Общая схема производства керамических изделий. Виды керамических товаров и их характеристика

Керамика является одним из древнейших материалов, используемых для изготовления посуды и художественных изделий. Она обладает рядом положительных свойств: прочностью, термостойкостью, экологической и химической безопасностью, изделия из нее обладают высоким эстетическим потенциалом, это и определяет ее широкое использование.
Керамика — это изделия из глины (или глинистых веществ) с минеральными добавками или без них, полученные путем формования и последующего обжига. Для улучшения потребительских эстетических свойств керамику покрывают глазурью.
В производстве керамики используются следующие материалы:
. пластичные — глины и каолин (мономинеральная порода, состоящая из каолинита);
. отощающие, снижающие усадку при сушке и обжиге — кварцевый песок, глинозем, бой фарфора и фаянса, шамот;
. плавни, снижающие температуру спекания и создающие стекловидную фазу — полевой шпат и пегматит;
. материалы для глазури.
В качестве факторов, формирующих потребительские свойства и качество керамических художественных изделий, выделяют вид керамики, способ формования и вид декорирования.
В зависимости от строения различают тонкую керамику (черепок стекловидный или мелкозернистый) и грубую (черепок крупнозернистый). Основными видами тонкой керамики являются: фарфор, полуфарфор, фаянс, майолика, а грубой — гончарная керамика.
Фарфор имеет плотный спекшийся черепок белого цвета (иногда с голубоватым оттенком) с низким водопоглошением (до 0,2 %), при ударе издает высокий мелодичный звук, в тонких слоях может просвечивать. Ввиду парного обжига изделий край борта или основание изделия не покрыто глазурью. Сырьем для производства фарфора служат каолин, песок, полевой шпат и другие добавки.
Полуфарфор по свойствам занимает промежуточное положение между фарфором и фаянсом, черепок белый, водопоглощение — 3—5 %, используется в производстве посуды хозяйственного назначения.
Фаянс имеет пористый белый черепок с желтоватым оттенком, пористость черепка — 9—12 %. Ввиду высокой пористости изделия из фаянса полностью покрываются бесцветной глазурью. Глазурь имеет невысокую термостойкость, поэтому данный вид керамики находит применение в производстве столовой посуды повседневного использования. Вырабатывают его из бело-жгущихся глин с добавлением мела и кварцевого песка.
Майолика имеет пористый черепок, водопоглощение около 15 %, изделия имеют гладкую поверхность, высокий блеск, малую толщину стенок (что определено способом формования — литьем), покрываются цветными глазурями и могут иметь декоративные рельефные украшения. Для производства майолики применяют беложгущиеся глины (фаянсовая майолика) или красножгущиеся глины (гончарная майолика), плавни, мел, кварцевый песок.
Гончарная керамика имеет черепок красно-коричневого цвета (используются красножгущиеся глины), большой пористости, водопоглощение до 18 %. Изделия могут покрываться бесцветными глазурями, расписываются цветными глиняными красками — ангобами. Ассортимент представлен кухонной и хозяйственной посудой (горшки для жаркого, крынки для молока) и декоративными изделиями.
Процесс производства керамических изделий в упрощенном виде можно представить следующими этапами:
. подготовка сырья;
. получение керамической массы;
. формование (ручное или механизированное), литье, полусухое прессование;
. сушка и правка;
. первый обжиг;
. глазурование;
. политой обжиг;
. декорирование.
Качество художественных изделий из керамики определяется их внешним видом, долговечностью, соответствием функциональному назначению и другим техническим показателям.
Специфика изготовления керамических изделий связана с возможностью возникновения большого числа производственных дефектов на различных стадиях данного процесса.
Дефекты внешнего вида подразделяются на дефекты черепка, глазури и дефекты декорирования. Дефекты черепка формируются на этапах подготовки массы, формования (литья), сушки и первичного обжига. Некоторые из них заметны сразу, а другие (например, пятна) могут проявиться только после обжига. Поэтому для ручного и механизированного формования необходимо все инструменты содержать в безукоризненной чистоте.
Глазури — глянцевидные сплавы, расплавляющиеся на глиняном черепке слоем толщиной 0,12—0,40 мм. Назначение глазури — прикрыть пористый черепок изделий плотным и гладким слоем; придать изделию с плотным черепком повышенную механическую прочность и хороший внешний вид; гарантировать диэлектрические свойства; защитить декор от механического и химического воздействия.
