Технологічні процеси

Виробництво санітарних виробів

ТЕХНОЛОГІЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ОКРЕМИХ ВИДІВ КЕРАМІКИ

РОЗДІЛ 8

8.1.1. Сировинні матеріали, склади мас і глазурей. Для виробництва санітарних виробів використовують пластичні глини, каоліни, кварц-польовошпатові матеріали, бій обпалених виробів (череп). Глини застосовують білопалені, переважно вогнетривкі, рідше тугоплавкі каолінітові чи каолініт гідрослюдисті, дисперсні зі змістом фракції часток менш 1 мкм не менш 40% Придатність глин каолінів оцінюють по здатності їхніх шлікерів розріджуватися під дією електролітів і мати при вологості 32— 3% досить гарну плинність і обмежену згущуваність, необхідні для рівномірного заповнення гіпсових форм складної конфігурації. Такі глини та каоліни не повинні містити водорозчинні речовини в кількості, що погіршують ливарні властивості шлікеру. У якості основних сировинних матеріалів використовують вогнетривкі глини і збагачений каолін.

Як матеріал, що сприяє зниженню температури випалу, застосовують кварц-польовошпатові мелені матеріали. Кварцовий пісок уводять до складу мас для зменшення повітряної усадки виробів і поліпшення сушіння.

Допоміжними матеріалами служать різні електроліти (кальцинована сода, рідке скло, триполіфосфат), знижувач в'язкості, солі полі акрилової кислоти та у сполученні з вуглелужним реагентом, содою і розчинним склом речовини, що зв'язують розчинні солі глин (гідрат оксиду барію) і солі, що додають черепку блакитний відтінок (кобальт сірчанокислий). При готуванні глазурей крім зазначених вище матеріалів застосовують також бентоніт, тальк, крейду, оксид цинку, циркон, вуглекислий барій і інші матеріали.

Глазурі застосовують в основному глухі польовошпатові сирі, розраховані на температуру випалу 1180—1250°С.

Останнім часом до складу глазурей стали додавати фрітти (склади 1—4 табл. 8.1). Найбільше застосування одержала фрітта В-1С, шихта, для якої має склад, % по масі: польовий шпат — 15,6, кварцовий пісок — 15,5, циркон — 29,4, крейда — 23, оксид цинку — 2, вуглекислий барій — 4,1, тальк — 10,4.

Таблиця 8.1.

Склади глазурей для виробництва санітарних керамічних виробів,

% по масі

Матеріал	Склад
Фрітта	45,7	46,4
Полевой шпат	—	—	—	—	—	32,5
Пегматит	12,8	18,7		5,6	26,5	—
Кварцовий пісок	12,7	18,7		17,7	25,4
Глина: Зеландско-райська Веселовська	2,7 2,7	5,2 —	—		— 5,4	— 1,5
Каолін: просяновський глуховецький	3,1 —	3,0 —	— —	2,5	3,1 —	—
Крейда	5,4	—			10,8	10,5
Оксид цинку	1,7	3,0	—		3,3	4,5
Циркон	7,2	—			14,4
Тальк	2,6	—		3,5	5,2	3,5
Вуглекислий барій	3,4				6,9
Бентоніт	—	—	—	0,7	—	—
Бій виробів						2.5

Схеми виробництва. Шлікерні маси для санітарної кераміки готують двома способами: спільним помелом непластичних і глинистих матеріалів у кульових млинах періодичної дії, роздільним помелом непластичних компонентів у кульових млинах і наступному змішуванні їх із пластичними матеріалами, попередньо розпущеними у пропелерних мішалках, або в агрегатах для розпуску пластичних матеріалів.

