Логічна схема виготовлення шлікера

Сировинні компоненти маси

Тонкий помел (кульовий млин, закладка вручну, час помелу 9 годин)

Злив через гумовий шланг

Проціджування (сито 10000 отв.на см 2 вручну)

Зберігання шлікера (басейн із пропелерною мішалкою)

Транспортування шлікера у відрах

Транспортування шлікеру (мембранний насос)

Зневоднення фільтр-прес, 24 години

Промінь коржів (вакум'ялка)

Транспортування валюшок (вручну)

Виробництво виробів складається з наступних технологічних стадій: приготування шлікеру, включаючи попередню підготовку сировинних матеріалів, лиття, сушіння та випалювання; якщо вироби глазуруються і декоруються, то перед випалом вони покриваються ангобом і глазур'ю, а також їх декорування.

Першою стадією приготування є попередня обробка сировинних матеріалів. Метою попередньої підготовки сировини є, по-перше, диспергація, по-друге, збереження чи навіть підвищення її вихідної чистоти.

Основні сировинні матеріали поділяються на пластичні та непластичні. Пластичними матеріалами є каоліни та глини. Непластичні матеріали в залежності від характеру дії, що поділяються на отощаючі (порошок шамот, кварцовий пісок та ін.) і плавні (польовий шпат). Плавні в сирій масі діють як отощаючі.

Зі складу сировина по стрічковому конвеєрі надходить у цех, дозується вручну на платформних вагах і завантажується в кульовий млин мокрого помелу періодичної дії, де здійснюється тонкий помел.

Мокрий тонкий помел кам'янистих матеріалів здійснюється з метою: підвищення їхньої реакційної активності при випаленні керамічних мас; підвищення однорідності структурикерамічного черепка; відділення забруднюючих домішок при ситовому збагаченні.

Помел здійснюється у дві стадії. На першій стадії завантажуються отощаючі матеріали - кварцовий пісок, польовий шпат, порошок шамота, завантаження здійснюється в кульовий млин через завантажувальний люк при закритому повітряному клапані. Вода заливається з відстійника з рейкою-дозатором самопливом через гумовий шланг, кількість води визначається технологом залежно від властивостей маси. Після цього

проводиться завантаження тіл, що мелють. На другій стадії завантажуються глинисті складові – Глина Шулеповська та каолін. Додається недостатня кількість води. Час помелу – 9 годин. Після закінчення помелу шлікер зливається через вихідний патрубок при відкритому повітряному штуцері в басейн з пропелерной мішалкою. Мішалки постійно увімкнені.

При зливі маси в басейн шлікер проходить через сито (10 000 отв./см 2 ), сітка постійно прочищається і після зливу промивається водою, сітка не повинна мати пошкоджень.

Шлікер після ретельного перемішування пропелерною мішалкою в басейні гумового шлангу за допомогою мембранного насоса надходить у фільтр-прес.

Фільтпресування, тобто. зневоднення суспензій з метою одержання маси з певною вологістю проводиться у фільтр-пресі.

Загальна тривалість процесу, або «накачування» фільтр-преса становить залежно від пластичності керамічної маси 2. 4 год. Вологість «фільтрпресної» маси 22. 25. Розвантаження фільтр-преса здійснюється шляхом розсування щитів, відділення пластів маси від фільтрувальної тканини та скидання їх на спеціальний візок. За один цикл у фільтр-пресі одержують до 1 т маси.

Приготовлена у фільтр-пресах керамічна маса неоднорідна за вологістю, томубез спеціальної обробки (гомогенізації чи проміну) з такої маси відформувати вироби не можна. Промін керамічних мас здійснюється в глином'ялках, причому в даний час для цих цілей використовують вакуумні глином'ялки, в яких поряд з вирівнюванням маси за складом та вологості з неї видаляються бульбашки повітря. У керамічних масах міститься до 10% повітря, що заповнює пори або адсорбується поверхнею глиняних частинок. Повітряні бульбашки діють як отощители і знижують пластичність керамічних мас.

Для проміну тонкокерамічних мас застосовують двовальні вакуумні масом'ялки. Оскільки керамічні маси перед проміном обробляються в кульових млинах та фільтр-пресах, вони не потребують тривалого перемішування та зволоження і тому використовуються масом'ялки з короткими шнеками.

Розрізання бруса на заготовки необхідної довжини проводиться струнним механізмом. Такі заготівлі називають валюшки. Вакуумування пластичної маси дозволяє покращити її формувальні властивості, підвищити експлуатаційні характеристики виробів: щільність, механічну міцність, хімічну стійкість та ін.

Далі валюшки вручну переносять на зберігання та накривають поліетиленом. При цьому вирівнюється вологість, видаляються газоподібні продукти, розкладаються органічні включення, йде гідроліз польового шпату, пов'язаний з виділенням лужних катіонів та їх адсорбцією глинистими частинками – все це покращує пластичність та зв'язність маси.

