Производство керамической плитки

Производство керамической плитки занимает ведущее положение в широкой гамме строительных отделочных материалов. Производство керамической плитки осуществляется по новой технологии, которая основывается на полусухом прессовании и скоростном обжиге в щелевых роликовых печах.

Содержание статьи:

1. Технология приготовления керамических плиток.

2.Характеристики и виды оборудования и  конвейерных линий для производства плиток

3. Виды выпускаемых керамических плиток.

4. Керамические кислотоупорные плитки.

Керамические плитки применяют в строительстве как отделочный материал. обладающий высокой архитектурной выразительностью, в сочетании с хорошими физико-механическими свойствами, недефицитного исходного сырья и сравнительно невысокой стоимостью. Новая технология керамических плиток основанная на полусухом прессовании и скоростном обжиге в щелевых роликовых печах, позволила им занять ведущее положение в широкой гамме строительных отделочных материалов.

 

Технология керамических плиток состоит из следующих переделов:

1. Приготовления пресс-порошка в башенных распылительных сушилах.

2. Прессования и сушки.

3. Глазурования и обжига.

Глину с целью разрушения ее природной структуры, удаления или измельчения крупных включений и придания ей пластических свойств пропускают через мельницы для роспуска глины( смотри рисунок 1 (а) и (б)) а затем увлажняют для получения однородной массы -шликера ( влажностью 45…60%).

Глины,  рекомендуемые для производства керамических плиток найдете в следующей статье (смотри таблицу-1). Для получения пресс-порошка используют распылительные сушила, которые благодаря высокой производительности и экономичности нашли повсеместное применение.

Рисунок-1 (а) Фрезерно-метательная мельница ФММ-9 для роспуска глины и (б) Роторная мельница для роспуска глины конструкции НИИ- Стройкерамики.

а) Фрезерно-метательная мельница ФММ-9 для роспуска глины . 1-загрузочная воронка; 2- наклонная плита; 3-корпус мельницы; 4- ротор; 5-карман для недробимых кусков; 6-штурвал для открывания люка кармана ; 7-люк кармана; 8-ребристая плита; 9-точка готовой суспензии; 10-била ротора; 11-перфорированная решетка.

б) Роторная мельница для роспуска глины конструкции НИИ- Стройкерамики.

1-загрузочная воронка; 2-приемный желоб для суспензии; 3- разгрузочное сито с отверстиями диаметром 5 мм (неподвижное); 4-оси кольцевых бил; 5-крепежные диски ротора; 6-корпус мельницы.

Экономическая эффективность использования распылительных сушил по сравнению с сушильными барабанами и фильтр-прессами для завода мощностью 1000 тыс. м² облицовочных плиток в год приведена в таблицу-1.

Таблица-1. Сравнительные показатели использования различных способов обезвоживания керамических суспензий при получении пресс-порошка.

Использование распылительных сушил, кроме того позволяет сократить потери массы и добиться получения пресс-порошка стабильного гранулометрического состава и постоянной влажности. В распылительных сушилах совмещаются процессы обезвоживания, дробления и сепарации. Сушильная  камера представляет собой металлический цилиндр, заканчивающийся внизу конусом, который служит для сбора готового продукта.

Отличительными особенностями сушила являются распыление керамической суспензии пучком форсунок при давлении 1,0…1,2 МПа и снижение давления газа внутри сушильной башни. Схема распылительного сушила Минского комбината строительных материалов и НИИстройкерамики приведена на рисунке 2(а).

Прессование плиток осуществляется на колено-рычажных прессах типа К/РКп-125, КРУ-160 или ему подобных.

Рисунок-2 (а) распылительное сушило и (б) Коленорычажный пресс К/РКп-125.

а)  распылительное сушило, где 1-кольцевой массопровод; 2-форсунки; 3-распылительное сушило; 4-инжекционные горелки; 5-пресс-порошок. удаляемый через патрубок; 6-транспортер.

б) Коленорычажный пресс К/РКп-125. Где 1-станина, 2-гидравлический цилиндр продавливания; 3-рама пресс-формы; 4-прессующий механизм; 5- привод; 6-коленчатый вал; 7-прессующий вал, 8-ползун; 9-штамп ( верхний).

Сушат плитки в конвейерно-поточных щелевых сушилах. разработанные в НИИстройкерамике научные основы скоростного однорядного обжига керамических плиток позволили создать поточно-конвейерные линии со щелевыми печами. Сроки обжига в таких печах сокращаются до 17…50 мин по сравнению с 40…80 ч при обжиге плиток в стопках.

