Керамикалық еден плиткалары

Мазмұны

 

Кіріспе… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..3

1. Шикізат пен қосымша материалдардың негізгі қасиеттері… … … … … … .4

2. Өндірілетін өнімнің номенклатурасы мен қасиеттері… … … … … … … … 9

3. Процесстің технологиялық схемасы… … … … … … … … … … … … … .11

4. Негізгі цехтердің, заводтардың жұмыс істеу режимі… … … … … … … ...19

5. Процесстің материалдық есептері… … … … … … … … … … … … … … 21

6. Апаратың есебі… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .21

7. Жабдықтарды қабылдау және олардың спецификациясын құрастыру… ....25

8. Процессті бақылау мен автоматтандыру… … … … … … … … … … … …26

9. Қоршау алаңды   қорғау шаралары… … … … … … … … … … … … … .26

10. Техника қауіпсіздігі… … … … … … … … … … … … … … … … … … .33

Қолданылған әдебиеттер… … … … … … … … … … … … … … … … … …39

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

 

Керамика деп минералды  заттардан (балшықтан) немесе олардың  қоспасынан қалыптау және күйдіру арқылы өндіретін қолтума тас материалдарды  айтады.

Ежелгі грек тілінде «Керамос»  құмыра балшықтан қалыптап кептіріп және күйдіріп алынған бұйым дегенді  білдірген. Кейінірек «Керамика» деген  сөз балшықтан жасалған бұйымдардың  бәріне таралған.

Керамикалық плиткалар –  бұл әртүрлі өлшемдегі пластинкалар. Оларды балшықты және фаянсты массадан қалыптау және күйдіру жолымен алады. Керамикалық плиткалар жоғары эксплуотациялық  қасиетімен ерекшеленеді, сондықтан, олар құрылыста кең қолданылады. Олар тұрғын ғимараттарының санузелдерінде, емханалардың операция бөлмелерінде, душтарда, моншаларда, тамақ өндірісінің  цехтарында және метрода  төселеді. Керамикалық плиткалар ұзақ ғұмырлығымен және жоғары декоративті қасиеттерімен басқа қаптама заттардан асады. Оларды тұрғын үйлердің, өнеркәсіптік және қоғамдық ғимараттар мен үймереттердің ішкі және сыртқы  қаптамасы үшін қолданады. Плиткалар үш түрлі болып шығарылады: фасадты, еденге арналған плиткалар және қаптама (қабырғаларды қаптауға арналған).

Қазіргі уақытта да керамикалық  плиткаларға деген сұраныс өсуде. Сондықтан, қабырғалардың ішін қаптауға арналған және фактуралы ірі өлшемді  еденге арналған түрлі-түсті және декоративті  плиткалардың өндірісі ұлғаю керек. Керамикалық плиткалардың әлемдік  практикасындағы өлшемі, формасы  және декоративтілігімен ерекшеленетін  ассортимент әрқилы. Керамикалық еденді плиткалар кейде оны метлах плиткасы деп атайды, ол тас қаңқалы /піскен/ бұйым. Бұл плиткалардың ерекше сипаттамасы жоғары тығыздығы, аз желінетіндігі, отқа жанбайтындығы, кеңістік әсеріне тұрақтылығы. Еденді плиткалар әйнекейленген, беті тегіс, кедір-бұдырлы болуы мүмкін. Әйнекейленбеген, бір түсті  /мрамор, порфир сияқты, өрнекті/ болып бөлінеді: Әйнекейленбеген плитканың қаңқасы ақ болуы мақсат емес, өйткені әйнекейленгеннен соң қаңқаның түсі әйнекеймен толық жабылады, Ол әйнекейлер әдейі таңдалады. Керамикалық еденді плиткаларды режимі ылғалды және өте таза, қозғалысы көп бөлме дүкендерінде, вокзалдарда, дәлсіз сатылы клеткаларда, кейбір өндіріс ауруханаларда, асханаларда қолданылады. Қышқылға өте төзімді болуы себебінен еденді плиткаларды кейбір кезде қышқылдарды сақтайтын ыдыстарды және аспаптарды астарлау үшін қолданады.

