Пути развития новой техники обжига и глазурования изделий

Радикальным мероприятием, позволяющим интенсифицировать процесс обжига, является замена круглых печей периодического действия непрерывно-действующими печами, обеспечивающими одновременно значительное повышение производительности и улучшение условий труда.

Поскольку существенными недостатками крупногабаритных печей являются значительный перепад температур по сечению садки, необходимость ручной их загрузки и выгрузки, а также невозможность включений в специализированные поточные линии, дальнейшее совершенствование процесса термической обработки изделий в ряде случаев должно пойти по линии создания новых типов непрерывно-действующих механизированных печей с газовым и электрическим отоплением, обеспечивающим ускоренный режим обжига фарфоровых и фаянсовых изделий, и включаемых в поточные линии. Примером таких печей могут явиться безвагонеточные многоканальные щелевые печи, кольцевые печи с вращающимся подом, а для обжига при низких температурах - также и конвейерные печи.

Естественно, что для решения этой задачи потребуется дальнейшая разработка теории структурных образований в черепке тонкокерамических изделий, проведение ряда экспериментальных исследований, изучение и уточнение особенностей динамики и кинетики процессов, протекающих при обжиге изделий, и обеспечение ускоренных режимов их нагревания и охлаждения.

В этом направлении потребуется провести планомерное изучение термофизических свойств сырьевых материалов и тонкокерамических масс, углубленное исследование реакций, протекающих в твердой и жидкой фазах, выявление воздействия температуры, газовой среды и продолжительности процесса на структуру и свойства тонкокерамических изделий, а также исследование влияния условий охлаждения на возникновение напряжений в теле изделий с изучением роли коэффициента термического расширения, модуля упругости, механической прочности, температуропроводности, геометрического и других факторов. На основе комплекса указанных данных должны быть разработаны научно-обоснованные режимы нагревания и охлаждения изделий тонкой керамики, обеспечивающие получение в короткие сроки доброкачественной продукции без теплотехнических дефектов.

Для оценки особенностей обожженного материала предстоит развить и широко использовать методы термографического, дилатометрического, рентгеноструктурного анализов, а также изучение шлифов под микроскопом в условиях меняющихся во времени температур.

Должны быть также продолжены исследования по снижению температуры обжига фарфора на основе применения минерализаторов. Успешное решение этой задачи должно иметь большое экономическое значение.

В тесной связи с экспериментальными работами по изысканию ускоренных режимов термической обработки тонкокерамических изделий должны быть выполнены исследования массо- и теплообменных процессов при обжиге. В этом направлении предстоит осуществить экспериментальные работы как на моделях, так и непосредственно на обжигательных печах, ставя перед собой задачу изучения аэродинамических сопротивлений, выявления материальных балансов газовых потоков и тепловых балансов печей, установления характеристик теплообмена в печах различных типов и размеров.

Большое значение для интенсификации термообработки тонкокерамических изделий и внедрения бескапсельного их обжига должна иметь газификация печей.

Другим решением проблемы интенсификации процесса термообработки фарфоровых и фаянсовых изделий, как уже говорилось выше, является применение однократного обжига.

Необходимым условием для внедрения однократного обжига является повышение механической прочности и водоустойчивости непрокаленного черепка, что достигается путем ввода в массу добавок. Изыскание таких достаточно дешевых материалов, разработка рецептуры массы и технологии изготовления изделий с применением добавок должны стать содержанием соответствующих исследований. Не менее существенно обеспечение хорошего розлива и блеска глазури.

Весьма важной задачей в области совершенствования термообработки изделий является автоматизация контроля и регулирования тепловых процессов, блокировка и сигнализация.

Осуществление этих мероприятий обеспечит стабилизацию тепловых режимов и будет способствовать улучшению качества обжигаемых изделий, упрощению обслуживания, сокращению расхода топлива и потребной рабочей силы.

Основные задачи, касающиеся совершенствования процессов глазурования и подготовки изделий к обжигу, сводятся к широкому внедрению в печных цехах поточной организации производства и к разработке конструкций машин, обеспечивающих механизацию технологических операций.