Alsatelecom.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Температурный режим обжига керамики этапы обжига

Температурный режим обжига керамики этапы обжига

Обжиг керамики подразделяется на несколько этапов в зависимости от температуры нагрева печи.

НАГРЕВ

20 — 100
На начальном этапе разогрева происходит удаление влаги из глины или другой керамической массы. Разогрев должен проходить медленно. Самое главное — соблюдать равномерность нагрева. Скорость нагрева определяется толщиной стенок изделия: чем толще стенки, тем медленнее должен быть нагрев.

100 — 200
На этом этапе продолжается процесс удаление влаги из массы все еще продолжается. Важно помнить, что показания температуры на приборе, как правило, выше температуры самого изделия, особенно в толще или если изделие расположено на толстой подставке, которая поглощает часть тепла. Также начинается усадка глазурей. В этот промежуток нагрева, поскольку из изделия все еще выпаривается вода, глазурное покрытие подвержено риску растрескивания или фрагментарных сколов. Нагрев должен быть равномерным, так как из люстровых покрытий выделяются летучие органические соединения.

200 — 400
В этом интервале выгорают органические соединения. Хороший приток воздуха особенно необходим, если содержание в массе органических вещество высоко (деколи, люстры, связующее надглазурных красок и мастик).

550 — 600
При разогреве печи до этих температур происходит фазовое превращение кварца, которое характеризуется скачкообразными изменениями внутренней энергии вещества и, соответственно его плотности, а также теплоемкости, сжимаемости и коэффициента термического расширения. Поэтому на стадии охлаждения керамика может потрескаться (т.н. «холодный» треск).

400 — 900
В этом промежутке из глины выделяется химически связанная вода, а также разлагается ряд содержащихся в ней минералов. Также разлагаются хлористые и азотнокислые соли.

600 — 800
При этих температурах начинается расплавление надглазурных покрытий, а также легкоплавких флюсов (свинцовых и других).

750 — 800
В этом интервале, который иногда называют третьим декорирующим обжигом, происходит выгорание сульфидов, а также размягчение поверхности глазури и диффузия красок, золота и т.п.

850 — 950
В этом интервале происходит разложение содержащихся в керамической массе мела и/или доломита. Начинается взаимодействия составной части керамической массы — кремнезема — с карбонатом кальция и магния. Эти процессы сопровождаются выделениями углекислого газа.
На этом этапе также заканчиваются все превращения глинистых веществ: прочность черепка обеспечивается за счет спекания самых мелких частиц.
К концу интервала майоликовых глазури, как правило, уже полностью расплавляются.

1000 -1100
На этом этапе происходит уплотнение и деформация черепка, начинают размягчатся полевые шпаты.
Жидкая фаза появляется как результат интенсивного взаимодействия кремнезема и извести.
Также интенсивно разлагаются сульфаты, что сопровождается выделением сернистого газа.
Происходит плавление нефелин-сиенита.

1200 -1250
В данном интервале спекаются фаянсовые и беложгущиеся керамические массы.
В расплаве полевого шпата растворяются кремнезем и каолинит.

1280 — 1350
В этом температурном интервале иглы муллита пронизывают фарфоровую массу, что после выхода из обжига является основой высокой прочности и термостойкости. Процесс носит название муллитообразования.
Также тонкодисперсный кварц преобразуется в кристобаллит.

1200 — 1420
Этот интервал используется для обжига фарфора. При таких высоких температурах диффузия происходит очень быстро. Также при таких температурах, если обеспечены необходимые окислительно-восстановительные условия обжига, происходят процессы восстановления рыжих оксидов железа в более благородные голубые.

ОСТЫВАНИЕ

1420 — 1000
Масса и глазури пребывают в достаточно пластичном состоянии, таким образом изделие охлаждают так быстро, насколько позволяют технические характеристики печи.
Если использовать глазури, склонные к кристаллизации, то медленное охлаждение или выдержка до 10 часов в этом интервале, как правило, приведет к росту кристаллов.

Читайте так же:
Сколько весит силикатный кирпич одинарный

1000 — 700
Здесь начинается окисление марганца, низших оксидов меди и прочих металлов, если таковые содержатся в составе, в высшие.
Недостаток кислорода в печи может дать поверхности изделия металлизацию. Если запланировано восстановление, то его нужно производить именно в этом интервале. Восстановительную среду нужно поддерживать как минимум до 250-300С, а лучше до почти комнатных температур.