Әйнекей қызуға төзімді болуы  керек. Әйнекейленген плиткалар 100^оС дейін қыздыруға және оны температурасы 15-20^оС ағылған суға төзу керек. Әйнекейде шаш тәрізді кішкене жарықшақтар, үлкен жарықшақтар, әйнекейдің бөлінуі болмау керек. Әйнекейленген және жартылай әйнкейленген плиткалар жылтырақ немесе күңгірт, ашық немесе қаңқаның түсін жауып тастайтын әйнекейлермен жабылады. Плиткалардың сыртқы беті және кілемдердің түсі, суреті, беттік өрнегі бекітілген үлгі эталонға сай болуы керек. Плиткаларды қайталанбайтын суретпен өндіргенде (шашыратып-шаңдатып) үлгі эталонды көрнекті етіп бекітеді.

Қазақстандағы керамикалық  плитка өндіретін жалғыз зауыттың қуаты  артып келеді. Ендігі жерде жергілікті өнім нарықтан Қытайда өндірілген плиткаларды  ысырып шығаруы ықтимал.

Қарағанды облысы – Қазақстандағы  ең ірі қала және индустриялы-өндірістік орталықтардың бірі болып табылады. Бұл аймақ құрылыс өндірісіне қажет шикізат қорларына бай, сонымен қатар инфрақұрылымы  дамыған, әсіресе көлік-тасымал жүйесі реттелген. Сонымен қатар, Қарағанды  қаласында және оған жақын орналасқан Республикамыздың басты қаласы Астанада құрылыс индустриясы жоғары қарқынмен  дамуда. Сол себептен, керамикалық  бұйымдарды  шығару зауыты Қарағанды қаласында орналастыру барлық көрсеткіштері бойынша өте тиімді. Керамикалық бұйымдар өндірісіне қажет барлық шикізаттар мен жартылай фабрикаттар ресурстары жеткілікті  болып табылады.  Адам ресурстары жергілікті аймақтардан, яғни жақын орналасқан қалалардан алынады.  Жобаланатын зауыттың өнімділігі жылына 20 мың м³-ді құрайды. Еденге арналған керамикалық плиткалар өндіру зауыты Қазақстан республикасында өте аз болғандықтан бұл жобаланатын зауыттың өнімділігі жергілікті тұтынушылардың  қажеттіліктерін қамтамасыз етеді. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Шикізат пен қосымша материалдардың негізгі қасиеттері.

Керамикалық плиткалар өнімдерін  жасау мақсатында жобаланатын зауытта  жергілікті ресурстар қолданылады.

Бастапқы шикізат материалдары зауытқа теміржол және автокөлік  құралдарымен жеткізіледі.  Балшық Сасық-Қарасу карьерінен әкелінеді. Сасық-Қарасу балшық карьері қаладан 5 км жерде орналасқан. Балшықтың жатын қуаты орташа есеппен 10м. Шлам кен байыту зауытынан темір жол желілері арқылы жеткізіледі. Су Ертіс-Қарағанды каналынан су құбырлары арқылы тасымалданады. Жобаланатын зауытты электр энергиясынмен ТОО «Қарағанды Жарық» қамтамасыз етеді.

Балшықтар. Балшықты материалдар  жарылған дала шпатты тау жынысының  желденуі нәтижесінде пайда болған.

Тау  жынысының  желденуі механикалық бұзылу мен химиялық ыдырау нәтижесінде жүзеге асады. Механикалық  бұзылу температура мен судың  әсер етуінен пайда болады. Химиялық ыдырау, мысалы, дала шпатына су мен  көмірқышқылының әсер етуі нәтижесінде  каолин минералы пайда болады.

Балшық (глина) деп сумен  араласқанда пластикалық қамыр  түзе алатын, кепкен кезде оған берілген пішінді сақтай алатын және күйдіруден кейін тас қаттылығын қабылдай алатын жерлі минералды массалар немесе сынған тау жыныстары.

Балшықтардың заттық, минералогиялық және түйіршік өлшемді және химиялық құрамын ажыратады.

Заттық құрамы балшық заттары мен қоспаларын анықтайды.

Балшықты заттар деп балшықты жыныстың барынша ұнтақты фракциясын айтады, яғни оған илімділік қасиеттерді  беретін балшық түзетін минералдар кешенін айтады. Оларға каолинит, иллит (гидрослюда) және монтмориллонит жатады.

Балшықтың түйіршік өлшемді құрамы деп балшықты жыныстағы түйіршіктерді олардың шамасы бойынша, масса бойынша % білдірген түйіршіктерді бөлуді атайды.