Роздільний помел найбільше економічно застосовувати на великих заводах. У кульові млини завантажують для помелу польовий шпат, пегматит, кварцовий пісок, бій виробів і 6 — 7% глини. Туди ж уводять необхідну кількість води та соди. Співвідношення кількості матеріалів, що завантажуються у млин, розмелювальних (уралітових) куль і води відповідно 1:1,3:1. після кожного помелу у млин додають до 4%. уралітових куль від маси завантажених тіл, що мелють. Помел ведуть при вологості суспензії 38—39% до тонкості помелу, що характеризується залишком на ситі № 0063 у межах 2,2—2,5% (для порцелянового шлікеру). Готову суспензію пропускають через сито № 05, магнітний сепаратор і електромагнітну плиту і зливають у збірну мішалку для змішування з глинистими матеріалами.

При наявності у глинах значної кількості розчинних солей шлікер збезводнюють на фільтрпресах. Збезводнені коржі знову розпускають у воді у пропелерних мішалках.

Після збагачення на ситі № 028, електромагнітному сепараторі та електромагнітній плиті шлікер подають у видаткові мішалки, де витримують 50—70 год. Приготовлений у такий спосіб шлікер перекачують по шлікеропроводу у видаткові мішалки ливарного цеху. Готовий шлікер повинен мати вологість 32—31%, щільність 1,65—1,75 г/см³, тонкість помелу — (залишок на ситі № 0063) для порцелянових виробів 1—2%, для напівпорцеляни — 6—8%, для фаянсів — 8—12%. Виріб виливають із шлікеру на механізованих стендах і ливарно-підв'ялювальних конвеєрах. Після виливки та підв'ялювання виріб витягають із гіпсової форми, сушать до вологості 0,8—1% у колискових, кареточних, тунельних чи камерних сушарках, глазурують і обпалюють однократно в тунельних чи інших печах.

Останнім часом у технології виробництва санітарних керамічних виробів на промислових підприємствах країни відбулися помітні зміни.

На переділах лиття, підв'ялювання, сушіння та глазурування напівфабрикатів організовано поточно-механізоване виробництво на базі механізованих ливарних стендів, економічних підвісних колискових сушарок разом із нагромаджувачем напівфабрикату і конвеєрних установок для глазурування основного асортименту виробів.

Стендовий спосіб виливки виробів. При стендовому способі гіпсову форму очищають від прилиплих залишків маси, збирають, скріплюють металевими стяжками і встановлюють на ливарному столі. Якщо необхідно, форми закріплюють на чи столі скріплюють у батареї по 15—16 шт. Після цього промивають усі шви форми масою, уставляють лійку і гумовий шланг рівномірним струменем заливають шлікер. Залиту форму витримують до набору шаруючою масою необхідної товщини (при зливальному методі) чи до утворення необхідної вологості (21—22%). При зливальному методі надлишок шлікеру зливають через зливальний отвір у формі і додатково витримують форму з виливком до зниження її вологості до 20—22%. Потім видаляють верхню частину форми, приєднують приставні деталі, нарізають, зашпаровують і загладжують виріб усередині і витягають виріб із форми. Іноді вироби обробляють (зашпаровують і загладжують їхню зовнішню поверхню) після витягу з форми. Після цього їх установлюють на підставку для підв'ялювання і потім оправляють на столах, калібрують отвори, загладжують і замивають губкою. Після обробки зовнішніх поверхонь, вироби направляють у сушарки. Для прискорення набору шаруючої маси заданої товщини стенди роблять такими, що обігріваються. Транспортні операції частково механізовано піднімальними монорельсовими візками, пневматичними підйомниками.

Механізовані стенди виконано у виді модулів, що включають ливарні установки, устаткування для оправлення та підв'ялювання виробів і пристрою для витягу виливків із гіпсових форм і передачі їх на оправлення. Механізований стенд обслуговує один робітник, що відливає та оправляє за робочу зміну 40—50 унітазів, або 100—120 умивальників, чи 50—60 змивних бачків.

