|
Санитарно-техническая керамика
включает изделия, предназначенные для санитарного благоустройства жилых,
общественных и промышленных зданий. Ассортимент таких изделий составляет
более 30 наименований — это изделия для гигиенических целей (умывальники,
ванны, унитазы), для хозяйственных нужд (раковины, мойки и др.) и для
специальных целей (лабораторное и медицинское оборудование и др.). Производство
санитарно-технической керамики является наиболее трудоемким, что объясняется
сложностью конструкций, большими размерами и значительной массой изделии.
Санитарно-технические изделия изготовляют из фаянсовых, полуфарфоровых и
фарфоровых масс, различающихся между собой водопоглощением и прочностными
показателями (), крупногабаритные изделия специального назначения (лечебные
ванны, лабораторные раковины и др.) — из шамотированного фаянса (файертона).
Применение фарфоровых и полуфарфоровых масс для
производства санитарно-технических изделий обусловливает их более высокую
долговечность и лучшие гигиенические свойства. В настоящее время на многих
предприятиях как. в нашей стране, так и за рубежом фаянс заменяют фарфором.
Основное отличие фарфоровых и полуфарфоровых масс от фаянсовых — более
высокая степень измельчения шликера и более высокое содержание плавней.
Технология строительного фарфора и полуфарфора не отличается от технологии
строительного фаянса.
Сырьем для производства санитарно-технических изделий
являются пластичные материалы (беложгущие- ся глины, каолины), отощители
(кварц, кварцевые пески, бой обожженных изделий), плавни (полевые шпаты,
пегматиты, тальк и их заменители), электролиты (кальцинированная сода, жидкое
стекло). Сырьевые материалы не должны содержать значительного количества
железистых примесей и соединений титана, снижающих белизну изделий. Формуют
санитарно-технические изделия способом литья из шликеров с применением
гипсовых форм. Данный способ отличается длительностью и трудоемкостью
технологического процесса.
Технология производства санитарно-технических изделий
способом литья включает следующие основные операции: подготовку шликера,
литье в гипсовые формы, сушку, глазурование и обжиг изделий. Шликер
приготовляют прессовыми или беспрессовыми способами с раздельным или
совместным помолом глинистых и отощающих компонентов массы. Прессовый способ
обеспечивает получение высококачественного шликера, но этот способ более
сложен, трудоемок и дорог, так как требует применения рамных фильтр-прессов
(см. 4.5) для обезвоживания шликера и получения коржей с последующим
роспуском их в смесителях. Беспрессовый шликер готовят совместным или
раздельным помолом пепластичных (отощающих и плавпей) и пластичных (глина,
каолин) компонентов массы, при этом для измельчения материалов применяют
оборудование периодического и непрерывного действия.
Для роспуска глинистых материалов применяют агрегаты
периодического действия (шаровые мельницы мокрого помола, пропеллерные
мешалки) или машины непрерывного действия (см. 4.4).
Для измельчения непластичпых компонентов применяют шаровые
либо струйные мельницы непрерывного действия (см. 2.9), в которых материал
измельчается при высокой скорости соударения частиц, переносимых встречными
струями газообразного энергоносителя. Шликер перед литьем рекомендуется
вакуумиро- вать. Влажность шликера 31—33 %.
В зависимости от вида изделий шликерпое литье осуществляют
тремя способами: наливным, сливным и комбинированным.
Наливной способ применяют для изготовления изделий с
большой толщиной стенок и сложной конфигурацией (ванны, мойки, смывные бачки
и др.). При налив- пом способе шликер заливают в полость между двумя
гипсовыми формами, соответствующую форме изделия, при этом убыль шликера
постоянно пополняется до полного заполнения формы массой. Набор черепка
происходит двухсторонний, продолжительность его 1—3 ч, после чего отлитые
изделия выдерживают в формах 7—16 ч для закрепления черепка и снижения влажности
до 22—24 %. Период набора черепка при производстве крупногабаритных изделий
(ванн) увеличивается до 14—16 ч, закрепления черепка — до 18—20 ч. Гипсовые
формы после набора и закрепления черепка разбирают и через 5—7 отливок подают
на сушку для снижения их влажности до 5—6 %. Оборачиваемость гипсовых форм
составляет 30—40 раз. Отформованные изделия поступают на подвялку, сушку,
глазурование и обжиг.