Балшықты фракцияладың жоғарғы  мөлшерлі балшықтардың байланыстылығы жоғары болады, және керісінше, балшықты фракциялардың аз мөлшерлі балшықтардың байланыстылығы төмен. Құмды және шаң  тәрізді бөлшектердің ұлғаюымен  балшықтардың байланыстыру қабілеті азаяды. Балшықтың бұл қабілеті бұйымдарды қалыптау кезінде маңызды.  Балшықтың  байланыстыру қабілеті пластикалық  емес материалдардың (құм, шамот және т.б.) бөлшектерін байланыстыру және кебу кезінде берілген пішіндегі  беріктігі жеткілікті бұйым түзуімен сипатталады.

 

Химиялық құрамы балшықтың маңызды сипаттамасы болып табылады және маңызды шамада белгілі бір түрдегі бүйымдарды өндіру үшін олардың жарамдылығын анықтайды.

Таза балшықтар көбінесе каолиниттен тұрады, сондықтан оларды каолиндер деп атайды. Балшықтардың құрамына әртүрлі оксидтер (Al₂O₃, SiO₂, Fe₂O_3, CaO, Na₂O, MgO және K₂O), бос және химиялық байланысқан су және органикалық қоспалар  кіреді.

Балшықтардың қасиетіне  қоспалар көп әсер етеді. Сонымен,  SiO₂ –нің және  байланыспаған Al₂O₃-нің үлкен шамасы болған жағдайда балшықты материалдардың байланыстырғыш қасиеті азаяды, күйдірілген бұйымдардың кеуектілігі артады және олардың беріктігі артады.

Темір қоспалары, күшті балқымалар бола тұра, балшықтардың отқа төзімділігін азайтады.

 Көмірқышқыл кальций отқа төзімділігін және пісу интервалын азайтады, күйдіру кезіндегі отыруды және беріктігі мен аязға төзімділігін азайтатын кеуектілігін ұлғайтады.  Na₂O және  K₂O оксидтері балшықтың пісу температурасын азайтады.

Керамика технологиясында  пайдаланылатын балшықтың қасиетін 4 топқа біріктіруге болады: сулы, механикалық, кептіргіш, термиялық.

Сулы қасиеті олардың сумен еркін өзара әрекеттесуі кезінде пайда болады. Оларға ылғал сыйымдылық, ісіну жатады.

Механикалық қасиеті балшыққа сыртқы күштер әсер еткен кезде пайда болатын балшықтың қасиеті. Оларға иілімділік, керамикалық массаны қалыптау жатады.

Балшық иілгіштігімен, байланыстылығы және байланыстыру қабілеті, кептіруге  және жоғары температуралардың әсеріне  қатыстылығымен сипатталады.

Балшықтың иілгіштігі иілгіштік  санымен сипатталады

Көптеген керамикалық  зауыттарда  сәйкес бұйымдарды өндіруге табиғи түрінде жарамды шикізаттар жоқ. Мұндай шикізат қоспалардың  енгізуін қажет етеді. Сөйтіп, иілмелі  балшықтарға 6-10%-ке дейін жүдеулеткіш  қоспаларды (құм, шлак, шамот және т.б.) қосып, балшықтардың кептіру мен  күйдіру кезіндегі отыруын азайтады.

Балшықтардың байланыстыру қабілетіне және оның отыруына 0,001мм-ден  аз фракциялар әсер етеді. Неғұрлым балшықты бөлшектердің шамасы көп болса, соғұрлым иілгіштігі жоғары. Иілгіштікті  иілгіштігі жоғары балшықтарды және беткейлі белсенді заттарды (поверхностно-активные вещества) қосу нәтижесінде жоғарылатуға болады. Иілгіштікті пластикалық емес жүдеулеткіш  заттарды – кварцты құмды, шамотты, шлакты, ағаш жоңқаларын, көмір үгілмелерін  қосып азайтуға болады.

Кептіру қасиеті балшық массасында оны кептіру кезінде болатын өзгерістерге әсер етеді. Оларға ауаның шөгуі, балшықтың кептіруге деген сезімталдығы, балшықтың ылғал өткізгіштігі жатады.

