Материал: Контроль качества продукции и технологического процесса

Если украшаемое изделие изготовлено из красножгущейся глины, то ангобы приготавливают из беложгущейся глины. Глину разводят до густоты сметаны и наносят на изделие кистью или резиновой грушей. Добавляя в глину окиси металлов, можно получить разноцветные ангобы. Сернокислый кобальт дает синий цвет, перекись марганца - коричневый, окись хрома - зеленый, окись никеля - желтый, окись железа - красный, смесь окисей хрома, марганца и кобальта - черный. Окрашивать керамику можно непосредственно окислами металлов без добавления жидкой глины.

Управление в керамике различными оттенками цвета - сложная задача, и только многочисленными пробами можно ее решить. Сделайте из керамической облицовочной плитки своеобразную палитру. Нанесите на нее мазки разных ангобов, запишите, в каких пропорциях и какие окислы вы добавляли, затем обожгите в печи. Таких плиток можно сделать несколько. Они будут необходимым справочным материалом при подборе нужных цветов. Яркий декоративный эффект дает техника сграффито. Слегка подсохшее глиняное изделие полностью или частично покрывают слоем ангоба. После того как ангоб загустеет, но не потеряет пластичности, стеком выскабливают нужный рисунок, обнажая нижний, более темный

Для окрашивания ангобов с известной осторожностью можно использовать и некоторые надглазурные краски (хромовые, кобальтовые, марганцевые, железные, медные), а также не растворимые, а при определенном навыке и растворимые в воде соли железа, хрома, марганца, меди, никеля, кобальта.

Флюсные ангобы. Иногда для усиления цвета ангоба, лучшего сцепления его с черепком и кроющей глазурью, или применения вообще без глазурного покрытия к нему добавляют флюс. Обычно это бесцветная глазурь или стеклобой в количестве от 5 до 20% вес.. Флюсные ангобы наносятся ка на сырой глиняный черепок, так и на предварительно обоженный и даже глазурованный. В двух последних случаях флюсный ангоб наносится только пульверизатором.

Флюсные ангобы применяют для перекрытия глазурованных и неглазурованных глиняных и шамотных изделий. Флюсный ангоб, нанесенный на изделие распылением, после обжига образует матовую шероховатую однотонную поверхность, полностью закрывающую черепок. Флюсными ангобами декорируют архитектурную керамику. Цветные ангобы применяют и для декорирования фаянса. Готовят их путем мокрого помола в шаровых мельницах беложгущихся глин с добавлением керамических пигментов, красок или оксидов металлов.

К флюсным ангобам можно отнести и так называемые керамические лаки, представляющие собой коллоидные фракции глиняных частиц, образующиеся при длительном отстаивании некоторых глин. Керамические лаки образуют тонкое глянцевое покрытие, на изделии, не пропускающее воду. Эта техника широко использовалась в древней Греции (кранофигурная и чернофигурная керамика), с появлением глазури необходимость в лаках, приготовить которые очень трудно, отпала.

Состав шихты для производства керамической плитки на проектируемом предприятии следующий:

глина Соль-Илекцкая - 30 %;

глина Новоорская - 30 %;

полевой шпат - 17 %;

стеклобой - 15%;

бой плитки - 8%;

Сверх 100% вводим

техническая сода - 0,1 %;

жидкое стекло - 0,3 %.

Состав глазури следующий:

фритта - 92 % (Ростовский керамический завод);

глина Новоорская - 8%;

Состав ангоба следующий

глина Кувельская 99 %

Пигмент 1 %

.2       Выбор и обоснование способа производства и технологической схемы

При изготовлении изделий строительной керамики применяют три основных технологических схем производства: метод пластического формования; метод прессования из полусухих порошков и метод литья керамической суспензии в пористые формы. В соответствии с этим компонуются и схемы производства определяются также качеством исходных компонентов и требованиями, предъявляемыми к готовой продукции.

Керамические плитки изготовляют способом полусухого прессования из пресс - порошков влажностью 6-7 %. Учитывая все возможные характеристики принимаю для проектируемого цеха технологическую схему, которая представлена на рисунке 9.

Начало технологического процесса изготовления - массоприготовление. При неравномерном распределении в массе отдельных компонентов, химический состав в различных участках полуфабриката будет не одинаковым, что в последующих процессах сушки и обжига приводит к браку в результате трещиноватости, деформации и от заданных размеров. Уменьшение размеров частиц компонентов увеличивает число контактов между ними, что в дальнейшем способствует лучшему прохождению процесса спекания при обжиге изделий.

Для приготовления массы принята шликерная технология получения пресс порошка. Шликер приготавливается по технологии совместного помола всех сырьевых компонентов.

Сушка сырца происходит по принципу скоростной однорядной сушки на роликовых конвейерах. Такой агрегат является самостоятельным узлом в единой поточно-конвейерной линии для производства керамических плиток, включающим весь комплекс необходимого оборудования - от пресса полусухого прессования, пресса для нанесения ангоба до упаковки готовой продукции. Однорядные сушилки позволяют вести процесс дегидратации в оптимальных условиях, так теплоноситель воздействует непосредственно на каждое изделие. Поэтому использование однорядной сушки в десятки раз сокращает время сушки и уменьшает расход топлива и полностью исключает ручной труд на загрузке и выгрузке изделий в сушильные агрегаты.

Обжиг изделий- основная технологическая операция при производстве всех видов керамических изделий. В поточно-конвейерной линии по производству керамических плиток для внутренней облицовки стен предусмотрен двукратный обжиг: утельный и политой.

