Сущность и назначение обжига
- Физико-химические процессы при обжиге
- Печи для обжига
- Контроль параметров режима обжига
- Брак и его причины при обжиге
В процессе обжига формируются наиболее важные свойства керамического материала, определяющие его техническую ценность,— прочность, плотность, водостойкость и т. д.
Обжиг ведут при температуре 900—1400 °С, достаточной для спекания керамической массы. При этом изделие превращается в камнеподобное тело, стойкое против механических, физических и химических воздействий. Температурный режим обжига изделий условно делят на четыре периода: досушки, подогрева, обжига (взвара) и охлаждения.
Досушку производят для удаления физико-механически и физико-химически связанной воды. При этом изделие равномерно прогревается до 100—200 °С. В интервале температур 80—130 °С идет интенсивное удаление воды, что может вызвать растрескивание сырца. Поэтому температуру в этом периоде поднимают медленно. При повышений температуры до 800 °С изделие прогревается. Быстрый подъем температуры в этот период не опасен.
Подогрев — увеличение температуры до 1050— 1100 °С — производят медленно, так как при 800—900 °С возникают упругие деформации, что связано с разрушением кристаллической решетки глинистых минералов и структурными изменениями черепка. Нарушение этого режима приводит к появлению трещин.
В период обжига достигаются максимально допустимая температура обжига, интенсивная огневая усадка, созревает черепок и резко снижается пористость массы. В конце обжига изделия выдерживают при максимальной температуре в течение 3—5 ч для более полного протекания физико-химических процессов.
Охлаждение характеризуется медленным понижением температуры (приблизительно 30°С/ч) до 500 °С. Это исключает появление внутренних напряжений в изделиях и их растрескивание, которое может произойти в интервале температур 650—500 °С при быстром охлаждении в результате модификационных превращений кремнезема *, являющегося важнейшей составляющей многих керамических масс. Дальнейшее охлаждение изделий до конечной температуры 40—50 °С может производиться быстро (120—125 °С/ч).
* Природный кремнезем в форме β-кварца при нагревании до 573 °С переходит в α-кварц с увеличением в объеме на 0,82%, а при охлаждении и переходе через температуру 573 °С — из α-кварца в β-кварц с уменьшением в объеме.