Сливной способ применяют для отливки тонкостенных изделий
(умывальных столов и др.) и при изготовлении изделий на конвейере. При
сливном способе вся гипсовая форма заливается шликером и после набора слоя
необходимой толщины (9—11 мм) шликер из формы сливают, при этом набор черепка
происходит односторонний. Сливной способ имеет некоторые преимущества перед наливным:
упрощается конструкция гипсовой формы, уменьшается ее масса, сокращается
число операций по отливке изделий, облегчаются условия труда. Однако сливной
способ не обеспечивает одинаковую толщину стенок изделия.
При комбинированном способе отдельные части изделий
отливают наливным, а другие — сливным способом с последующим соединением этих
частей в единое целое.
Независимо от способа отливки извлеченные из гипсовых форм
изделия подвергают первичной оправке, затем их подвяливают на стенках в
течение 24—30 ч или в подвялочных камерах до влажности 16—18 %.
По организации технологического процесса различают
стендовое литье, литье па конвейерах и на механизированных стендах.
Стендовое литье требует больших производственных площадей
и трудно поддается механизации производственного процесса. Сборку и разборку
гипсовых форм, заливку шликера и выемку изделий производят вручную или
частично механизированным способом. Для механизации процессов заливки шликера
в гипсовые формы и слива избыточного шликера на некоторых заводах применяют
его заливку под давлением и вакуумную сливку. Стендовый способ является
наименее производительным и трудоемким.
Более прогрессивным является литье санитарно-тех- нических
изделий на литейно-подвялочных конвейерах. Для производства умывальников
применяют литейно- подвялочные конвейеры СМ-462 и СМ-462А производительностью
220—240 тыс. шт. в год, для производства унитазов—литейио-подвялочные
конвейеры СМ-461 и СМ-461А производительностью 200—220 тыс. шт. в год.
Литейно-подвялочный конвейер СМ-461А ( 4.1G) представляет
собой двухъярусный конвейер с гидравлическим толкателем 1, пневмосъемниками 2
для разборки и сборки гипсовых форм, передаточной тележкой 3,
гидроподъемниками 4 для перемещения кареток с изделиями с яруса на ярус. В
верхнем ярусе расположены пост разборки гипсовых форм/, камера подсушки и
подогрева форм //, пост сборки гипсовых форм III, заливки их шликером IV,
камера набора черепка V и пост слива шликера VI. В нижнем ярусе
литейно-подвялочного конвейера расположена камера закрепления черепка VII.
Параллельно с литейным конвейером расположена камера подвялки изделий IX с
двухъярусным рольгангом 6, по верхнему ярусу которого перемещаются изделия, а
по нижнему возвращаются поддоны. На концах под- вялочного конвейера
расположены посты предварительной VIII и окончательной X оправки изделий с
справочными столиками 5. В процессе подвяливания влажность изделий снижается
с 22—23 % до 12—15 %• Набор черепка происходит в течение 1,7—2 ч, закрепление
черепка — 4,7—5 ч.
Литейно-подвялочный конвейер СМ-462А ( 4.17) состоит из
двух параллельных двухъярусных камер литья 1, расположенного между ними
подвялочного конвейера 2, тележек для перемещения форм 5, гидравлических
толкателей 3, гидроподъемников 8 и снижателей 6, механизма автоматической заливки
шликера 9, ппевмосъемника 10, конвейера возврата воронок 12 и подвесной
дороги для уборки отходов 11. В каждой камере литья осуществляются сборка и
разборка гипсовых форм, заливка и слив шликера, набор и закрепление черепка,
сушка гипсовых форм. Процесс отливки изделий происходит в следующей
последовательности. Подсушенные и собранные гипсовые формы подаются на пост
заливки шликером. По окончании набора черепка в камере 7 сливается избыточный
шликер, воронки чистят и подают на конвейер возврата, а талежки с отлитыми
изделиями поднимают иа II ярус в камеру закрепления черепка 4. После
закрепления черепка изделия вынимают из форм, производят их оправку и
укладывают на полки люлечного подвялочного конвейера.
