|
|
Обжиг необходим для закрепления
нанесенных на поверхность изделий красок. Температура, при которой происходит
обжиг, зависит от состава краски. Краски, богатые легкоплавкими флюсами
(оксиды свинца, бора), естественно, имеют температуру плавления ниже. Обычно
она колеблется от 540 до 560°С. Эта температура, как правило, на Ю...20°С
ниже начала размягчения стекла. При этой температуре краски, расплавляясь,
прочно сцепляются со стеклом и приобретают характерный блестящий глянцевый
вид. Иечи дли обжига изделий с живописью бывают двух видов. Камерные
(муфельные) и конвейерные непрерывного действия.
Камерные (муфельные печи) могут быть как пламенными, так и
электрическими. Они являются периодическими, работающими по принципу загрузка
— обжиг — выгрузка.
Камерные печи употребляют для обжига изделий
высокохудожественного достоинства. Камерные пламенные печи представляют собой
камеры закрытого типа, где изделия омываются поточными газами со всех сторон.
Объем их колеблется от 0,5 до 3,5 м3. Выкладываются камерные печи из шамотных
плит и обносятся обыкновенной кирпичной кладкой (кожух). Основным отличием
этой печи является то, что обжигаемые в ней изделия полностью защищены от
непосредственного соприкосновения с пламенем и от воздействия зольных
налетов. При этом пламя соприкасается только со стенками муфеля, через
которые и передается температура изделиям. Пламенные камерные печи рассчитаны
на обжиг в окислительной среде, отапливаются они, как правило, газом, но
могут отапливаться мазутом или твердым топливом, таким, как торф, уголь,
дрова. Печь снабжена смотровым окошком, а также отверстием для ввода
термопары. Необходимо помнить, что доведение температуры печи до 400...450°С
должно происходить при открытом смотровом глазке. Это необходимо для того,
чтобы газы испаряющихся веществ могли свободно покинуть камеру печи. При
использовании камерных пламенных печей сернистые соединения, получающиеся в
момент горения топлива, способны проникать через мельчайшие отверстия муфеля
и придавать окраске матовость, которая происходит от образования в последней
микроскопических сульфатов.
Для того чтобы этого не происходило, необходимо внутреннюю
полость муфеля промазывать смесью сурика с каолином и водой или раствором
беложгущейся глины с легкоплавкой пеокрашенной глазурью с водой, доведенных
до состояния густой сметаны. Обжиг в таких печах продолжается 3—5 ч (от
начала разогрева и до его конца без остывания) ( 141).
За последпие годы все больше па стеколь- пых предприятиях
входят в практику электрические камерные печи. Нагревательные элементы таких печей
могут находиться как внутри камеры, так и снаружи ее. Их объем обычно
колеблется от 1/3 до 1 м3. Потребляемая мощность их составляет 12...35 кВт.
Как правило, обогреваются все стены, в том числе под, двери и свод. Как и у
камерных пламенных печей, электрические имеют отверстие для ввода термопары и
окошко для визуального наблюдения, в поду имеется отверстие для ввода
воздуха, а в потолке — для вентиляционного устройства. В ЧССР за последние
годы нашел применение метод принудительной циркуляции воздуха печи. Для этого
в печь подается дополнительно подогретый воздух, который вытесняет из печи
воздух, насыщенный продуктами испарения масел. В результате этого в печи
сохраняется окислительная среда и создается ряд других дополнительных
факторов. Для производства массовой продукции употребляют в настоящее время
печи другого типа.
Конвейерные печи непрерывного действия (леры). Они
применяются для обжига тонкостенных изделий. Конвейерные печи имеют
металлический корпус, керамическую футеровку и электрический обогрев. Ширина
ленты 50—80 см, длина камеры 5—10 м. Изделия проходят весь цикл обжига за 4—6
ч. Температура в печи нарастает к центру и спадает по краям. Это дает
возможность постепенно нагревать и охлаждать изделие. Изделия наряду с
обжигом проходят процесс отжига, поэтому они не трескаются при выходе из
печи. Для автоматического контроля в печи имеются специальные
терморегуляторы. Изделия укладывают или на металлические листы, а затем на
ленту конвейера, или непосредственно на ленту.
Примером конвейерной печи может служить печь типа J1HM,
работающая на природном газе. Длина камеры 26 м 50 см, ширина рабочей части 1000 мм. Скорость движения ленты различная: от 45 мин до 14 ч. Имея
верхний и нижний обогрев, печь снабжена профильным милливольтметром МНПР
54-ГРХА со шкалой от 0 до 1100°С и 8 термопарами, которые служат для контроля
и производства обжига. Термопары 1, 3, 5, 7, 8 показывают температуру нижнего
обогрева, 2, 4, 6 — температуру верхнего обогрева. Основными точками для
обжига красок являются точки 5 и 6. Отклонение основных точек обжига от
заданных температур составляет ±5°С.
Конвейерпые печи производительны и экономичны.
Порядок установки изделий в печи.
В рабочей камере обжигательной печи при установке изделий
соблюдают определенный порядок. В большинстве случаев изделия укладывают на
специальные металлические ленты со множеством отверстий (в отверстия проходят
газы, образующиеся при сгорании органических веществ из состава красок). На
под печи стараются укладывать тонкостенные изделия, декорированные красками
низких температур плавления. Если изделия, положенные на под печи, составляют
ровную высоту, то пад ними на специальных керамических подставках кладут
другой лист и на него еще слой изделий. В связи с тем что наибольшая
температура в печи бывает под сводом, сверху кладут изделия с толстыми
стенками или декорированные красками высокой температуры плавления. Эти же
изделия стараются ставить непосредственно вблизи электроспиралей или наиболее
интенсивных потоков пламени.
