Технология изготовления керамической плитки
Керамическая плитка — это отделочный материал, представляющий собой керамическое изделие состоящие из каолиновой глины, кварцевого песка и полевого шпата с добавлением различных минералов, и обожжённое в печи при высоких температурах. Керамическую плитку традиционно разделяют на настенную и напольную.
Напольное керамическое покрытие отличается от настенной большей износостойкости и меньшей степенью влагопоглощения.
Наиболее универсальным материалом является керамогранит. Производственные технологии, которые применяются при изготовлении керамогранита, позволяют его сделать максимально прочной и плотной структурой, что и делает его универсальным материалом для облицовки как внутренних так наружных плоскостей.
Технология изготовления керамических изделий такова:
- 1. Отбор сырья 2. Смешивание материалов 3. Формовка 4. Сушка 5. Нанесение глазури 6. Обжиг 7. Сортировка
Рассмотрим подробнее, каждый этап.
Отбор сырья
Процесс изготовления начинается со складирования сырья, которое бывает трёх видов: глинистые, неглинистые и инертные материалы.
Глинистое сырьё составляют каолиновые глины, придающие сырьевой основе связывающие свойства и пластичность, что впоследствии, после прессования, позволяет плитке сохранять свою форму.
Неглинистые материалы – полевые шпаты – уменьшают пористость обожженных изделий, облегчая процесс спекания и придавая материалу прочность, компактность и стойкость. Инертные материалы – это кварцевые пески; они образуют “остов“ плитки. К сырьевым материалам относятся также пигменты, которые являются оксидами или смесями оксидов металла. Используются для получения цвета, требуемого производством.
Смешивание материалов
Сырьевые материалы, строго дозированные на весовых конвейерах, перемешиваются по заданной рецептуре, в результате чего получается основная сырьевая смесь. Эта смесь подвергается последующей обработке, призванной обеспечить абсолютную однородность массы по размеру и по влажности частиц материалов. Достижение гранулометрической однородности, происходит в результате мокрого помолам материалов в мельницах. Результат – водная суспензия, частицы которой обладают достаточно мелкой и однородной величиной. Эта суспензия называется шликером.
Полученный шликер поступает в огромные подземные бассейны, где, во избежание отстаивания (т.е. оседания составных частей), непрерывно перемешивается.
Затем сырьевая смесь окрашивается, и получаются те тона, которые впоследствии составят смесь пресспоршка. Окрашивание осуществляется путём добавления в шликер приготовленных ранее красителей, система дозирования которых полностью компьютеризована.
Формовка
Далее производится формовка методом прессования или экструзии.
Метод экструдирования. Технология заключается в проведении тестообразной массы с содержанием влаги от 15% до 20% через клинкер – агрегат, который придает массе форму, выводя ее в виде ленты. После высыхания эту ленту разрезают на элементы необходимых размеров. Такая плитка имеет шероховатую поверхность, которая улучшает сцепление с клеящим материалом, и тем самым повышает прочность плитки. Именно благодаря тому, что вязкая масса выдавливается из аппарата и обрезается, есть возможность производить изделия разной формы.
Прессование. Порошковую смесь с содержанием влаги около 6% выкладывают в специальные пресс-формы, а затем уплотняют посредством высокого давления (550кг/см2) – прессуют. Постепенно плитка набирает необходимую твёрдость по всему своему объёму. Пористость плитки, произведенной методом прессования, значительно меньше, чем у экструдированной.
Сушка
На этом этапе формованная плитка пока ещё не готова к обжигу, так как её остаточная степень влажности слишком высока. Если подвергнуть сырец обжигу, минуя стадию сушки, то он растрескается. Поэтому плитка перемещается в сушилку. Функция сушилки – довести степень влажности плитки до значения, близкого к нулю. Условия сушки играют важнейшую роль в обеспечении целостности и прочности будущего изделия. На заключительных стадиях сушки и в процессе обжига происходит усадка плитки, то есть пропорциональное уменьшение ее линейных размеров. Этим и объясняется необходимость в калибровке готовых изделий. Далее, сохраняя температуру 80-100°C, плитка возвращается на линию для последующей обработки.