Скорости нагрева и охлаждения плиток приведены в таблицу-2.

Таблица-2. Безопасные скорости нагрева и охлаждения плиток и допустимые перепады температур по плоскостям плиток

Характеристики конвейерных линий для производства плиток приведены в таблицу-3.

Таблица-3. Техническая характеристика конвейерных линий с сетчатыми газовыми печами для производства фасадных глазурованных плиток размером 48 х 48 х 4 мм.

Керамические плитки в основном производят трех видов: для внутренней облицовки стен, полов и фасадов. В зависимости от области применения к плиткам предъявляют различные требования по физико-механическим свойствам и внешнему виду( смотри таблицу-4).
Таблица-4. Физико-механические свойства керамических плиток

Плитки керамические для внутренней облицовки стен применяют для лечебных и торговых помещений, столовых и кухонь, санитарных узлов, бытовых помещений и так далее. Такие плитки классифицируют:

1. По характеру поверхности -на плоские, рельефно-орнаментированные, фактурные.

2. По виду глазурного покрытия -на прозрачные или глухие, блестящие или матовые, одноцветные или декорированные многоцветными рисунками.

3. По форме на квадратные, прямоугольные и фасонные.

4. По характеру кромок-с прямыми и закругленными с одной или с нескольких смежных сторон ( с завалом). В соответствии с ГОСТ 6141-82* производят 50 типов таких плиток, размеры которых приведены в таблицу -5.

Таблица-5. Формы и размеры плиток для внутренней облицовки стен.

Плитка керамическая фасадная

Применяют для облицовки наружных стен кирпичных зданий, наружных поверхностей железобетонных стеновых панелей, цоколей зданий. подземных переходов, эркеров, фризов, обрамления оконных и дверных проемов а также для оформления других архитектурных элементов зданий.

Плитки изготавливают методами полусухого прессования и литья.Предприятия выпускают плитки разных размеров и расцветок. длина и ширина (мм) плиток при толщине 10 мм составляет 250 х 140; 250 х 65; 215 х 120 и 140 х 120, при толщине 7 мм- 150 х 75; 120 х 65; при толщине 4 мм -46 х 46, 22 х 46 и 22 х 22.

Керамические плитки изготовленные методом литья, имеют толщину 3 …3.5 мм. ГОСТ 13996-84 предусмотрены также плитки размером 296 х 102, 296 х 92 и 213 х 111 мм при толщине 10 мм; также при толщине 7 мм- 150 х 150; 60 х 60 мм.

Для вновь проектируемых объектов стандарт предусматривает выпуск плиток модульных размеров, например 292 х 192; 292 х 142; 192 х 142 мм при толщине 10 мм.

Глазурованные крупноразмерные фасадные плитки

Глазурованные крупноразмерные фасадные плитки это опытные партии которые выпускаются методом пластического формования в вакуум-прессе. Имеют следующие размеры: 500 х 500 х 10 мм и 970 х 970 х 10 мм.

Водопоглощение плит составляет 1…3 %. Плиты применяют для отделки вестибюлей, интерьеров общественных зданий и облицовки наружных стен зданий. На домостроительных комбинатах в Мурманске, Рудном, Кокчетаве, Ачинске и других успешно применяют новую технологию керамической отделки фасадных поверхностей бетонных панелей -прямое глазурование керамическими глазурями бетонной поверхности с последующим расплавлением глазури в течении 3…5 мин при 900…1000°С в электрической экранной печи.

В институте ГрузНИИстром разработаны фасадные облицовочные плитки на основе местных сырьевых материалов при скоростных режимах обжига в роликовых печах. Одним из дешевых, эффективных материалов являются отходы туфобрекчии Гвиштибского месторождения. Используют плиточную массу следующего состава: отходы туфа-60…70%, перлит арагацкий -30…40 %, электролиты (сверх 100 % по массе)-жидкое стекло-0,31 %, сода кальцинированная-0,25.

Подобранная смесь для фасадных плиток внедрена на автоматизированной поточно-конвейерной линии на Тбилисcком КСМ и осуществляется по технологии производства фасадных облицовочных плиток. Температура обжига плиток 1020…1040°С. Экономический эффект от внедрения механизированного производства облицовочных стеклоплиток составляет 37,5 тыс.руб (образца 1991 г.)

