует в примесях, и содержание ее не превышает 1,5% . Двуокись титана придает обожженному черепку окраску зеленоватых тонов.

     Щелочные окислы  и входят в состав некоторых глинообразующих минералов, но в большинстве случаев присутствуют в примесях в виде растворимых солей. Они ослабляют красящее действие        и   и понижают температуру плавления глины.

     В данном  проекте используется Новорайское месторождение гидрослюдисто-каолиновых огнеупорных глин расположено в Донецкой обл. в 8 км от ст. Дружковка. Запасы глин по всем категориям около 90 млн. т. В зависимости от содержания , и огнеупорности глины месторождения подразделяются в соответствии с ЕУ 14-8-183-75 на четыре сорта основных и два сорта полукислых глин ДН-0, ДН-1, ДН-2, ДН-3, ДНПК-1 и ДНПК-2 с содержанием соответственно не менее 33, 32, 30, 28, 20 и 13%. Глины используют в производстве санитарно-строительных изделий, облицовочных плиток и канализационных труб.

     Каолины – ДСТУ Б А. 1.1-37-94 продукты разложения и выветривания в основном пылевошпатовых горных пород, состоящие преимущественно из из каолинита и минералов каолинитовой группы. По происхождению каолины разделяются на первичные (оставшиеся на месте их образования) и вторичные (переотложенные).

     Каолины первичные  применяют в промышленности строительной керамики применяют в основном в виде обогащенного продукта, а вторичные поставляются в естественном состоянии. В соответствии с ГОСТ 21286-82 каолин, обогащенный для производства изделий санитарных керамических изделий КС-1, должен содержать не менее 35% , не более 2%  и 9% СаО, рН должен быть не более 9,5. Остаток на сите № 0063 должен быть не более 0,6%, массовая доля растворимого кальция и магния в водной вытяжке мг-экв 100 г должна составлять не более 0,3%.

     В данном  проекте используется каолин  из Просяновского месторождения одно из важнейших и крупных месторождений первичных каолинов. Оно расположено в Днепропетровской обл. в 10 км от ст. Просяная. Запас каолинов по всем категорим около 85 млн. т. Перерабатывается в год более 1900 тыс. т. Первичного каолина, из них 37% обогащается по мокрому способу, 44% - по сухому. Среднее содержание каолинита в породе 47…48%. Извлечение полезного компонента в концентрат в зависимости от метода обогащения 60…69%.

     Нефелины – ДСТУ Б В.2.7-17-95 в производстве керамических плиток очень широко применяются в качестве эффективного плавня. Минерал нефелин встречается преимущественно в составе горной породы уртита, состоящей из 70…80% нефелина, 10…15% эгирина и акцессорных минералов. Нефелин содержится в породах нефелинового сиенита, состоящего из 50…55% полевого шпата, 30…40% нефелина, 8…12% эгирина и акцессорных минералов.

     Шамот – ДСТУ 3475-96 (франц. chamotte), огнеупорная глина, обожженная до потери пластичности и удаления из нее химически связанной воды. Глина для обжига заготавливается в виде кусков неправильной формы или в виде брикетов, приготовленных на специальных прессах, обычно вальцевых или ленточных. Обжиг производится  во вращающихся, шахтных или других печах. При температуре обжига 1200…1500 °С получают высокообожженный шамот. Степень спекания высокообожженного шамота характеризуется водопоглощением, которое может составлять от 2 до 10%. Далее шамот измельчают в порошок на мельницах. Шамотный порошок может быть грубозернистым или мелкозернистым. Величину помола можно определить по удельной поверхности, которая может составлять около 8000

см/г. Шамотная керамическая масса, используемая в промышленности, представляет собой огнеупорную глину с добавками шамотного порошка. Шамот вводят для снижения пластичности и уменьшения усадки изделий из шамотных масс при сушке и обжиге.

     Глазурованый слой – ДСТУ Б А.1.1-17-94 готовят из фритты 23Ц или 25 из последующим добавлением при помоле 9% каолина. Толщина глазурованного слоя 0,25 мм.

 

Таблица 1.6

Состав фритт, %

Материал	23Ц	25
Полевой шпат	17	26,9
Бура техническая	35	34,1
Мел	8	7,5
Циркон	15	-
Песок кварцевый	25	31,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Обоснование  принятой технологии производства

Производство керамических изделий состоит из таких основных операций: добыча глины в карьерах, подготовка массы, заключающаяся в  дроблении глины и других компонентов  смеси, увлажнении водой и перемешивании  массы, сушки и обжига.

     Технологические  схемы процессов производства  керамических изделий могут быть  различными, например могут применяться разные способы прессования – пластический и полусухой, либо литьевой (шликерный) метод формования; разные способы сушки – естественная и искусственная; нанесение различного поверхностного слоя на плитки – глазурование и ангобирование. Также существуют различные способы подготовки сырья. 

   Полусухой способ  почти единственный при оформлении полуфабриката керамических плиток и некоторых видов пористой керамики.         Формование прессованием имеет ряд преимуществ перед пластическим и формованием литьем. Он позволяет использовать при производстве керамических изделий малопластичные  глины, получать изделия в сырце с большой прочностью и более четкой формы, сократить продолжительность сушки. Недостатком этого способа является необходимость использования более сложного оборудования, большая плотность получаемой продукции и иногда их недостаточная морозостойкость. Начало прессования керамического порошка сопровождается его уплотнением за счет смещения твердых частиц и гранул относительно друг друга, их   сближения и заполнения относительно крупных пор. С ростом давления, на второй стадии, частички и гранулы теряют возможность перемещаться