Технологічна схема виробництва. Розрахунок сировинної суміші. Підготовка сировини

Сьогодні виробництво керамічної плитки засноване на використанні природних матеріалів – до них відносяться різні сорти глини з додаванням кварцового піску, польового шпату … (можливо і застосування інших природних компонентів). В основі технологічного процесу виробництва плитки, як і багато століть тому, лежить випал (діапазон температур – 900-1300 ° С).Виробництво керамічної плитки в наші дні принципово не змінилося – технологія залишилася колишньою. Змінилися лише інструменти та обладнання. Що являє собою процес виготовлення плитки на сьогоднішній день

Схема технологічного процесу виробництва керамічної плитки.

Етапи виробництва неглазурованої плитки:

Вибір сировини -> Приготування суміші -> Формування -> Сушка -> Випал.

Етапи вир...обництва глазурованої плитки одноразового випалу

Вибір сировини (у тому числі і для глазурі) -> Приготування суміші (в тому числі і для глазурі) -> Формування -> Сушка -> Нанесення глазурі -> Випал.

Етапи виробництва глазурованої плитки дворазового випалу

Вибір сировини (в т.ч. і для глазурі) -> Приготування суміші (і для глазурі) -> Формування -> Сушка -> Випал -> Нанесення глазурі -> Повторний випал. [10]

Вибір сировини. В якості сировини для підстави плитки використовують кварцовий пісок, глину, фелдшпатовие і карбонатні матеріали. Основу керамічної глазурі складають фрити - сплави солей зі склом. Глазур, яка складається тільки з фрит, має глянсову поверхню і застосовується при дворазовому випаленні. Для створення матових глазурі під фрити можуть додавати кварц, оксиди металів, каолін, фарбувальні пігменти.

Приготування суміші. Є дві технології приготування суміші: мокра і суха. При мокрою технології сировинні інгредієнти піддаються подрібненню і змішуванню в барабанних дробарках у присутності води. Дробарки являють собою величезні барабани, що обертаються навколо осі: подрібнюючі деталі (камені або кульки з спеченной суміші окису алюмінію), б'ючи один по одному, виробляють розчавлювання сировинних інгредієнтів. У результаті подрібнення виходить водна суспензія сировини (шликер).

При необхідності пресування суміші, вода видаляється процесом атомізації (протитечійне розпорошення шлікера нагрітим повітрям з негайним випаровуванням води). У результаті цього процесу виходить суміш у вигляді порошку, який містить 5-6% вологи, необхідної для якісної пресування вироби. При необхідності пресування суміші залишкова вологість суміші повинна бути вище вказаного значення: при цьому можливе видалення води з шлікера за допомогою фільтра-преса.

При сухій технології сировинні інгредієнти піддаються подрібненню на молоткових дробарках, а потім зволоженню в спеціальних машинах.

Подрібнення сировини необхідно для гомогенізації суміші і крайнього скорочення розміру її часток, що полегшує наступний процес випалу керамічного виробу.

Технологія мокрого подрібнення дорожче (необхідно багато енергії для видалення води), але дає набагато кращі результати.

Керамічна плитка одноразового випалу, високої пористості і з фарфорової кераміки (грес) виготовляється з сумішей, отриманих мокрим подрібненням, а керамічна плитка типу - із сумішей, приготованих сухим способом. Клінкерну керамічну плитку і керамічну плитку дворазового випалу можна виготовляти обома способами. Приготування суміші полягає в декількох операціях,... які забезпечують отримання однорідної матеріалу, потрібну зернистість і вміст води, необхідне для наступного формування. На цьому етапі виробництва отримують: порошок з вмістом води 4-7% для формовки пресуванням або масу з вмістом води 15-20% для екструдованої плитки. У будь-якому випадку основних операцій на даному етапі три - подрібнення, змішування - гомогенізація, зволоження. При підготовці порошку для пресування можуть використовуватися дві технології: сухе подрібнення сировини з подальшим доведенням рівня вологості до потрібних значень з допомогою зволожувачів і волога технологія, коли сировина подрібнюється у воді з подальшою сушкою шликера методом розпилення. Вибір тієї чи іншої технології залежить від типу маси і від характеристик самого виробу.