900 — 750
Масса (черепок) и глазурь перешли в хрупкое состояние и остывают уже как единое целое. Если КТР не согласованы, то возможны отскок глазури, цек и даже повреждение изделия.

600 — 550
На этом этапе происходит обратное фазовое превращение кварца с резким объемным изменением. Слишком быстрое прохождение этого интервала может вызвать «холодный» треск.

300 — 200
В этом интервале происходит фазовое превращение кристобаллита. Он образовался при температуре 1250 — 1300, если в массе был очень тонкодисперсный кремнезем. Дверь печи не нужно открывать быстро.

250 — 100
В этом интервале продолжается охлаждение. В толстых частях изделий, а также в глубине печи температура гораздо выше, чем в тонких частях и чем показывает измерительный элемент. Изделиям необходимо дать остыть равномерно.

Если вы первый раз пришли в гончарную мастерскую, или как получается керамика

Я собрала все самые распространённые вопросы, которые задают, когда пробуют лепить из глины, и хочу постепенно на них отвечать. Сегодняшнюю порцию я рассказываю каждому, кто приходит на мастер-класс. Поехали!

«Мы не заберём изделия сегодня? А когда? А почему так долго? А может, мы сами дома в духовке обожжём? А если глазурью не покрывать?»

Дети часто расстраиваются, что не могут взять свою поделку сразу же после мастер-класса. Да и не все родители представляют, почему надо подождать в среднем 3 недели. Звучит убийственно долго, и для всех керамистов это тоже всегда так мееедленно, что ыыыы!

А дело в том, что слепленное изделие нельзя поставить сразу в печь — оно взорвётся из-за внутренних напряжений. Поэтому сначала глина сохнет самостоятельно 3-7 дней, постепенно отдавая влагу. Чем тоньше и меньше изделие — тем быстрее высыхает. При этом оно остаётся очень хрупким и мгновенно размокает, если полить его водой.

Следующий этап — первый, утельный обжиг в печи. Да-да, будет ещё и второй!

Я так понимаю, что многие пробовали лепить из полимерной глины, и потому думают, что обжечь керамику можно так же быстро и вообще дома в духовке.

Дома в духовке температура достигает градусов 300, а для первого обжига нужно 900-1050.

Поэтому нужна специальная печь, которая мееедленно набирает температуру (в среднем по 100 градусов в час). Получается 8-10 часов, чтобы достигнуть 1050 градусов. Если обжигать сильно быстрее, то изделие может взорваться (треснуть).

А потом печь мееееедленно остывает. Чем больше печь — тем меееедленней она остывает. Причём если сначала температура падает быстро, то последние градусов 300 занимают дольше всего времени.

Читайте так же:
Кирпич для каминов желтый

Как ни изголяйся печь на 60 л и больше у меня получается открыть через день: в понедельник поставить обжиг — в среду открыть, когда температура в печи меньше 100 градусов. Если достать раньше, то изделие может треснуть.

Уф! Если изделие выжило и не треснуло — оно стало твёрдым, и его уже не так просто сломать)

Но! Наше изделие пока что пропускает воду. То есть если в такую мисочку или кружку налить воду — она будет медленно просачиваться через поры в (обожжённой) глине. А если нальёте чай, то изделие ещё и запачкается, и отмыть будет проблемой.

Когда можно без глазури?

Если вы сделали, допустим, игрушку или что-то декоративное, то её можно раскрасить акриловыми красками. Конечно, они уступают глазури по стойкости, но для детских мастер-классов подходит.

Изделие без глазури называют черепком.

Глазурь — это, по сути, стекло, только более вязкое, густое. Оно закрывает поры в глине, и ваша условная чашка держит воду. До обжига глазурь выглядит как очень мелкий порошок, который достаточно смешать с водой — и можно наносить на изделие.

Покрываем изделие глазурью, немного ждём, чтобы она высохла (всего пару часов) — и можно в печь! Опять в специальную, опять на 8-10 часов и с мееедленным остываением. Как правило на мастер-классах вашу чашечку обожгут на 1050 градусов, но бывает, что и на 1200-1250 — тогда всё ещё меееедленней.

