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.
Главным фактором в производстве керамической плитки является отработанный технологический процесс производства, который постоянно совершенствуется. Как правило, облицовку керамической плиткой стен делают по технологии двойного, реже одинарного обжига. Напольную керамику, напротив, чаще обжигают один раз, реже - два. А вот изготовление декоративных элементов требует дополнительного - третьего обжига.
Этапы производства плитки:
- Подготовка сырьевого замеса. Корпус плитки готовится из смеси глины (для придания пластичности), кварцевого песка (для твердости корпуса) и полевого шпата (для плавкости). При приготовлении глазури используется песок, каолиновые глины, предварительно заготовленная стеклянная крошка, а также пигменты на основе оксидов (для цвета). Для изготовления корпуса плитки сырьевые материалы тщательно измельчаются и перемешиваются для получения совершенно однородной массы.
- Формовка. Используются два метода - прессование и экструзия. Прессованная керамика получается из порошкового раствора, который уплотняется и прессуется под высоким давлением. Экструдированные варианты изготавливаются из тестообразной массы исходных материалов и формуются при прохождении через специальное отверстие экструдера при помощи матрицы-мундштука, обеспечивающей керамической плитке толщину и ширину. Далее происходит нарезка изделия по длине специальными ножами. Метод прессования позволяет жестче контролировать размер и получать поверхность лучшего качества. При этом экструзия проще и дешевле.
- Высушивание и обжиг. После формовки изделия высушиваются для удаления небольшого содержания влаги. Затем подвергаются обжигу (неглазурованная плитка) при высокой температуре, варьирующейся в зависимости от типа материала от 900 до 1 200 °C. Химические и физические характеристики, такие как плотность, устойчивость к механическим и химическим воздействиям, она приобретает в процессе. При обжиге высокая температура придает материалу устойчивость к агрессивным химическим веществам и физическим воздействиям окружающей среды.
Способы производства керамической плитки:
- бикоттура (двойной обжиг);
- монокоттура (одинарный обжиг);
- монопороза;
- котто;
- клинкер (экструзионная технология)
Бикоттура
Bicottura, то есть двойной обжиг - это эмалированный материал, предназначенный для облицовки керамической плиткой стен внутри помещений. Эмаль придает блеск и позволяет отобразить рисунок любого дизайна, а также защищает от проникновения влаги.
Весь цикл производства керамической плитки происходит за два процесса обжига: первый - для создания основы, и второй - для закрепления эмали.
Основа («печенье») получается таким образом: сначала, в специальных формах прессуется увлажнённая масса из красной глины, затем, она обжигается при температуре до 1040 градусов. Такая керамическая плитка считается пористой, с показателем водопоглощения до 10%. Толщина «печенья», как правило, составляет 5-7 мм. Этот вид уступает по прочности всем другим, таким образом, может применяться исключительно в интерьерах.
Создание печенья - это отдельный производственный цикл, по окончании которого изделия проходит контроль планиметрических параметров и линейных размеров и, в случае несоответствия керамической плитки заданным параметрам, отбракованные образцы автоматически снимаются с конвейера и идут на переработку. Ко второй фазе обжига - нанесения эмали, отбракованные керамические плитки не допускаются.
Эмаль может быть глянцевой или матовой и не обладает высокой поверхностной прочностью, как, например, у монокоттуры, поскольку не предполагается, что эта керамическая плитка, используемая в основном на стенах, будет подвергаться механическим и абразивным нагрузкам, например, по ней будут ходить. Вместе с тем эмаль достаточно стойка к воздействию бытовых моющих средств, используемых для чистки керамики, а также к косметическим и гигиеническим средствам, которые могут контактировать с поверхностью керамической плитки в ванных комнатах.
Поскольку процесс нанесения эмали никак не влияет на геометрию керамической плитки, эти параметры после окончания производства уже не контролируются, а пластины проверяются только на наличие дефектов поверхности.