Достоинства конвейерного способа производства
санитарно-технических изделий: механизация большинства трудоемких операций
(сборки, разборки и крепления гипсовых форм, заливки шликера и др.) и
значительное увеличение съема продукции с 1 м2 производственной площади. Однако этот способ имеет и недостатки: повышенная утомляемость рабочих
из-за выполнения однотипных операций при регламентированном ритме работы
конвейера, несколько пониженные производительность труда и качество продукции
из-за повышенного брака при литье, подвялке и сушке изделий.
Литье на механизированных стендах сочетает достоинства
стендового способа (эффективную организацию труда, предусматривающую
возможность одно- и двухсменной работы) и конвейерного способа (механизацию
трудоемких операций, в первую очередь, перемещения тяжелых гипсовых форм).
На механизированных стендах предусмотрена полная
механизация таких операций, как заливка и слив шликера, сборка, разъем и транспортировка
гипсовых форм, транспортировка изделий на оправочный столик и др. Комплекс
оборудования на механизированных стендах включает: механизированный литейный
стенд, конвейер или стенд для оправки и подвялки изделий, систему подачи и
слива шликера. Механизация процесса разборки гипсовых форм на стенде
конструкции Куйбышевского филиала Росоргтехстрома осуществляется с помощью
самоходного портала, снабженного приводом перемещения, механизмами для
разборки гипсовых форм (кантователем и приводной кареткой) и электрической
аппаратурой системы управления. Иногда для извлечения изделий из гипсовых
форм и установки па оправочный столик применяют специальный механизм —
поворотную «руку».
Эксплуатация механизированных стендов показала, что в
процессе литья по сравнению с ручными стендами брак снижается на 25—30 %, а
по сравнению с конвейерной отливкой—в 2 раза, при этом производительность
труда по сравнению с конвейерным способом возрастает в 1,5 раза.
Сушат санитарно-технические изделия в камерных или туннельных
сушилках при температуре около 80°С в течение 30—48 ч либо в
полуавтоматических кареточ- ных сушилках СУ-1 и СУ-2 в течение 18—20 ч.
Применение полуавтоматических кареточных сушилок в сочетании с
литейно-гюдвялочными и глазуровочными конвейерами позволяет создать
поточно-механизированные линии производства санитарно-технических изделий.
Глазуруют санитарно-технические изделия окунанием,
пульверизацией, поливом и комбинированным методом.
В последние годы как в нашей стране, так и за рубежом
разработаны и внедряются в производство глазуровочные конвейеры с нанесением
глазурной суспензии пневматическими пульверизаторами и центробежными
распылителями- В зарубежной практике известен универсальный автомат —
механический робот для нанесения глазурей и эмалей на различные изделия,
воспроизводящий с максимально возможной точностью движение рук
рабочего-глазуровщика.
Обжиг санитарно-технических изделий производят в
туннельных печах, а крупногабаритных изделий из ша- мотированного фаянса — в
периодических печах с выкат- ным подом. Температура обжига для фаянсовых
изделий 1190—1280 °С, шамотированных фаянсовых 1280— 1300 °С, полуфарфоровых
1280—1350 °С, фарфоровых 1320—1380 °С и типа фарфоровых из низкоспекающихся
масс 1150—1250 °С. Продолжительность бескапсельного обжига 21—24 ч, а для
крупногабаритных изделий (ваин) до 90—100 ч.
В НИИстройкерамике проведены работы по созданию новой
конвейерной роликовой печи однорядного обжига санитарно-техническпх изделий
иа лещадках с продолжительностью процесса 8 ч. За рубежом для обжига
санитарно-технических изделий получают распространение муфельные печи и
малогабаритные сборные «модульные» печи с электрическим и газовым обогревом,
в которых изделия помещают на огнестойкие легковесные плиты, передвигаемые с
помощью гидравлического толкателя по роликам. Длительность обжига в модульных
печах составляет 12 ч.