Всё! Теперь можно забирать.

Иногда удаётся завершить этот цикл быстрее, иногда лучше подождать, потому что если поторопишься, то изделие… вы и сами теперь знаете. Так что если вы пришли большой компанией и слепили кучу крутых штук — это не значит, что они будут готовы одновременно и будут обжигаться все вместе. Сначала в печь пойдут изделия, которые высохли и влезли в неё, ведь любая студия ограничена размером печи и не может вместить все изделия сразу. Так что бывает «очередь». Не сбрасывайте со счетов, что на глазуровку тоже надо найти время — а это может быть и 30, и 50 изделий. Как правило мастера делают это в свободное от мастер-классов время, и иногда его нет.

Керамика не терпит спешки, у неё такой медленный технологический процесс.

Надеюсь, удалось ответить на поставленные вопросы.

Обжиг керамики в муфельных печах

Привет всем любителям и профессионалам керамического дела и тем, кто только делает первые шаги в постижении этого ремесла!

В своей профессиональной практике, я часто сталкивался с проблемой обжига. Зачастую не понимая принципов и значимости этой технологической операции и не придавая ей большого значения. Я «наступал на грабли» и хуже всего, что на детские))) и не один раз.

И если вы, читающие сейчас эту статью, «творители» и «виртуозы» керамического искусства не хотите совершать такие же ошибки, предлагаю дочитать эту статью до конца и поставить лайк и оставить комментарий.

Стоит отметить, что все рекомендации, которые будут приведены в этой статье относятся к обжигу в электрических муфельных печах. На сегодняшний день в России (имеются ввиду небольшие производственные мастерские и учебные центры) это самый распространенный вид печей.

  1. 1. Загрузка(садка) изделий в печь.
Читайте так же:
Печи малютки кирпич своими руками

Загрузку в печь надо производить таким образом, чтобы максимально использовать пространство камеры печи. Для этого возможно выполнить предварительное размещение изделий на специальном столе. При этом вы сможете без труда определить высоту и количество огнеупорных стоек необходимым для поддержки лещадок (огнеупорных полок).

Отмечу, что лещадки при первом применении необходимо покрыть каолином (развести сухой порошок каолина водой и кистью обмазать полки), это поможет увеличить срок службы печной фурнитуры.

Плотность расположения неглазурованных изделий больше, чем глазурованных.

Вниз следует ставить более тяжелые изделия, а выше – более легкие.

При обжиге неглазурованные изделия могут соприкасаться. Вы также можете ставить одно изделие на другое.

Плитки устанавливают на ребро или друг на друга, если они имеют толстый черепок. Большие плоские и толстостенные чаши, обжигаемые на утель, лучше обжигать вверх дном на огнеупорной полке, а тонкие небольшие чашки — тоже вверх дном, но на специальных сырых дисках (бомзах), чтобы избежать даже незначительной деформации по окружности.

Изделия в печь нужно устанавливать на расстоянии не менее 2-3 см от спиралей или стенок муфельной печи. Слишком близкое размещение может привести к их деформации. То же правило касается размещения изделий возле термопары. НЕЛЬЗЯ ЗАКРЫВАТЬ ТЕРМОПАРУ.

Глазурованные изделия располагают друг от друга на расстоянии достаточном, чтобы при обжиге они не соприкасались друг с другом, со стенками печи, спиралями и не приклеивались к лещадкам (лучше установить изделия на специальные подставки).

Вначале температуру обжига повышают медленно. В первые два-три часа идет процесс «досушки», выпаривание физически связанной воды. Температуру печи стараются не поднимать выше 150—200°С, пока не исчезнет влага. При этом технологические отверстия в печи должны быть открыты для того, чтобы через них выходила влага.

Ступень 1: 1-1,5 часа до температуры 150-200°С с выдержкой от 30 минут до 1 часа.

После предварительного нагрева можно уже быстрее повышать температуру до 300—500°С. Однако при достижении температуры 600°С следует соблюдать осторожность, так как при слишком быстром нагреве даже совершенно высохших изделий они могут разорваться из-за слишком большого давления паров воды, образующихся в результате диссоциации глинистого вещества (удаление химически связанной воды). При температуре около 600°С пары начинают выделяться интенсивно. Кроме того, примерно при этой температуре резко расширяется кварц.

