Керамика технологиясы

Мазмұны

 

 

	Кіріспе	3
1	Шығарылатын өнімнің номенклатурасы	5
2	Технологиялық  бөлім	6
2.1	Шикізат, өндіру әдісін талдау	6
2.2	Цехтің тәртібі және есебі	9
2.3	Техникалық сұлба, негізгі  техниканың құралдарды таңдау және есептеу	11
3	Сапаны бақылау	14
4	Еңбек және қоршаған ортаны қорғау	22
	Қорытынды	24
	Қолданған әдебиеттер тізімі	26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

 

 

Керамика өндірісі халық  шаруашылығының ең маңызды саласы.

Керамика қазіргі күнге шейін өзектілігін жоғалтпаған ең ежелгі құрылыс материалы болып табылады.

Керамика-деп keramike грек сөзі (keramos- сөз деген сөзден шыққан)-қыш  өнері деген мағынада. Керамикалық  деп әр алуан ылғалдықтағы, көпшілігінде минералдық немесе органикалық қоспалары бар, саздық біркелкі массадан түрлі тәсілдермен қалапталып және жоғары температурада күйдіріліп жасалатын жасанды тас материалдары мен бұйымдарын айтады.

Құрылыстық керамика – бұл тұрғын үй және өндірістік ғимараттар мен үймереттер тұрғызуға  қолданылатын керамикалық бұйымдар тобы. Керамикалық қабырғалық бұйымдар – өте көне материал болып табылады. Керамика сөзі грек тілінен keramos деген сөзден шыққан,саз деген мағынаны білдіреді. Керамикалық бұйымдар саз қоспасынан, топырақтан және басқа табиғи материалдардан құралады. Қоспа дайын болғаннан кейін, оған белгілі бір форма беріледі, содан кейін ол белгілі бір температурада күйдіріледі. Керамикалық материалдар қазіргі кезде өте белгілі материал болып саналады. Олар қышқылға төзімді, қолдануда ұзақтылығымен ерекшеленеді. Құрылыстық керамика өндірісі халық шаруашылығындағы ең маңызды сала болып саналады. Соңғы он жылдықта механикаландырылған керамикалық кірпіш және тастар өндіретін зауыттар пайда болуда. Бұл зауыттар қуатты саз өңдейтін және қалыптайтын машиналармен, жаңа кептіргіш қондырғылармен және пештермен жабдықталған. Құрылыстық керамикалық тастар цемент, аз кездесетін металл, сонымен қатар тасымалдау қондырғыларын үнемдеуге септігін тигізетін ең көп тараған қабырғалық материал болып саналады. Тастар өз бойына күннің энергиясын сіңіріп, бірте-бірте оны бөліп отырады, сондықтан да жаз мезгілінде аптап ыстықтан және қыс мезгілінде бөлме ішіндегі жылуды сақтайды. Қабырғалық тастар өзінің қалыңдығы арқылы бу өткізеді. Нәтижесінде ғимарат ішінде ылғалдылықты тепе-теңдікте ұстап тұра алады.

Керамикалық материалдардың әртүрлі өндіріс салаларында  кеңінен қолданылуы, оның ұзақ мерзімділігі мен жоғары көркемдік-безендіру  және эксплуатациялық сапалылығымен,  бастапқы  шикізаттың көп таралуымен  анықталады.

Зерттеу тақырыбының өзектілігі. Құрылыста ерекше орынды құрылыстық керамика алады, оған қабырғалық (кірпіш, керамикалық тастар, қасбеттік (плиткалар, беттік кірпіш), жабындық  (черепица), канализациялық және дренаж құбырлары, санитарлық-техникалық (жуыну үстелдері, ванна және т.б.), еденге арналған қаптағыш плиткалар, қышқылға төзімді бұйымдар жатады. Сонымен қатар, құрылыстық керамикалық материалдарға бетонға арналған толтырғыштар да кіреді (керамзит, аглопорит).

Керамика біздің ерте заманнан бері қолданылып келе жатқан өте көне материалдың бірі. Керамикалық өнеркәсіптің соңғы жүз жылдықтардағы дамуы орыс ғылымдарының еңбектерімен байланысты екенінде дау жоқ. Әсіресе акдемик В.И.Вернадскийдің және проф. А.П. Земятченскийдің керамика өндірісіне керекті шикізат қасиеттерін зерттеу жұмыстары, академик П.П.Будниковтың Д.Н. Полубояриновтың, А.К.Киптенко және т.б. ғылымдардың крамикалық материал өндірісін жетілудіру тұрғысындағы еңбектері, керамикалық өнеркәсіптің жан-жақты дамуына,  
сан-алуан құрылыстық керамиканы жергілікті шикізаттар негізінде қалыптасқан технологиясымен жасап шығаруға және санын көбейтіп, сапасын жақсартуға ғылыми-өндірістік әсер етеді.

