Тема 12. Организация изучения в школе технологии производства грубой керамики

1Керамическими материалами или керамикой называют по­ликристаллические материалы и изделия из них, полученные спеканием природных глин и их смесей с минеральными добавками.

2 Керамические изделия об­ладают различными свойствами, которые определяются составом исход­ного сырья, способами его переработки, а также условиями обжига. Материал, из которого состоят керамические изделия, в технологии керамики имену­ют керамическим черепком. Керамические материалы весьма разнообразны и могут быть клас­сифицированы по нескольким признакам. По составу: кислородосодержащие, в том числе: силикатные, из ок­сидов металлов (магния, бериллия, алюминия и др.); безкислородные, в том числе: карбидные, нитридные, боридные, силицидные. По конструктивному назначению различают сле­дующие группы керамических строительных материалов и изделий: стено­вые изделия—кирпич, керамические камни и панели из них; фасадные изделия—лицевой кирпич, различного рода плитки; изделия для внутренней обли­цовки стен—глазурованные плитки и фасонные детали к ним (карнизы, уголки, пояски); плитки для облицовки пола; изделия для перекрытий; кровельные изделия—черепица; санитарно-строительные изделия—умывальные столы, унитазы, ванны; дорожные изделия—клинкерный кирпич; изделия для подземных ком­муникаций — канализационные и дренажные трубы; теплоизоляционные изделия. По применению существует: строительные (кирпич, черепица); огнеупоры; тонкая керамика (фарфор, фаянс). По структуре и степени спекания: пористые или грубозернистые (кирпич, огнеупоры), спекшиеся или мелкозернистые (фарфор, специальная керамика), а также изделия грубой и тонкой керамики. В качестве сырья для производства силикатных керамических ма­териалов используют вещества, обладающие свойством спекаемости. Спекаемость — свойство свободно насыпанного или уплотненного порошкообразного материала образовывать при нагревании до определенной

температуры поликристаллическое тело — черепок. Сырьем для керамики являются: (глины); добавки (кварцевый песок). Далее подвер.обжигу,обжиг это термической обработке при высоких темпера­турах для упрочнения. Материалы высшей огнеупорности изготовляют на основе карбидов, боридов, силицидов, сульфидов и других соединений метал­лов, безглинистых сырьевых веществ. Большой практический интерес имеют огнеупоры, состоя­щие обычно из металлической и керамической частей с соответствующи­ми свойствами. Свойства глин имеют в керамическом производстве важное значение. Из физиче­ских свойств следует учитывать их пластичность, связующую способ­ность, водопоглощаемость, воздушную и огневую усадки, огнеупор­ность. Пластичность - способность влажной глины под действием внешних сил принимать заданную форму и сохранять ее после устране­ния давления. Связующая способность глин выражается в том, что уплотнен­ная влажная глина после высыхания не рассыпается, а сохраняет по­лученную форму. Воздушная и огневая усадки отражают способность глин уменьшать объем при высыхании на воздухе или при обжиге. Огнеупорность важнейшее свойство глин выдерживать вы­сокую температуру, не расплавляясь и не деформируясь.Характерным свойством глин является их способность при об­жиге превращаться в каменный материал. Морозостойкостью называют способность попеременное заморажива­ние и оттаивание без признаков разрушения и без значительного пониже­ния прочности. Теплопроводность способ.керамики проводить тепло.

4Производство изделий строительной керамики состоит из сле­дующих основных операций: добычи, транспортирования и хранения сы­рьевых материалов, их переработки и обогащения, приготовления кера­мических масс, формования сырца, сушки и обжига изделий. Добывают сырье на карьерах экскаваторами, вывозят глину. Многие заводы имеют механизированные крытые глинохранилища. Непластичные материалы обычно поступают с карье­ров не обработанными и необогащенными. Подготовка сырьевых материалов состоит в отделении от них вредных примесей, смешивания глины с добавками и увлажне­ния. Подготовку керамической массы осуществляют полусухим, сухим, пластическим и шликерным (мокрым) способами. Способ полусухого прессования позволяет использовать мало пластичные глины, сократить расход топлива на сушку сырца, снизить стоимость продукции. Сухой способ отличается от полусухого тем, что полностью исключается сушка сырца. При­меняют его для изготовления плотных изделий — клинкерного кирпича, плиток для пола, фаянсовых изделий и др.При пластическом прессовании глину освобождают от камен­ных включений, измельчают и смешивают с добавками до образования однородной керамической массы. Для измельчения глины применяют вальцовые дробилки.Приготовля­ют керамическую массу чаще всего в двухвальных глиномешалках, где ее увлажняют водой или паром и тщательно перемешивают. Подготовленную глиняную массу подают для формования в горизонтальный вакуумный или обычный безваку­умный ленточный пресс. При пластическом прессовании кирпича при­меняют вакуумирование глиняной массы, повышающее прочность от­формованного сырца. Выдавливаемый из мундштука пресса непрерывный глиняный брус разрезается на отдельные изделия-сырцы с помощью полуавтоматических и автоматических станков. После резки сырец уклады­вается на сушильные вагонетки автоматами-укладчиками.Перед обжигом сырец сушат. Сушка мо­жет быть естественной в сушильных сараях или искусственной в сушил­ках периодического (камерные) или непрерывного действия (туннель­ные, конвейерные). Естественная сушка зависит от погоды и составля­ет до 15-20 сут. Для продления сушильного сезона устраивают навесы со стеклянной кровлей, вводят в керамическую массу электроли­ты, устанавливают переносные вентиляторы. На современных кирпичных заводах сырец сушат в искусст­венных сушилках камерного или туннельного типа. Наиболее совер­шенными явся туннельные сушилки непре­рывного действия, в которых горячий воздух или дымовые газы обжига­тельных печей движутся с одного конца туннеля к другому. После сушки сырец обжигают в печах.

5 При изучении данной темы в школе большое значение будет иметь экскурсия на подходящее производство, например, на кирпичный завод. Учителю заранее необходимо договориться с представителями завода о возможной экскурсии, о тех производственных процессах и технологических операциях, которые осуществляются на данном конкретном заводе.