Ступень 2: 2-3 часа до температуры 570-600°С с выдержкой 20-30 минут.

На последнем этапе скорость может быть максимально высокой, но при достижении заданной температуры важно сделать выдержку для того, чтобы нагрев по всему рабочему пространству камеры стал равномерным.

Ступень 3: скорость нагрева 150-200°С с выдержкой 20 минут.

  1. 3. Охлаждение печи.

Чтобы избежать образования трещин, изделия надо охлаждать по возможности медленно. К тому же, износ печи значительно уменьшается, если охлаждение («студка») длится приблизительно такое же время, что и нагрев.

Во всех случаях надо твердо придерживаться правила: охлаждение в первые часы должно быть замедленным, пока температура не снизится до 450—400°С.

Особенно важно медленно охлаждать большие изделия и скульптурные произведения. При этом лучше совсем не открывать дверь печи до тех пор, пока температура не снизится по крайней мере до 220—200°С, а затем не открывать ее полностью; выгрузку не рекомендуется производить, пока температура не снизится до 120—100°С. Лучше всего разгружать печь при температуре изделий 50—60°С. Эта предосторожность имеет еще большее значение для глазурованных изделий.

Читайте так же:
Марки шамотного кирпича применение

Стоит отметить что существуют частные случаи, когда обжиг может осуществляться совершенно по другой схеме.

Вдохновляйтесь, экспериментируйте, творите.

Печи для обжига кирпича

Влажность свежеформированного кирпича даже после предварительной сушки может достигать 12%. Для полного избавления от влаги, органических примесей и укрепления его структуры производят обжиг с поэтапным поднятием температуры. В процессе нагрева изделий до 350 º С из них удаляется (выгорает) углерод. Последующий нагрев и выдержка до 600 – 800 º С делает их прочными, стойкими к воздействию воды, перепадам температур. Обжигают кирпич в печах различной конструкции.

О чем эта статья

Кольцевая печь

Это занимающая большую площадь, сложная конструкция непрерывного действия. Кольцевые печи со сводами наиболее распространены в масштабном промышленном производстве. Некоторые мелкие производители сооружают их заглубленными в землю и оставляют без свода, накрывая временным настилом.

Принцип обжига

Рабочее пространство кольцевой печи организовано в виде замкнутого, вытянутого эллипса с окнами на боковой поверхности, служащими приемными отверстиями для загрузки материала или его выгрузки. Промежуток между окнами называют камерой.

Главная особенность технологического процесса — стационарное положение кирпича при перемещающейся от камеры к камере зоны огня (взвара). Она непрерывно движется вперед , по кольцу обжигательного канала. Топливо забрасывают непосредственно на кирпичи, и оно воспламеняется от их накала. После прохождения огня через всю камеру процесс отжига считается завершенным , и огонь передвигается на следующий отсек.

На розжиг кольцевых печей требуется 3—4 дня. Топки для разведения огня устраивают во временных поперечных кирпичных стенках. В начале процесса разогрева топливо поступает через отверстия в своде. Когда ближайшие к топкам подсадки кирпича накаляются докрасна, начинается прямая подача. После продвижении разведенного огня на 4 – 5 камер вперед , разбирают стены с временными топками, и печь начинает функционировать в непрерывном режиме.

Огонь движется одновременно с садкой и выемкой. Количество новых подсадок сырца должно соответствовать количеству готовых, выгруженных кирпичей.

Другие особенности технологии:

  • Процесс отжига длится до 4 суток .
  • Тяга создается благодаря устройству центрального дымового канала, проходящего по периметру конструкции и подводящегося к каждой из зон обжига с помощью перекидного короба из металла.
  • Воздух в дымовой канал поступает уже разогретым, так как засасывается в зоне выгрузки отожженных изделий.
  • Предварительная досушка и подогрев сырца осуществляются под действием отходящих дымовых газов.

Достоинства и недостатки

Основные преимущества печей такой конструкции — высокая производительность, простота процессов обслуживания и эксплуатации, экономичность. Снижение себестоимости продукции возможно за счет :

  • использования недорогих теплоносителей (низкосортный антрацитовый штыб, фрезерный торф и прочие топливные отходы) .
  • небольшого расхода топлива (в 2 — 3 раза меньше, чем для туннельных печей) .
  • возможности менять вид топлива без остановки печи .
  • экономии теплоносителей (эффективного использования дымовых газов с высокой температурой , в том числе и для сушки сырца).