Механізований стенд конструкції НДІбудкераміки для виливка унітазів (рис. 8.1) містить механізований ливарний стенд, приймально-передатну каретку 9, конвеєр 10 для оправлення та підв'ялювання виробів, пристрій для знімання та установки постаменту гіпсової форми, а також колектор для заливання та зливу шлікеру. Працюють на стенді в такий спосіб. При включенні шток пневматичного циліндра 1, висуваючи, переміщає по металевій рамі 2 весь потяг візків 3 із гіпсовими формами 5. Остання з візків притискається до гвинтового упора 8, розташованого з протилежної сторони стенда, при цьому одночасно защіпаються всі 40 форм, установлених на рухливих візках стенда, після чого форми заливаються шлікером. Перед розбиранням форм шток пневматичного циліндра приділяється у вихідне положення, після чого два візки з першою крайньою формою перекочують на вільну позицію, що утворюється після засувки штока пневматичного циліндра. Форми починають розбирати, знімаючи верхнє кільце 7, що підвішують на підставці кронштейна 6, закріпленого на одній із двох візків.

Рис. 8.1. Схема механізованого стенда для виливка та підв'ялювання унітазів

1 — пневматичний циліндр, 2 — металева рама, 3 — пересувний візок, 4 — піднімальний пристрій, 5 — гіпсові форми, 6 — кронштейн, 7 — верхнє кільце форми, 8 — гвинтовий упор, 9 — приймально-передатна каретка, 10 — конвеєр оправлення

Для витягу відлитого виробу форму повертають на 180°, рамки, що кріплять постамент, звільняються, і постамент за допомогою піднімального пристрою 4, що підводиться до форми,знімається з неї і піднімається нагору. До форми підводиться приймально-передавальна каретка 9, висувна платформа якої з попередньо покладеної на її ковзанки підставкою для виробів, рухається під форму.

Поворотом важеля та ексцентрикового механізму піднімальна площадка піднімається, і підставка притискається до поверхні виливка. Одночасно спрацьовує гальмовий пристрій, фіксуючи положення каретки щодо рами 2 стенда. Потім візок із напівформами розгортають у різні сторони. Завдяки тому, що підставка притиснута до виливка, а каретка зафіксована до рами, при розсуненні напівформ виливки не зміщуються та залишаються на підставці. Після того як площадка опуститься, підставку з відлитим виробом установлюють на ковзанки платформи і висувають назовні для переміщення на поворотний столик конвеєра оправлення 10. Після витягу виливка форму збирають у зворотній послідовності. Візки із зібраною формою зміщаються на рамі стенда у крайнє положення. На місце, що звільнилося, висуваються візки з другою формою, і весь цикл розбирання та зборки послідовно повторюється для кожної з 40 установлених на стенді форм

Механізовані стенди для лиття умивальників на ряді заводів працюють по одній схемі, однак їхні конструкції можуть трохи відрізнятися від описуваної. Стенд складається з візків із гіпсовими формами, об'єднаних однією системою сушіння форм (рис 8.2, а) В одному ряді батареї на стенді (рис. 8.2, б) установлено 50—60 форм 3. Уздовж усього складу візків 8 із формами прокладений загальний шликеропровід 5, і кожна форма приєднується до нього гумовими шлангами 4. З іншої сторони до форми може бути приєднана прозора дренажна трубка 2, що піднята вертикально нагору і верхнім кінцем приєднана до трубки повітряної системи. При заливанні шлікеру та формуванні виробу в гіпсовій формі весь ряд візків із формами щільно стискується гідравлічним циліндром, розташованим у торця батареї. На одному візку встановлюють половинки двох різних форм. Повітря з температурою 40—50°С для сушіння форм після їхнього звільнення від виробів можна подавати з розташованого під візками металевого короба.

