Фаянсовые изделия можно подразделить на две основные группы:
хозяйственно-бытового и строительного назначения. Изделия
хозяйственно-бытового назначения (посуда) составляют 18% общего выпуска
керамической посуды.
В зависимости от состава масс различают: полевошпатовый, или твердый
фаянс, и мягкий — глинистый и известковый. Масса полевошпатового фаянса
имеет следующий состав, %: глинистые материалы — 45—65,
кварц 25—40 и полевой шпат 5—15. В глинистом фаянсе больше глинистых
материалов (75—85%) и меньше кварцевого песка по сравнению с твердым.
Масса известкового фаянса содержит 35—55% глинистых материалов, 30—40%
кварца и 15—20% мела.
Таблица
19 ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФАЯНСА
Показатели
Мягкий
(известковый и глинистый) фаянс
Твердый (поле.
вошпатовый)
фаянс
Водопоглощение, %
19—21
9—12
Предел прочности,
МПа:
при изгибе
6—20
15—30
при сжатии
60—90
100—110
Коэффициент
линейного расширения, Ы0_6-1/°С, при температуре 20—
760° С
5—6
7—8
Физико-механические свойства фаянса приведены в табл. 19. '
Белизна фаянсовых изделий составляет 70—83% эталона (баритовой
пластинки), тогда как белизна фарфоровых изделий 55—71%. Однако им
присущ желтоватый оттенок, из-за которого фаянсовые изделия уступают
фарфоровым, имеющим голубоватый оттенок.
В фаянсе процессы формирования структуры проходят не до конца ввиду
малого количества в массе плавней, а также низкой для образования жидкой
фазы температуры обжига. Основные структурные составляющие фаянса —
измененное в результате обжига глинистое вещество, кварц и
незначительное до 10% количество стек-ломуллитовой фазы. Этим
объясняется и значительная общая пористость, доходящая до 30%, в том
числе открытая— 9—12%, что резко отличает фаянс от фарфора и других
тонкокерамических изделий, имеющих плотный спекшийся черепок. Влияние
повышенной пористости и структуры сказывается не только в понижении
механической прочности, но и в склонности к набуханию в результате
поглощения влаги в процессе эксплуатации изделий и последующего
расширения объема на 0,09— 0,12%, что является причиной цека глазурного
покрова, а это существенный недостаток фаянса.
В производстве фаянсовой посуды используют традиционное керамическое
сырье. Подготовке пластичной массы и шликеров предшествует измельчение
кусковых
каменистых материалов на бегунах с гранитными либо
кварцитовыми катками или в шаровых мельницах сухого помола с последующим
тонким помолом каменистых материалов в шаровых мельницах мокрого помола
при соотношении размалываемых материалов, шаров и воды 1:1,3: (0,8—1) до
остатка 1,5—3% на сите № 0056 (10 085 отв/см2).
Глинистые материалы, отходы при сушке и обрезке распускают в воде в
лопастных или пропеллерных мешалках, оборудованных паропроводом для
подогрева суспензии до 40—45° С.
Ситовое обогащение суспензии производят на вибрационных или инерционных
ситах № 01 и 0085 ( 3460 и 4450 отв/см2), а магнитное — с помощью
электромагнитов и ферромагнитов.
Суспензию обезвоживают на фильтр-прессах до получения массы влажностью
21—25%. Массу проминают на вакуум-мялках и хранят в течение 7—10 сут.
Материалы для глазури измельчают до остатка на сите №» 0056 (10 085 отв/см2)
не более 0,05%. Влажность глазурной суспензии должна быть 45—48%.
Обогащают глазурную суспензию процеживанием через сито № 0085 и
пропусканием через электромагнитный сепаратор или ферромагниты.
Массу перед формованием дважды проминают в вакуум-мялке при разрежении
не менее 0,06—0,08 МПа. Влажность пластичной массы в зависимости от
ассортимента составляет 21—24% для плоских изделий, 25— 27% —для полых.
Тарелки, составляющие до 80% общего выпуска фаянсовой посуды, формуют на
полуавтоматических линиях предприятия «Тюрингия» (ГДР) типа К/ДТе-А2.
Каждая линия состоит из узла дополнительного вакуумиро-вания массы,
отрезного устройства, автомата для формования тарелок с устройствами
подъема форм и разводки пласта, разгрузочной каретки, сушилки для
двустадийной сушки с очистителем форм, переставителя тарелок, вакуум- и
гидросистем, пульта управления. Производительность линии до 1 тыс.
изделий в 1 ч.
Литьем изготовляют главным образом полые изделия сложной формы. Шликер
для литья приготовляют, распуская в мешалках фильтр-прессную массу,
чистые обрезки и отходы сушки. Готовый шликер до употребления
выстаивается в продолжение суток-
Изделия отливают поточным способом на
литейносушильных установках или конвейерах либо методом серийной отливки
на литейных столах.
Отлитые изделия подвяливают в форме для снижения влажности, вынимают из
формы и оправляют мокрым способом. Крупные изделия (суповые вазы,
соусницы и др.) оправляют на оправочном круге или на станке.
Носики и ручки приставляют к корпусам изделий при влажности 16—17%. Для
большей прочности приставки рекомендуется вводить в жижель 6—8%-ный
раствор КМЦ в количестве 1—2%.
Сушат фаянсовые изделия до влажности 2% в радиационной сушилке в течение
26—28 мин, в конвективной сушилке — 3—3,5 ч.
Обжигают фаянсовые изделия двукратно. Для обжига плоских изделий
(тарелок глубоких и мелких диаметром от 0,175 м и больше) применяют
капсели с вырезным дном* полые изделия (чашки, кружки, вазы суповые и т.
д.) ставят в один ряд в капсели соответствующей величины. Допускается
садка мелких изделий (солонки и т. д.) небольшими стопками (по 5—6 шт.).
Максимальная температура первого обжига изделий твердого фаянса
1230—1280° С; газовая среда на протяжении почти всего процесса обжига —
окислительная, охлаждение обожженных изделий в интервале температур
650—500° С — замедленное.
Для повышения белизны и улучшения качества обжига рекомендуется при
достижении конечной температуры обжига делать выдержку 2—4 ч, чередуя
слабо окислительную среду с нейтральной. Продолжительность обжига 30—32
ч. Расход условного топлива 0,45—
0,55 кг на 1 кг обжигаемых изделий. Недожженные изделия направляют на
повторный обжиг.
Глазуруют изделия на конвейерных линиях окунанием, пульверизацией,
поливом. Плотность глазурной суспензии должна быть 1,3—1,4 г/см3 в
зависимости от во-допоглощения черепка, температура 25—30° С.
Для политого обжига глазурованные изделия устанавливают в капсели и на
этажерки вагонеток туннельной печи: плоские, как более устойчивые в
отношении деформации при обжиге, ставят на ребро, полые — на ножку.
Во избежание «слипыша», перекоса и сдвига изделий
пользуются при заборке гребенками, полозками и
клинышками, предварительно обожженными. При бескап-сельном обжиге в
туннельных печах изделия устанавливают на полозки и удерживают
специальными планками-гребенками или в специальных кассетах, что
повышает емкость печной вагонетки на 60—70%, снижает время загрузки
вагонетки до 20 мин вместо 35 мин при заборке на обычных гребенках,
повышает производительность труда на 25%.
Обжигают глазурованные изделия при температуре 1140—1180° С. Газовая
среда — окислительная. Продолжительность обжига 16—18 ч.
Все обожженные изделия, поступающие в сортировочное отделение, подлежат
обработке на горизонтальных и вертикальных станках. Следы от полозков й
гребенок, «слипыш», небольшие вмятины снимают на станках с помощью
абразивных кругов. После обработки изделия передают на сортировку.
Декорируют изделия подглазурным и надглазурным декором. Нормально
обожженные (после первого обжига) изделия частично направляют на
подглазурное декорирование, выполняемое следующими способами: раскраска
аэрографом, нанесение рисунка резиновым штампом, шелкография, ручная
раскраска, нанесение отводок на краю изделий в виде лент, усиков,
комбинированная раскраска.
Надглазурное декорирование изделий производят декалькоманией, штампом,
аэрографом, шелкографией, ручной живописной раскраской, отводкой в виде
лент, усиков, печатью и комбинированными способами.
Надглазурные краски закрепляют, обжигая изделия в конвейерных печах
непрерывного действия при следующем режиме термообработки: обжиг в
окислительной среде, температура обжига должна соответствовать
паспортным данным обжигаемых красок, длительность нахождения при
максимальной температуре 5—15 мин. После обжига изделия сортируют,
наносят на них холодное клеймо, комплектуют и сдают на склад готовой
продукции. Хранят их отдельно по сортам, фасонам, размерам и разделкам,
в штабелях или на полках высотой и глубиной не более 1 м. На каждом
штабеле должна быть этикетка с указанием сорта и фасона изделий.
Вопросы для самопроверки
1. Назовите разновидности фаянса и их особенности.