Внешне керамическую плитку этого типа отличает:
Относительно маленькая толщина;
Красно-коричневая глиняная основа;
Небольшая масса;
Бикоттура обычно изготавливается коллекциями, состоящими из нескольких цветов: более светлого (чаще всего базового в серии) и дополнительных - более темных, с большим количеством декорированных элементов, изготавливаемых двумя различными способами.
Если необходим элемент, отличающийся по размеру от основного формата, (например, бордюр), то он изготавливается с дополнительным третьим обжигом. Предварительно керамические плитки нарезаются под нужный размер - и на них наносится ещё один слой эмали с последующим обжигом для закрепления рисунка.
Для изготовления рельефных декорирующих элементов большой толщины в замес добавляется гипс, придающий пластичность, затем происходит формование с последующим покрытием эмалью и обжигом (иногда просто сушка без обжига).
Это более трудоёмкий, долгий и дорогой процесс. Бикоттура применяется для облицовки керамической плиткой стен в интерьерах, иногда также для покрытия пола (если выбранная серия рекомендована к такому применению), но лишь в тех помещениях, которые не соприкасаются с улицей и где, следовательно, отсутствует риск повредить эмаль абразивными частицами (песок, пыль).
Монокоттура
Monocottura, то есть одинарный обжиг - это эмалированный материал, подходящий как для облицовки керамической плиткой стен, так и для укладки на пол. Некоторые её виды являются морозостойкими и, соответственно, позволяют применять данный тип снаружи помещений.
Производство керамической плитки происходит за один цикл обжига. Специально подготовленная смесь, состоящая из разных сортов глины с добавлением других натуральных компонентов, перемешивается в специальных барабанах и одновременно увлажняется. Затем подсушивается и перемалывается в огромных вертикальных силосах практически до состояния смеси и подаётся через дозатор необходимыми порциями на транспортную ленту с последующим помещением в пресс-форму, где происходит равномерное распределение строго дозированного количества этой смеси по всей форме штампа.
Надо отметить, что размер прессованных заготовок на этом этапе превышает номинальный примерно на 7-10% (примерно соответствует содержанию влаги в замесе после пресса, то есть керамика, имеющая параметры по каталогу 30х30, имеет формат приблизительно 33х33). Всё это происходит потому, что в процессе сушки и окончательного обжига пластины сужаются, уменьшаясь в размерах, и это как раз объясняет наличие калибров, присваиваемых изделиям
После выхода из-под пресса, керамические плитки направляются в специальную камеру окончательной подсушки, и далее на участок, где на ещё необожженные изделия наносится эмаль, которая после обжига защищает тело и придаёт задуманный изначально дизайн.
Далее пластины подаются в печь длиною до 100 м. Постепенно нагреваясь там до температуры до 1200°С и затем плавно остывая, керамика проходит тот самый одинарный обжиг, в результате которого основа приобретает исключительную твёрдость и на ней закрепляется эмаль, образуя прочное единое целое. Весь процесс обжига строго контролируется с помощью компьютеров на каждой фазе нахождения в печи. После выхода из печи, керамическая плитка приходит на участок дефектоскопического и визуального контроля тональности и калибровки, после чего сортируется по партиям, упаковывается, маркируется и попадает на склад готовой продукции.
Испытания на участке дефектоскопии заключаются в том, что каждое изделие попадает на так называемые рельсы, где по ним прокатывается ролик, воздействующий с определённой нагрузкой. Если имеется дефект, то оно не выдерживает и ломается, автоматически не попадая на дальнейшие испытания. Дефекты эмалевой поверхности проверяются визуально, одновременно с определением тональности плитки.
Эмаль у пластин одинарного обжига кроме повышенных прочностных характеристик обладает стойкостью к бытовым моющим средствам, а некоторые к агрессивным химическим средам.
