Сушка и обжиг изделий

Перед обжигом изделия должны быть высушены до влажности 3…5 % во избежание появления неравномерной усадки, искривлений и растрескивания, возможных при обжиге изделий. При сушке происходит воздушная усадка. Различают конвективную сушку, радиационную сушку и сушку в естественных условиях. Конвективная сушка происходит за счет омывания изделий газами и горячим воздухом. Радиационная сушка производится за счет передачи тепла изделиям от нагретых поверхностей. Выбор способа сушки зависит от различных факторов, в первую очередь от формы и конфигурации изделий. Для сушки применяются конвейерные, туннельные камерные сушила. Время сушки может достигать 72 часов при температурах 120…150 ^оС.

Обжиг является важнейшим и завершающим этапом производства керамических изделий. Суммарные затраты на обжиг достигают 35…40 % себестоимости изделий. При обжиге керамические изделия приобретают механические свойства и долговечность. Обжиг производиться в конвейерных, туннельных и кольцевых печах. При небольших объемах

- 18/3 - Вяжущие в-ва

применяются горны и муфельные печи. В качестве топлива применяются горючие природные газы, возможно искусственных газов, если это экономически выгодно. Время обжига обычно не превышает 3 часов.

Процесс обжига можно разделить на 3 этапа: прогрев сырца, собственно обжиг и охлаждение:

– при температурах до 250 ^оС происходит удаление физически связанной воды и потеря пластичности. Происходит поглощение тепла (эндоэффект). Выделяется много пара, способного разорвать изделие. Поэтому прогрев следует производить с небольшой скоростью подъема температуры;

– при температурах 300…350 ^оС происходит выгорание органических компонентов и начало процесса декарбонизации;

– при температурах 450…600 ^оС происходит дегидратация глины и переход ее в аморфное состояние. Необратимо теряются пластические свойства. Происходит небольшая усадка;

– при температурах до 800 ^оС повышается прочность изделий. Реакции протекают в твердой фазе;

– при температурах 800…1000 ^оС происходит образование жидкой фазы, растворение минеральных компонентов глин и образование новых соединений. Образуются силлиманит Al₂O₃·SiO₂, а при нагреве до 1200 ^оС – муллит 3Al₂O₃·2SiO₂. Придается окончательная прочность и термостойкость;

– при температурах 1200…1400 ^оС происходит интенсивная огневая усадка, наблюдается небольшой экзотермический эффект. Происходит спекание, т.е. уплотнение глин и образование камнеподобного черепка. Спекание происходит за счет стяжения глинистых частиц поверхностным натяжением расплава через деформацию жидкостных манжет, уменьшается пустотность (рис. 48).

Затем следует регулируемое охлаждение для снятия внутренних напряжений.