Глазурование изделий осуществляется методом литья. Этот метод наиболее экономичен и даёт возможность получать после обжига более качественный разлив глазури.

.4 Описание технологического процесса и физико-химических основ производства

Технологический процесс начинается с измельчения сырьевых материалов на стругачах, после чего они на конвейере подаются в бункер электровесовой тележки, а затем в шаровую мельницу мокрого помола. Всё сырьё размалывается в шаровых мельницах вместе с водой, уралитовыми шарами в течение 6-7 часов. Влажность суспензии 70%. Готовый шликер сливают в приемную мешалку. Просев керамической суспензии, полученной в шаровых мельницах мокрого помола, производится на вибрационных ситах. Далее для предупреждения расслоения керамической суспензии червячными насосами направляется в башенно-распылительное сушило для сушки или обезвоживания. С помощью башенно-распылительного сушила получают пресс-порошок стабильного зернового состава с шарообразной формой частиц(основной размер частиц 0,24-0,32 мм) такая форма частиц и небольшое количество пыли способствуют более равномерному заполнению пресс-форм, обеспечивают необходимую прочность спрессованной плитки, значительно снижают пылеобразование при транспортировании, а также зависание порошка в бункерах.

Из сушила пресс-порошок влажностью 6-7% элеваторами и конвейерами направляется в ёмкость для хранения.

Далее пресс-порошок идёт на прессование в гидравлический пресс. Начало прессования керамического порошка сопровождается его уплотнением вследствие смещения частиц и гранул относительно друг друга, их сближения и заполнения относительно крупных пор. Вторая стадия уплотнения характеризуется необратимой пластичной деформацией гранул, которая происходит в результате взаимного скольжения минеральных частиц по плёнкам связующей жидкости первичных и твёрдых частиц и заполнение твёрдыми частицами почти всего объёма прессующей массы. Давление прессования равно 25-35 Мпа. Затем нанесение производится ангоба вторым гидравлическим прессом

Затем отпрессованный сырец направляется на сушку в сушилку, которая входит в состав поточно - конвейерной линии, начинающейся от пресса полусухого прессования и кончающейся сортировкой и упаковкой готовой продукции. Температура сушки равна 220-2400С и продолжается 30-35 минут. В качестве теплоносителя используется теплота отходящих от печи газов. После сушки плитки покрываются легкоплавкой глазурью (температура разлива ниже 1150-11000С).

Глазурование плитки производится методом распыления. Этот способ экономичнее и даёт возможность получать после обжига более качественный разлив глазури.

Обжиг плиток происходит в роликовой печи. Керамические изделия движутся в обжиговом канале по роликовому конвейеру в один ряд по высоте, что позволяет резко сократить время обжига и уменьшить расход топлива на единицу обожжённой продукции. Максимальная температура обжига 1050-11000С; время обжига - 70 минут. В качестве топлива используется природный газ.

После обжига изделия остывают и отправляются на сортировку и далее на склад готовой продукции

.5 Режим работы предприятия

Режим работы проектируемого предприятия и отдельных его участков определяется характером технологических процессов и в зависимости от условий эксплуатации может быть непрерывным или переодическим. Его следует выбирать в соответствии с нормами технологического проектирования. Эти нормы учитывают особенности и специфику работы оборудования. Режим работы предусматривает количество рабочих дней, число рабочих смен в сутки, их длительность и продолжительность рабочей недели.

Номинальный годовой фонд рабочего времени Тн, ч, оборудования рассчитывается по формуле:

Тн = N∙n∙t (1)

где: N - количество рабочих дней в году;

n - количество рабочих смен в сутки;

t - продолжительность рабочей смены, ч.

Для расчета потребности сырьевых материалов, количества единиц оборудования наибольшее значение имеет эффективный фонд рабочего времени. Этот показатель определяется с учётом принятого режима работы для проектируемого цеха, нормы времени для всех видов ремонта по данным на основе «Положения о планово-предупредительном ремонте оборудования на предприятиях стройиндустрии». Эффективный фонд рабочего времени оборудования в год, ч, определяется по формуле:

Тэф = Тн ∙ Кти (2)

где Кти - коэффициент технического использования внутрисменного времени работы технологического оборудования.

Кти = К1 ∙ К2 (3)

где К1 - коэффициент использования внутрисменного времени работы технологического оборудования.

К2 - коэффициент использования оборудования с учётом планово предупредительных ремонтов

Режим работы предприятия представлен в таблице 4.

Таблица 4 - Режим работы предприятия

.6 Материальный баланс производства

Расчёт производственной программы.

Программа выпуска фасадной керамической плитки представлена в таблице 5.

Таблица 5-Программа выпуска керамической плитки

Расчёт потребности в сырье

Материальный баланс рассчитывается обратно пропорционально технологическому циклу, начиная со склада готовой продукции и расчёт ведётся по абсолютно сухой массе.

Исходные данные для расчёта:

производительность 4000000 м2 в год;

состав керамической массы без учета ангобирования толщиной 1мм:

глина Соль-Илецкая 30 %, глина Новоорская 30 %, полевой шпат 17 %,

стеклобой 15 %, бой плитки 8%

Сверх 100 % вводим: техническая сода 0,1 %, жидкое стекло 0,3 %,

При расчёте материального баланса учитываются возвратные потери - это количество сырьевых компонентов, которое в процессе производства возвращается на технологическую линию.

Сводный материальный баланс представлен в таблице 6

Таблица 6 - Материальный баланс