Керамикалық өнеркәсіпте  қолданатын негізгі шейкі заттар-саздар мен каолиндер.

Дегенмен, металлургия, электротехника, радиотехника өндірістерінде қолданатын аспаптар жасау қажеттігі және т.б. өндірістерінің қатандау және жеке талаптары таза тотықтар, карбидтер, нитридтер, боридтер және т.б. с.с. қосындылар негізінде отқа тұрақты, электроайырушы және т.б. техникалық керамика материалдарын өндіруге сабепкер болды. Олардың кейбіреулерінің балқу температурасы 3500-40000 С дейін жетеді.

Әсіресе, металл мен керамикадан  тұратын керамет деп аталатын бұйымдарының практикалық маңызы орасан зор. Ауыспалы құрамдағы отқа берік материалдар тамаша қасиеттері бойынша теңі жоқ қазіргі өндірістерде қолданатын жаңа материалдар өкілі. Бұл материалдардың бір беті қиын балқитын таза металдан тұрады да, екінші беті-отқа берік керамикалық материалдардан, мысалы, бериллий оксидінен жасалынады. Осы аталған екі қабат аралығындағы материалдар құрамы кілт өзгермей біртіндеп жұмсақ өзгеретіндіктен, материалдардың жылулық соққыға тұрақтылығы басым болады.

Әдістемелік нұсқаулықта  сазды шикізат пен қоспаны, беттік, қасбеттік әрлеу, еденге арналған плиталарды зерттеудегі заманауи әдістер мен құрылыстық керамика өнеркәсібіндегі механикалық жабдықтар  қолданылған.

Курстық жұмыстың мақсаты  – құрылыстық керамика технологиясы.

Жұмыстың міндеттері:

- шығарылатың өнімнің номенклатурасы ашу;

- технологиялық  бөлім есептеу;

- сапаны бақылау ашу;

- еңбек және қоршаған ортаны қорғау көрсету.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Шығарылатын өнімнің номенклатурасы

 

Фасадты керамикалық  бұйымдар ғимараттардың қасбеттік  бөлігін өңдеу кезінде қолданылады.

Фасадты плиткалар, сондай-ақ, сатылы торлар қабырғаларын, йехтардың ішкі көріністерін, асхана қабырғаларын қаптауда қолданылады. Әйнекеймен (глазурьмен) қапталған плиткалар да кең тараған. Сонымен бірге фасадты керамикалық материалдарды терезе астын төсеуші, ернеуді өңдеуде жиі қолданады.

Фасадты қаптамалық керамикалық материалдарды шартты түрде келесідей негізгі үш топқа жіктейміз:

- беттік кірпіш және  беттік тастар;

- қаптамалық фасадты  плиталар (плиткалар);

- архитектуралық-көркемдік детальдар.

Беттік кірпіш пен тастар бетінің  жазықтығы түріне байланысты жазық немесе профильді, фактураланған, тегіс немесе рельефті суреті бар, арнайы қабатпен (ангоб, глазурь) қапталған немесе қапталмаған болып өндіріледі. Арнайы қабатпен қапталмаған бұйымдарды көбінесе терракота, қалың глазурьмен қапталғандарды – майолика деп атайды.

Терракотты бұйымдар - суреті мен түсін келтіріп болған соң, глазурьланбаған қаптағыш материалдардың күйдірілген түрі.

Майоликті бұйымдар – күйдіру кезінде  табиғи түсті қабылдайтын немесе түсті глазурьмен жабылған қаптағыш керамикалық бұйымдар. Ондай плиткалармен қапталған ғимараттар қасбеттері кілемге ұқсас болып келеді. Өндірілетін бұйымдардың түсі әр түрлі болуы мүмкін: ақ түс пен ашық түстерден қара түске дейін (түрлі түсті бұйымдар).

Фасадты қамтамалық плиталар (ГОСТ 6664-59) қабырғамен жанасу әдісінің конструкциясы түріне байланысты келесідей жіктеледі:

- бекітілмейтін,оларды қалау кезінде  қабырғамен байланыстырмай, қабырға көтеріліп болған соң және шөккеннен кейін ғана оның бетіне цемент қамырымен бекітіледі;

- бекітілетін, арнайы бөлшегі бар,қабырғаны көтеру кезінде оған қоса қаланады.

Әдетте плиталар (плиткалар) цемент араласпасымен қабырғаға бекітуге ыңғайлы болу үшін артқы бөлігінде  ендік еңісі бар немесе бұдырлы  болып келеді.

ГОСТ 6664-59 талаптарына сай плиталардың  биіктігі, ұзындығы және ені бойынша өлшемдері ауытқуларының рұқсат етілген шегі келесіден артпауы керек:

215 х250 мм-ден үлкен өлшемдегі плиталар үшін сәйкесінше;

- +3; +5 және +3 мм;

- 215 х250 мм-ден кіші өлшемдегі  плиталар үшін сәйкесінше:+2;

+3 және +3 мм.

 

 

2 Технологиялық  бөлім

 

 

2.1 Шикізат,  өндіру әдісін талдау

 

Керамикалық бұйымдар жасайтын шикізат  массасы  әдетте  пластикалық  (саз, каолин) және  пластикалы емес  материалдардан (азайып немесе күйіп  кететін үстемелер, балқитындар) құрайды. Саздар мен  каолиндерді  сазды  материалдар  деген бір  атпен  біріктіреді. Бір қатар  қолтума  күйдірме  материалдарды  өндіруге  диатомиттерді,  трепелдерді, сондай-ақ  таза немесе  саз  қосылған сланцыларды, енін өзгертуші және т.б. үстемелерді  пайдаланады.

Сазды материалдар және олардың керамикалық қасиеттері. Саздар  жұқа  жерлік құрылымдағы шөгінді тау жынысы  болып табылады. Олар сумен  араласқанда, өздерінің  минералогиялық және химиялық құрамына  тәуелсіз, иілмелі созылмалы қамыр түзе алады, күйдірген соң  суға төзімді  және  беріктік тас  түріндегі  денеге айналады. Негізінен  дала шпаты  жыныстарын желдетудің нәтижесінде  түзілген саздар қатпарлы  кристалды  құрылымдағы сулы  алюмосиликаттар түріндегі  түрлі сазды  минералдардың тығыз  қоспасынан тұрады. Олардың ішінде  кең таралғандарды  каолиниттілер (каолинит және галлуазит ), монтмориллониттілер (монтмориллонит- ), бейделлит - (және гидрослюдалылар негізінен слюданың түрлі дәрежедегі  гидратациялану өнімі) болып табылады.

Саз түзуші  материалдарымен  қатар саздарда  кварц, дала шпаты, күкіртті  колчедан, темір тотығының  гидраттары, кальций  мен  магний  карбонаттары, титанның, ванадий  құрамалары, сондай-ақ  органикалық  қоспалар кездеседі. Аталмыш қоспалар  керамикалық  бұйымдардың  технологиясына да,  қасиетттеріне де әсер  етеді. Мәселен,  ұнтақтап таратылған  көмір қышқыл  кальций мен темір тотықтары саздың отқа  төзімділігін төмендетеді. Егер сазда  көмір қышқылды  кальцийдің  ірі түйірлері болса,  күйдіру кезінде  олардан  ауада  аумағының  ұлғаюымен («үрнемелер») гидраттанатын әк қоспасы  пайда болады да, ол бұйымда  жарықшақ пайда болуына  немесе оның  бұзылуына әкеліп соғады.

Негізінен каолиниттен тұратын барынша  таза саздарды  каолиндер  деп атайды.

Саздың құрамына  көлемі әр түрлі  түйірлер енеді,  бірақ сазға  тән жоғары  майысқақтық  пен байланыстырғыш қабілет оның құрамында  көлемі  0,005 мм-ден аспайтын пластинка тәріздес өте майда  бөлшектердің  болуына байланысты. Бұл бөлшектер  сазды заттар деп аталады. Бөлшектердің көлемінің шағындығы,  сондықтан да жиынтық бетінің үлкендігі, әрі  пластинка  тәріздес  түрлі бөлшектердің байланысуын қамтамасыз етеді, олардың бір-біріне  қатысты  байланысты  жоғалтпастан жылжуына  мүмкіндік береді. Саз құрамындағы  сазды заттар  қаншалықты  көп болса, олардың  иілгіштігі  да соншалықты  жоғары болады. Көптеген сазда  иілгіштік қасиеті жоқ барынша ірі  бөлшектерде  де бар. Түйіршіктердің көлемі  0,005-тен 0,05мм-ге  дейін болса – тозаң, 0,005-ден 2 мм-ге  дейін – құм, ал 2 мм-ден жоғары болса – қоспалар  деп аталады.

Саздардың керамикалық қасиеттері, иілгіштігі мен байланысқандығымен және байланыстырғыш  қабілетімен,  кептіру мен жоғары  температура әсеріне қатынасымен  сипатталады.

Саздың иілгіштігі деп саз  қамырының  сыртқы механикалық  күштерінің әсерінен тұтастығын бұзбай (үзілмей және жарықшақсыз) деформациялануға және бұл күштердің әсері тоқтаған соң, түскен қалпын сақтауға қабілеттілігін айтады. Саз бұйымдарын қалыптау мүмкіндігі міне осы қасиетіне негізделген.

Иілгіштікті түрлі  тәсілдермен айқындайды. Иілгіштікті  ыңғайлы қалыптасатын масса алуға  қажетті су мөлшері және сазды  қамырдың кебініп азаюы мәні бойынша  анықтау тәсілі кеңінен таралған. Саздың иілгіштігі жоғары болған сайын ол ыңғайлы қалыптасатын масса алуға қажетті суды соғұрлым көп қажет етеді және ауада кебініп тұлғасының азаюы соғұрлым жоғары болады. Жоғары иілгіштікті саздардың су қажеттілігі 28%- тен жоғары, ауа шөгінуі – 10-15%. Орташа иілгіштікті саздар 20-28% су қажеттілігімен және 7-10% ауада шөгілуімен сипатталады. Иілгіштігі төмен саздардың су жұту қажеттігі 20%- тен аз, ал ауада шөгілуі 5-7%- ке тең.

Өте иілгіш саздан жасалған бұйымдар кепкен кезде аумағы жағынан көп кішірейеді де жарылады. Бұл өндірісте жол беруге болмайтын нәрсе. Иілгіштігі төмен саздар және одан жасалған қамыр қиындықпен қалыптасатындықтан жұмысқа қолайсыз, сондықтан саздың иілгіштігін жиі реттеуге тура келеді. Саздың шамадан тыс иілгіштігін оған азайтатын қоспа енігізумен немесе иілгіштігі төмен саз қосумен жоюға болады. Ал иілгіштік жеткіліксіз болғанда сазды құмнан арылтып елейді, ашық аспан астында ұстайды, арнайы машинамен майдалайды, бумен өңдейді, ауасыздық жағдайда ұстайды, сондай- ақ иілгіш саз қосады. Осы процестердің нәтижесінде саздың дисперстілігі артады, ісінуі жақсарады және иілгіштігі мен қалыптасу қабілеті артады.

Байланыстылық және байланыстыру қабілеті. Саз бөлшектерін  ажыратуға қажетті күш оның байланыстылығын  сипаттайды. Жоғарыда атап көрсетілгендей саздың байланыстылығы сазды зат бөлшектерінің шағын көлемі мен пластинкалы түріне негізделген. Құрамында сазды фракция аса көп саздардың байланыстылығы жоғары болады.

Саздың байланыстыру қабілеті оның иілгіш емес материалдарының  бөлшектерін /құм, шамот. т.б./ байланыстырып, кепкенде барынша берік бұйым / күймеген қыш/ түзуімен бейнеленеді.

Ауадағы шөгінуі. Қалыптау массасының қажетті иілгіштігіне қол жеткізу үшін оған саздың аумағын  ұлғайтатын /ісінуі/ су енгізеді. Кептіру  барысында су буланып кетеді де шикі бұйымның көлемі мен аумағы кішірейеді. Бұл құбылыс оның ауадағы шөгінуі деп аталады. Саздың ылғалдылығы жоғары болғандаға шөгіну деформациясында ішінара сумен толтырылған капиллярдағы күш тепе- теңдігінің бұзылуы нәтижесінде де капиллярлық қысым күштері ерекше мәнге ие болады деп есептеуге негіз бар. Ылғалдылық азайған сайын, отыру деформациясының пайда болуына да сазды минералдардың бетіндегі су қабыршығы қалыңдығының кішірейюіне орай, өсетін осмотикалық қысым мен молекула аралық тартылыс күштері барған сайын басты роль атқара бастайды. Ауада шөгіну шикі бұйымның бастапқы өлшемінің процеттік қатынасымен бейнеленеді.