Нанесение глазури
Глазурь (эмаль) – стекловидное покрытие, которое наносится на лицевую сторону плитки и закрепляется в процессе обжига. Глазуровка выполняется с целью декорирования и укрепления изделия. В состав глазури могут входить различные материалы и соединения (песок, окислы, фритты, красящие пигменты и прочее). Она может быть глянцевой и матовой, цветной и одноцветной. Цвет глазури достигается за счет добавления солей и оксидов металлов, например, кобальт дает синий цвет, хром — зеленый, железо – красный.
У глазурованной плитки верхний тонкий слой имеет стекловидную структуру, то есть поверхность плитки отличается от ее основания и обеспечивает зрительный эффект (цвет, глянец, орнамент и т.д.), а также ряд свойств, таких как водонепроницаемость, твердость и т.д., которые не может обеспечить основание плитки. Таким образом, в составе глазурованной плитки имеется два слоя с различной структурой: глазурь на поверхности и основание, расположенное ниже (бисквит).
Существует несколько способов нанесения глазурей на поверхность керамической плитки. Глазурь может наносится в виде распыленной суспензии, пасты или гранул. Нанесение может производиться до или после обжига.
Глазурь позволяет не только получать гладкоокрашенную плитку (моноколор), но и добиваться различных эффектов:
- поверхность с глянцевой или матовой фактурой рельефный рисунок люстрирование (создание блестящего металлического узора на глазури)
Для придания плитке более эстетичного вида в процессе глазурирования могут наносится различные декоративные рисунки
Основные методы нанесения рисунка:
Сериография (шелкография) -Рисунок наносится на плитку путем продавливания мастик через сетки-трафареты.
Ротоколор (Барабанный метод) — Технология позволяет выпускать плитку с неповторяющимся рисунком, имитирующим природный камень, дерево, текстиль. Эффект натуральности достигается путем переноса на плитку рисунка гравировки силиконового покрытия специального барабана.
Цифровая печать – Технология такая же, как и фотопечать на принтере. Она дала возможность производить плитку с неповторяющимся рисунком, что очень важно для производства плитки «под мрамор» или «под дерево». Рисунок без повтора делает плитку почти неотличимой от натурального.
Обжиг
Для каждого типа плитки разрабатывается индивидуальный температурный режим. Отличается и максимальная температура обжига для разных материалов. У плитки двойного обжига — около 950°С, у однократного обжига — до 1180°С, у керамогранита — до 1250°С.
Однократный обжиг (monocottura), когда глазурь и основание обжигаются вместе — используется, как правило, для производства напольной глазурованной плитки. Высокая температура обжига позволяет получить хорошо спеченный прочный бисквит, и обеспечивает значительную устойчивость глазури к истиранию. При данном способе производства невозможно получить изделия ярких, насыщенных цветов, поскольку при высоких температурах красящие пигменты выгорают и тускнеют. Замечено, что менее яркие глазурованные плитки более устойчивы к истиранию поверхности.
Двойной обжиг (bicottura) используется для производства настенной глазурованной плитки. Он состоит из двух этапов. На первом — обжигается только основание плитки. Обжиг производится при достаточно невысоких температурах. В результате получается высокопористый (более 10%) черепок, не подвергнувшийся усадке и не требующий в дальнейшем сортировки плитки по размерам (калибровки). Далее на основание наносится глазурь и происходит вторичный обжиг, характеризующийся еще более низкой температурой (700-900 градусов). Общий смысл поэтапного обжига — обеспечение необходимых прочностных характеристик бисквита (необходимы высокие температуры), и сохранение цвета желаемой яркости и насыщенности (при низких температурах красящие пигменты практически не выгорают).
