Получение определенных типов керамических плиток (в соответствии с техническими характеристиками) в первую очередь зависит от технологии производства. На рис.1 представлены основные этапы различных технологических циклов и перечислены основные типы керамических плиток, которые они позволяют получать.
Рис.1
Технологические циклы производства различных типов керамической плитки
Секретом получения качественного нового материала является тщательно отработанный технологический процесс производства, который непрерывно совершенствуется. В основе его - обжиг при высокой температуре, варьирующейся в зависимости от типа материала от 900 до 1 200 °C. Для производства используется самый разнообразный природный сырьевой материал. Корпус плитки готовится из смеси глины (для придания пластичности), кварцевого песка (для придания твердости корпусу плитки) и полевого шпата (для придания плавкости). Для приготовления глазури используется песок, каолиновые глины, предварительно заготовленная стеклянная крошка, а также пигменты на основе оксидов (для придания цвета).
Для изготовления корпуса плитки сырьевые материалы тщательно измельчаются и перемешиваются для получения совершенно однородной массы для последующей формовки. Для формовки применяется два метода - прессование и экструзия . Прессованная плитка получается из порошкового раствора, который уплотняется и прессуется под высоким давлением. Экструдированная плитка получается при помощи пропускания через соответствующие отверстия влажной смеси сырьевых материалов, придавая ей конечный вид.
Метод прессования позволяет жестче контролировать размер, и, вдобавок, получать поверхность лучшего качества.
После формовки плитки, прежде всего, высушиваются для удаления небольшого содержания влаги. Затем подвергаются обжигу (неглазурированная плитка). Химические и физические характеристики - плотность, устойчивость к механическим и химическим воздействиям - она приобретает в процессе обжига. При обжиге высокая температура придает материалу устойчивость к агрессивным химическим веществам и физическим воздействиям окружающей среды.
Керамические плитки подразделяются на неглазурованные и глазурованные. Глазурь (нем. Glasur, от Glas - стекло ) - стекловидное защитно-декоративное покрытие на керамике, закрепляемое обжигом (прозрачное или непрозрачное, бесцветное или окрашенное).
Неглазурованные плитки практически однородны по всей толщине и обычно не имеют никаких декоративных рисунков.
Глазурованные плитки могут быть одинарного обжига и двойного (на первично обожженное изделие наносится эмаль, и оно подвергается повторному обжигу).
В результате различных вариантов сочетания технологических процессов (например, разовый обжиг или двойной обжиг), использования разного исходного материала (белые и красные глинистые породы), а также формовки (прессовка или экструзия), производятся различные виды керамической плитки.
Плитка однократного обжига
Изделие получается путем прессования смеси сырьевых ингредиентов. Цвет обожженной смеси колеблется от светло-желтого до темно-коричневого в зависимости от содержания железа в глине и от пористости. Большинство керамических плиток однократного обжига изготавливается из светлой смеси: это связано с ее производственными преимуществами, а также с большим спросом на рынке.
Спрессованная смесь подвергается глазурованию, а следом однократному обжигу, что обеспечивает хорошее прилипание глазури к смеси.
Керамическая плитка может изготавливаться с плотной как стекло или пористой основой. Это чрезвычайно важная характеристика плитки, т.к. от пористости зависит и водопоглощение, которое в свою очередь определяет ее морозостойкость, механическую прочность и, следовательно, область применения. В зависимости от водопоглощения керамических плиток необходимо подбирать и подходящие материалы для их укладки.
Низкопористая керамическая плитка пригодна для устройства внутренних и наружных полов и характеризуется высокой стойкостью к механическим агентам и морозу. Изделия подвергаются повышенной усадке в процессе обжига, и поэтому продаются разделенными на партии по калибру.
Высокопористая плитка однократного обжига изготавливается из специальной смеси, рассчитанной на предупреждение усадки в процессе обжига: поэтому возможна укладка плитки с узким швом. Изделие имеет повышенную пористость (большее водопоглощение) и низкую механическую прочность, что делает его пригодным только для облицовки стен.
Еще одной разновидностью плиток однократного обжига является плитка глазурованная под давлением . Она изготавливается по современной технологии, в соответствии с которой слой глазури подвергается прессованию вместе со смесью, а дальше обжигу. Готовое изделие имеет низкую пористость и, благодаря высокой толщине слоя глазури, является особо пригодным для устройства полов, подвергающихся высоким нагрузкам при интенсивном движении.
Плитка двукратного обжига
Изделие этим методом изготовлялось до внедрения способа однократного обжига: по этой традиционной технологии глазурь наносится на обожженную смесь, затем изделие подвергается второму обжигу. Недостаток этой технологии перед способом однократного обжига заключается в более высокой себестоимости продукции (два обжига вместо одного), а также в невозможности изготовления низкопористых изделий (невозможна глазуровка обожженной низкопористой смеси).