Формування. Всі сучасні способи формування керамічної плитки, згідно норм ISO, поділяють на три групи. Група А - метод екструзії (виробництво плиток котто, клінкер). Група В-метод пресування (керамограніт, монокоттура, бикоттура). До групи С увійшли всі інші способи (ручна формовка, лиття скляної мозаїки). Найбільше поширення отримав метод пресування. При пресуванні порошкоподібну суміш завантажують у прес-форми гідравлічного преса, де вона під високим тиском (до 500 кг/см ВІ) ущільнюється і набуває певну міцність. На цьому етапі плитка може піддаватися додатковій обробці. Так для отримання преполірованного керамограніта поверхню плитки шліфується м'якими щітками ще до випалу. З допомогою прес-форм задаються не тільки геометричні форми і розміри керамічної плитки, але і фактура її поверхні.

Пресовка або екструзія - це два методи формування, застосовуваних у виробництві керамічних плиток. Пресовані керамічні плитки виготовляються з порошкоподібної суміші, ущільнюється і формуються під високим тиском за допомогою гідравлічного преса допомогою прес-форм. Екструдировані керамічні плитки виготовляються з тістоподібної маси вихідних матеріалів і формуються при проходженні через спеціальний отвір екструдера за допомогою матриці-мундштука, що забезпечує керамічній плитці товщину і ширину. Далі відбувається нарізка вироби по довжині спеціальними ножами (тонкої дротом). Велика частина керамічної плитки виробляється методом пресування. При пресуванні порошкоподібна маса з вмістом вологи 4-7% стискається в двох напрямках, зазвичай під тиском порядку 200-400 кг/см ВІ. Під тиском відбувається переміщення і часткова деформація гранул, завдяки чому навіть необпалена плитка має відповідної щільністю і міцністю. Інші види виробів (обпалені вироби, клінкер) виходять переважно методом пресування, при цьому вихідна... маса містить вологу від 15 до 20% залежно від типу виробу. Смуга, виходить з екструдера, ріжеться потім на відповідні розміри.

Сушка. У процесі сушіння з виробу видаляється волога, яка була необхідна для формування. Її зміст зменшується до 0,2%. Процес здійснюється в сушильних установках з сушінням гарячим повітрям. Перед тим як потрапити в піч керамічна плитка проходить через сушильну камеру, куди подається гаряче повітря і де керамічна плитка втрачає залишок вологи. Сушка виконує важливу роль, так як на цьому етапі з виробу видаляється вода, яка необхідна для формування. Умови сушіння мають украй важливе значення для забезпечення цілісності вироби, тому процес ретельно контролюється щоб уникнути утворення деформацій, розтріскувань та інших дефектів. У виробництві керамічної плитки на сьогоднішній день найбільш поширеними є сушильні установки з сушінням гарячим повітрям. Така установка забезпечує вихід вологи на поверхню виробу її подальше випаровування і видалення. Швидкодія установки (процес сушіння триває декілька десятків хвилин) забезпечується хорошим теплообміном, ефективною вентиляцією і відносно високою температурою повітря, при якій проводиться осушення. Нанесення глазурі

На сьогоднішній день існує кілька десятків способів нанесення глазурі на поверхню керамічної плитки. Глазур може наноситися у вигляді гранул, пастоподібної маси або розпорошеної суспензії. Момент нанесення може відбуватися по різному: до випалу, після випалу і навіть під час випалу. Для додання плитці більш естетичного вигляду процес глазурирования може застосовуватися разом з нанесенням різних зображень. Один з найпоширеніших способів нанесення орнаментів називається шовкографією, коли через спеціальну сітку з різними за своєю величиною і частоті отворами за допомогою фарб наносять малюнки. Чим складніше малюнок, тим більше сіток застосовується. Глазур являє собою суміш різних мінералів і з'єднань, які наносяться на поверхню керамічної плитки і розплавляються. При наступному охолодженні розплавлена ​​маса твердне, утворюючи скло, яке надає верхньому шару плитки особливі властивості. Приготування глазурі полягає в дозуванні різних матеріалів і їх подрібненні у воді. При цьому виходить суспензія з вмістом води 40-50% готова до застосування. Глазур може наноситися або на обпечену поверхню (при подвійному випалюванні) або на висушену поверхню як при одинарному випаленні. Для нанесення глазурі застосовуються різні види обладнання (конусні або фільєрній автомати, ковшові або трубчасті дозатори, дискові розпилювачі, аерографи). Вони включаються до складу повністю автоматизованих ліній, куди також входять машини для нанесення орнаменту (автомати шовкографії). Деякі види орнаменту можуть наноситися після випалу глазурі; в цьому випадку потрібна подальша термообробка (третій випал). Потім відбувається випал плитки, який може тривати від 40 до 120 хвилин. Піч для випалу - закритий конвеєр довжиною від 50 до 80 метрів. Допомогою подачі газу по трубах на кожні 20 см печі в кожній точці підтримується певна температура. Таким чином, в процесі руху по печі виріб обпалюється при температурі від 200 до 1200 В° С.

