Сушка и обжиг изделий

Отформованные изделия сушат, чтобы придать им прочность, необходимую при обжиге. Различают конвективную и радиационную сушку. В первом случае теплота передается от теплоносителя — дымовых газов или воздуха, а в другом — она излучается от нагретых поверхностей. Для сушки изделий подбирают оптимальный режим, при котором сушильное устройство имеет максимальную производительность, а срок сушки и количество брака минимальные. Распространены туннельные и конвейерные сушилки непрерывного действия, обеспечивающие высокую производительность и поточность производства.

Решающей стадией технологии керамических изделий, при которой формируются свойства керамики, является обжиг. При обжиге сначала удаляется механически и гигроскопически связанная вода из глины, а затем при достижении 400—450° С происходит дегидратация глинистого вещества и выгорание органических примесей. Образование жидкой фазы в виде стекловидных расплавов начинается уже с температуры около 700° С последующем интенсивно развивается по мере повышения температуры обжига. Стекловидные расплавы склеивают в единый монолит отдельные зерна керамической массы. Спекание керамических масс может происходить и за счет реакций в твердой фазе. Самым важным кристаллическим новообразованием при обжиге керамических масс является минерал муллит ЗАЬОзХ X2Si02, который наиболее интенсивно образуется в интервале температур 1000—1200° С.

Для обжига изделий каждого вида устанавливается определенный температурный режим. Если керамику обжигают при температуре ниже требуемой, она имеет повышенную пористость и невысокую прочность, при чрезмерно высокой температуре, хотя и возрастает прочность, изделия могут деформироваться и оплавляться.

На современных керамических предприятиях процесс обжига изделий протекает в печах непрерывного действия, которые в зависимости от конструктивных особенностей разделяются на два основных типа: кольцевые с неподвижным материалом и подвижной зоной обжига, туннельные и щелевые с перемещающимся материалом и неподвижной зоной обжига.

Туннельная печь представляет собой длинный канал, внутри которого проложены рельсовые пути и передвигаются через постоянные тепловые зоны вагонетки с обжигаемой продукцией. Кольцевая печь имеет замкнутый обжигательный канал, условно разделяющийся на камеры, соединенные с жаровым и дымовым каналами. Изделия обжигаются по мере продвижения зоны обжига. Кольцевые печи по технико-экономическим показателям уступают туннельным и применяются в настоящее время реже.

На поточных автоматизированных линиях производства керамических изделий устанавливаются одно- и многоканальные щелевые печи. Высота канала в таких печах составляет 2—3 высоты изделий, которые могут перемещаться на подставках, вагонетках, роликовом конвейере и др. В таких печах могут совмещаться процессы сушки и обжига и продолжительность процесса значительно меньше.