В производство керамической плитки монокоттуры можно получить напольные и настенные декоры. Производство напольных декоров очень похоже на изготовление основного материала с той лишь разницей, что на заготовки нужного формата наносится рисунок заданного дизайна, который затем также обжигается, и поэтому прочность эмали декора не уступает прочности основного поля. Настенные декоры (в случае, если серия имеет ещё и рекомендованное дизайнерами фабрики назначение как «настенная для интерьеров») делаются по тем же технологиям, что и для бикоттуры, соответственно не обладая прочностными характеристиками основного поля.
Монокоттура используется для облицовки керамической плиткой всех типов поверхностей в интерьерах, а также, особо стойкие виды этой плитки могут применяться, как напольное покрытие в общественных местах с менее интенсивным потоком людей. Также морозостойкие серии могут быть использованы для наружных работ.
Основные отличия монокоттуры от бикоттуры:
- большая плотность материала, в результате использования более мощного пресса и высокой температуры обжига, и как следствие, наличие серий с низким водопоглощением (<3%);
- более толстая и прочная основа;
- эмаль прочнее и износоустойчивей.
Монопороза
Это отдельный вид керамики одинарного обжига. Производство керамической плитки методом монопороза происходит по технологии прессования и последующего одинарного одновременного обжига и нанесенной глазури. В этом она полностью схожа с монокоттурой. Но благодаря использованию несколько иных компонентов при приготовлении замеса, физические свойства, и, соответственно, область применения существенно отличаются и являются более близкой бикоттурк. При производстве монопорозы используется глина с высоким содержанием карбонатов. При обжиге, в результате химических процессов, образуется высокопористая белая масса, с высоким водопоглощением (до 15%). Прочность такой керамической плитки заметно меньше, чем прочность традиционной «монокоттуры», поэтому основа имеет толщину 12 мм. Естественно, что применяться может только внутри помещений.
Данная технология позволяет выпекать плиты больших форматов практически идеальных размеров, которые после дополнительной механической обработки граней (ректификации) можно укладывать с минимальными швами.
При производстве бикоттуры, где сама основа производится из красных глин, светлая эмаль должна быть достаточно толстой, что не потерять цвет, у монопорозы же белая основа позволяет наносить тонкий слой светлой эмали. Эти две характеристики подразумевают и стилистическое исполнение плиток- цвета в сериях обычно имитируют натуральный мрамор. Декоры изготавливаются как традиционным способом - нанесением рисунка на керамическую плитку, так и с помощью резки водой под большим давлением на специальном оборудовании: таким способом можно получить очень красивый сборный декор, используя, в том числе, и кусочки натурального камня.
Белая пористая основа и тонкий слой эмали требуют особых правил работы: для облицовки керамической плиткой необходимо использовать клеящий состав белого цвета, затирать швы необходимо очень аккуратно, стараясь не повредить эмаль. Поверхность большого формата должна быть идеально ровной.
Ректификация
Все большей популярностью в последнее время пользуются ректифицированная керамическая плитка, применение которых позволяет создать как бы единую поверхность, без видимых больших швов. Таким образом, создаётся впечатление, что поверхность облицована натуральным камнем.
Ректификация - это дополнительная механическая обработка уже готового материала, заключающаяся в срезании боковых кромок как матовой, так и полированной керамической плитки на специальных станках, для придания всем без исключения изделиям в серии единого размера в каждом формате.
Оборудование настроено таким образом, что обрабатывает также и разные форматы в одной серии по заданному шаблону так, что, например, в одной керамической плитке 30х30 по длине укладываются две керамические плитки 15х15, или в одном изделии 45х45 - одна пластина 30х30 и одна 15х15. Эта операция позволяет облицовывать керамической плиткой разных форматов, а также сочетать матовые и полированные варианты одной серии с минимальными швами, что является дополнительным преимуществом и практически невозможно для неректифицированных изделий.
Котто
Это неэмалированные плитки с красной пористой основой, получаемые путем экструзии.
Представляет собой керамический материал, изготавливаемый из глин различных видов. Сформованные экструдированием и высушенные плитки, обжигаются при температуре до 1110°С. Основа получается пористая, красного цвета с самыми различными оттенками (в зависимости от вида глины).