Несмотря на достигнутые успехи в области производства
санитарно-технических изделий способ шликерного литья в гипсовых формах
остается сложным и трудоемким. Принципиально новым техническим решением
производства санитарно-технических изделий, выгодно отличающимся от литья из
шликеров, является гидростатическое прессование из полусухих порошковых масс
(с влажностью 8—10 %). Полуавтомат для гидростатического прессования состоит
из механизмов смазки и сборки пресс-формы, подачи ее под пресс, разборки
пресс-формы и извлечения отпрессованного изделия из нее, гидравлического
пресса и мультипликатора для создания высокого давления воды под резиновой
оболочкой при формовании изделия. Для гидростатического прессования применяют
специальную форму ( 4-18). Обжатие пресс-порошка производится с помощью
эластичной (резиновой или пластиковой) оболочки-формы, находящейся под
давлением жидкости (обычно воды) 12— 20 МПа.
Гидростатическое прессование отличается высокой степенью
равномерности передачи давления прессующей жидкости на поверхность формуемого
изделия и отсутствием потерь давления из-за трения о стенки пресс-формы. В
связи с этим отформованное изделие отличается равномерной плотностью по всему
объему, отсутствием воздушной усадки и пониженным водопоглощением вследствие
плотной структуры. Гидростатическое прессование позволяет ликвидировать
трудоемкие ручные операции, резко сократить цикл производства
санитарно-технических изделий (с 50—70 ч до 2—Зч), повысить
производительность труда, полностью отказаться от громоздких гипсовых форм, в
несколько раз увеличить съем продукции с единицы производственной площади,
расширяет возможности использования местного сырья и создает условия для
полной механизации и автоматизации технологического процесса.
Поточно-механизированная линия для производства
санитарно-технических изделий гидростатическим прессованием с сушкой их в
конвейерных сушилках при температуре 120—150 "С в течение 1,5—2 ч
глазурованием на глазуровочном конвейере с центробежными распылителями,
разработанная НИИстройкерамикой, эксплуатирует-
ся в нашей стране. Препятствием к широкому внедрению этого
способа в производстве является сложность оборудования и высокая стоимость
форм.
Керамические канализационные трубы. Их применяют при
строительстве безнапорных сетей сточных вод и кис- лото- и щелочесодержащих
отходов химических производств, а также водопроводных сетей, проходящих в
агрессивных грунтовых водах. Они более коррозионно- стойкие, чем чугунные,
бетонные и железобетонные. Канализационные трубы производят диаметром 150— 600 мм с длиной ствола 800—1200 мм и толщиной стенки 19—41 мм с раструбом и нарезкой на наружной
стороне конца ствола и на внутренней стороне раструба. В нашей стране и за
рубежом имеется опыт производства керамических труб длиной до 2,5 м. Водопоглощение канализационных труб не более 9%, кислотостойкость не менее 92%. Трубы должны
выдерживать гидравлическое давление не менее 0,2 МПа в течение 5 мин и
внешнюю нагрузку на 1 м длины 20—30 кН в зависимости от диаметра труб.
Для производства керамических труб применяют огнеупорные и
тугоплавкие глины с содержанием А1г03 не менее 20 % и Si02 не более 70 %,
отощающие добавки (шамот, тонкомолотый кварцевый песок и бой труб) и плавни
(полевой шпат, нефелин и др.) для понижения температуры спекания.
Трубы изготовляют способом пластического формования.
Подготовку компонентов осуществляют полусухим способом, предусматривающим
сушку глины в сушильном барабане и помол в дезинтеграторе или молотковой
мельнице либо совмещенную сушку и помол глины в шахтной мельнице, сухое смешивание
глины с шамотом в смесителе с последующим увлажнением массы до влажности
17—19%. Для формования применяют вертикальные и горизонтальные вакуумные
шнековые прессы.