2.4.3. Технологічна схема виробництва виробів методом шлікерного лиття

Зберігання шлікера (витратний басейн із пропелерною мішалкою)

Зберігання маси (валюшки, W = 23%)

Лиття (ручне лиття)

Оправлення, зачистка напівфабрикату

Сушіння (конвеєрна полична сушарка W=2-3%,τ= 5-7ч.)

Підв'ялка виробів у гіпсовій формі на стелажах, W=14-15%

Вилучення виробів із форм

(щілинна, рольгангова піч,Т=650 0 С, t=5-6 год.)

Зачищення опорних поверхонь від глазурі

Накладка приставних частин на виріб за допомогою жижелі (вручну)

Промін маси вручну

Формування пелюсток квітів (вручну)

Шлюб утільного випалення

Садки на випалювальні вагонетки

Политий випалювання (тунельна піч, Т=1400 0 С, t =24-30ч)

Шлюб політого випалу

Сортування, маркування, комплектація

Декорування (ручний розпис, тонування)

Декорований випал (рольгангова піч, T=700-800C 0 ,t=2-3години)

Сортування, маркування, комплектація, упаковка

Склад готової продукції

Для виконання колекції ваз вибрав спосіб шлікерного лиття в гіпсові форми. Перевага шлікерного лиття над іншими способами полягає у можливості формування виробів складнішої конфігурації, різних розмірів на відносно нескладному продуктивному обладнанні. В даний час поширені три способи відливання виробів у гіпсових формах: наливний, зливний та комбінований. З них для виливки колекції, що розробляється, ваз-скульптур був обраний зливний спосіб.

При заливанні шлікера у форму необхідно стежити за тим, щоб струмінь шлікера не бив у стінку форми, не захоплював повітря. Шлікер повинен рівномірно без спінювання заповнювати форму. Щоб компенсувати стиснення шлікера та створити невеликий тиск під час його знаходження у формі, рівень шлікера повинен бути дещо вищим, ніж висота закінченого виробу. Це досягається двома шляхами: в заливний отвір форми вставляється зверху вирва, обрамлена для щільності джгутиком глинистої масиу місці зіткнення з гіпсом, або у самій формі зверху передбачається певний обсяг такого резерву - литник. У нашому випадку – литник.

Шликерне лиття засноване на здатності компонентів маси давати стійкі суспензії у водному середовищі, на реологічних властивостях шлікера та на поглинанні води з шлікера порами гіпсової форми завдяки дії капілярних сил з утворенням на поверхні твердого шару маси. Здатність шлікера заповнювати гіпсову форму обумовлена його плинністю, а відтворювати конфігурацію форми - його ливарною здатністю.

Механізм набору стінки виробу полягає в осадженні твердої фази шлікера на внутрішній поверхні гіпсової форми при одночасному поглинанні рідкої фази порами форми. Швидкість набору стінки виробу залежить від швидкості поглинання формою рідкої фази шлікера (проникність гіпсової форми становить 2,5 10 -9 -6 10 -11 л/см 2 ) гранулометричного складу твердої фази, співвідношення твердої та рідкої фаз, а також від швидкості дифузії води з шлікера шаром маси, що утворився на гіпсовій формі (проникність шару, що сформувався 2,4-3 10 -11 л/см 2 ). Цей шар наростає пропорційно до часу набору стінки виробу. Процес утворення шару маси на гіпсовій формі

забезпечує капілярний тиск, що створює меніски води в порах гіпсової форми.

У процесі фільтрації беруть участь найменші діаметри діаметра (0,3-0,45 нм), а також більші пори (до 1нм). Швидкість набору черепка зростає (притому ж середньому розмірі пір) зі збільшенням пористості гіпсової форми (рис.2.1.) і обумовлена головним чином опором шару маси, що утворився, так як опір гіпсової форми капілярному тиску незначно. Швидкість утворення шару маси при зростаючій пористості форми тазалежність цієї швидкості від середніх розмірів пір у формі досягають максимуму при такому розмірі пір, при якому проникність шару стає рівною проникності форми. Швидкість поглинання рідкої фази шлікера пористими стінками форми має бути вищою або дорівнює швидкості підходу її до поверхні форми. Наростання міцності шару маси, що утворився в гіпсовій формі, обумовлюється тиксотропним утворенням структури під дією флокуляції, що викликається міграцією іонів Са 2+ з гіпсової форми в шлікер, а так само внаслідок відбору вологи порами форми під дією капілярних сил.

Рис.2.1. Залежність швидкості набору маси від середньої величини пор (1) та пористості (2) гіпсової форми.

Зі збільшенням розміру пор форми швидкість набору черепка зростає. Така залежність спостерігається до 1мк. При подальшому збільшенні розміру пір швидкість набору черепка зменшується.

Швидкість набору черепка зростає зі збільшенням пористості гіпсової форми /4/5/6/.

Коли набір черепка досягла потрібної товщини (близько 40 хвилин і товщина виробу 0,5мм) зайвий шлікер зливають з гіпсової форми.