Обладает повышенной стойкостью к воздействиям абразивных материалов, характеризуется высоким сопротивлением сжатию, изгибу, действию агрессивных химических веществ и атмосферных явлений.
Котто применяется для облицовки керамической плиткой полов внутри зданий.
Клинкер
Это плитки неэмалированные или эмалированные одинарного обжига с разноцветной (обычно уплотненной) основой, получаемые путем экструзии. Производство керамической плитки происходит в 2 этапа:
- Сырьевая смесь обжигается при температуре до 1250°C вплоть до начала остекленения.
- Применение процесса экструдирования позволяет получать не только плитку сложной геометрической формы, но и различные облицовочные элементы - цоколей, уголков, ступеней и т.д.
В итоге изделия обладают хорошими характеристиками сопротивления механическим нагрузкам, истираемости, действию атмосферных явлений и перепадам температуры. Устойчивы к воздействию агрессивных химических веществ, легко чистятся, неприхотливы в эксплуатации.
Клинкерная плитка применяется для укладки полов внутри и снаружи здания, облицовка наружных стен жилых, общественных, промышленных, спортивных сооружений.
Мозаика
Керамическая плитка довольно долго считалась универсальным отделочным материалом, который по сей день широко используется в строительстве и ремонте. Плиткой облицовывают все, что можно, - бассейны, стены и полы в ванных комнатах и на кухнях, фасады зданий, ступени лестниц и т. д. И все же, несмотря на любовь к керамической плитке, люди искали ей альтернативу. Увы, керамика - все же хрупкий и пористый материал. К тому же довольно крупные «габариты» плитки (самый маленький размер - 10 х 10 см) не позволяют получить изображение с «высоким разрешением».
В итоге этих исканий в наш быт вновь вошла мозаика, известная человечеству с незапамятных времен. Впрочем, как известно, все новое - хорошо забытое старое.
Смальта
Смальта - это плитка из цветного стекла. Изготавливается из расплавленной стекломассы. В процессе производства керамической плитки сначала отливают (иногда прессуют), а затем обжигают.
Цветовая палитра смальты включает сотни разнообразных цветов и оттенков, что позволяет получать с её помощью высокохудожественные панно.
Смальта отличается устойчивостью к воздействию любых агрессивных сред, а также цветоустойчивостью. Коэффициент водопоглощения практически равен нулю, что определяет ее сферу применения. Применяется для облицовки керамической плиткой подводной части бассейнов, а также для мозаичных работ.
Майолика
Это особо прочная керамика. Эмалированные плитки с пористой цветной основой, формованные прессованием. Технология изготовления, предусматривает два раздельных обжига: первый - для корпуса плитки, второй - для эмали (двукратный обжиг позволяет избежать трещинок и «мошек» на поверхности). В результате плитка получается ровной, блестящей и очень декоративной.
Сырье для производства майолики представляет собой смесь глины, песка, карбоната и окиси железа (придает основе плитки розоватый оттенок). Глазурь используется только непрозрачная - цветная.
Применяется для облицовки керамической плиткой внутренних стен жилых помещений с низкой влажностью воздуха (не предназначена для ванных комнат, душевых и аналогичных помещений т.к. майолика - высокопористый материал, и имеет большое водопоглощение - 15-25%). Технология изготовления майоликовых изразцов требует высокой культуры производства, точности и аккуратности в работе. В образцах используется красная глина, которая впоследствии покрывается эмалью и глазурью. Перед вторым обжигом поверх белой эмали наносится декоративный рисунок.
Макет будущих форм изготавливают из мягкого материала, по которому в дальнейшем делается гипсовая форма. После этого в готовые формы вручную укладывается с запасом глиняная масса, заполненные формы на несколько дней оставляют для естественной сушки. Готовые и подогнанные друг к другу образцы покрываются тонким слоем белой глины. Чтобы придать изделиям характерный красно-коричневый цвет и завидную прочность, их отправляются на первоначальный обжиг.