Механізований стенд працює в такий спосіб. Висушені форми пневматичним циліндром щільно притискають одну до іншої, шланги приєднують до гіпсових форм, відкривають крани і заливають форми шлікером під тиском 30 кПа. Повітря з форм видаляють по прозорих дренажних трубках. При заповненні форми надлишок шлікеру встановлюється у дренажній трубці 2 на визначеному рівні, тобто дренажна трубка одночасно є і рівнеміром шлікеру. Потім кран подачі шлікеру перекривають. Через 1—2 год. надлишок шлікеру зливають із форми через шлікеропровід 5 спеціальним насосом. Для прискорення цього процесу на деяких заводах із повітряної системи через прозорі дренажні трубки у форми під тиском подають повітря. Після зливу надлишку шлікеру сформований виріб 10 закріплюють у формі, Упор пневматичного циліндра відводять від форм і вручну відкочують, приблизно, на 1 м перший візок від усього складу.

Рис. 8.2. Схема механізованого стенда для лиття умивальників

а — поперечний розріз спареного стенда, б — поздовжній розріз стенда при

зніманні виробів:

/ — повітропровід гарячого повітря, 2 — дренажна трубка, 3-гіпсова форма,

4— шланг заливання та зливання шлікеру, 5 — шлікеропровід, б — короб

для подачі теплового повітря на форми, 7 — стенд підв'ялювання умиваль-

ників, 8 — візок, 9 — пневматичний циліндр притиску форм, 10 — сформо-

ваний виріб.

При цьому форма розкривається, половинка її зі сформованим виробом на візку відкочується. Робітник вручну чи за допомогою спеціального механізму уставляє під виріб підставку і через штуцер, закріплений на гумовому шлангу, подає у форму повітря під тиском на краї сформованого виробу, щоб краї виробу злегка відстали від форми. Потім виріб виймають із форми, установлюють на підставку і переносять на стенд підв'ялювання 7.

Гіпсову форму 3 очищають від залишків маси, а при підкочуванні наступного візка знову збирають. У такий само спосіб виймають вироби з інших форм. Витягнуті з форм вироби обробляють вручну (проколюють і розширюють отвори, зачищають, оправляють), підв'ялюють і відправляють на сушіння.

Гідростатичне пресування виробів. Сутність цього способу полягає в тім, що вироби, що знаходяться в металевій формі, пресують за допомогою суцільної гумової оболонки, на яку рівномірно під тиском 12—20 МПа давить вода. Після того як тиск скидають, форму відкривають, і спресований виріб витягають із неї. Цим способом можна пресувати вироби складної форми. Щільність спресованого виробу однакова в його різних місцях і трохи вище, ніж у виробі, відлитого в гіпсовій формі. При гідростатичному пресуванні матеріал не дає повітряної усадки, а водопоглинання обпаленого виробу нижче, ніж у виробу, відлитого в гіпсовій формі. Напівавтомат для гідростатичного пресування складається з гідравлічного преса з верхньою та нижньою траверсами. Пресс затискає металеву форму з усім оснащенням прес-форми з гумовою оболонкою. Форма прес-форми відповідає обрису нелицьової поверхні виробу. Операції по засипанню прес-порошку, переміщенню прес-форми та пресуванню автоматизовані. Тривалість пресування змивного бачка 2 хв. при вологості прес-порошку 8—10%. На поточно-механізованих лініях НДІбудкераміки для виробництва змивних бачків методом гідростатичного пресування виконують усі операції технологічного процесу — від пресування до випалу відглазурованих виробів. Лінія складається з напівавтоматів для пресування виробів, сушильних агрегатів, глазурувальних конвеєрів і допоміжного устаткування.

8.1.3. Сушіння виробів. Санітарні керамічні вироби мають значні розміри і складну конфігурацію, тому їх сушать в основному за двома ступінями — підв'ялюванням і досушенням. Швидкість вологовіддачі у формі залежить від складу та вологості шлікеру: при збільшенні кількості отощуючих матеріалів у шлікері та зниженні його вологості швидкість сушіння збільшується. Процес підв'ялювання являє собою початковий період сушіння, що супроводжується усадкою виробів. Після підв'ялювання вироби остаточно оправляють і направляють у сушарку для досушення. Вироби прагнуть висушити без тріщин і деформації у мінімальний термін і при можливо менших витратах теплоти та електроенергії. Санітарні керамічні вироби сушать в основному в конвеєрних колискових сушарках.

