Глава IV. Обжиг и глазурование изделий

Обжиг является главнейшей операцией технологического процесса производства фарфоровых и фаянсовых изделий. В результате происходящих при обжиге глубоких физико-химических изменений исходной сырьевой массы образуется продукт с новой структурой.

Изделие, подвергаемое глазурованию, должно иметь достаточно водоустойчивый (неразмокаемый в воде) и механически-прочный черепок.

Это достигается предварительным прокаливанием сырца. Поэтому особенностью производства тонкостенных изделий хозяйственного фаянса и фарфора является двукратный обжиг.

Первый, так называемый "утильный", обжиг хозяйственного фаянса производится до температуры 1230-1280°; при этом водопоглощение изделий доводится до 9-13%.

При обжиге фаянса реакции происходят преимущественно в твердой фазе. Вначале из материала испаряется влага, оставшаяся после сушки. При нагреве выше температуры 400° начинается заметное выделение химически связанной воды. Этот процесс протекает наиболее интенсивно в интервале 500-600° и заканчивается при 1000°.

Одновременно имеют место разложение карбонатов, выгорание органических веществ и другие явления.

При дальнейшем повышении температуры начинается муллитизация. В конечный период обжига образуется небольшое количество жидкой фазы, требуемое для упрочнения черепка.

Второй обжиг фаянсовых изделий, производимый с целью расплавления глазури, нанесенной на обожженный черепок, осуществляется при температуре 1120-1180°. В процессе политого обжига черепок не претерпевает изменений. Между черепком и глазурью образуется промежуточный слой, имеющий большое значение для улучшения термомеханических свойств готового продукта.

Изделия хозяйственного фарфора подвергаются первому обжигу при температуре 900-1000°; водопоглощение полуфабриката при этом составляет 16-20%.

Политой обжиг производится при 1320-1400°; при этом происходит образование спекшегося черепка и глазурного покрытия.

В отличие от обжига фаянса, при обжиге фарфора имеют место значительно более глубокие процессы остекловывания и муллитизации. При этом обожженный материал является все же микрогетерогенным, поскольку реакции, протекающие при нагревании, не доводятся до конца.

Структура черепка фарфора характеризуется содержанием: а) полевошпатового стекла; б) зерен остаточного кварца, на поверхности которых имеется реакционная кайма; в) кристалликов муллита; г) газовых пузырьков.

При обжиге хозяйственного фарфора стремятся добиться большей степени созревания черепка, чем, например, при производстве высоковольтного фарфора. Кристаллики муллита должны быть более развитыми и иметь вид длинных игл; реакционная кайма вокруг зерен кварца должна быть толще и количество закрытых пузырьков должно быть больше, чем в черепке изоляционного фарфора.

За годы пятилеток был освоен обжиг фарфоровых масс с вводом глин, содержащих большое количество гидромусковита и обладающих повышенной склонностью к появлению вздутий.

Проводившаяся работа по интенсификации обжига дала возможность сократить продолжительность нагревания и охлаждения по сравнению с прежде существовавшими сроками обжига и режимами, какие теперь практикуются за рубежом. В результате этого достигнуто повышение съема продукции с цеховых площадей и снижение ее себестоимости.

В последнее время осуществлен перевод некоторых видов посудных изделий на однократный обжиг, что увеличило производительность печей, дало экономию топлива и рабочей силы, а также сократило производственный цикл.

Проведению обжига предшествуют операции по обдувке, глазурованию и заборке изделий.