Обжиг производится в специальных печах с равномерно распределенным теплом, чтобы усадка изразцов происходила равномерно.
Наконец, художники могут вручную(!) нанести рисунок. Но это не так просто, как может показаться на первый взгляд: при повторном обжиге используемые краски могут поменять свой цвет, неправильно нанесенный рисунок практически невозможно исправить.
Расписные образцы отправляются на повторный обжиг, который происходит под тщательным контролем мастеров, следящих за неизменностью параметров обжига. Иногда готовые образцы дополнительно глазируют специальными красками.
Сегодня многоцветные изразцы переживают свое второе рождение. Десятки фирм на территории России предлагают облицовку печей и каминов изразцами, многие специализируются исключительно на изразцовых печах. И это не случайно. Человек всегда стремится к изящному, художественному, красивому. Один из путей удовлетворения этого стремления - многоцветный, теплый, живой изразец.
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.
11194 0
Был в истории нашей страны период, когда сделать какую либо вещь своими руками, заставляла суровая действительность, а именно отсутствие необходимого изделия в торговой сети, и единственной возможностью стать обладателем того или иного предмета, это было изготовить его из чего либо в домашних условиях.
Основным компонентом для керамической плитки является глина
Сейчас же современная промышленность и торговля обеспечивает потребителей любой номенклатурой товара, в том числе и удовлетворяет запросы покупателей на рынке отделочных материалов. Керамическая плитка представлена во всех мыслимых и не мыслимых видах, размерах и расцветках.
Казалось бы что проще: приходи, выбирай, покупай, укладывай, но этот вариант устраивает не всех, в наш стремительный век стандартизации и типовых решений, хочется выделить свою индивидуальность хотя бы в отделке того или иного помещения. И отсюда возникает вопрос, а можно ли сделать керамическую плитку в домашних условиях своими руками, реализуя собственные задумки, оформления внутреннего пространства ванной или кухни. Томить не будем. Отвечаем. Да можно, но при соблюдении некоторых несложных условий, о которых ниже.
Что нужно для организации производства керамики
В первую очередь, необходимо обладать большим желанием, терпением и уверенностью в положительном результате, а также иметь в наличии необходимые материалы, инструменты, приспособления и оборудование. Возможно, не всё у вас получится сразу, но потраченные усилия в конечном итоге дадут возможность гордиться гордится собой, демонстрируя друзьям и знакомым такое, довольно технологичное изделие, как керамическая плитка, выполненная из глины своими руками.
Глиняная керамическая плитка ручной работы
Выбор сырья
Из чего делают любую керамику, наверно знают все, основным компонентом является глина. А вот о том, какие существуют виды глины, их свойства и возможность использования для изготовления керамической плитки своими руками. По составу, свойствам и области применения глины делятся на четыре группы:
- Грубокерамические. Содержат большое количество примесей в виде гальки и песка, а также гипсовых и известковых включений. Используется для изготовления кирпича, черепицы, посуды и керамзита.
- Огнеупорные и тугоплавкие. Имеют высокое содержание глинозёма, обладают хорошей пластичностью и высокой степенью огнеупорности. Применяются при изготовлении огнеупорного кирпича и различной керамики.
- Каолиновые. Малопластичные глины, используются в бумажном и резиновом производстве и как добавка для изготовления фаянсовых изделий.
- Монтмориллонитовые. Главной особенностью является их высокая пластичность, применяется как бурильный раствор, в металлургии и пищевой промышленности.
Пластичность это способность глины приобретать любую форму, и сохранять её по мере высыхания.
Также глины делят на «жирные» и «тощие». Первые являются пластичными и изделиям из них можно придать любую форму, но чтобы сделать керамику своими руками в домашних условиях, необходимо провести подготовку глины, для чего исходный материал разбавляется до необходимого состава песком, шамотом или молотой пемзой.