Найбільш важливий елемент процесу випалу плитки - розробка і дотримання температурної кривої. Саме правильна побудова температурної кривої відбивається на найважливіших технічних показниках плитки надалі. Як тільки змінюється партія сировини, температурна крива повинна бути розроблена заново. Тому дуже важливо для виробника плитки постійний постачальник сировини. І, отже, тільки ті виробники, хто має давній досвід виробництва, здатні забезпечити стабільну якість. Для кожного типу плитки розробляється індивідуальний температурний режим. Відрізняється і максимальна температура випалу для різних матеріалів. У плитки подвійного випалення - близько 950 В° С, у однократного випалу - до 1180 В° С, у керамограніта - до 1300 В° С. У процесі випалу при високих температурах плитка втрачає вологу і зменшується в розмірах (ужимается). Величина усадки зростає з температурою випалу і може варіюватися від 0% (у плитки дворазового випалу) до 8% (у керамограніта). Тобто для отримання керамічного граніту розміром 300 * 300 розмір прес-форми повинен бути 324
Одноразовий випал (monocottura), коли глазур і підстава обпікаються разом використовується, як правило, для виробництва підлогової глазурованої плитки. Висока температура випалу дозволяє отримати добре спечений міцний бісквіт, і забезпечує значну стійкість глазурі до стирання. При даному способі виробництва неможливо отримати вироби яскравих, насичених кольорів, оскільки при високих температурах фарбувальні пігменти вигорають і тьмяніють. Помічено, що менш яскраві глазуровані плитки більш стійкі до стирання поверхні. Особливості одинарного випалу, калібр

Монокоттура, а також окремий її вид Монопороза - це емальована керамічна плитка, призначена як для облицювання стін, так і для укладання на підлогу. Вона має більш щільну порівняно з бікоттури основу, що виготовляється з білої глини, і тому деякі її види є морозостійкими. Весь процес виготовлення монокоттури відбувається за один цикл випалу. Підготовлена ​​суміш, що складається з різних світлих сортів глини з додаванням інших натуральних компонентів, зволожується і перемішується у спеціальних барабанах. Потім підсушується у величезних вертикальних силосах і подається необхідними порціями на транспортну стрічку з наступним приміщенням у прес-форму. Там, за допомогою дозатора, відбувається рівномірний розподіл потрібної кількості суміші по всій формі штампу. Сучасні...преси, використовувані на фабриці, дозволяють пресувати кожну плитку з навантаженням до 500 кг/см ВІ, рівномірно розподіляючи зусилля по всі поверхні.

На цьому етапі дуже важливо відзначити, що розмір плиток, що виходять з-під преса, більше номінального розміру приблизно на 7-10%, (це приблизно відповідає змісту вологи в замісі після преса) тобто плитка, що має розмір по каталогу 30х30, має поки що розмір приблизно 32х32. Далі, в процесі сушіння і остаточного високотемпературного випалу плитка як би звужується, пропорційно зменшуючись в лінійних розмірах. Необхідно розуміти, що саме це якраз і пояснює наявність калібрів, що привласнюються плитці - по суті, позначення її фактичного розміру. Викликано це тим, що неможливо з точністю до міліметра передбачати це зменшення в процесі випалу, воно залежить від безлічі факторів. Тому надалі, на заключному етапі, плитка сортується згідно з фактичним розміром (калібром), який у свою чергу має невеликі допуски, згідно з нормами ISO. Після виходу з-під преса, плитки направляються в спеціальну камеру остаточної підсушування, і далі на ділянку, де на ще не обпалену плитку наноситься емаль, яка після випалу захищає тіло плитки і додає задуманий дизайнером зовнішній вигляд.

