Производство керамического кувшина

Среди наиболее значимых изменений, определяющих свойства керамики - разрушение кристаллической решетки глинистых минералов и последующее образование новых кристаллических и аморфных фаз. Температура стеклования (появления стеклофазы) зависит от минералогического состава глин. Процесс стеклообразования начинается при температуре 900°С и полностью завершается при температуре порядка 1050°С (для большинства кирпичных глин) или 1100°С (шамотные глины).

На стадии стеклообразования происходит внедрение неглинистых минералов (кварца, оксидов железа, известковых соединений и щелочей в виде оксидов натрия и калия) в структуру материала. Одновременно протекают процессы спекания и образования твердых растворов, а также образование эвтектик на границе между кристаллической фазой и расплавом.

Обжиг изделий, в состав которых не входит глина, также включает стадии спекания, стеклообразования и рекристаллизации, однако для получения заданных свойств требуются более высокие температуры.

Температуру, необходимую для обжига, как правило, создают путем сжигания природного газа или мазута, в некоторых случаях применяют твердое топливо, биогаз / биомассу и электрообогрев.

Печи, используемые для обжига фарфоровых и фаянсовых изделий, подразделяют по принципу работы (эксплуатационному режиму), способу теплообмена, способу отопления, конструктивным особенностям.

По эксплуатационному режиму различают печи:

· Периодического действия;

· Непрерывного действия.

По способу нагрева различают печи:

· С непосредственным нагревом изделий печными газами;

· Муфельные (изделия отделяются от печных газов стенкой муфеля);

· С электрообогревом.

По конструкции печи подразделяются на три группы:

· туннельные (непрерывного действия) - с каналом, по которому изделия перемещаются на вагонетках;

· конвейерные (непрерывного действия) - с одним или несколькими каналами малого сечения, по которым изделия перемещаются ленточными, роликовыми, шагающими или полочными конвейерами;

· горны (периодического действия) - с круглыми или прямоугольными камерами.

Туннельные печи с непосредственным нагревом изделий широко используются, когда воздействие печных газов на изделия не может снизить их качество. В зависимости от объема производства и размеров обжигаемых изделий длина печей колеблется от 2-3 м (лабораторный тип) до 105 м, ширина канала 0,2-1,85 м, высота - 1-2 м.

Туннельные печи работают по непрерывному циклу. В них все стадии обжига (загрузка - обжиг - выгрузка) осуществляются одновременно и непрерывно. Основными конструктивными элементами этих печей являются печной канал, ограждения (стены, своды), топки, металлический каркас, механизм для перемещения в печном канале вагонеток с загруженными на них изделиями. В конструкцию канала печи входят двери с его торцов, лабиринтовые стыки стен и вагонеток, песочный затвор, пескоуловители, смотровые и аварийные окна, топки, камеры со шлюзовыми затворами, смотровые подвагонеточные подвалы (подподовый канал) и др.

Рис. 12 - Туннельная печь: а - схема, б - разрез; 1 - горелки, 2 - вагонетка

Рис. 13 - Схема простейшей туннельной печи:

А-зона подготовки. Б - зона обжига. В-зона охлаждения; 1 - вентилятор отбора отработавших газов из печи. 2 - вентилятор подачи холодного воздуха в печь, 3,4 - двери печи.

Обжигательный канал туннельной печи условно разделяется по длине на три основные технологические зоны: подготовки А, обжига и охлаждения В. В зоне подготовки происходит досушка и подогрев изделий отходящими из зоны обжига продуктами горения, затем вагонетки с изделиями проходят через зону обжига, подвергаясь воздействию высоких температур, после чего поступают в зону охлаждения. Воздух для охлаждения изделий и транспортирующих средств нагнетается в печь у места выхода вагонеток вентилятором 2. После нагрева за счет тепла остывающей продукции горя чий воздух поступает в зону обжига для горения топлива.

Продукты горения топлива из зоны обжига поступают в зону, подготовки, где отдают свое тепло на испарение остаточной влаги в * кирпиче-сырце и нагрев его до температуры обжига. Из зоны подготовки отработавшие дымовые газы отбираются вентилятором 1и выбрасываются в атмосферу или направляются в сушилку.