Декор производится при помощи 3-его обжига. Сперва на уже готовую плитку наносят необходимый рисунок. После изделие обжигается при еще более низкой температуре (до 700 градусов). При этом порошок глазури расплавляется, образуя рельефный рисунок. Затем, если декоры производятся на фоновой плитке, осуществляется их нарезка. Поскольку процесс производства декоративных элементов наиболее длительный и сложный, декоры имеют большую стоимость по сравнению с фоновой плиткой.
Керамогранит. Обжиг плиток производится в несколько стадий, каждой из которых соответствует определённая зона печи.
Первая стадия, предварительный обжиг, имеет место во входной секции, в которой нет горелок, и которая нагревается до 400°C газами, подаваемыми вентилятором из зон обжига. Цель данной секции – полностью обезводить сырой материал во избежание образования впоследствии трещин или разрывов. Следует зона предварительного нагрева, где, при температуре 900°C, испаряется вода от кристаллизации материалов, содержащихся в глинах, сгорают органические вещества и разлагаются карбонаты.
После этого плитка попадает в зону обжига как такового, где температура достигает 1250°C. Здесь объем плиток сокращается на 6%, и завершается процесс спекания. Тут изделия приобретают свои характеристики огромной прочности и стойкости; их уровень водопоглощения составляет менее 0,05%, что делает весь керамический гранит абсолютно морозостойким. Следующая зона – зона охлаждения, в которой удерживается низкий температурный градиент, чтобы предотвратить раскалывание изделий.
После выхода из печи плитки укладываются на специальные стальные рамы (называемые также контейнерами для хранения обожжённых изделий), которые в зависимости от формата могут содержать более 200 кв. метров плитки. Отсюда “полотна” плитки переносятся на линии ректификации и полирования.
Ректификация- это механический метод обработки краев изделия, что позволяет получить плитку одного калибра с абсолютно ровными краями, и возможностью укладки с минимальным швом в 1 мм.
Результатом полирования являются поверхности, характеризуемые особым зеркальным блеском.
Сортировка
На этом этапе решаются две основные задачи.
Первая – сгруппировать изделия по калибру, т.е. по размерам граней, и по тону, т.е. по цветовым признакам поверхности.
Определение калибра каждой плитки – автоматизированный процесс.
Отбор изделий по тону выполняется либо квалифицированным персоналом, либо автоматически.
Вторая задача при сортировке – обнаружение и классификация дефектных плиток.
В этом случае продукция первого сорта отделяется от продукции других сортов, отмеченной некоторыми недостатками.
Отсортированные плитки укладываются в коробки (при этом они сгруппированы по сорту, по тону и по калибру).
Упакованные в коробки плитки размещаются на складе готовой продукции, откуда и попадают к потребителям.
Источник
Производство керамической плитки
Несмотря на то, что производство керамической плитки осуществляют сотни предприятий по всему миру, его организация считается делом перспективным, удачным вложением капитала.
Поточная линия производства керамической плитки
Эти утверждения основываются на следующих факторах:
- Строительная индустрия потребляет все больше материалов, среди которых керамические изделия занимают видное место, спрос на них растет.
- Производство керамической плитки – хорошо отработанная технологическая операция, она не требует больших ассигнований на исследовательские работы. Методика производства работ подробно описана и проверена многолетней практикой.
- Основной исходный материал – глина дешев и широко распространен, часто его добыча производится неподалеку от производства, плечо подвоза небольшое, что снижает себестоимость.
- Многообразие оборудования для производства различной производительности и цены позволяет выбирать объемы и конкретное направление деятельности.
В ближайшее время вряд ли будет найдена альтернатива керамике. Предприятие по производству керамической плитки может не беспокоиться о перспективах, его продукция будет пользоваться постоянным, устойчивым спросом на рынке стройматериалов.
Кроме автоматики на предприятии работают и люди. Так ОКТ плитки, которое вы видите на картинке, частично выполняет человек
Технология
Рассматривая такое изделие, как керамическая плитка, технология производства которой приводится ниже.