Изделия, имеющие тонкую пожку, ставят в середине печи, где
температура поднимается равпомерио. Блюда кладут друг на друга дно с дном,
верх с верхом. Высокие изделия (штофы, кувшины, графины) ставят к стене печи,
так как при открывании дверцы приток холодного воздуха может привести к разрушению
изделия. Контроль режима отжига. Перед отвер- ствием в дверце,
предназначенным для визуального наблюдения, ставят пробный образец краски, по
которому судят о ходе обжига. Существует множество способов визуального
контроля. Например, контроль с помощью стеклянной полоски определенной длины,
положенной центром на подставку: по степени ее прогиба судят о температуре в
печи. Другой способ определения реяшма обяшга живописи — по копоти. Для этого
одно из изделий густо коптят. При повышении температуры в печи до температуры
обжига копоть постепенно сходит с изделия и печь выключается.
Но основпой коптроль производится с помощью пирометра. При
очень толстых стенках изделий печь после каждого повышения температуры на
40... 50°С выключается, а затем снова включается, что дает возможность
прогревать изделия более медленно. Следует помнить, что чем больше изделий в
печи, тем дольше происходит процесс обжига, и наоборот, чем меньше изделий,
тем быстрее происходит обжиг.
Процесс обжига слагается из нескольких этапов, а именно:
нагрева, выдержки и охлаждения ( 142). Обязательным условием является
замедленный подъем температуры в первой стадии обжига. В этот момент в печи
образуется много газообразных веществ от выгорания масел. Если не учесть
этого обстоятельства, то краски могут вспучиться («вскипеть») или собраться в
неопределенной формы бугорки. Замедленный разогрев должен происходить до
температуры 300... 350°С. По достижении наивысшей температуры обжига
(540...560°С) необходима выдержка в течение 20... 10 мин. Выдержка необходима
для выравнивания возникших перепадов температуры в различных частях изделия.
Остывание должно происходить таким образом, чтобы в
изделии не возникали остаточные напряжения, поэтому при определении графика
остывания печи необходимо учитывать толщину изделий. Чем толще изделие, тем
дольше охлаждение ( 142).
В процессе обжига краска проходит следующие стадии:
спекание, т. е. сцепление краска с поверхностью изделия. Вначале плавится
флюс, а затем отдельные частички краски, превращаясь таким образом в единую
стекловидную массу (390...430°С); растекание стекловидной массы в сплошной
слой (410... 450°С); сплавление краски с поверхностью изделия происходит при
взаимном соединении частиц стекла и краски (530...540°С). Дефекты изделий с
живописью. При нарушении режима обжига могут возникнуть различные дефекты
живописи. Основными из них являются:
белесоватый налет получается при попадании в печное
пространство сернистого газа, как результат сгорания топлива; вспучива- пие
(вскипание) красок происходит в результате чрезмерно быстрого повышения
температуры в печи или избытка органических (связующих веществ в красках);
засорение рисунков зернами керамики, золы и другими мелкозернистыми
веществами вследствие недоброкачественного огнеупорного материала в печи;
матовость красок получается от недожога, насыщения красок парами воды, а
также от слишком толстого слоя положенных на изделие красок.
Выгрузка изделий должна происходить, когда изделия остыли
почти до комнатной температуры (20...25°С). При этом необходимо внимательно
следить, чтобы изделия не оставлялись на сквозняке, особенно если их выгрузка
происходит при температуре, несколько выше указанной.
Обжиг изделий, декорированных термопластическими красками.
Эти изделия обжигаются в электрической печи по режиму, приведенному на 142.
Обжиг препарата золота и других дру- гоценных металлов не должен
производиться в печах, где перед этим производили обжиг цветных протрав:
протравы пропитывают керамическую футеровку парами, которые в дальнейшем
выделяются и разрушают золото и другие драгоценные металлы. Для того чтобы
пары удалялись, печь выдерживают при температуре 100°С в течение 30 мин.
На препараты вредно действуют также пары органических
связующих, испаряющихся при обжиге красок, поэтому их совместный обжиг
недопустим. Особенно сильно действует на пленку металла совместный обжиг с
селеновыми красками, при этом флюс металлической пленки разрушается
выделяющимся из красок селенистым ангидридом.
Пленка металлов на стекле образуется при обжиге препарата
при 540...560°С с выдержкой в течение 20 мин. При декорировании металлами
хрусталя обжиг производят при температуре 450°С. Более низкая температура
требует более продолжительной выдержки, так как в противном случае пленка
недостаточно прочно закрепится и будет стираться от легкого прикосновения к
ней. Дальнейшее повышение температуры обжига приводит к разрушению пленки
металлов (происходит «выгорание» золота и других металлов). Обжиг происходит
в восстановительной среде, без доступа воздуха.
Обжиг люстр происходит в тех же температурных пределах,
что и препаратов металлов. Однако надо при этом иметь в виду, что на
изменение окраски и прочности люстр влияют в значительной степени пары и
продукты сгорания клея, канифоли и т. д., поэтому большое влияние надо
уделять своевременному их удалению из печи. Температура обжига люстр
колеблется от 540 до 600°С.
Обжиг деколи и шелкотрафаретной печати. Краски деколи и
шелкотрафаретной печати обжигаются на стекле в слабоокислительной среде при
540... 560°С. Выдержка при самой высокой температуре составляет 10...20 мин в
зависимости от состава красок.
|