Технология керамики

ВВЕДЕНИЕ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА  И АНАЛИЗ                ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ЗАДАЧИ 

     1.1Характеристика сырьевых материалов

Основным  сырьем для производства керамических облицовочных плиток являются беложгущиеся глины и каолин, кварцевый песок, полевой шпат и глазури.

     Глины. Глинами называют осадочные породы, представляющие собой тонкоземлистые минеральные массы, способные независимо от их минералогического и химического состава образовывать с водой пластичное тесто, которое после обжига превращается в водостойкое и прочное камневидное тело.

Качество  сырья зависит от содержания в  нем собственно глинистых частиц: недостаток их может вызвать зыбкость рабочей массы. Содержание песчаных фракций до 10 % вполне допустимо. Вредны каменистые включения, особенно известковые и гипсовые, и фракции крупнее 3 мм.

По химическому составу пригодными для этой цели являются глинистые породы, содержащие 53–81 % SiO₂,    7–23 % А1₂О₃,    2,5–8 % Fe₂O₃,            до 15 % CaO. Нежелательным является содержание в большом количестве крупных включений карбонатов кальция и магния. Вредно также повышенное содержание SO₃ (до 2 %), водорастворимых солей щелочных (до 4–5 %) и щелочноземельных (до 2 %) металлов.

Температура спекания колеблется от 1100 до 1300°С.

Температура плавления тугоплавких глин 1350-1580°.

Также глины должны иметь достаточно прочный  и морозостойкий черепок с  водопоглощением  6-12% и пределом прочности при сжатии не менее 100, при изгибе – 20 кг/см².

Песок кварцевый. Согласно настоящему стандарту ГОСТ 7031-75 кварцевый песок по физико-химическим показателям должен соответствовать нормам, указанным в таблице 1.

     Таблица 1-Физико-химические нормы кварцевого песка

 

     В кварцевом песке не допускается  наличие посторонних примесей, видимых  невооруженным глазом, за исключением примесей полевого шпата.

Глазурь. Глазурь — это стекловидное покрытие толщиной 0,1—0,2 мм, нанесенное на поверхность керамического изделия и закрепленное обжигом. Она придает декоративность изделиям, снижает их влагопроницаемость, повышает прочность. Основные компоненты глазури: кварц, полевой шпат, каолин.

В состав глазурей могут входить пегматит, мел, доломит, перлит, соли щелочно-pемельных и щелочных металлов, бура, борная кислота, оксиды свинца, цинка и др. Для  снижения температурного коэффициента линейного расширения, который влияет на уменьшение напряжений, возникающих между черепком и глазурью, в глазурь вводят борный ангидрит. Составы глазурей колеблются в широком диапазоне. Однако независимо от вида и способа производства изделий в состав глазури всегда входит 85—90% (в сумме) кремнезема и оксида алюминия. 

     1.2 Описание технологического процесса

Производство  керамических облицовочных плиток осуществляется по способу полусухого прессования  масс, подготовленных шликерным способом. Технологический процесс складывается из следующих операций : подготовки сырьевых материалов, приготовления и обезвоживания шликера, приготовления пресс - порошка, прессования плиток, их сушки, глазурования и обжига.

Тщательно рассчитанное количество сырьевых материалов дозируют и подают в шаровую мельницу мокрого помола периодического действия, мелющими телами в которой служат уралитовые или кремневые шары. Шликер измельчают в два приема: при первой загрузке в мельницу подают и совместно размалывают отощающие материалы, воду, а затемзагружают глину, сырой каолин и электролиты и продолжают помол. Оготовности шликера судят по остатку на сите с 1000отв/см², который после первой стадии должен составлять не более 10-12% и после второй- не более 5-6%. Готовый шликер через вибросито сливают в приемный бассейн с последующим его обезвоживанием и грануляцией. Для этих целей широко используются башенные распылительные сушила. Полученную дисперсную порошкообразную шихту прессуют в два приема на гидровлических прессах при первичном давлении 3-5 МПа и вторичном 25-40 МПа. Отпрессованые плитки поступают на ленточный транспортер очистительной машины,

где они вентиляционных камерах очищаются от пыли, а круглыми волосными щетками с них снимаются  заусенцы. Подготовленные таким образом сырцовые изделия направляют на сушку в конвейерные сушила. При этом влажность подаваемых на сушку изделий должна быть не более 8%, а выходящих из сушила - не более 1%.

При  двукратном обжиге изделий плитки проходят сначала  утельный (первый) обжиг, затем покрываются глазурью и направляются на обжиг политой. Готовая продукция подвергается сортировке, после чего ее упаковывают и складируют.

     1.3 Анализ измерительной задачи

Анализ измерительной  задачи включает в себя обоснование  зависимости параметров контролируемого процесса от требуемых свойств материала на каждом переделе производства, которое можно свести в таблицу 2.

Таблица 2 Операционный контроль

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2. ВЫЯВЛЕНИЕ ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

     2.1 Методы поверки

   Методы  поверки средств  измерений В основу классификации применяемых методов поверки положены следующие признаки, в соответствии с которыми средства измерения могут быть поверены:

   без использования компаратора (прибора сравнения), т.е. непосредственным сличением поверяемого средства измерений с образцовым средством измерений того же вида;

   сличением поверяемого средства измерений с образцовым средством измерений того же вида с помощью компаратора;

   прямым  измерением поверяемым измерительным прибором величины, воспроизводимой образцовой мерой;

   прямым  измерением образцовым измерительным прибором величины, воспроизводимой подвергаемой поверке мерой;

   косвенным измерением величины, воспроизводимой мерой или измеряемой прибором, подвергаемым поверке. 

   На  данном производстве необходимо использовать только такие методы поверки, как метод непосредственного сличения поверяемого средства измерений с образцовым средством измерений того же вида без использования компоратора, метод прямого измерения поверяемым измерительным прибором величины, воспроизводимой образцовой мерой либо прямого измерения образцовым измерительным прибором величины, воспроизводимой подвергаемой поверке мерой 

   Метод непосредственного  сличения двух средств  измерений без  применения компарирующих  или каких-либо других промежуточных приборов.

   Этот  метод широко применяется при  поверке различных средств измерений  и т.д. Например, в области электрических  и магнитных измерений этот метод  применяют при определении метрологических  характеристик измерительных приборов непосредственной оценки предназначенных для измерения тока, напряжения, частоты и т.д.; в области измерения механических величин, в частности, давления. Основой метода служит одновременное измерение одного и того же значения физических величин X анаологичным по роду измеряемой величины поверяемым и образцовым приборами. При поверке данным методом устанавливают требуемое значение X, затем сравнивают показания поверяемого прибора X с показаниями X₀ образцового и определяют разность D= X - X₀. Разность равна абсолютной погрешности поверяемого прибора, которую приводят к нормированному значению X_n для получения приведенной погрешности Y.

   

   Этот  метод может реализовываться  двумя способами:

   -регистрацией смещений. При этом показание индикатора поверяемого прибора путем изменения входного сигнала устанавливают равным поверяемому значению, а погрешность определяют как разность между показанием поверяемого прибора и действительным значением, определяемым по показаниям образцового прибора.

   -отсчётом погрешности по показанию индикатора поверяемого прибора. При этом номинальное значение размера физической величины устанавливают по образцовому прибору, а погрешность определяют как разность между номинальным значением и показанием поверяемого прибора.

   Первый  способ удобен тем, что дает возможность  точно определить погрешность по образцовому прибору, имеющему, как правило, более высокую разрешающую способность.

   Второй  способ удобен при автоматической поверке, так как позволяет поверять одновременно несколько приборов с помощью  одного образцового стредства измерения. Недостатки этого способа: нелинейность и недостаточная разрешающая способность поверяемых приборов. Достоинства метода непосредственных сличений: простота, отсутствие необходимости применения сложного оборудования и др.  

   Метод прямого измерения. Этот метод предъявляет к мерам, используемым в качестве образцовых средств измерений, ряд специфических требований. Наиболее характерными из них являются: возможность воспроизведения мерой той физической величины, в единицах которой градуировано поверяемое средство измерений, достаточный для перекрытия всего диапазона измерений поверяемого средства измерений диапазон физических величин, воспроизводимых мерой; соответствие точности меры, а в ряде случаев ее типа и плавности изменения размера требованиям, оговариваемым в НТД на методы и средства поверки средств измерений данного вида.

   Как и при поверке методом непосредственного  сличения, определение основной погрешности  поверяемого средства измерений  проводят двумя рассмотренными ранее  способами.

   Реализовать 1-й способ, обладающий рядом преимуществ, можно только при наличии магазина мер, позволяющего достаточно точно плавно изменять воспроизводимую или физическую величину. В ряде случаев непосредственно измерить размер меры поверяемым средством измерений некоторую промежуточную величину, которую в свою очередь непосредственно сопоставляют со значением образцовой меры. Например, поверка вольтметров сличением их показаний с мерой ЭДС с помощью потенциометра постоянного тока.