Плитки керамические литые

Плитки керамические литые (ГОСТ 18623-82) -эффективный обжиговый керамический материал, отличающийся незначительной толщиной и малой массой (6-7 кг на 1 м²). Широкий ассортимент и хорошие декоративные и эксплуатационные свойства обусловливают рост производства этого вида керамики. В процессе производства плиток используют пористые огнеупорные керамические подставки, которые механически перекладывают плитки плашмя на транспортер и передают на литейный конвейер.

На подставки последовательно наносят разделительный, основной и глазурный шликер. Каждый последующий слой наносят в момент исчезновения зеркала влаги с предыдущего. Отливки разрезают на плитки заданных размеров и вместе с лещадками направляют на конвейерную линию с роликовой печью для сушки и обжига. Обожженные плитки снимают с подставок, сортируют и набирают в ковры, укладывая лицевой поверхностью вверх в металлические формы с секциями и накрывают затем листком бумаги, смазанным клеем.

Ковры вынимают из формы и подсушивают. зачищают и упаковывают в пачки. Очищенные от разделительного слоя подставки используют для изготовления следующей партии плиток. Плитки выпускают квадратные, прямоугольные , треугольные, ромбические, шестигранные, трапециевидные и другой формы по согласованию с потребителем. Размеры плиток (мм): длина и ширина квадратных от 21 х 21 до 96 х 96, прямоугольных от 46 х 21 до 121 х 96, толщина -3…3,5.

Лицевую поверхность равномерно покрывают глазурью, которая бывает прозрачной или глухой, белой или цветной, блестящей или матовой. Ковры из плиток бывают одно-двух или многоцветные с укрупненным простым рисунком за счет применения плиток различного цвета, а также с законченным рисунком или его частью для облицовки с ритмично повторяющимся и произвольным рисунком. Выпускают многоцветные ковры с произвольным расположением плиток ( в том числе типа брекчия).

Плитки керамические для полов

Используют для настила полов в зданиях, к чистоте которых предъявляют высокие требования ( больницы, школы и так далее) где возможны воздействия жиров и других химических реагентов, интенсивное движение ( лестничные клетки, вокзалы, торговые залы и так далее). А также в случаях, когда материал для полов служит и декоративным элементом в архитектурном оформлении помещения ( вестибюли общественных зданий, холлы и так далее).

Для повышения художественно-декоративных качеств плитки изготовляют также с многоцветными рисунками, выполняемыми путем прессования плиток из порошков различно окрашенных глин, засыпаемых в пресс -форму по шаблону или путем нанесения многоцветного рисунка методом шелкографии на глазурованную лицевую поверхность плитки.

В соответствии с ГОСТ 6787-80* плитки производят различных форм и размеров (таблица-6).

Таблица-6. Форма и размеры плиток

Керамические плитки типа паркет с тисненым рисунком , имитирующим ценные породы дерева, изготовляют прессованием. размеры плиток 200 х 200 х 11 мм, водопоглощение не более 4 %.

Рельефные плитки с глазурным покрытием для полов выпускают размеров 200 х 200 и 150 х 150 мм, глубиной рельефа по рисунку до 3 мм, шириной до 7 мм, водопоглощением не более 5 %. различных цветов и рисунков.

Плиты керамические универсального назначения -керамический тонкостенный крупноразмерный материал длиной 1,2 …1,5 м, и шириной-0,5 м.

Таблица-7. Физико-механические свойства плит

Высокие физико-механические характеристики плит обусловливают универсальность их применения в качестве облицовочного материала при отделке внутренних стен, полов и фасадов зданий.

Керамические кислотоупорные плитки

Керамические кислотоупорные плитки изготовляют трех типов : кислотоупорные (К), термокислотоупорные (ТК) и термокислотоупорные для гидролизной промышленности (ТКГ).

По внешнему виду плитки типов К и ТК делят на два сорта: I и II. Кислотоупорные и термокислотоупорные плитки имеют твердый спекшийся черепок, высокую прочность -предел прочности при сжатии не менее 39 МПа и на изгиб не менее 15 МПа. А также низкое водопоглощение -не более 6-9 % и высокую кислотостойкость- не менее 96-98 %, высокую термическую стойкость:

Для плиток К -не менее 2 а для плиток ТК не менее 8 теплосмен. Плитки типа ТКГ должны обладать кислотостойкостью не менее 97 %, водопоглощением не более 6% , пределом прочности при сжатии не менее 25 МПа и термической стойкостью не менее 10 теплосмен. Плитки типа К применяют для футеровки аппаратов и газоходов, облицовки панелей и сточных желобов, а ТК и ТКГ -для футеровки варочных котлов целлюлозной , гидролизной и других отраслей промышленности.