Производство керамической плитки - Оценка жизненного цикла облицовочной и напольной плитки

Керамическая облицовочная и напольная плитка - это важные изделия для покрытия стен и полов в коммунальном и жилищном строительстве, поэтому особое значение для ее сбыта имеет сфера обслуживания и ремонта зданий и помещений. Также плитка применяется для облицовки фасадов зданий, бассейнов и общественных мест.

Европа является крупнейшим производителем и экспортером керамической плитки. Европейская промышленность занимает три четверти мирового рынка плитки, четверть всей выпускаемой продукции экспортируется за пределы ЕС. В 2001 г. объем продаж приблизился к отметке 1400 млн. м2 на сумму 10000 млн. евро, численность персонала составила 71000 человек. Значительная часть производства сосредоточена в двух регионах: Сассуоло в Италии (Emilia-Romagna) и Кастельон в Испании (Comunidad de Valencia).

Технология облицовочной и напольной плитки включает ряд последовательных стадий, которые можно кратко описать так:

    1) хранение сырья; 2) подготовка сырья (пресс-порошка сухим или мокрым способом либо массы для пластического формования); 3) формование; 4) сушка заготовок; 5) приготовление и нанесение глазури; 6) обжиг (с глазурью или без); 7) полировка; 8) сортировка и упаковка.
схема производства керамической плитки

Рис 1. Схема производства керамической плитки

Порядок операций глазурования и обжига может меняться в зависимости от того, покрывают ли изделия глазурью и проводится ли обжиг в одну, две или три стадии. На рисунке приведены различные схемы производства облицовочной и напольной плитки.

1) Сырье в зависимости от его свойств и того, на какой стадии процесса оно применяется, хранят в открытых буртах или на складах, подразделяемых на боксы, крупнотоннажные питатели, смесительные, вылежные, раскислительные и сухие силоса. Силоса оборудуют датчиками уровня, разгрузочными клапанами и фильтрами или устройствами сброса газа, через которые удаляется запыленный воздух. Некоторые материалы, поступающие на завод в виде жидкостей или шликеров, хранят в цистернах и иных емкостях.

Оборудование для транспортировки внутри производства выбирают, исходя из таких параметров, как зернистость материала, износостойкость и текучесть, температура, производительность и доступные площади. Для перемещения материалов применяют такие виды подъемных устройств, как ковшовые элеваторы, цепные, шнековые и пневмоконвейеры, тележки. Литьевой шликер нередко подают по шликеропроводам.

2) Подготовка сырья, в зависимости от типа и формы изделия, включает различные операции и технологические приемы.

Сырьевые материалы дозируют по весу с учетом их влажности. Для окрашивания массы вводят небольшие количества пигментов, оксидов металлов или красящих веществ. Крупные куски материала предварительно дробят в валковых мельницах или шнековых дробилках. После дозирования дробленое сырье измельчают с добавкой воды и электролитов в шаровых мельницах мокрого помола непрерывного или периодического действия. Вариантом данного процесса является приготовление и гомогенизация суспензии в бассейнах, откуда ее перекачивают насосами в шаровые мельницы. Влажность такой суспензии составляет 35 %.

После тонкого измельчения (до размера частиц менее 0,1 мм) суспензию процеживают через сита и хранят в приемных бассейнах с мешалками. Из приготовленной суспензии получают либо массу для пластического формования ("пластическую массу"), либо порошок для полусухого прессования. В производстве плитки шликерное литье не применяют.

Пластическую массу готовят в бегунах или в валковых дробилках, для этого суспензию обезвоживают на фильтр-прессах или в барабанных фильтрах до влажности 20 - 25 %. Для повышения пластичности в массу вводят органические и неорганические добавки: альгинаты, декстрин, лигнин, метилцеллюлозу, этилцеллюлозу, парафин.

Особый способ приготовления пластической массы заключается в тонком измельчении сырья в мельницах сухого помола, смешивании и добавлении воды в количестве около 20 %.

Плитку преимущественно производят методом полусухого прессования. Пресспорошок готовят по сухому или по мокрому способу.

По мокрому способу суспензию из бассейнов насосами подают в распылительные или термосушилки. Сушку осуществляют при температуре 350 - 450 °C до остаточного влагосодержания 5 - 9 %. Обогрев сушилок ведут сжиганием природного газа или мазута. Для повышения сыпучести пресс-порошка в его состав вводят снижающие трение добавки органической или неорганической природы, наиболее широко применяют силикат и триполифосфат натрия, акрилаты. Связующие добавки (карбоксиметилцеллюлозу, метилцеллюлозу, поливиниловый спирт и др.) в связи с высокой связующей способностью глин в состав массы обычно не вводят, за исключением особых случаев (например, при производстве изделий больших размеров).

При сухом способе подготовки пресс-порошка сырье измельчают в конусных и молотковых дробилках и кольцевых мельницах и затворяют порошок водой до средней влажности 5 - 7 %.