Універсальна колискова сушарка дозволяє сушити до залишкової вологості менш 1% усі типи санітарних виробів одночасно. Термін сушіння 11—14 год., теплоносій — гаряче повітря із зони охолодження тунельної печі. Колисковий конвеєр сушарки одночасно є нагромаджувачем напівфабрикату і транспортним засобом для сухих виробів з усього ливарного цеху підприємства до місця їхнього глазурування.

8.1.4. Глазурування виробів. Усі санітарні керамічні вироби глазурують для додання їм необхідних властивостей і поліпшення їхнього зовнішнього вигляду. Глазурі для санітарних виробів повинні мати хімічну стійкість і твердість. Тонкість помелу глазурних суспензій повинна бути така, щоб залишок на ситі № 0063 складав не більш 0,1—0,2%, щільність глазурних суспензій при глазуруванні методом розпилення глазурі—1,68—1,72 г/см³, при зануренні виробів у глазур — 1,50—1,55 г/см³.

Способом занурення виріб глазурують, опускаючи його у чан із суспензією. Цей спосіб, трудомісткий й малопродуктивний, якість глазурного покриття при цьому невисока. На більшості заводів вироби глазурують на глазурувальних конвеєрах методом розпилення глазурі. Глазурувальний конвеєр НДІбудкераміки складається з одноланцюгового візкового конвеєра, який безупинно рухається. На візку вироби установлюють вертикально. Уздовж конвеєра послідовно встановлена: камера обдування, глазурувальна установка й камера контрольного доглазурування. Камера обдування призначена для очищення від пилу висушених виробів перед глазуруванням. Пил із виробів видаляють стисненим повітрям.

Глазурувальна установка складається з двох послідовно розташованих глазурувальних камер, кожна з який обладнана трьома відцентровими розпилювачами з індивідуальними електроприводами. Обидві камери змонтовані на загальній рамі, у верхній частині якої установлені вібросита для проціджування глазурної суспензії, подаваної до розпилювачів. На осі розпилювача мається фіксуючий пристрій, за допомогою якого розпилювач можна стопорити при заміні ременів і дисків. Камеру контрольного доглазурування призначено для огляду відглазурованих виробів і при необхідності доглазурування окремих місць виробу пневматичним розпилювачем.

Універсальний глазурувальний конвеєр складається з конвеєра для нанесення глазурної суспензії на зовнішні поверхні всіх основних виробів і напівавтоматичної установки для глазурування внутрішніх поверхонь унітазів. Він забезпечує високий ступінь механізації операцій і поліпшення якості глазурного покриття, дозволяє знизити непродуктивні втрати глазурної суспензії до 5—6%, а також відмовитися від складної й дорогої системи аспіраційних і осаджувальних пристроїв для уловлювання розпиленої глазурі.

8.1.5. Випал виробів. Найбільш поширені тунельні печі довжиною 88 і 100м. Тривалість випалу виробів у таких печах 18—20 год., максимальна температура випалу 1180—1250°С в залежності від виду виробів, складу мас і глазурей. Перепад температур по висоті печі в зоні випалу 20—30°С. Щільність завантаження виробів у печах 70 кг/м³; місячне знімання продукції з 1 м³ грубного каналу 2,2 т. Останнім часом на заводах упроваджується прискорений режим випалу виробів у тунельних печах — до 16,4 год.

Після випалу вироби сортують і направляють у відділення армування, де їх укомплектовують необхідною арматурою. Потім вироби надходять у відділення упакування і далі на склад готової продукції.

Дата добавления: 2014-10-17