Після нанесення емалі плитка подається в печі довжиною до 100 м. Поступово нагріваючись там до температури до 1200 В° С, і потім плавно остигаючи, плитка проходить той самий одинарний випал, в результаті якого основа набуває виняткову твердість і на ній закріплюється емаль, утворюючи міцне єдине ціле. Весь процес випалу строго контролюється за допомогою комп'ютерів на кожній фазі знаходження в печі. Після виходу з печі плитка приходить на дільницю дефектоскопічного контролю і калібрування, і потім візуального контролю тональності. Далі сортується по партіях, упаковується, маркується і потрапляє на склад готової продукції. Випробування на ділянці дефектоскопії полягають в тому, що кожна плитка потрапляє на так звані рейки, розташовані по краях плитки і по центру прокочується ролик, що впливає на плитку з певним навантаженням. Якщо плитка має дефект, то вона не витримує навантаження і ламається, автоматично не потрапляючи на подальші випробування. Дефекти емалевої поверхні перевіряються візуально, одночасно з визначенням тональності плитки. Властивості монокоттури, наступні з технології її виробництва

Основні відмінності монокоттури від бікоттури полягають у наступному:

більш товста і міцна основа плитки, зроблена виключно зі світлої глини;

В· велика щільність в результаті використання більш потужного преса, і більшої температури випалу, і як наслідок, наявність морозостійких серій (водопоглинання<3%);

Емаль у плиток одинарного випалу крім підвищених характеристик міцності має високу стійкість до побутових миючих засобів, а деякі серії або окремі кольори мають також підвищеною стійкістю до агресивних хімічних середовищ. Декори для монокоттури виробляються двох типів: підлогові і настінні. Виробництво підлогових декорів дуже схоже на виробництво основного матеріалу з тією лише різницею, що на заготовки потрібного формату наноситься малюнок заданого дизайну, який потім також обпалюється, і тому міцність емалі декору не поступається міцності основного поля. Якщо серія рекомендована дизайнерами фабрики і як настінна, то доповнюють декори робляться за тими ж технологіями, що і для бікоттури. Відповідно, такі елементи не володіють характеристиками міцності основного поля. Область застосування, формати.[5]

Плитка одинарного випалу випускається у форматах 15.25х15.25, 16.5х16.5, 20х20 30.5х30.5 33.3х33.3 15.25х30.5 16,5 х33, 3. Для більшості серій виробляються плінтуса і східці відповідних розмірів. У багатьох випадках плитка монокоттура пропонується як для підлоги для більшості серій бікоттури, таким чином, доповнюючи їх. Також може пропонуватися самостійними серіями з настінними Існує також особливий підтип монокоттури, вироблений форматом 10х10. Плитки цього формату призначені, як правило, для облицювання «фартуха» на кухні. Вони мають зменшену товщину (приблизно 6 мм) і велика кількість різних декорів. Оскільки ця плитка використовується в основному в інтер'єрі, вона не володіє всім перевагою монокоттури, але, тим не менш, він міцніший, ніж бикоттура, і може бути використана як підлогове покриття в приватних інтер'єрах. Монопороза, відміну сировини, властивості і область застосування.

Окремий вид плитки одинарного випалення - це монопороза. Цей тип плитки виробляється за технологією пресування і подальшого одночасного випалу тіла плитки і нанесеної глазурі. У цьому вона повністю схожа з монокоттурой. Але завдяки використанню декілька інших компонентів при приготуванні замісу, фізичні властивості, і, відповідно, область застосування даної плитки, істотно відрізняються, і є більш близькими плиткам бікоттури. При виробництві традиційних високощільних плиток одинарного випалу (монокоттури і керамічного граніту) використовуються глини з високим вмістом окису заліза, а для прискорення процесу печення і перекази міцності використовуються флюси на основі польового шпату. При виробництві монопорози використовується принципово інша глина - з високим вмістом карбонатів. При випалюванні, в результаті хімічних процесів, утворюється досить пориста біл...а маса, з високим водопоглинанням (до 15%). Міцність такої плитки помітно менше ніж міцність звичайної монокоттури, тому основа має товщину 12 мм. Природно, що застосуються така плитка може тільки усередині приміщень. Дана технологія дозволяє випікати плити великих форматів практично ідеальних розмірів, які, після додаткової механічної обробки граней, можна укладати з мінімальними швами. При виробництві бікоттури, де сама основа виробляється з червоних глин, світла емаль повинна бути досить товстою, щоб не втратити колір. У монопорози ж біла основа дозволяє наносити тонкий шар світлої емалі, реалізуючи дорогі графічні та хроматичні ефекти. Декори виготовляються як традиційним способом - нанесенням малюнка на плитку, так і за допомогою різання водою під великим тиском на спеціальному обладнанні: таким способом можна отримати дуже гарний збірний декор, використовуючи, в тому числі, і шматочки натурального каменю. Біла пориста основа і тонкий шар емалі вимагають особливих правил роботи з плитками монопорози: для укладання необхідно використовувати склеювальний склад білого кольору, затирати шви необхідно дуже акуратно, намагаючись не пошкодити емаль. Поверхня для укладання плиток великого формату повинна бути ідеально рівною. Бікоттура