Отыру деп  кептіру (ауалық отыру) мен күйдіру (оттық отыру) кезіндегі үлгінің сызықтық өлшемдер мен көлемнің азаюын айтады. Ауалық отыру кептіру кезінде сырецтегі  судың булануы нәтижесінде болады. Әртүрлі балшықтар үшін сызықтық ауалық отыру ұсақ фракциялардың  құрамына байланысты 2...3-тен 10...12%-ке дейін  ауытқиды. Оттық отыру күйдіру  кезінде саздың жеңіл балқитын құрамдас бөлшектері балқиды, ал балшық бөлшектері жақындайды. Оттық отыру балшықтың  құрамы байланысты 2...8% болады. Толық  отыру ауалық отыру мен оттық  отырудың алгебралық сомасына тең, ол 5-8% шектерінде ауытқиды. Балшықтардың бұл қасиетін белгілі бір  өлшемді  бұйымдарды өндіру кезінде ескеру қажет.

Термиялық қасиеті жоғарғы температура кезінде балшықты қыздыру процесінде пайда болатын қасиеттерді атайды. Оларға отқа төзімділік, балшықтың қақтала жабысуы, отты шөгу жатады.

Күйдіруден кейін тас  тәрізді массаға айналуы балшыққа тән қасиет. Температураның жоғарылауының  бастапқы периодында мехникалық байланысқан  су буланады, содан соң органикалық  қоспалар жанады, ал 550-800⁰С-ге дейінгі температурада сазды минралдардың дегидратациясы жүзеге асып, балшық өзінің пластикалық қасиетін жоғалтады.

Температураның кейінгі  жоғарылауы нәтижесінде күйдірілу  жүзеге асады – балшықтың кейбір жеңіл балқитын бөлігі балқымаған бөліктерін орағыта ағып балқи бастайды, сосын  суып оларды цементтейді. Сөйтіп, балшықтың  тас тәрізді күйге айналу үрдісі  жүзеге асады. Балшықтың отыру, тығыздалу  және беріктілігінің жоғарылау үрдістерінің күйдіру кезіндегі қосындысы - балшықтың  пісуі деп аталады. Температураның содан кейінгі жоғарылауы нәтижесінде  масса жұмсарады – балшықтың  балқуы басталады. Күйдірілген балшықтардың түсіне негізінен темір оксидтерінің құрамы әсер етеді. Олар керамикалық  бұйымдарды пештегі оттегінің артық  мөлшері кезінде қызыл түске, ал оттегінің аз мөлшері кезінде  қоңыр және қара түске бояйды. Титан  оксиді черепоктің көкшіл түсін береді. Ақ түсті бұйым алу үшін күйдіру  қалыптандыру ортасында (газдарда бос CO және H₂ –нің бар болуы) және анықталған температураларда жүзеге асады.

 

Керамикалық массаның берілген шихталық құрамы, % :

                                   Балшық...................................30

Каолин..................................41,6

Дала шпаты..........................13,3

Кварцты құм........................15,1

 

Шихтаны таңдаудың  дұрыстығы массаның қасиеттерімен  анықталады.

Масса жақсы қалыпталатын болуы керек, рационалды кептіру  мен күйдіру мерзімдерімен және бұйымдардың сапасын өндірістің минималды шығындарымен қамтамасыз ететін болуы керек.

Керамикалық зауыттар белгілі  бір рецепт қолданады. Қазіргі жағдайда жобалау кезінде жаңа шикізаттарды қолданады. Қандай да бір компонентті  өзгерткен кезде массаның шихта  құрамын қайта қарастыру керек. 

Қоспалар.Керамикалық бұйымдарды өндіру кезінде қоспалардың үш түрін қолданады: жүдеулеткіш – иілгіштікті, ауалық және оттық отыруды азайтатын; жанатын және пластификациялайтын – созылмалылықты және байланысу қабілетін жоғарылататын.

Кейбір қоспалар араласпалы әрекет етеді, мысалы, бірден жүдеулеткіш  және жанба қоспа ретінде қызмет етеді. 

Қоспалардың түрін және қалыптау массасын (шихта) ол ең жақсы құрылымдық-механикалық  және кептіру қасиеттеріне ие болатындай етіп таңдау керек.

Жүдеулеткіш қоспалар ретінде  құмды, шамотты, дегидротацияланған сазды, грануляцияланған шлакты және ТЭС күлін  пайдаланды.

Құм.Ол  өлшемдері 0,5-2мм ірі түйіршікті және 2мм-ден артық өлшемді қоспалардын еленген болуы керек. Ұсақдиперсті шаң тәрізді құмдар бұйымдардың қалыптау және кептіргіштік қасиеттерін нашарлатады. Жүдеулету үшін ең жақсы болып ірілік модулі 2-2,5 кварцты құм табылады.