Для отключения канала печи от окружающей атмосферы печь снабжена металлическими дверями 3 и 4. Рабочие места садчиков и выгрузчиков кирпича находятся вне печного канала, что обеспечи¬ает им нормальные условия работы. Расположение зоны обжига на определенном месте обжигательного канала печи и перемещение изделий на подвижных вагонетках вдоль печного канала создают благоприятные условия для механизации подачи топлива в зону обжига. Загрузку и выгрузку изделий можно легко механизировать.

Состав вагонеток в печи перемещается с помощью толкателя. В туннельных печах применяют гидравлические или механические толкатели вагонеток.

Гидравлический толкач предназначен для проталкивания состава груженных печных вагонеток через канал туннельной печи при обжиге керамических

Толкатель гидравлический СМК-101А состоит из каретки, установленной в направляющих, гидроагрегата и шкафа управления.

Работа толкателя гидравлического осуществляется следующим образом: печная вагонетка подается к обжиговой печи электропередаточной тележкой. После подъема двери форкамеры вагонетка скатывается толкателем гидравлическим электропередаточной тележки таким образом, что средний упор вагонетки встает перед вспомогательным упором толкателя. Со шкафа управления подается сигнал на движение толкателя.

Толкатель совершает ход 1870 мм, подавая вагонетку под основной упор. Дверь форкамеры закрывается, а дверь печи открывается, толкатель гидравлический возвращается и, захватывая вагонетку основным упором, совершает ход 3300 мм, проталкивая весь состав вагонеток в печи. После чего дверь печи закрывается, толкатель гидравлический возвращается в исходное положение, и цикл повторяется.

В зависимости от конструкции туннельной печи толкатель продвигает весь состав вагонеток на одну вагонетку, на часть вагонеток или непрерывно перемещает поезд вагонеток.

Вагонетки печные СМК 273А предназначены для транспортирования высушенного кирпича. Также данный вид вагонеток может использоваться для транспортировки других керамических изделий в туннельных печах заводов по производству строительной керамики. Вагонетки окупают свою стоимость сразу после начала эксплуатации.

Рис. 14 - Вагонетка печная СМК 273А

6. Тягодутьевые устройства

керамический обжиг глазурь

Тягодутьевое устройство - комплекс механизмов и сооружений, обеспечивающий подачу воздуха в топку котлоагрегата или печи и удаление из нее дымовых газов. К тягодутьевым устройствам относят дымососы, дутьевые вентиляторы, дымовые трубы, дымоходы, воздуховоды.

Дутьевой вентилятор имеет металлический корпус в виде улитки, в котором установлен ротор с лопатками, а на оси - электродвигатель. При вращении рабочего колеса в центре создается разрежение, куда через круглое отверстие поступает новая порция воздуха, и за счет центробежных сил он отбрасывается к стенкам корпуса и переходит в нагнетательное прямоугольное отверстие. Производительность дутьевого вентилятора должна обеспечивать с 10% запасом подачу действительного объема воздуха, необходимого для горения с учетом его температуры, а напор вентилятора должен преодолеть сопротивление воздушного тракта (воздуховода, заслонки, горелки, направляющего аппарата). В качестве дутьевых вентиляторов обычно используют центробежные вентиляторы среднего давления. Забор воздуха для дутья осуществляется из верхней зоны котельного зала и частично снаружи с помощью специального клапана.

Дымосос - центробежный вентилятор, только с массивными лопатками ротора. Производительность дымососа должна быть на 10% больше полного объема топочных дымовых газов, удаляемых из котла, с учетом их температуры, а напор должен преодолеть гидравлическое сопротивление всего газового тракта (топки, газохода, экономайзера, воздухоподогревателя, борова, шибера, дымовой трубы) за вычетом самотяги дымовой трубы.

В состав дымососа входят следующие части: основное рабочее колесо, всасывающая воронка, улитка, аппарат осевого направления и постамент. Рабочие колесо изготовлено из крыльчатки и ступицы. Крыльчатка - это сварная конструкция, состоящая из листовых лопаток (в ДН загнутых назад), которые расположены между основным и коническим покрывающими дисками.

Рис. 15 - Дымосос: 1-ступица крыльчатки; 2-рабочее колесо; 3-аппарат осевого направления; 4-электродвигатель; 5-улитка; 6-опора.

Дымовые трубы предназначены для удаления топочных дымовых газов и рассеивания вредных соединений (содержащихся в продуктах сгорания) в атмосферном воздухе, с целью снижения их концентрации в атмосфере на уровне дыхания до необходимых параметров.