В настоящее время керамическая плитка двукратного обжига используется для облицовки стен и пола, в особенности при необходимости придания блеска поверхности плитки. В таком случае двукратный обжиг имеет технологическое преимущество перед однократным: при последней технологии в процессе обжига через глазурь проникает газ от разложения смеси, что образует на блестящей поверхности плитки мелкие следы в виде концов булавок, трещин; такого недостатка нет при технологии двукратного обжига.
| Просмотреть: |
Несмотря на то, что производство керамической плитки осуществляют сотни предприятий по всему миру, его организация считается делом перспективным, удачным вложением капитала.
Поточная линия производства керамической плиткиЭти утверждения основываются на следующих факторах:
- Строительная индустрия потребляет все больше материалов, среди которых керамические изделия занимают видное место, спрос на них растет.
- Производство керамической плитки – хорошо отработанная технологическая операция, она не требует больших ассигнований на исследовательские работы. Методика производства работ подробно описана и проверена многолетней практикой.
- Основной исходный материал – глина дешев и широко распространен, часто его добыча производится неподалеку от производства, плечо подвоза небольшое, что снижает себестоимость.
- Многообразие оборудования для производства различной производительности и цены позволяет выбирать объемы и конкретное направление деятельности.
В ближайшее время вряд ли будет найдена альтернатива керамике. Предприятие по производству керамической плитки может не беспокоиться о перспективах, его продукция будет пользоваться постоянным, устойчивым спросом на рынке стройматериалов.
Кроме автоматики на предприятии работают и люди. Так ОКТ плитки, которое вы видите на картинке, частично выполняет человек Рассматривая такое изделие, как керамическая плитка, технология производства которой приводится ниже.
Нужно вспомнить - алгоритм работы всех предприятий, производящих строительные изделия примерно одинаков:
- Сортировка и хранение исходного сырья
- Смешивание ингредиентов в первичную массу
- Формовка
- Механические, тепловые и другие физические воздействия на исходный материал
- Контроль качества и складирование.
Технология производства керамической плитки - это ряд мероприятий, последовательно приводящих, к созданию готового продукта.
На открытых участках видно только разъезжающую плитку от формовки до упаковки
Один из секретов получения качественной плитки состоит в тщательном предварительном отборе и соблюдении пропорций в смешивании главных компонентов: глины, песка, полевого шпата. Все составляющие должны быть чистыми, без примесей. Карьерная глина непригодна для производства, ее нужно сначала подготовить к дальнейшему использованию. Сырье для производства керамической плитки подвергается измельчению в дробильно-размольных машинах, методом магнитной сепарации удаляются окислы железа.
В этих печах плитка получает свою твердость Лидеры отрасли знают, что качественное изготовление плитки керамической во многом зависит от химического состава глины. Сырье, взятое из разных месторождений, каждый раз требует коррекции температурных режимов, что часто приводит к изменению тона плиток одной серии. Поэтому они предпочитают иметь дело с постоянными поставщиками, привозящими сырье из проверенных карьеров.
Дробление и перемешивание преследуют главную цель – создание максимально однородной массы. В зависимости от способа формования в нее может добавляться вода.
На этой фотографии вы видите плитку заезжающую на сушку. Через пару минут все полки будут заполнены и робот перевезет плитку. Формирование геометрических размеров будущих изделий происходит одним из трех способов:
- Экструдером . Механизм вытягивает тестообразную массу в широкую ленту установленной толщины, здесь же она нарезается на фрагменты.
- Прессом . Гидравлическое устройство со специальным штампом сдавливает приготовленную смесь с двух сторон усилием равным 300–500 кг/см 2 .
- Литьем . Разбавленная до полужидкого состояния масса заливается в заранее приготовленные формы.
Следует отметить, что два первых способа получили большее распространение.
Если сразу после формовки сырую плитку подвергнуть обжигу, то содержащаяся в ней лишняя вода разорвет материал. Для того чтобы подготовить полуфабрикат к дальнейшим операциям, его подвергают предварительной сушке. После ее проведения содержание влаги в глине должно составлять 0.1–0.3%. Время, отведенное для подсушивания в скоростных сушилках, зависит от плотности и толщины заготовок. Так, производство керамических плиток для полов предусматривает сушку полуфабриката в течение 30–60 минут.
А так выглядит перевозка роботом плитки для окончательной упаковки Основная термическая обработка материала производится в специальных печах. Технология изготовления керамической плитки предусматривает два варианта обжига. Керамический гранит, основная масса напольной и настенной декоративной плитки делаются в технике однократного обжига. По этой методике на полуфабрикат вначале наносится глазурь, а затем он отправляется в печь, где при температуре в 900–1400 0 C происходит спекание минеральных компонентов, получается монолитная прочная структура. Производство кафеля двойного обжига подразумевает сначала обжиг глиняного черепка, затем нанесение на него глазури и потом повторный обжиг с более низкой температурой, достаточной для расплавления глазури, но не влияющей на структуру основы.
Марка производителя технологический линии красуется на самом видном месте. В ряде случаев технология производства керамической плитки двойного обжига включает процесс ангобирования, то есть нанесения на поверхность после первого обжига тонкого слоя смеси из качественной глины, стекольного боя и минералов. Это подглазурное покрытие улучшает качество поверхности после второго обжига.
Если плитка на линии движется, значит процесс её подготовки еще не закончен Производство напольной керамической плитки имеет свои особенности. Они заключаются в создании дополнительных условий, способствующих полному спеканию массы. С этой целью в шихту добавляются плавни (пегматиты, натриевые и кальциевые шпаты). Результат – улучшение прочности на изгиб и повышенное сопротивление абразивному воздействию. Для того чтобы ускорить процесс обжига используются присадки (тальк, магнезит и доломит).Остывшая готовая плитка проходит контроль качества и сортировку по сериям.
Остановка бывает только в трех случаях: сушка, подготовка к упаковке, поломка линии Технологическая схема производства керамической плитки
Перед вами наглядная схема производства керамической плитки разного вида
Представленное на видео производство керамической плитки наглядно иллюстрирует весь процесс.
Оборудование
Оборудование для производства керамической плитки широко представлено на рынке, оно постоянно совершенствуется. Выбор велик, можно приобрести отдельные агрегаты для небольших фабрик или мощные высокопроизводительные механизмы для массового производства, все зависит от целевого назначения.
Эта машина делает рисунок на плитке
Вот что происходит внутри. Именно так наносится рисунок. Очень похоже на печать. Правда чернила у такого принтера особенные Примерный перечень составлен с учетом, выполняемых оборудованием, задач:
- Подготовка и смешивание компонентов в первичную массу . Шаровые мельницы, различные дробилки, распределительные башенные сушилки, специальные миксеры. В интернете часто упоминаются бетономешалки. Если маленькое кустарное производство – почему бы и нет;
- Формование . Пресса, экструдеры, заливные формы;
- Предварительная сушка . Однорядные скоростные сушки на сетчатых или роликовых конвейерах.
- Глазурование . Аэрографы, автоматы фильерные и конусные, распылители дисковые, автоматы шелкографии, дозаторы трубчатые и ковшовые;
- Обжиг . Газовые или электрические туннельные печи с транспортером и программным регулированием температуры.
Если отдельные механизмы установлены в соответствии с технологическими требованиями, объединены автоматическим транспортом и общей системой управления, то образуется линия по производству керамической плитки.
Это мельница. Самая настоящая, только для производства сырья плитки Это оптимальная производственная конфигурация. Достижения в области информатики позволяют компьютеризировать весь процесс, свести участие человека к минимуму. Ведущие производители керамики используют именно такие линии. К примеру, керамическая плитка производства разных развитых стран практически целиком делается на таком оборудовании.
Декорирование плитки
Технология изготовления керамической плитки переживает в последние годы второе рождение в связи с появлением новых методик нанесения рисунков или красочных слоев на ее поверхность. Причем важно, что это не переводные картинки, смываемые водой, а составная часть самой структуры изделия.
К традиционным методам окрашивания – пигментации шихты, введению в состав глазури минеральных присадок, добавился новый способ – фотопечать. Технология печати на керамической плитке предусматривает методы: сублимации; использование чернил, вступающих во взаимодействие с керамикой при ультрафиолетовом облучении; способ «горячей деколи»; перенесения на плитку специальных чернил принтерами.
На таких линиях плитку и полируется и преполируется Сегодня производство керамической плитки во много ориентируется на индивидуальные заказы. Вышеперечисленные способы помогают воплотить в керамике любой художественный замысел клиента.
Можно ли сделать керамическую плитку самому? Разумеется. Производство керамической плитки имеет в основе тысячелетнюю практику. Люди делали керамику задолго до появления гидравлических прессов и прочих современных механизмов. Простейшие механизмы, помогающие приготовить и перемешать массу, нанести глазурь и произвести обжиг - вполне доступны. Для того чтобы керамическая плитка своими руками, изготовление которой задумано, получилась сносного вида, необходимо позаботиться, прежде всего, о качестве глины. Поскольку, в ручном производстве использование пресса не предусмотрено, все зависит от мелкозернистой однородной структуры приготовленной массы. С порядком глазуровки и обжига можно ознакомиться, отправив запрос «производство керамической плитки видео». Следует только помнить, что оборудование для изготовления керамической плитки потребует достаточно места для размещения, агрегаты для смешивания создают много шума, а печи опасны в пожарном отношении. Техника безопасности должна соблюдаться неукоснительно.
В этих печах температура плавления достигает 1200 градусов по Цельсию Если методика хорошо изучена и соблюдаются все технические требования, то вполне возможно наладить собственное небольшое производство. Фото плитки керамической, сделанной самостоятельно, демонстрирует, что упорство и правильный подход к делу обязательно приводят к успеху.
Сырьё для изготовления керамической плитки представляет собой смесь нескольких компонентов:
- Глина и схожие материалы, которые придают общей массе пластичность для формирования заготовок;
- Кварцевый песок либо схожее сырьё - формирует своего рода структурный скелет смеси, упрощающий процесс формовки, сушки и обжига;
- Материалы с содержанием карбонатов и алюмосиликатов кальция и натрия. С их помощью достигается необходимая вязкость, а готовое изделие получает плотную стекловидную структуру.
Процесс производства
1. Добыча сырья - первый этап, берущий начало в карьерах, где на поверхность извлекаются компоненты со строго определённым химическим составом. От состава зависит поведение сырья во время прессовки и обжига, а также свойства готовых изделий. Из мест добычи глину отправляют на фабрики, где сортируют её по контейнерам.
2. Приготовление смеси - глинистые материалы, составляющие основу керамической плитки , смешиваются с остальными компонентами в определённой пропорции. Затем они подвергаются предварительному перемалыванию до нужных размеров, измельчаются, смешиваются и увлажняются. Для создания керамической массы разработано несколько способов, каждый из которых применяется для различных типов сырья и вида будущей продукции:
- Полусухой - глина проходит дробилку и сушилку, затем измельчается и уходит на формовку;
- Пластический - после дробилки глинистый материал смешивается с добавками в глиномесителе, в итоге получается пластичная однородная масса, которая в дальнейшем подвергается тепловой обработке;
- Мокрый - первичные компоненты измельчаются и смешиваются с большим объёмом воды (не более 60%), получившаяся однородная масса направляется в резервуары.
В итоге смесь подготавливается к формовке тела плитки (или «бисквита», названного так из-за внешнего сходства с одноименным изделием из теста).
3. Формовка , которая осуществляется методами прессования либо экструзии.
- Прессование подразумевает сдавливание порошкообразной массы под большим давлением. Мелкие частицы смеси перемещаются и частично деформируются, за счёт чего значительно повышается твёрдость и прочность плитки;
- Для формовки керамической плитки экструзионным методом предназначена специальная установка - экструдер. Масса продавливается через отверстие, задающее форму профиля плитки. В отличие от прессования, экструзия позволяет производить плитку любых конфигураций, так как в «жидкой фазе» смесь выдавливается из форм и обрезается. Изделия, полученные таким методом, могут быть толще прессованных, быть вогнутыми или выпуклыми. Именно так изготавливаются угловые клинкерные элементы.
4. Сушка
- неотъемлемая часть производственного процесса. Её цель - полностью удалить влагу из изделия. За процессом установлен строгий контроль, чтобы не допустить деформации изделий во время высушивания. Для этого предназначены специальные установки, обрабатывающие поверхность керамики горячим сухим воздухом. Во время сушки плитка «усаживается», то есть немного уменьшается в размерах. Величину «усадки» точно рассчитать невозможно, поэтому готовые изделия могут незначительно отличаться друг от друга по габаритам, даже внутри одной партии.
5. Нанесение эмали или глазури - это декоративное защитное покрытие, прозрачное, бесцветное либо окрашенное. Своим цветом эмаль обязана добавкам различных солей и оксидов. Так, синий цвет дают соли кобальта, зелёный - соли хрома, красный - соли железа. Глазурованная плитка состоит из двух слоёв: основание (нижний) и, собственно, глазурь (верхний). Этот слой обеспечивает дополнительную защиту основания от внешних воздействий, так как обладает повышенной твёрдостью, жаропрочностью и влагонепроницаемостью.
Существуют десятки методов нанесения глазури на плитку - в виде гранул, методом распыления и накатывания пастообразной смеси. Процесс осуществляется при помощи барабанов, до, после или во время обжига. Одновременно с этим могут наноситься различные изображения. Существуют технологии, при которых каждый отдельный элемент плитки обладает своим неповторимым рисунком, при этом сохраняя общую стилистику серии.
6. Обжиг - только после него плитка становится пригодной для использования. Печь для обжига - это туннель, в котором изделия двигаются на транспортёрах. Температура обжига составляет от 900 до 1300 градусов в зависимости от материала и технологии изготовления. После обработки плитка охлаждается и превращается в камневидную массу высокой прочности.
7. Сортировка - во время этого процесса отбраковываются повреждённые элементы, разделяются и группируются плитки различных сортов. Современные линии по производству оснащены специальными устройствами, которые проверяют плитку на дефекты, оказывая на неё механическую нагрузку.
Важно отметить, что у разных сортов керамической плитки этапы её производства могут значительно различаться.
Декоративная плитка применяется для внутренней и внешней отделки помещений. Производство керамической плитки восходит к древним временам и народам, в том числе египтянам, вавилонянам, ассирийцам. Например, ступенчатая пирамида для фараона Джосера, построенная в Древнем Египте около 2600 г. до н.э. , содержит красочный кафель.
Позже керамическая плитка была изготовлена практически в каждой крупной европейской стране. К началу ХХ века плитка стала производиться в промышленных масштабах. Изобретение туннельной печи около 1910 привело к автоматизации производства.
Получение сырья для производства керамической плитки
Сырье, используемое для формирования плитки, состоит из глинистых минералов, добываемых из земной коры. Добавляются природные минералы, такие как полевой шпат, использующийся, чтобы понизить температуру обжига и химические добавки, необходимые для процесса формования. Минералы часто предварительно обогащаются перед отправкой в керамический завод.
Исходные материалы измельчают и классифицируют по размеру частиц. Первичные дробилки используются для уменьшения больших комков материала. Существуют различные виды дробилок, позволяющие получить на выходе материал нужной классификации.
Первым шагом производства керамической плитки является смешивание ингредиентов. Затем добавляют воду и ингредиенты подвергаются мокрому размолу или измельчаются в шаровой мельнице. Если используется мокрый помол, избыток воды удаляют с помощью фильтр-пресса с последующей распылительной сушкой. Полученный порошок затем прессуют в плитки желаемой формы. Формование совершают сжимающими движениями между стальными пластинами или посредством вращательного движения между стальными конусами.
Вторичное дробление уменьшает мелкие куски с частицами. Часто для этих целей используется молотковая мельница и мельница Мюллера. В последней используют стальные диски в мелкой вращающейся "кастрюлей", в то время как молотковая мельница использует быстро движущиеся стальные молотки, сокрушающие материал. Также используются валовые или конического типа дробилки.
Третий размер шага измельчения частиц необходим для изготовления высококачественной плитки. Барабанные виды мельниц используются в комбинации с прочими методами. Одним из наиболее распространенных типов таких мельниц - шаровые мельницы, который состоят из крупных вращающихся цилиндров, частично заполненных сферическими измельчающими телами.
Экраны используются для отделения частиц в определенном диапазоне размеров. Они работают в наклонной позиции и механической вибрации или электромеханическим методом улучшают поток материала. Экраны классифицируются в соответствии с числом отверстий на линейный дюйм поверхности экрана. Чем выше это число, тем меньше размер отверстия.
Глазурь - стекломатериал, предназначенный для расплавления на поверхности плитки в процессе обжига, надежно закрепляющийся на поверхности плитки во время охлаждения. Глазури используются для обеспечения влагостойкости и украшения, так как они могут быть окрашены или приобретают специальные текстуры.
Производство керамической плитки: технология
После того, как сырье обработано, следует выполнить несколько шагов, чтобы получить готовое изделие. Эти шаги включают в себя дозирование, смешивание и измельчение, сушка распылением, формование, сушка, глазуровка и обжиг. Многие из этих шагов теперь осуществляется с помощью автоматизированного оборудования.
Дозирование
Для многих керамических изделий, в том числе плитки, качество определяется количеством и типом сырья. Сырье также определяет цвет тела плитки, которое может быть красного или белого цвета, в зависимости от количества используемых железосодержащих сырьевых материалов. Таким образом, важно смешать правильные объемы составляющих, чтобы достичь желаемых свойств. Производятся расчеты, принимающие во внимание физические и химические свойства состава сырья. После того, как определен соответствующий вес каждого сырьевого материала, составляющие смешиваются.
Смешивание и измельчение
После того, как ингредиенты взвешены, они поступают в смеситель. Иногда необходимо добавить воду, чтобы улучшить смешение с несколькими ингредиента партии, а также достичь тонкого помола. Этот процесс называется мокрым помолом и часто выполняется с использованием шаровой мельницы. В результате получается заполненная водой смесь, называемая суспензие. После интенсивных нагрузок воду удаляют из суспензии с помощью фильтр-пресса (который удаляет 40-50 процентов влаги) с последующим сухим размолом.
Распылительная сушка
Включает в себя закачивание суспензии в распылитель, состоящий из быстро вращающегося диска или сопла. Потоками воздуха мелкие частицы освобождаются от влаги. Сырье может также быть получено путем сухого помола с последующим гранулированием. Для этого созданы гранулирующие машины.
Формирование
Чаще всего керамическая плитка формируется путем сухого прессования. В этом способе, сыпучий порошок, содержащий органическое связующее или низкий процент влаги, поступает из бункера в фасонный пресс. Материал сжимается в полости стальными плунжерами, а затем выбрасывается в нижней части плунжера. Автоматизированные прессы используются с рабочим давлением свыше 2500 тонн.
Используются также смачивающие агенты для получения особо тонкой плитки. Экструзия плюс штамповка позволяют производить плитку неправильной формы, небольшой толщины, что делает ее более качественной, а производство экономичным. Пластичная масса проходит уплотнение в специальном цилиндре высокого давления и выдавливается из цилиндра небольшими порциями. Эти порции проходят штамповку с использованием гидравлических или пневматических прессов.
Второй метод заключается в следующем: экструдированные порции сжимаются между двумя половинами жесткой формы, установленной на гидравлическом прессе. Сформированная часть с применением вакуума прижимается к верхней половины пресс-формы, чтобы освободить нижнюю половину. Затем путем нагнетания воздуха через верхнюю половину освобождается верхняя часть. Излишки материала удаляются для повторного использования.
Другой процесс, называемый глазуровка давлением, был разработан недавно. Этот процесс сочетает в себе глазуровку и формирования одновременно. Нанесение глазури (в высушенной распылением порошковой форме) непосредственно в матрицу, заполненную порошком плитки тела. Преимущества включают устранение погрешностей глазуровки, а также снижение отходов материала глазуровки (так называемый шлам), который производится обычным способом.
Сушка
Керамическая плитка, как правило, должна быть высушена (при высокой относительной влажности) после формирования, особенно, если используется мокрый способ. Сушка, которая может занять несколько дней, удаляет воду в достаточно медленном темпе, чтобы предотвратить усадочные трещины. Используются непрерывные или туннельные сушилки, которые нагреваются с помощью газа или нефти, инфракрасные лампы или на микроволновой энергии. Инфракрасная сушка лучше подходит для тонкой плитки, а СВЧ-сушка работает лучше для толстой плитки. Другой способ, импульсной сушки, использует импульсы горячего воздуха, протекающего в поперечном направлении материалу.
Глазуровка
Измельченные глазури наносят с помощью одного из доступных методов. В центробежном глазуровщике или дисковании, глазурь подается через вращающийся диск, который распределяет глазурь на плитке. При способе водопада поток глазури падает на плитку, когда она проходит по конвейеру под ним. Иногда глазурь просто распыляется. Существует также трафаретная печать. В этом процессе глазурь продавливают через сито с резиновым ракелем или через другое устройство.
Сухая глазуровка включает в себя применение порошков, измельченных фритт (стеклянных материалов), и гранулированной глазури на мокрой поверхности плитки. После обжига, частицы глазури сливаются друг с другом, образуя прочную поверхность, подобную граниту.
Обжиг
После глазуровки плитка подвергается обжигу, укрепляющему ее и дающему нужную пористость. После формирования заготовки сушат медленно (в течение нескольких дней), при высокой влажности, чтобы предотвратить образование трещин и усадки. Далее наносится глазурь, а затем плитки обжигают в печи или печи. Хотя некоторые виды плитки требуют двухступенчатого процесса обжига, плитка мокрого помола обжигается только один раз, при температуре 2000 градусов по Фаренгейту или более. После обжига плитка пакуется и отправляется на склад.
Печи, используемые для обжига плитки.
Плитка, получаемая путем сухого помола вместо мокрого помола, как правило, требует двухступенчатого процесса. В этом случае плитка проходит через низкотемпературный обжиг под названием суп обжига до глазуровки. Этот шаг удаляет летучие вещества из материала, большинство или все усадки. После чего производят обжиг и глазуровку одновременно. Оба процесса обжига происходят в туннеле или непрерывной печи, которая состоит из камеры, через которые заготовки медленно двигаются по конвейеру на огнеупорных волокнистых лентах, построенных из материалов, устойчивых к высоким температурам, или в специальных контейнерах. Обжиг в туннельной печи может занять от двух до трех дней, при температуре около 2372 градусов по Фаренгейту (1300 градусов Цельсия).
Для плитки, которая требует только однократного обжига - обычно это плитка, которая получена мокрым формованием - используются фрезерные ролики. Эти печи перемещают заготовки на роликовом конвейере и не требуют дополнительного оснащения. Обжиг в роликовой печи может длиться 60 минут, температура обжига около 2102 градусов по Фаренгейту (1150 градусов по Цельсию) или более.
После обжига и испытаний керамическая плитка готова, она пакуется и отправляется.
Экологичность
Огромное количество загрязняющих веществ генерируется в ходе различных этапов производства; эти выбросы должны контролироваться в соответствии со стандартами. Среди вредных веществ, образующихся при производстве плитки, являются фтор и соединения свинца, которые образуются при обжиге и глазуровке. Соединения свинца были значительно сокращены с недавним развитием, без примеси свинца или с низким содержанием свинца глазури. Выбросы фтора собираются в скрубберы, устройства, которые в основном распыляют воду, чтобы удалить вредные загрязнители. Это можно контролировать также с помощью сухих процессов: тканевыми фильтрами с покрытием из извести. Эта известь может быть переработана в качестве исходного материала для будущей плитки.