Подвійний випал (bicottura) використовується для виробництва настінної глазурованої плитки. Весь цикл виробництва цього типу плиток відбувається за два процеси випалення: першого - для створення основи, і другого - для закріплення емалі.

Тіло плитки, так звана основою або «печиво», виходить шляхом пресування зволоженої маси з червоної або білої глини в спеціальних формах з подальшим випалюванням при температурі до 1040 В° С. Ця плитка вважається досить пористою, з показником водопоглинання до 10%. Товщина основи, як правило, становить 5-7 мм, вона поступається по міцності всім іншим видам плитки. Вищеназвані властивості обумовлюють її виключно інтер'єрне застосування для облицювання стін. Створення В«печиваВ» - це окремий виробничий цикл, по закінченні якого плитки проходять контроль планіметрії і розмірів. У разі невідповідності плитки заданих параметрах вони знімаються з конвеєра і йдуть на переробку. До другої фази випалення - для закріплення емалі, допускаються тільки попередньо відібрані якісні плитки. Емаль, що покриває плитки подвійного випалення, буває глянсовою або матовою. Вона не має високу поверхневу міцність, оскільки не передбачається, що ця плитка, використовувана для облицювання стін, піддаватиметься механічним і абразивним навантаженням. Виняток становлять деякі серії, які рекомендовані виробником і як підлогові. Природно, укладати на підлогу їх можна тільки у ванних кімнатах приватних квартир і ні в якому разі не в громадських місцях. Разом з тим емаль бікоттури досить стійка до впливу...побутових миючих засобів, що використовуються для чищення кераміки, а також до косметичних і гігієнічних засобів, які можуть контактувати з поверхнею плитки у ванних кімнатах. Нанесення емалі

Емаль, пофарбована в різні кольори, наноситься різними способами. Основний з них, т.зв. валковий - за допомогою машини RottoColor - великого круглого барабана, покритого спеціальним матеріалом. Барабан, прокочуючи, завдає рідку емаль, і оскільки довжина його окружності набагато перевищує довжину плитки, то за один оборот обробляється 3-4 плитки, при цьому нерідко використовується також і осьовий зсув цього барабана. Все це потрібно для того, щоб зробити більше число плиток з неповторним малюнком, при цьому зберігаючи вибраний дизайн і колір даної серії. Оскільки процес нанесення емалі ніяк не впливає на геометрію плитки, ці параметри після закінчення виробництва вже не контролюються, а перевіряються тільки на наявність дефектів поверхні.

Властивості бікоттури і область застосування, формати

Основні формати, (в сантиметрах), прийняті для виробництва в даний час: 20х20 20х25, 25х25, 25х33.3, 25х45, 12.5х45.

Бікоттура зазвичай виготовляється колекціями, що складаються з декількох кольорів, які комбінуються між собою, і з великою кількістю декорів.

Декоративні елементи виготовляються кількома способами, осно вние з яких це:

Додатковий третій випал - попередньо зроблені плитки нарізаються під потрібний, відмінний від основного формату, розмір (наприклад, бордюр) і на нього наноситься ще один шар емалі з подальшим випалюванням для закріплення малюнка. Використання гіпсу - для виготовлення об'ємних, рельєфних елементів в заміс додається гіпс, що надає пластичність, потім відбувається формування, покриття емаллю і випал (іноді просто сушка без випалу).

Виготовлення декорів - це більш трудомісткий, довгий і дорогий процес, потрібний саме для того, щоб виділити і підкреслити естетичний аспект у використанні плитки, як облицювального матеріалу Виробництвом багатьох видів декорів займаються спеціальні майстерні та студії, що не пов'язані з основними виробничими лініями фабрики.