Дымовая труба, сама по себе и всегда, создает естественную тягу, а движение топочных газов при этом происходит за счет гравитационных сил, обусловленных разностью плотностей холодного наружного атмосферного воздуха и горячих газообразных продуктов сгорания, заполняющих газоходы, дымовую трубу, считая от уровня горелки до устья трубы. Чем ниже температура наружного воздуха и выше его атмосферное давление, выше температура продуктов сгорания топлива, выше дымовая труба - тем естественная тяга больше. В ясную морозную погоду тяга лучше, а в туманную, ветреную, влажную - хуже.

Кирпичная дымовая труба имеет фундамент (цоколь) и ствол в виде усеченного конуса. Минимальная толщина стенок 250 мм. Нижнюю часть трубы футеруют огнеупорным кирпичом для защиты от действия горячих газов. В цоколе предусматривают окна для газоходов (боровов), а также направляющие перегородки (пандусы), в боровах и у основания трубы - лазы для удаления золы. Кирпичные дымовые трубы сооружают диаметром не менее 0,6 м, высотой 30…75 м, они применяются при сжигании любого топлива (газа, мазута).

Высота дымовых труб зависит от высоты застройки, предельно допустимых концентраций вредных веществ (ПДК) и может быть от 30 до 180 м. При сжигании природного газа возможна установка любых труб, а для мазута и твердого топлива - только кирпичные или железобетонные трубы. Однако применение высоких труб не всегда оправдано и поэтому чаще используют невысокие трубы с установкой дутьевого вентилятора и дымососа.

Рис. 16 - Дымовая труба: 1 и 3 - цоколь и ствол трубы; 4 - растяжки; 6 - молниеотвод; 7 - лаз; 8 - футеровка

Глазурование изделия:

Глазурование - процесс покрытия высушенного или обожженного изделия сырьевой суспензией - шликером, который в процессе обжига образует глазурь - стекловидное покрытие на поверхности изделия толщиной 0,1-0,3 мм. Глазурь придает изделию большую механическую прочность, защищает от загрязнений и служит одним из основных средств декора.

Глазури могут быть прозрачными, непрозрачными (глушенными) - скрывающими цвет материала изделия, блестящими и матовыми, бесцветными и цветными.

Глазурование проводят окунанием изделия в глазурный шликер, поливом изделия шликером, распылением шликера на изделие.

Чаще всего перед глазурованием изделие подвергают первому предварительному обжигу - утильному обжигу, после которого изделие набирает достаточную механическую прочность, чтобы не разрушиться при намокании глазурным шликером.

Распылительная кабина модель «800»:

Предназначена для окрашивания распылением:

· Конструкция из листового железа;

· Задняя стенка для водяной пленки, бак из нержавеющий стали;

· Герметическая лампа для внутреннего освещения;

· Электрическая панель управления;

· Поворотный рабочий стол.

Рис. 18 - Распылительная кабина модель «800»

Таблица 13 - Технические характеристики распылительной кабины «800»

Шлифовка изделия:

Шлифование - механическая или ручная операция по обработке твёрдого материала. Механическое шлифование обычно используется для обработки твёрдых и хрупких материалов в заданный размер с точностью до микрона, а также для достижения наименьшей шероховатости поверхности изделия допустимых ГОСТом.

Ленточно-шлифовальный станок Серии B200 S:

Станок является пригодным для шлифования почти всех материалов.

Станина станка снабжена пресепаратором пыли, втулочным соединением для пылеотвода и пылеудалителем KTA600, объем воздуха 600 мі/ч с ручным встряхивателем фильтра.

В состав комплектующих входит:

· Консольный стол со шкалой и поперечным упором,

· Устройство для снятия грата и фаски для круглых или квадратных брусков, или труб.

Дополнительный направляющий ролик может быть установлен над шлифовальным листом для шлифования внешнего радиуса или работ на свободной ленте. Продольные ограничители позволяют обработку длинных секций.

Рис. 19 - Ленточно-шлифовальный станок Серии B200 S

Таблица 14 - Технические характеристики станка B200 S

Упаковка изделия:

Керамические изделия упаковываются с помощью горизонтальных или вертикальных упаковочных машин.

Горизонтальная упаковочная машина МГУ-180:

Предназначена для упаковки в полиэтиленовую плёнку штучных изделий с относительно небольшими размерами. Горизонтальная упаковочная машина имеет 4 независимых электропривода: подающий конвейер, ролики протяжки и сваривания пленки, поперечные сваривающие губки, отводящий конвейер.

Базовая комплектация:

· Регулируемый формирователь рукава;

· Отдатчик метки линии отреза пакета;

· Система автоматического разведения сваривающих роликов;

· Один вал размотки;

· Одна пара сваривающих зажимов;

· Цепной транспортер в зоне свариваемого зажима.

Рис. 20 - Горизонтальная упаковочная машина МГУ-180

Таблица 15 - Технические характеристики упаковочной машины МГУ-180

Хранение и транспортирование:

Готовые изделия упаковывают в полиэтиленовую плёнку с помощью упаковочной машины, затем каждое изделие обёртывают бумагой, заклеивают бумажной лентой и наклеивают ярлык с указанием завода-производителя и его адреса, наименования изделия, количества изделий в пакете, сорта, даты упаковки, номера упаковщика и номера ГОСТа или ТУ. В конце укладывают изделия в транспортную тару (деревянные ящики) по 20 штук.

Керамические изделия хранят в закрытых сухих помещениях на стеллажах.

7. Оценка качества керамических изделий

Керамические изделия должны быть прочными, удобными в пользовании, иметь красивый внешний вид. Их изготавливают в соответствии с образцами, утвержденными в установленном порядке. При оценке качества керамических товаров обращают внимание на показатели качества черепка, глазури и декорирования. В зависимости от внешнего вида, физико-технических показателей, характера, размера и количества дефектов посуда по действующим ГОСТам делится на I и II сорта.

Наличие дефектов устанавливают при внешнем осмотре изделия. Все многообразие дефектов, встречающихся на керамических изделиях, делится на дефекты черепка и глазури и дефекты декорирования.

К дефектам черепка и глазури относят деформацию изделия, выбоины и щербины, заглазурованные односторонние трещины, плешины и сборку глазури, цек и волос (трещины глазурного слоя), мушку (темные точки на изделии), следы от полозков, гребенок, неправильность монтировки деталей изделия, подрыв приставных деталей и др.

К дефектам декорирования - пережог и недожог красок, сборку декалькомании, помарки краской надглазурные, отслоение краски и др.

По ГОСТу число допустимых дефектов не должно превышать для I сорта - 3, для II сорта - 6.

Заключение

Производство керамической посуды является наиболее древним занятием человека. Несмотря на свою древность, керамика находит свое применение и в 21 веке, при этом наибольшая часть объема производства приходится на керамическую посуду.

В результате построения технологической цепочки выявлены следующие источники загрязняющих веществ:

1. Твёрдые отходы - шлак, пыление и др.;

2. Выветривание угля на открытом складе;

3. Дымовые газы от сжигания угля (СО, , , );

4. Выбросы загрязняющих веществ от работы автотранспорта;

5. Шум.

В России около 70% всей электроэнергии вырабатывается при сжигании твердого топлива - углей, сланцев, торфа, в результате чего образуется около 50 млн. тонн в год отвалов золошлаковых смесей. К концу 2001 г. в отвалах находилось свыше 1,2 млрд. тонн таких отходов, а уровень их утилизации составляет только около 10%. Использование отходов от сжигания твердого топлива - это не только проблема возрастающего загрязнения окружающей среды и, следовательно, здоровья нации, но и вопрос экономии материальных ресурсов.

Список литературы

1. Технологические процессы и загрязняющие выбросы: метод. указания по выполнению курсовой работы / сост. Т.А. Кулагина, Е.И. Писарева - Красноярск ИПЦ КГТУ, 2006, - 40 с.

2. Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. - Справочник по котельным установкам малой производительности / Под ред. К.Ф. Роддатиса. М.: Энергоиздат, 1989, 488 с.

3. Захаров А.И. Основы технологии керамики: Учебное пособие / РХТУ им. Д.И. Менделеева; М., 2001.

4. Справочный документ по наилучшим доступным технологиям Производство керамических изделий, 2007 г.

5. «Технология художественной обработки материалов» дневной формы обучения - Томск: Изд. ТПУ, 2005.

6. Производство художественной керамики / сост. Иманов Г.М., Косов В.С., Смирнов Г.В.

7. Керамика: Техника. Приемы. Изделия / сост. Долорс Рос.

Размещено на Allbest.ru