На горизонтальных прессах трубы формуют при более высоком
давлении (10 МПа), чем на вертикальных, что обеспечивает получение более
плотных и прочных труб. Оборудование для формования труб на горизонтальном
прессе включает автоматическое раструбофор- мующее устройство, отделочные
головки, устройства для
переворачивания труб и поддерживающее устройство для
предохранения труб от провисания при формовании.
Сушат канализационные трубы в туннельных монорельсовых или
конвейерных цепных сушилках при температуре 120—150 °С в течение 24—40 ч в
зависимости от диаметра труб. Глазуруют трубы после сушки сырыми земляными
глазурями из легкоплавких глин с добавками плавней и красящих веществ.
Наносят глазурь поливом или пульверизацией на глазуровочных конвейерах.
Обжигают канализационные трубы, как правило, в туннельных печах прн
максимальной температуре 1160—1200 °С в течение 30—36 ч. Для надежного
соединения канализационных труб при сооружении сетей применяют уплотни-
тельные кольца из полиуретановых и полиэфирных полимеров, а также из
нержавеющей стали.
Дренажные трубы. Такие трубы предназначены для сбора и
отвода грунтовых вод с целью понижения их уровня и осушения почвы. Дренажные
трубы изготовляют без раструбов с внутренним диаметром 40—200 мм, длиной 333
и 500 мм. Соединяют их при монтаже с помощью керамических муфт. Они должны
выдерживать внутреннее гидравлическое давление не менее 0,05 МПа,
морозостойкость их должна быть не ниже 15 циклов.
Для производства дренажных труб применяют легкоплавкие
глины и отощающие добавки: шамот (бой труб) и дегидратированную глину (для
труб большого диаметра). Формуют трубы из пластичных масс на ленточных
вакуум-прессах, как правило, пакетным способом: одновременно формуется
несколько труб малого диаметра, размещенных концентрически в трубах большого
диаметра, соединенных тонкими радиальными перепонками, легко' разрушаемыми
после обжига. Трубы большого диаметра формуют на вертикальных прессах. Сушат
такие трубы в туннельных противоточных сушилках, обжигают в кольцевых или
туннельных печах. Трубы большого диаметра обжигают в вертикальном положении,
вкладывая в них трубы меньшего диаметра.
Черепица. Черепица является кровельным материалом,
отличающимся огнестойкостью, долговечностью и высокими архитектурными
качествами. Мелкоштуч-
иость изделий сдерживает ее применение в широких
масштабах.
По конструкции черепица бывает пазовая ленточная и
штампованная, плоская ленточная и коньковая. По назначению черепицу делят на
рядовую, коньковую, разже- лобчатую, концевую и специального назначения
(обычно цветную ангобированную и глазурованную). Максимальная длина черепицы 440 мм, ширина 220 мм.
Сырьем для производства черепицы служат легкоплавкие глины
с добавками шамота (боя черепицы) и более пластичных глин. Формуют черепицу
из пластичных масс с влажностью 18—20 %. В связи с тем, что черепица является
тонкостенным изделием, требуется тщательная подготовка массы, для чего
применяют вымораживание, замачивание, вылеживание и пароувлажнение глины. Для
тщательного удаления каменистых включений применяют глинопротирочные машины-
Формуют черепицу на вакуумных и безвакуумных ленточных шнековых прессах,
иногда на штамповочных прессах. Отформованные изделия укладывают на
деревянные, алюминиевые или керамические рамки для последующей сушки. Сушат
черепицу в естественных условиях или в искусственных сушилках (камерных или
туннельных) при мягком режиме (50—70 °С) в течение 25—70 ч. Применение
щелевых конвейерных сушилок с однорядной сушкой черепицы резко сокращает ее
продолжительность.
Обжигают черепицу при температуре 900—1050 °С в камерах,
кольцевых или туннельных печах, как правило, совместно с пустотелым кирпичом
или дренажными трубами. Для повышения водоотталкивающих свойств,
морозостойкости черепицы и устранения выцветов на ней рекомендуется ее
обрабатывать гидрофобными веществами.
|