Сушка и обжиг изделий

В зависимости от способа изготовления влажность сырьевых смесей колеблется в очень больших пределах от 2 до 60%. Удаление воды из отформованных изделий сопровождается усадочными деформациями и, соответственно, возникновением внутренних напряжений. Последние при жестких режимах сушки могут являться причиной искривления, появления трещин, снижающих качественные показатели изделий. Сушку изделий производят до остаточной влажности 4... 6% в туннельных или камерных сушилках. Температура теплоносителя 120... 150°С.

Обжиг керамических изделий является одним из наиболее ответственных технологических этапов, во многом определяющих свойства получаемых материалов.

В производстве строительной керамики в основном используют туннельные печи непрерывного действия. Высушенные изделия на обжиговых вагонетках, передвигаясь по туннелям, постепенно нагреваются до температуры спекания в зоне сгорания топлива, а затем медленно охлаждаются встречным потоком воздуха.

Переход пластичной глинистой массы в камневидное состояние представляет собой сложный физико-химический процесс. При температуре порядка 100... 120°С удаляется физически связанная свободная вода. Дальнейшее нагревание глинистой массы общего химического состава до 450...600°С приводит к удалению связанной воды. При этом глинистые вещества необратимо теряют пластические свойства. Дальнейшее повышение температуры приводит к разрушению кристаллической решетки алюмосиликатов и распаду их на отдельные окислы, но уже в аморфном состоянии, что обуславливает их химическую активность . При повышении температуры до 1000°С образуется соединение — силлиманит с игольчатыми кристаллами или тонковолокнистыми агрегатами. Температура 1200... 1300°С определяет образование нового минерала — муллита. Указанные минералы в основном обеспечивают высокую прочность и стойкость керамического черепка к различным факторам внешней среды.

Наличие легкоплавких соединений глины, а также плавней при повышенных температурах обеспечивает получение небольшого количества расплава, который скрепляет отдельные частицы, завершая таким образом формирование керамического черепка. Образование расплава сопровождается сближением частиц за счет сил поверхностного натяжения и уменьшением размеров изделий на 2... 6%. Это явление носит название огневой усадки. С учетом воздушной усадки суммарные деформации керамических изделий в процессе изготовления составляют 5... 15%.

После обжига полученные изделия медленно охлаждаются, так как при резком охлаждении возможно образование трещин. Обязательным этапом производства керамических изделий является их сортировка перед отгрузкой потребителю. Целью этого этапа является проверка качественных показателей на их соответствие требованиям государственных стандартов.