Не следует брать слишком «жирную» глину, лучше среднепластичную
Выбор инструментов и материалов
Решив сделать кафельную, или обычную керамическую плитку своими руками вам понадобится:
- сырьё: глина, наполнитель для разбавления, в случае если глина жирная, вода;
- форма для производства будущей плитки;
- клише для образования оттиска рисунка или барельефа на лицевой стороне изделия;
- лопатка, совок, мастерок;
- сетка для армирования изделия.
Этапы изготовления керамики
Технология производства керамической плитки своими руками состоит из следующих этапов:
- Берётся глина средней пластичности, засыпается в ёмкость и заливается водой. После нескольких дней замачивания, глина перемешивается и разминается. Затем через мелкое сито, материал перетирается в другую ёмкость и после чего масса распределяется на старые газеты или тряпку слоем в 10-15 мм. По достижению глиной нужной густоты, её перемешивают и убирают в полиэтиленовый пакет.
- Подготовленный таким образом материал укладывается в формы и уплотняется, сделать это нужно так, чтобы уровень формовочной массы совпадал с краями формы, для чего излишки материала срезаются ножом или резаком.
Наиболее качественные формы делают из полиуретана, изделия получаются достаточно ровные с одинаковыми параметрами.
- Далее технология изготовления керамической плитки своими руками, переходит в этап предварительной просушки. Длится он до приобретения массой более светлого оттенка и зависит этот период от температуры окружающей среды и влажности. В результате получается плитка–сырец. Если что-то у вас пошло не так, то на этой стадии можно ещё исправить ситуацию, для чего испорченный полуфабрикат замачивается водой, и процедуру формовки начинают сначала.
- Процесс обжига плитки сырца наиболее технологичный этап, ведь полуфабрикат нужно подвергнуть воздействию высокой температуры порядка 1000-1200 градусов, для чего потребуется специальное оборудование. Чтобы сделать керамическую плитку своими руками можно ограничиться температурой и в 850-900 градусов, которая достигается в электрической муфельной печи. Технология производства допускает это, при условии наличия в составе глиняной массы пемзы, которая спекается при указанной температуре. Такой первичный обжиг называется бисквитным за некоторое сходство в полученной мелкопористой структуре заготовки, после выпаривания из неё воды. Керамическая заготовка при этом уже приобрела необходимую твёрдость и прочность. Называется такое изделие терракотой.
Этапы технологии: изготовление сырца, обжиг керамики и нанесение декоративного слоя
- Если же вы хотите сделать своими руками майолику, то есть обожжённую керамику, с лицевой стороны, покрытой глазурью, а проще говоря, кафельную плитку, то технология производства на этом не заканчивается. Необходимо сделать ещё один обжиг, но уже с глазурью, для чего приготавливается многокомпонентная смесь, основными составляющими которой являются стекло, каолин и триполефосфат в виде порошка. Все компоненты перемешиваются и разводятся водой. Полученная смесь, кистью или методом обливания заготовки, распределяется по изделию, и делают второй обжиг.
Особое внимание нужно уделить контролю за температурой процесса, она не должна выше температуры первичного обжига. В противном случае глазурованная поверхность может быть испорчена или же произойдёт спекание терракотовой заготовки.
Такая технология изготовления кафельной плитки позволяет создавать уникальные композиции на глянцевой поверхности изделия, для чего используют разные составы глазури. В случае, когда выполнение глазури с обжигом вам не подходит по каким либо причинам, то сделать своими руками привлекательную, гладкую и блестящую поверхность, можно обработав заготовку эмалью или лаком.
И так если статья дочитана до конца, и трудности производства из глины керамической плитки своими руками, отражённые в этом пособии, вас не испугали, то честь вам и хвала. Ведь зная из чего и как изготовить столь уникальный отделочный материал, оригинальность и индивидуальность облицовки, а также восторги ваших друзей и знакомых, вам обеспечены.
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: |
