Технология производства керамических материалов в большей мере связана с характеристиками используемых глин (огнеупорность, содержание Al2O3 и красящих оксидов в прокаленном состоянии, водорастворимых солей, преобладающего глинообразующего минерала, тонкодисперсных фракций, включений размером более 0,5 мм; размер включений, пластичность, температура спекания, степень спекания, содержание свободного кремнезема, механическая прочность). Например, перед началом производства архитектурной терракоты (архитектурно-художественные изделия с различным рельефом на лицевой поверхности) особое внимание уделяют пластичности глины, усадке, содержанию растворимых солей. Для изготовления таких изделий используют пластичные глины - их минимальное сопротивление разрыву в пластическом состоянии должно быть не менее 0,01 МПа. Желательно использовать глины после их вылеживания в течение года после добычи - процессы, происходящие в глиняной массе при вылеживании, оказывают положительное влияние на агрегативное состояние (повышается дисперсность, пластичность) и связность системы. Воздушная линейная усадка глин для производства архитектурной терракоты не должна превышать 5 %, общая - 8,5 %, содержание растворимых солей не должно быть выше 1,2 %.
Глиняные массы кроме глины, содержат различные добавки, оказывающие влияние на свойства керамического материала.
Пластичные материалы - вещества, которые, будучи замешаны с водой, под влиянием внешнего воздействия, принимают нужную форму, сохраняя ее при последующей сушке и обжиге. К ним относят каолины и глины.
Плавни - вещества, дающие в смеси с глинистым веществом при прокаливании более легкоплавкие соединения (полевые шпаты).
Отощающие добавки вводятся в состав керамической массы для понижения пластичности и уменьшения воздушной и огневой усадки глин. В качестве отощающих добавок используют шамот, дегидратированную глину, песок, золу, гранулированный шлак,
Порообразующие добавки вводят в сырьевую массу для получения легких керамических изделий с повышенной пористостью и пониженной теплопроводностью. Для этого используют вещества, которые при обжиге диссоциируют с выделением газа, например СО, (молотые мел, доломит), или выгорают. Так, древесные опилки, измельченный бурый уголь, отходы углеобогатительных фабрик, золы ТЭС не только повышают пористость стеновых керамических изделий, но также способствуют равномерному спеканию керамического черепка.
В производстве используют также добавки для повышения дисперсности, пластичности и связности глиняных масс, так как осуществлять «вылеживание» глин в современных условиях (высокие темпы, ограниченные производственные площади) весьма сложно.
Основное оборудование для мастерской
Стеки;
проволоки длиной около 40-50 см с деревянными ручками на концах для срезания изделия с гончарного круга и других работ;
толщиномеры и циркули - для уточнения размеров изделия;
рашпили или наждачные бумаги – для обработки поверхности изделия, устранения шероховатостей и придания фактуры;
резиновые скребки или губка – для мягкой полировки и удаления неровностей;
для раскатывания пластов глины нужна скалка диаметром около 5 см из хорошего дерева, не лакированная;
для декорирования изделий, нанесения глазури надо иметь разные кисти – мягкие и жесткие;
различные глазури;
гончарный круг;
Например: S-4640 (Фоме 3412)http://www.horss.ru/p375-3017.jpg
Назначение.
Электрический гончарный круг для работы в домашних условиях, в студиях и мастерских. Производство Fo. Me., Италия.
Основные характеристики.
Габариты круга (без коробки): длина со сложенным сиденьем 660, ширина 580, высота 610 мм. Диаметр диска - 300 мм, вес с упаковкой - примерно 25 кг. 350 Ватт, 220 вольт.
гончарная печь.
Например: S-0770 (КЕ 100 S Rohde, печь)http://www.horss.ru/p1029-4382.jpg
Назначение.
Камерная электрическая профессиональная печь 100 литров, 380 вольт, 1320°C.
Основные характеристики.
Основные параметры:
габариты камеры 410 х 470 мм, высота 540 мм;
внешние размеры 750 х 970 мм, высота 1640 мм, ножки печи демонтируются для транспортировки;
мощность 8 кВт, трехфазное питание 380 вольт, розетка CEE16А;
вес печи - 300 кг.
Максимальная температура - 1320°C.
Нагреватели проволочные, расположены на трех стенках, поде печи и на дверце печи на муллитовых трубках.
Коррозионная защита металла обеспечивается вентиляцией внешних стенок печи, использованием нержавеющей стали.
Дверца легко и широко открывается, во время работы надежно закрывается и даже может быть заперта. Дверь правая, если требуется левая, это нужно указать при заказе.
В состав стандартной комплектации печи входит контроллер (регулятор температуры) TC 304.