Нужно вспомнить — алгоритм работы всех предприятий, производящих строительные изделия примерно одинаков:
- Сортировка и хранение исходного сырья
- Смешивание ингредиентов в первичную массу
- Формовка
- Механические, тепловые и другие физические воздействия на исходный материал
- Контроль качества и складирование.
Технология производства керамической плитки — это ряд мероприятий, последовательно приводящих, к созданию готового продукта.
На открытых участках видно только разъезжающую плитку от формовки до упаковки
Один из секретов получения качественной плитки состоит в тщательном предварительном отборе и соблюдении пропорций в смешивании главных компонентов: глины, песка, полевого шпата. Все составляющие должны быть чистыми, без примесей. Карьерная глина непригодна для производства, ее нужно сначала подготовить к дальнейшему использованию. Сырье для производства керамической плитки подвергается измельчению в дробильно-размольных машинах, методом магнитной сепарации удаляются окислы железа.
В этих печах плитка получает свою твердость
Лидеры отрасли знают, что качественное изготовление плитки керамической во многом зависит от химического состава глины. Сырье, взятое из разных месторождений, каждый раз требует коррекции температурных режимов, что часто приводит к изменению тона плиток одной серии. Поэтому они предпочитают иметь дело с постоянными поставщиками, привозящими сырье из проверенных карьеров.
Дробление и перемешивание преследуют главную цель – создание максимально однородной массы. В зависимости от способа формования в нее может добавляться вода.
На этой фотографии вы видите плитку заезжающую на сушку. Через пару минут все полки будут заполнены и робот перевезет плитку.
Формирование геометрических размеров будущих изделий происходит одним из трех способов:
- Экструдером. Механизм вытягивает тестообразную массу в широкую ленту установленной толщины, здесь же она нарезается на фрагменты.
- Прессом. Гидравлическое устройство со специальным штампом сдавливает приготовленную смесь с двух сторон усилием равным 300–500 кг/см 2 .
- Литьем. Разбавленная до полужидкого состояния масса заливается в заранее приготовленные формы.
Следует отметить, что два первых способа получили большее распространение.
Если сразу после формовки сырую плитку подвергнуть обжигу, то содержащаяся в ней лишняя вода разорвет материал. Для того чтобы подготовить полуфабрикат к дальнейшим операциям, его подвергают предварительной сушке. После ее проведения содержание влаги в глине должно составлять 0.1–0.3%. Время, отведенное для подсушивания в скоростных сушилках, зависит от плотности и толщины заготовок. Так, производство керамических плиток для полов предусматривает сушку полуфабриката в течение 30–60 минут.
А так выглядит перевозка роботом плитки для окончательной упаковки
Основная термическая обработка материала производится в специальных печах. Технология изготовления керамической плитки предусматривает два варианта обжига. Керамический гранит, основная масса напольной и настенной декоративной плитки делаются в технике однократного обжига. По этой методике на полуфабрикат вначале наносится глазурь, а затем он отправляется в печь, где при температуре в 900–1400 0 C происходит спекание минеральных компонентов, получается монолитная прочная структура. Производство кафеля двойного обжига подразумевает сначала обжиг глиняного черепка, затем нанесение на него глазури и потом повторный обжиг с более низкой температурой, достаточной для расплавления глазури, но не влияющей на структуру основы.
Марка производителя технологический линии красуется на самом видном месте.
В ряде случаев технология производства керамической плитки двойного обжига включает процесс ангобирования, то есть нанесения на поверхность после первого обжига тонкого слоя смеси из качественной глины, стекольного боя и минералов. Это подглазурное покрытие улучшает качество поверхности после второго обжига.
Производство напольной керамической плитки имеет свои особенности. Они заключаются в создании дополнительных условий, способствующих полному спеканию массы. С этой целью в шихту добавляются плавни (пегматиты, натриевые и кальциевые шпаты). Результат – улучшение прочности на изгиб и повышенное сопротивление абразивному воздействию. Для того чтобы ускорить процесс обжига используются присадки (тальк, магнезит и доломит).Остывшая готовая плитка проходит контроль качества и сортировку по сериям.
Остановка бывает только в трех случаях: сушка, подготовка к упаковке, поломка линии
Технологическая схема производства керамической плитки
Представленное на видео производство керамической плитки наглядно иллюстрирует весь процесс.
Оборудование
Оборудование для производства керамической плитки широко представлено на рынке, оно постоянно совершенствуется. Выбор велик, можно приобрести отдельные агрегаты для небольших фабрик или мощные высокопроизводительные механизмы для массового производства, все зависит от целевого назначения.
Эта машина делает рисунок на плитке 
Вот что происходит внутри. Именно так наносится рисунок. Очень похоже на печать. Правда чернила у такого принтера особенные
Примерный перечень составлен с учетом, выполняемых оборудованием, задач:
- Подготовка и смешивание компонентов в первичную массу. Шаровые мельницы, различные дробилки, распределительные башенные сушилки, специальные миксеры. В интернете часто упоминаются бетономешалки. Если маленькое кустарное производство – почему бы и нет;
- Формование. Пресса, экструдеры, заливные формы;
- Предварительная сушка. Однорядные скоростные сушки на сетчатых или роликовых конвейерах.
- Глазурование. Аэрографы, автоматы фильерные и конусные, распылители дисковые, автоматы шелкографии, дозаторы трубчатые и ковшовые;
- Обжиг. Газовые или электрические туннельные печи с транспортером и программным регулированием температуры.
Если отдельные механизмы установлены в соответствии с технологическими требованиями, объединены автоматическим транспортом и общей системой управления, то образуется линия по производству керамической плитки.
Это мельница. Самая настоящая, только для производства сырья плитки
Это оптимальная производственная конфигурация. Достижения в области информатики позволяют компьютеризировать весь процесс, свести участие человека к минимуму. Ведущие производители керамики используют именно такие линии. К примеру, керамическая плитка производства разных развитых стран практически целиком делается на таком оборудовании.
Декорирование плитки
Технология изготовления керамической плитки переживает в последние годы второе рождение в связи с появлением новых методик нанесения рисунков или красочных слоев на ее поверхность. Причем важно, что это не переводные картинки, смываемые водой, а составная часть самой структуры изделия.
К традиционным методам окрашивания – пигментации шихты, введению в состав глазури минеральных присадок, добавился новый способ – фотопечать. Технология печати на керамической плитке предусматривает методы: сублимации; использование чернил, вступающих во взаимодействие с керамикой при ультрафиолетовом облучении; способ «горячей деколи»; перенесения на плитку специальных чернил принтерами.
На таких линиях плитку и полируется и преполируется
Сегодня производство керамической плитки во много ориентируется на индивидуальные заказы. Вышеперечисленные способы помогают воплотить в керамике любой художественный замысел клиента.
Можно ли сделать керамическую плитку самому? Разумеется. Производство керамической плитки имеет в основе тысячелетнюю практику. Люди делали керамику задолго до появления гидравлических прессов и прочих современных механизмов. Простейшие механизмы, помогающие приготовить и перемешать массу, нанести глазурь и произвести обжиг — вполне доступны. Для того чтобы керамическая плитка своими руками, изготовление которой задумано, получилась сносного вида, необходимо позаботиться, прежде всего, о качестве глины. Поскольку, в ручном производстве использование пресса не предусмотрено, все зависит от мелкозернистой однородной структуры приготовленной массы. С порядком глазуровки и обжига можно ознакомиться, отправив запрос «производство керамической плитки видео». Следует только помнить, что оборудование для изготовления керамической плитки потребует достаточно места для размещения, агрегаты для смешивания создают много шума, а печи опасны в пожарном отношении. Техника безопасности должна соблюдаться неукоснительно.
В этих печах температура плавления достигает 1200 градусов по Цельсию
Если методика хорошо изучена и соблюдаются все технические требования, то вполне возможно наладить собственное небольшое производство. Фото плитки керамической, сделанной самостоятельно, демонстрирует, что упорство и правильный подход к делу обязательно приводят к успеху.
Источник