Промышленное производство керамической плитки также образуют сточные воды, образующиеся при фрезеровании, глазуровке и сушке распылением. Отходы производства плитки также возвращают в процесс подготовки сырья для повторного использования.
Контроль качества
Большинство производителей керамической плитки в настоящее время используют методы статистического контроля процессов (SPC) для каждого шага производственного процесса. Многие также тесно сотрудничают со своими поставщиками сырья, чтобы получаемое сырье соответствовало требованиям. Статистический контроль процесса состоит из диаграмм, которые используются для контроля различных параметров обработки, таких как размер частиц, фрезерное время, температура сушки и время, давление прессования, размеры после прессования, плотность, температура и время обжига, прочие. Эти графики помогают выявить проблемы с оборудованием, повысить его эффективность.
Конечный продукт должен удовлетворять определенным требованиям в отношении физических и химических свойств. Эти свойства определяются с помощью стандартных тестов. определяемые характеристики включает механическую прочность, стойкость к истиранию, химическую стойкость, водопоглощение, стабильность размеров, морозостойкость и коэффициент линейного теплового расширения. Совсем недавно добавился параметр сопротивление скольжению, который может быть определен путем измерения коэффициента трения.
Перспективы
В целях поддержания роста рынка, производители керамической плитки будут сосредотачиваться на разработке и продвижении новых моделей с различными прочностными и эксплуатационными характеристиками. Особое внимание сейчас уделяется крупногабаритным, прочным, гранитным, полированным моделям. Высокая прочность достигается благодаря особому составу сырья, новым технологиям глазуровки, производству на усовершенствованной аппаратуре. Автоматизация производства керамической плитки будет играть ведущую роль в работе по увеличению объемов производства, снижении затрат и улучшению качества. Кроме того, изменения в технологии производства керамической плитки, вызванные проблемами окружающей среды и энергетических ресурсов, будут продолжаться.
Производство керамической плитки осуществляется множеством заводов и фабрик во всем мире. Это считается перспективным делом и хорошей инвестицией капитала. На сегодняшний день существуют производства, на которых изготовление керамической плитки во многом ориентировано на индивидуальные заказы. Обилие вариантов готовых решений наряду с возможностью изготовления персональных заказов позволяет воплощать в керамике любые дизайнерские замыслы.
Производство керамической плитки вполне можно выполнять и самостоятельно. Керамику делали задолго до того, как появились специальные прессы и другие механизмы. Изготовление кафеля основывается на тысячелетней практике. Любому желающему сегодня вполне доступно изготовление плитки с помощью простых механизмов, дающих возможность делать исходную массу, наносить глазурь и выполнять обжиг плитки.
Процесс изготовления кафеля несложен. Исходя из разновидности изготавливаемой кафельной плитки и ее предназначения в производстве применяется смесь глины различных видов с добавлением прочих натуральных примесей. Для получения кафеля хорошего качества важно использовать подходящую разновидность глины. Поначалу все компоненты при помощи соответствующего оборудования прессуются. Процесс выполняется под большим давлением, после чего изделия проходят обжиг в печи при большой температуре.
Для производства кафеля используется огнеупорная либо тугоплавкая глина. Первый вариант является наиболее подходящим благодаря большому количеству примесей. При изготовлении кафеля крайне важно не нарушать предусмотренные технологией условия. Несмотря на то что сегодня изготовление кафеля является основой деятельности многих предприятий, растущий спрос позволяет не только расширять существующие мощности, но и открывать новые линии.
Для различных вариантов кафеля предусматривается использование смеси разных сортов глины и дополнительных примесей. Для получения глазури применяется смесь, включающая каолиновые глины, песок, стеклянную крошку и оксидные пигменты. Пигменты используются для придания плитке необходимого цвета. Для изготовления самой плитки в основном применяется смесь полевого шпата, глины и кварцевого песка.
Производство кафельной плитки мало отличается от изготовления любой другой керамической продукции. На протяжении очень длительного времени технология производства керамической плитки в своей основе остается неизменной. Невзирая на различия в особенностях изготовления плитки разных видов, для основной их массы схема технологии производства также одинакова.
Производство плитки — процесс, состоящий из нескольких фаз. Для получения плитки высокого качества применяется прогрессивное технологическое оснащение, лучшие виды исходного сырья. Для производства плитки может быть использовано полностью автоматизированное промышленное оборудование. Технология изготовления, которая основана на высокотехнологичном оснащении, позволяет делать плитку больших размеров с идеальной формой и пропорциями.
Отличия способов производства
Все исходные материалы сначала основательно измельчаются, после чего размешиваются и увлажняются до образования гомогенной массы. На следующем этапе следует формование, для чего может использоваться прессование либо экструзия. Прессованная плитка вырабатывается из сырья, размельченного в порошок. Сначала порошок уплотняется, после чего подвергается прессованию под большим давлением. Такой способ дает возможность более жестко соблюдать типоразмер изделий и формировать высококачественную поверхность.
В производстве керамической плитки технология экструдирования предусматривает прохождение пастообразной смеси основных материалов сквозь специальную фильеру нужной формы. В процессе прохождения подготовленной смеси сквозь форму создаются изделия необходимой ширины и толщины. Использование такого способа формования отличается простотой и меньшей стоимостью по сравнению с методом прессования. После этого действия керамическая плитка сушится и подвергается обжигу.
Как готовится смесь и формуются изделия
Изготовление кафеля начинается с подготовки сырья. На стадии подготовки выполняется смешивание составляющих, из которых формируется однородная исходная масса. Для этого сначала измельчается глина, после чего в нее добавляются необходимые примеси для получения нужного состава. Измельченная глина обязательно смачивается. Степень смачивания определяется добавками, объем и пропорции которых определяются требуемыми характеристиками для готовых изделий.
Далее происходит формование плитки. Как уже было описано выше, формование может выполняться двумя методами: экструзией или прессованием. В первом случае готовая масса пропускается через специальную формующую установку, во втором в подготовленные формы заливают массу, которая затем прессуется под большим давлением. На выходе получаются очень плотные и крепкие изделия.
Сушка изделия и покрытие глазурью
На следующей стадии выполняется сушка изделий, с помощью которой из плитки удаляется излишняя влага. Без этой стадии не обойтись, поскольку без удаления излишков влаги на этапе обжига будет происходить интенсивное парообразование. Образующийся избыток пара станет причиной нарушения целостности плиточных изделий, и на выходе получится слишком много бракованного продукта.
Глазурование требуется для придания плиточным изделиям определенной расцветки либо оттенка. Покрытие глазурью выполняется накануне обжига. Глазуруют плитки посредством обливания и пульверизации. Высокотемпературная обработка изделий в печи и процесс остывания превращают такой вид покрытия в своеобразное стекло. Это покрытие выполняет не только эстетическую, но и защитную функцию. В итоге кафель будет защищен от негативного влияния внешних факторов и обретет высокие гигиенические свойства.
Как происходит обжиг изделий
Высокотемпературное воздействие в печи формирует требуемые химические реакции, приводящие к необходимым физическим изменениям в плиточных изделиях. На производстве печь устроена в виде конвейера, где изделия перемещаются в туннеле. Существуют печи, в которых перемещение изделий основано на карусельном принципе.
На рынке технологического оснащения оборудование для производства керамической плитки представлено в большом ассортименте. С развитием и совершенствованием технологий оно непрерывно улучшается. Ассортимент его велик, приобрести можно самостоятельные установки, большие агрегаты для крупных фабрик либо отдельный станок для производства плитки у себя на участке.
Какие преимущества дают новые технологии
Производство кафеля в последнее время переживает обновление. Это связано с тем, что появились новые современные типы оборудования для раскрашивания изделий. Новые технологии позволяют формировать декоративный слой таким образом, чтобы он образовывал единое целое со структурой изделий. Такой рисунок со временем не стирается и не блекнет.
Один из современных вариантов нанесения рисунка на керамическую плитку предусматривает использование УФ-принтеров. Такого рода печать основана на применении особых чернил и глазурных красок с хорошими адгезионными характеристиками. По завершении процесса нанесения таким способом графического рисунка производится полимеризация при помощи УФ-лампы.
Для нанесения на керамическую плитку рисунка могут использоваться специальные струйные и лазерные принтеры. В процессе производства малых партий используют струйные принтеры для керамики. С их помощью наносятся главным образом черно-белые рисунки. Для крупных объемов керамической плитки производство может быть оснащено лазерными принтерами. В этом случае картинка сначала переносится на декольную бумагу, после чего фиксируется на плитке, которая вслед за этим проходит обжиг в печи.
Самостоятельное изготовление
В последнее время получает все большее распространение самостоятельное изготовление кафеля. Мотивом для этого служит желание не только сэкономить, но и сделать оригинальный, не встречающийся ни у кого отделочный материал. Большой популярностью в самостоятельном производстве пользуется цементная плитка. Она представляет собой весьма интересный материал отделки, который может использоваться для стен и пола. Такое покрытие изготавливается ручным способом, который был изобретен еще в Средние века.
Производство цементной плитки является занимательным процессом. Для ее изготовления делается специальная металлическая форма в виде матрицы с контурами рисунка плитки — наподобие трафарета. Далее готовится окрашенный цемент, для чего используется смесь, в которую входит мелкий песок, особый цемент, мраморный порошок и красители на натуральной основе. У готовых плиток образуется матовая поверхность, шероховатая на ощупь и нескользкая. Сделанные таким способом изделия не проходят обжиг, а только сушатся. Благодаря этому размеры плиток не меняются, сохраняя изначальную точность, что можно считать преимуществом.