К недостаткам печей кольцевого типа относят:

  • сравнительную дороговизна постройки .
  • большую длительность технологического цикла, обусловленную существенной величиной камеры;
  • неравномерность обжига (кирпичи в глубине садки не дожигаются) .
  • низкий КПД .
  • преобладание ручного труда над механизированными процессами .
  • невозможность полной автоматизации.

Туннельная печь

Печами такого типа оборудовано большинство кирпичных заводов, выпускающих одинарный полнотелый кирпич и керамические камни. Они представляют собой тоннель, по которому передвигаются вагонетки или конвейерная лента с сырцом. Их рабочее пространство может иметь один или два канала, расположенных на прямой линии или имеющих замкнутую, кольцеобразную форму.

Читайте так же:
Кирпич слоновая кость оттенок

Принцип работы

В отличие от кольцевых установок, здесь все происходит наоборот : материал продвигается сквозь остающиеся неподвижными, четко разграниченные зоны подогрева, отжига и охлаждения. Материал последовательно передвигается из зоны в зону. В такой печи лишь один вход и одна зона выгрузки. Они размещаются в противоположных торцах туннеля и оснащены механизмами, герметически закрывающими внутреннее пространство печи во время загрузки и выгрузки материала. Герметизация происходит автоматически, что позволяет избежать перерасхода теплоносителя. Пространство над полом, под конвейером или дном вагонеток, также не прогревается, так как отгорожено песчаным затвором.

В качестве теплоносителя используется природный газ. Иногда их модифицируют для работы на мазуте, солярке, печном топливе, электрической энергии. Возможно совмещение вариантов.

Печь работает круглосуточно. Газовые горелки направляют факелы горящего газа на массив кирпича напрямую (в печах открытой конструкции) или через защитные экраны (в муфельных). Вдоль всего канала установлены вентиляторы и уловители дыма, направляющие необходимое количество разогретого воздуха и дымовые газы в нужные зоны печи по специальным циркуляционным каналам. Эти устройства работают независимо друг от друга и управляются оператором дистанционно. Загрузка печи осуществляется рабочими вручную, а выгрузка механизирована.

Технология обжига максимально автоматизирована. Специальные компьютерные программы с помощью многочисленных датчиков следят за технологическим процессом и дают команды по регулированию:

  • температурного режима во всех зонах .
  • давления воздуха .
  • скорости движения вагонеток.

Выбор режима работы печи осуществляется автоматически и зависит от исходных параметров кирпича — сырца (вид, форма, размер, уровень влажности, вид садки). Контроллер хранит в памяти все возможные режимы и выбирает наиболее оптимальный . Контроль качества готовой продукции также автоматизирован. Длительность технологического цикла для полнотелых изделий от 36 до 40 часов, пустотелые камни готовы уже через сутки.

Достоинства и недостатки

Важнейшее преимущество туннельных установок — возможность минимизировать ручной труд и автоматизировать процесс управления. Все рабочие, загружающие печь и разгружающие продукцию находятся в удалении от максимально раскаленной зоны обжига. Они трудятся в хороших санитарно- гигиеничных условиях (приемлемая температура воздуха, хорошее освещение). Автоматизированная система управления позволяет отрегулировать установку под выпуск продукции максимально высокого качества.

Недостатки туннельных печей:

  • работа преимущественно на дорогостоящих теплоносителях .
  • большие различия температур в соседних зонах, грозящие появлением дефектов материала .
  • загрязнение изделий золой при использовании угля в печах открытого типа .
  • большая стоимость некоторого производственного оборудования (защитных муфт, излучающих панелей) и системы автоматизации .
  • быстрый выход их строя подвижного состава.

Хороший кирпич можно получить в печи любого из этих типов. В кольцевых установках высокое качество продукции обеспечивается тяжелым трудом и мастерством обжигателей , вручную подающих топливо и регулирующих процесс по своему усмотрению. В более современных туннельных сооружениях часто даже совершенная автоматика не может уберечь товар от деформаций, трещин, несоответствия заданным параметрам. Выбирая кирпич, не стоит уделять много внимания способу его обжига. Просто внимательнее рассмотрите материал.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector