Страницы: 1 2 3

Процесс сушки фарфоровых и фаянсовых изделий

Изделия, выполненные методом пластического формования или шликерного литья, имеют влажность 20-25% и поэтому подвергаются сушке. Назначение сушки - удаление влаги из полуфабриката до обжига и обеспечение глазурования при однократном обжиге изделия. При сушке происходит уменьшение размеров отформованного полуфабриката, его усадка.

Усадка полуфабриката в гипсовой форме способствует свободному отделению его от стенок формы и дальнейшему извлечению изделия из формы. Увеличение механической прочности полуфабриката обеспечивает качественное проведение таких технологических операций, как оправка, приставка деталей, транспортирование, загрузка изделий в капсели и на этажерки для последующего обжига. Прочность при изгибе полуфабриката, высушенного до конечной влажности 1,5-2%, составляет (МПа): для фарфоровых изделий 2-2,5, фаянсовых 4-6, низкотемпературного фарфора (из низкоспекающихся масс) 3-3,5.

Хорошо высушенные изделия выдерживают ускоренное повышение температуры в начальный период обжига, благодаря чему снижается расход топлива при обжиге и увеличивается производительность печей.

При сушке выявляются технологические отходы (формования и сушки), которые в производстве фарфоровых и фаянсовых изделий составляют от 10 до 12%. Эти отходы (сушье) вторично используются при приготовлении свежей массы и литейного шликера.

Высушивать изделия до нулевой влажности нецелесообразно, так как для этого потребуется много тепла и времени. Кроме того, высушенный полуфабрикат обладает высокой пористостью и способен поглощать влагу из окружающего воздуха, вследствие чего влажность полуфабриката, поступающего на обжиг, составляет не менее 2%. Толстостенные изделия, например чашки, полукружки, глазуруемые без предварительного обжига, высушивают до остаточной влажности около 1 % во избежание размокания их края при глазуровании.

При однократном обжиге изделий процесс сушки составляет 35-40 % общей длительности производственного цикла.

В процессе сушки вода перемещается как в жидком состоянии (до 60 % общего количества), так и в виде пара (до 40 % общего количества влаги). Перемещение влаги ускоряется с повышением ее температуры, так как вязкость воды при 70 °С почти в 4 раза меньше, чем при 0 °С.

Процесс сушки изделий характеризуется скоростью и продолжительностью, изменением температуры и влагосодержания полуфабриката, усадкой и усадочными напряжениями.

Скорость сушки тонкокерамических изделий характеризуется количеством воды, удаляемой с единицы поверхности в единицу времени, и определяется скоростью диффузии (испарения) влаги с поверхности изделий в окружающую среду при относительно свободном поступлении ее из внутренних слоев полуфабриката. Высокая влагопроводность тонкокерамических изделий (полуфабриката) обеспечивается зерновым составом массы, в которой глинистых частиц размером до 10 мкм находится до 50% и отощающих материалов с размером частиц до 50 мкм и выше - 50 %. Чем выше температура и ниже влажность воздуха (теплоносителя), тем энергичнее он поглощает пары воды с поверхности высушиваемого изделия. Чем чаще производится замена насыщенного парами воды воздуха, тем быстрее удаляется влага с поверхности полуфабриката.

Регулирование интенсивности испарения влаги в различные периоды сушки достигается выбором соответствующего режима сушки. Режим сушки - это температура и влажность теплоносителя, скорость его движения, особенности рециркуляции и др.

В процессе сушки (рис. 42) различают период прогрева, период постоянной скорости сушки, период падающей скорости сушки и равновесного состояния.

В период прогрева происходит прогрев полуфабриката от начальной температуры до температуры насыщенного теплоносителя (от 35-40 до 65-70 °С) при данном его влагосодержании. Влагосодержание материала изменяется незначительно. В конце первого периода устанавливается равновесие между количеством теплоты, идущим на нагрев массы полуфабриката, и количеством, расходуемым на испарение влаги. Интенсивность сушки в этот период зависит от скорости испарения влаги с поверхности изделия.


Рис. 42. Кривые сушки полуфабриката:
I- влагосодержание, II - скорость сушки, III - температура поверхности материала; К - точка критической влажности