Керамический облицовочный кирпич Terca пластического формования

Керамический облицовочный кирпич Terca пластического формования

Производство кирпича пластического формования по этапам.

Концерн Wienerberger производит керамический кирпич Terca:

• пластического формования;
• ручной формовки;
• ручной работы.

Производство кирпича ручной работы — это искусство, которое требует особого мастерства. В мире осталось не так много мест, где кирпич формуют вручную.

Кирпич пластического формования и кирпич ручной формовки — это результат производственных процессов, которые не имеют никакого отношения к ручному труду.

Результат обоих процессов визуально сильно отличается. Это связано с разницей в методах формования кирпича.

Ниже речь пойдет о кирпиче пластического формования Terca, который производится на заводах Эстонии.

1 этап

Производство керамического кирпича Terca начинается с подготовки глины

На этом этапе она:

• измельчается
• доводится до нужной консистенции
• смешивается с необходимыми добавками

2 этап

После подготовки материала на прессе формуется брус – заготовка для будущих кирпичей

Форма мундштука пресса может быть разной. Это позволяет создавать кирпич различных форм, а с помощью специальной оснастки изменять типы поверхности и фактур.

Кирпич пластического формования может быть:

• с пустотами
• или полнотелым

Пустотелым считается кирпич с 13 % пустот и выше, полнотелым – не более 13 %.

Процесс их изготовления различается в подготовке глины и на этапе выхода из пресса. Пустоты в кирпиче формируются при помощи кернов мундштука.

От размера выходной части мундштука зависят длина и ширина будущего кирпича, высота же – от дальнейшей нарезки бруса.

3 этап

Сушка

После нарезки заготовки отправляются на сушку, где влага из них испаряется при температуре приблизительно 90 °C

4 этап

Завершающий этап производства кирпича методом пластического формования – обжиг

Высушенный кирпич-сырец помещается на вагонетки и доставляется в печь. Там он обжигается при высокой температуре – до 1050 °C – в течение нескольких часов, причем весь цикл обжига длится несколько дней.

Теперь цвет и структура кирпича полностью меняются.

Из печи достают готовый кирпич, обладающий прочностью, водостойкостью и устойчивостью к перепадам температур.

По завершении всех работ кирпич транспортируют на склад готовой продукции.

Технология пластического формования

Технология состоит из нескольких шагов:

• Добыча сырья (глины).
• Увлажнение и интенсивная обработка глины до тех пор, пока не образуется равномерная и пластичная масса без крупных включений. Такая глина содержит 20% влаги. В состав могут входить суглинки, карбид кальция, магния и оксида алюминия. Крайне редко в состав могут добавить продукті углеобогащения, отході угледобычи или золошлак. Массовая доля добавок не превышает 30%,
• Формовка кирпича-сырца. Сначала глиняная масса нарезается на длинные ленты. Затем Каждая лента разрезается автоматическими металлическими струнами на кирпич-сырец по строго заданным параметрам. Каждый кирпичик-сырец больше по размерам, чем конечное изделие. Это связано с тем, что при сушке и обжиге кирпич дважды подвергается усадке, которая достигает 10-15%.
• Сушка. Проводится медленно, чтобы скорость испарения воды с поверхности изделия не превышала скорости миграции из внутренних слоев. Как только содержание влаги в кирпиче снизилось до 6-8%, его отправляют в печь на обжиг.
• Обжиг. В заводских условиях этот процесс происходит в туннельных печах. Температура обжига полностью зависит от состава сырьевой массы. Обычно она составляет 950-1000 градусов. При такой температуре обжигают рядовой строительный и облицовочный кирпич. В состав клинкерного кирпича входят специальные тугоплавкие пластичные породы глины, поэтому его обжигают при 1200 градусах. Температура остается неизменной до окончания обжига.

Во время сушки влага испаряется из кирпича при температуре до 150 градусов. Температуру поднимают постепенно — 80 градусов в час. Влага испаряется быстрее образования пара внутри изделия.

Во время обжига при температуре 500-800 градусов происходит деградация глинистых минералов. В температурном диапазоне 200-800 градусов выделяются летучие органические примеси глины и добавок. При температуре выше 800 градусов в кирпиче происходят структурные изменения. На этом этапе темп увеличения температуры составляет 100-150°C в час — полнотелые кирпичи и 200-220°C в час — пустотелые. Когда кирпич полностью прошел обжиг при 1000 градусах, температуру медленно снижают — тоже около 150 градусов в час.

По этой технологии изготавливают рядовой строительный, лицевой и клинкерный кирпич. Она в равной степени подходит для производства полнотелого и пустотелого кирпича.

В пустотелый кирпич-сырец добавляют древесные опилки. При обжиге они сгорают, на их месте образуются щелевые пустоты. Они занимают до 30% объема кирпича, снижают его удельный вес и теплопроводность. Пустотелый кирпич создает меньшую нагрузку на фундамент.

Производство изделий из пластмасс

Основными операционными процессами переработки пластмасс и полимеров в процессе производства являются:

• подготовка материала к технологическому производству;
• выбор необходимого количества исходного сырья;
• таблетирование массы и предварительное разогревание (в некоторых случаях);
• формование заданного изделия;
• окончательная отделка механическим или станочным способом.

Горячий метод формования

Главным для производства является получение качественной продукции при высокой производительности. Говоря о качестве изделия, упоминают о структурных молекулярных показателях:

• аморфные полимеры характеризуются ориентацией;
• кристаллизующиеся полимеры отличаются множеством надмолекулярных образований на всех этапах агрегации, поэтому используют способ заданной кристаллизации.

Надкристаллическая структура кристаллизующихся полимеров многообразна, поэтому материалы с одинаковыми свойствами при обработке в различных условиях дают изменяющиеся свойства деталей. Стабильность определенного набора свойств решается с помощью точного выбора и исполнения требуемых режимов обработки полимеров.

Предварительная сушка полимеров

Технологические карты процесса и качество полученной продукции определяются влажностью и температурой пластика. На подготовительном этапе делается сушка или увлажнение для приведения показателей в требуемую норму. Водяные молекулы обладают свойством полярности и быстро вступают в связи с полярными полимерами, из-за этого поглощается влага из окружающей среды. Увеличение полярности способствует усиленному поглощению, и наоборот. Некоторые полимеры изначально негигроскопичны, что не дает возможности на подготовительном процессе насытить их влагой.

Увеличение влажности материала на подготовительной стадии уменьшает его текучесть, избыток влаги снижает взаимодействие молекул и влияет на уровень гидролитической деструкции. Насыщение влагой уменьшает прочность, показатель удлинения при разрыве, сопротивление диэлектрическому проникновению. На поверхности детали после производства появляются белесые и серебристые разводы, волны, вздутия, пузыри, пустые поры, отслоения, трещины. Иногда такие дефекты проявляются только при прессовании.

Низкая влажность ведет к структурированию, которое является одним из видов деструкции, при этом снижается текучесть полимера. Изменение влажности может происходить не только в процессе производства, но и при эксплуатации. При этом разрушение детали повторяется в указанных параметрах. Сушка полимерных материалов используется для уменьшения влажности. Для материалов, склонных к термоокислительной деструкции применяется сушка в вакууме, это позволяет увеличить температуру и уменьшить время сушки.

В процессе сушки применяют типы сушилок:

• барабанные;
• ленточные аппараты-конвейеры;
• турбинные камеры;
• вакуум-сушилки.

Чтобы уменьшить влажностные показатели порошкообразных и гранулированных термопластов используют бункер с системой подогрева. Иногда летучие вещества и влагу убирают в процессе расплава, при этом во время пластификации снимают давление на определенном шнековом участке. Как следствие, происходит расширение нагретых газов, которые удаляются с помощью вакуумного отсоса.

Подготовка материалов к переработке

Сушку полимеров заканчивают непосредственно перед обработкой, при этом рекомендуется оставить показатели, которые ниже требуемых. Если требуется некоторое время хранения перед производством, то высушенному материалу организуют тщательные сухие условия. Если гигроскопичность полимеров низкая, то такие материалы не сушат, а только подогревают перед технологическим процессом. Слишком низкая влажность требует повышения показателя выдерживанием экземпляра в воздухе с высокой влажностью или опрыскивания ацетоном, спиртом, водой.

Таблетирование материалов

Формование в условиях сжимания пластмасс порошкообразного типа называется таблетированием для производства определенной формы таблеток с заданными параметрами плотности и размеров. В результате процедуры лучше дозируется сырьевая масса, из материала удаляется большая часть воздуха, что ведет к повышению теплопроводности.

Для процесса применяют таблеточные машины:

• гидравлические с выполнением 5−35 циклов за минуту;
• эксцентриковые — 16−40 циклов;
• ротационные — 65−605 циклов.

Предварительный разогрев материалов

Процедура делается только для реактопластичных заготовок (волокнитов и порошков). Прогрев осуществляется в генераторах, производящих токи с высокой частотой. Иногда используют контактные нагреватели непосредственно перед помещением материала в прессовальную форму для ускорения прессования. Нагрев высокочастотными токами снижает предел прессовальной нагрузки, что продлевает время службы пресса, увеличивает производительность, снижает затраты на выпуск изделий из пластмассы.

Пластмассы относят к диэлектрикам и полупроводникам, они нагреваются в ТВЧ из-за поляризации зарядов элементарного порядка. Малое число свободных зарядов в диэлектрике ведет к появлению тока проводимости. Происходит смещение электрополя с некоторым запаздыванием по частоте из-за трения молекул. Количество тепла на выходе пропорционально частоте поля.

Ротационные машины

Принцип их функционирования основан на формовке кондитерских изделий из теста. Находят широкое применение на предприятиях, специализирующихся на производстве сахарного печенья круглых, прямоугольных, овальных форм.

С помощью роторной формующей машины легко штамповать крекеры, хлебцы, галеты.

Конструкция любой ротационной машины состоит из:

• бункера с тестом;
• зубчатого барабана;
• формующего барабана или ротора;
• лезвий для удаления лишнего теста;
• транспортёрной ленты.

Тесто, загруженное в бункер, рыхлится специальным валиком. После процесса рыхления вдавливается барабаном с зубьями в роторные ячейки. Эти формочки могут иметь дополнительную функцию оттиска узоров или надписей.

С ячеек срезаются излишки теста и вновь возвращаются на линию. Следующим шагом служит выкладывание заготовок на транспортную ленту, после чего они отправляются в печи.

Некоторые модели ротационных машин позволяют формовать мелкую леденцовую карамель монпансье и фигурные леденцы на палочке.

Динамическое формование

Динамическое формование представляет собой процесс прессования с использованием импульсных нагрузок или вибрации. Отличительной чертой такого формования является высокая скорость приложения нагрузки к уплотняемому порошку. В связи с этим его часто называют высокоскоростным.

В качестве источника энергии используют энергию взрыва заряда взрывчатого вещества, ударную волну высокой интенсивности, возникающую при разряде аккумулированной электрической энергии и воздействующую на материал через жидкость, энергию сжатого газа, вибрацию.

При взрывном формовании энергия взрыва сообщает определенную скорость устройству, ударяющему по прессующему пуансону, либо передается на прессуемый порошок через жидкость, либо воздействует на прессуемый порошок, заключенный в эластичную оболочку или тонкостенный металлический контейнер. Такой высокоскоростной вид прессования приводит к выделению тепла и нагреву контактных межчастичных участков, что облегчает процесс деформирования. В результате плотность заготовок достигает большего значения, чем при обычных методах прессования низкоскоростными нагрузками.

Разновидностью динамического формования является динамическое горячее прессование (метод ДГП). Метод основан на предварительном холодном формовании пористой заготовки из порошковой шихты заданного состава, её последующем кратковременном нагреве и допрессовки динамическими нагрузками. Этот метод позволяет получать практически беспористые изделия точных размеров и с высокой чистотой поверхности.

При вибрационном формовании используется эффект благоприятного воздействия вибрации на процесс уплотнения, что связано с разрушением межчастичных связей и улучшением взаимоподвижности частиц. В результате достигается плотная укладка частиц при меньших давлениях прессования и обеспечивается высокая равномерность распределения плотности по объёму заготовки.

Энергия вибрирования расходуется на преодоление инерции и упругого сопротивления вибрирующей системы и на преодоление инерции, сил трения и сцепления уплотняемого порошка. В случае уплотнения порошка небольшой массы основную роль играют инерция и упругие свойства системы. Поэтому для обеспечения наиболее выгодного режима уплотнения следует выбирать частоту вибрирования ближе к собственной частоте колебаний системы. При уплотнении больших масс порошка основную роль будут играть собственная частота колебаний слоя частиц и силы связи между ними. Поэтому частоту вибрирования выбирают ближе к резонансной или по отношению к вибрирующей системе, или по отношению к уплотняемой массе порошка. При правильном выборе частоты, ускорения и амплитуды вибрирования плотность и прочность прессовок выше, чем при статическом прессовании.

Во всех случаях, требующих высоких давлений при статическом прессовании применение вибрирования будет выгодным. Наиболее эффективно применение вибрации при прессовании порошков непластичных и хрупких металлов, к которым высокие статические давления не могут быть приложены из-за происходящего при этом разрушения брикетов.