    3) Пластичной массе протяжкой придают правильную форму и разрезают на куски. Таким способом обычно производят разрезную керамическую плитку. Фаянсовую и керамическую плитку изготавливают преимущественно полусухим прессованием. Изделия формуют в ударных коленно-рычажных прессах, винтовых и гидравлических прессах при давлении порядка 35 МПа. Как правило, применяют многоштамповые прессы, которые позволяют изготавливать 4 плитки в одном цикле. Сырые заготовки чистят и вручную или автоматически загружают на вагонетки или в роликовую сушилку. 4) Прессованные заготовки сушат преимущественно в горизонтальных туннельных и роликовых или в вертикальных сушилках. Температура сушки колеблется в зависимости от применяемой технологии: так, в вертикальных сушилках она составляет 200 - 220 °C, в туннельных - 300 - 350 °C. Продолжительность сушки определяется влажностью заготовок и составляет от 1 до 4 ч. Во избежание растрескивания и образования дефектов глазури при обжиге остаточное влагосодержание не должно превышать 1 %. 5,6) Керамическая плитка - это глазурованная или неглазурованная продукция однократного обжига или глазурованная продукция двух - или даже трехкратного обжига. При технологии двукратном обжига плитку сначала обжигают на бисквит. Эту операцию осуществляют в традиционных туннельных печах при температуре 1050 - 1150 °C в течение 20 - 50 ч или в роликовых печах в течение 1 - 2 ч. Печи периодического действия для бисквитного обжига применяют редко. Далее плитку автоматически сортируют и подают на участок глазурования. Глазурь наносят методом распыления или полива. Для создания мраморного рисунка глазуровочные автоматы оборудуют специальными валиками. Также для декорирования поверхности плитки применяют шелкографию (трафаретную печать), гравировку (нанесение рисунка при помощи гравированного силиконового валика), флексографию (способ нанесения рисунка, подобный гравировке, где резиновый штамп с рисунком наклеен на жесткий валик). Часто сырье для глазури поступает в виде фритт, где все компоненты уже смешаны, сплавлены и подвергнуты измельчению. Такие вещества, как свинец, во фритте связаны на молекулярном уровне, поэтому на данной стадии процесса их вымывания не происходит.

Окончательный обжиг проводят в роликовых и туннельных печах или в печах периодического действия. Покрытую глазурью плитку размещают на огнеупорных подставках и обжигают при температуре 1050 - 1300 °C, обжиг в роликовых печах ведут без подставок. Плитку особой формы обжигают в печах с выкатным подом или в туннельных печах при температуре не выше 1100 °C.

7) После окончательного обжига некоторые виды плитки (в основном, неглазурованную фарфоровую или каменную) подвергают шлифовке и полировке. Затем плитку вручную или автоматически сортируют, упаковывают и собирают на поддоны, которые укрывают термоусадочной пленкой.

Мокрая шлифовка

Этот прием используют для обработки изделий, имеющих крайне жесткие допуски по размерам. Шлифовка - это групповой процесс, в котором несколько изделий укрепляют на станине и пропускают под алмазной шпиндельной головкой. Этим способом часто обрабатывают нижнюю грань строительных кирпичей и блоков для более прочного схватывания с тонким слоем вяжущего.

Сухая шлифовка

Сухую шлифовку нижней грани строительных блоков алмазными дисками также проводят для улучшения сцепления с тонким слоем раствора. В этом случае вся шлифовальная машина герметично закрыта.

Полировка

В ряде случаев, в частности, при производстве фарфоровой плитки, обожженную поверхность полируют для получения блестящей, однородной неглазурованной плитки.

8) На ряде производств, в частности, керамических камней, черепицы, огнеупорных изделий специальной формы, посуды и декоративных изделий, сортировку и упаковку по-прежнему выполняют вручную. Впрочем, за последние годы более тщательный контроль обжига привел к снижению количества боя, и возникла тенденция к автоматизации данного процесса. В настоящее время разработаны системы инструментального контроля цветности, что особенно важно для керамической плитки. При автоматической загрузке кирпича и керамических блоков в печь уровень потерь крайне мал, а садка позволяет осуществлять упаковку термоусадочной пленкой (при этом потребителя уведомляют о возможном получении 1 - 2 % брака).

Керамические изделия правильной формы (кирпич, камни, трубы, огнеупорные изделия) собирают в штабеля стандартного размера, которые затем упаковывают в полиэтилен и складируют на поддонах.

Наиболее дорогая керамическая продукция - посуда и декоративные изделия - нуждается в тщательном контроле и сортировке и требует сложной защитной упаковки. Напротив, неформованные огнеупоры обычно засыпают в мешки по весу и складируют на поддонах. Также для хранения используют металлические бочки.

Керамические плитки сами по себе являются сравнительно хрупкими, однако при плотной упаковке в картонные коробки плитка легко выдерживает хранение и транспортировку.

Грубокерамические изделия массового производства обычно хранят на открытом пространстве, однако продукция, упакованная в мешки или ящики, а также чувствительные к воздействию влаги огнеупоры требуют складского хранения.

Повторное использование использованной плитки

Остатки керамической плитки можно использовать для декора чего не будь. Например, ваз или цветочных горшков. Так же из кусков можно сделать мозаику, или мозаичную картину. Целые плитки можно использовать в качестве разделочной доски, или подставки под горячее. Еще очень интересный способ, когда у вас осталось много плитки. Можно ее положить на старый кухонный стол. На него нанести раствор, положить плитку, после за фуговать, ножки украсить кусочками плитки. И вас получится новый стол.

Похожие статьи




Производство керамической плитки - Оценка жизненного цикла облицовочной и напольной плитки

Предыдущая | Следующая