В состав стандартной поставки не входят полки. Для этой печи необходим комплект Set 15 (Комплект из муллито-кордиеритовых плит со стойками, количество полок и стоек зависит от комплекта: в этом комплекте 2 плиты 400*370 мм + набор стоек разной высоты.)
Нагреватели печи имеют высокий ресурс работы, однако можно заказать запасной комплект нагревателей заранее. Кроме того, печь может быть дополнительно оснащена многими другими приспособлениями
Механическая обработка глины производится для выделения или измельчения каменистых примесей и получения однородной массы, обладающей необходимыми формовочными свойствами.
Добавочные компоненты подвергают дроблению.
Выделяют три способа формования керамических масс: пластический, полусухой, литье.
При пластическом формовании керамическая масса должна обладать определенной влажностью, например 18-25 %. Керамические материалы для кладки стен (кирпичи и др.) формуют на ленточных шнековых прессах, где с помощью шнека керамическая масса перемещается к сужающейся переходной головке и мундштуку. На этом этапе материалу придается необходимая форма.
Разновидность пластического формования жесткий способ предполагает использование мощных вакуумных или гидравлических прессов. При этом могут использоваться менее пластичные керамические массы с влажностью от 13 до 18 %. После такого формования изделие обладает большей структурной прочностью, а при последующей сушке экономятся энергетические ресурсы.
Способ пластического формования распространен при производстве кирпича и черепицы.
Способ полусухого формования предполагает использование керамических пресс-порошков с влажностью 8-10 %, которые уплотняются при давлении 15-40 МПа в специальных формах.
Возможно снизить влажность керамического пресс - порошка до 2-6 % и избежать процесса сушки. В этом случае получаются сравнительно плотные изделия.
Способ литья применяют обычно при получении сравнительно тонких керамических материалов (мозаичных плиток толщиной 2 мм и др.). Жидкая керамическая масса (шликер) поступает в специальные поддоны на автоматизированной конвейерной линии.
Таким способом формуют и санитарно-технические изделия.
Цель процесса сушки - снизить усадочные деформации и предотвратить возможное растрескивание материала при последующем обжиге. При сушке керамических изделий несколько уменьшается их объем за счет уменьшения толщины гидратных оболочек глинистых частиц, повышается прочность сырца. Наиболее распространены конвективный и радиационный способы сушки. При конвективной сушке теплоноситель (дымовые газы, горячий воздух) омывает изделия и передает им теплоту, при радиационной - изделия воспринимают теплоту от нагретых поверхностей. На заводах для сушки изделий используют туннельные и камерные сушилки.
В процессе обжига образуется структура керамического материала, определяющая его свойства, в том числе прочность. Возможные дефекты при обжиге необратимы. Например, при отклонении от оптимальной для данного материала температуры обжига может быть пережог, при этом происходят потеря формы, оплавление поверхности. При недожоге ухудшаются основные показатели эксплуатационно-технических свойств.
Обработка лицевой поверхности керамических материалов связана с их видом и проводится различными технологическими способами, среди которых выделяют основные: механическую обработку, ангобирование, глазурование, сериографию, шелкографию.
Механическая обработка - использование специальных приспособлений, позволяющих получать рельефный рисунок после или в процессе формования материала.
Ангобирование - нанесение механическим способом на лицевую поверхность белых или цветных жидких глиняных масс толщиной 0,25-0,4 мм. После обжига образуется матовое покрытие.
Ангобы разделяют на глинопесчанистые, флюсные и «античные лаки». Глинопесчанистые ангобы содержат обычно глину, песок и иногда в небольших количествах мел. В состав флюсных ангобов, кроме глины и песка, вводят различные вещества, которые снижают температуру обжига, способствуют их уплотнению и спеканию. «Античные лаки» отличаются от глинопесчанистых добавкой красящих оксидов. Ангобные покрытия должны быть однотонны, морозостойки (не менее 25 циклов), на них не должно быть волосяных трещин (цека), отколов, вздутий, натеков. Состав ангобной суспензии подбирают из измельченных материалов с тонкостью помола, характеризующейся остатком на сите 10 ООО отв/см² в пределах 3-5 %. Сырьевые компоненты перемешивают с водой и получают ангобную суспензию плотностью 1,3-1,4 г/см³.
Глазурование - покрытие различными способами слоем жидкой глазури толщиной 0,15-0,3 мм. Глазури, состоящие из кварца, полевого шпата, каолина и других компонентов, образуют после обжига стекловидный слой, отличающийся блеском. Реже применяют глазури, позволяющие получать «матовую» фактуру - со слабым блеском.