Декорирование — художественное оформление готового изделия с применением деколей, штампов и т. п. Штамп используют при декорировании изделий повторяющимися мотивами. Для нанесения штампа на край изделия применяют штемпельный ролик.
Заключительная операция по обработке керамического изделия — шлифование края и ножки изделия.
Дефекты формования изделий и причины их возникновения
Ручное формование
Дефект: полуфабрикат прилипает к форме.
Причина: массу закладывали в форму мокрыми руками, влажность массы неравномерная, шаблон не очищен от прилипшей массы, шаблон установлен неправильно.
Дефект: царапины и борозды.
Причина: недостаток массы в форме.
Механизированное формование
Дефект: прогиб дна (обычно становится заметным только после политого обжига).
Причина: недостаточное нагревание центральной части формующего ролика, недостаточно выдержан вакуум, загрязнен формующий ролик.
Дефект: деформация края, заметная после обжига.
Причина: заготовка массы положена не в центр формы или смята, загрязнена поверхность рабочего кулачка, мягкая масса.
Дефект: трещины по краю.
Причина: использованы новые или загрязненные формы, высокая температура сушки, малое вакуумирование массы.
Дефект: трещины по ножке.
Причина: высокая температура ролика, низкая скорость формования, быстрая или односторонняя сушка, смещение центра ролика при наклоне.
Дефект: шероховатая поверхность полуфабриката.
Причина: большая всасывающая способность гипсовых форм, перегреты формы, плохо действует вакуум, изношены гипсовые формы.
Дефекты литья и причины их возникновения
Дефект: разная толщина черепка.
Причина: несоблюдение заданного времени набора черепка, недостаточно или односторонне высушены формы, одновременно используются новые и старые формы.
Дефект: деформация.
Причина: полуфабрикат прилипает к форме, рано вынут из формы, небрежное извлечение полуфабриката из формы, неравномерная сушка, иногда из-за сквозняка.
Дефект: трещины.
Причина: долгое выдерживание полуфабриката в форме, быстрая или односторонняя сушка, неаккуратная подрезка края горловины или носика, расслоение массы из-за недостаточного перемешивания шликера в форме.
Дефект: пятна.
Причина: загрязненная или расслоившаяся масса, изделие вынимали из формы мокрыми руками.
Дефекты сушки
Причину дефектов, появляющихся в процессе сушки, часто трудно установить, так как это может быть не только нарушение режима, но и отклонения от технологических параметров на предыдущих этапах производства.
Существенное влияние на результат сушки оказывает состав массы. Высокое содержание глинистых составляющих и, как следствие, большое количество воды набухания при неправильно выбранном режиме сушки обусловливают появление дефектов. Во время сушки в черепке образуются большие перепады влажности, из-за чего происходит деформация полуфабриката.
Причина деформации может быть заложена в технологии формования. Большая разница между частотами вращения шпинделя и ролика так же, как и сильное давление ролика, разрыхляет черепок, который из-за этого разрушается при нагревании во время сушки.
Наряду с упомянутыми выше основными видами дефектов встречаются также и специфические для каждого способа сушки.
Дефект: деформация и трещины, приводящие к разрушению изделия.
Причина: интенсивная сушка, не учитывающая возможности перемещения влаги в полуфабрикате.
Дефект: появление пятен ржавчины.
Причина: несоблюдение правил эксплуатации сушилок; металлические детали не покрыты антикоррозионной краской.
Дефекты обжига
Обжиг — один из важнейших технологических этапов в производстве керамических изделий. Он оказывает решающее влияние на результат всего технологического процесса.
Обжиг проходит в два этапа.
1. Первый обжиг. Назначение — очистить, упрочнить черепок, так как относительно тонкий черепок необожженных изделий при глазуровании размокает и не выдерживает механического воздействия. Затем на поверхность изделия наносят слой глазури.
2. Политой обжиг. Назначение — равномерное растекание глазури, окончательное спекание черепка.
Дефекты первого обжига и причины их возникновения
Дефект: серая окраска.
Причина: налет серы во время первого обжига (заметен только после политого обжига).
Дефект: трещины.
Причина: слишком быстрое нагревание или охлаждение.
Дефект: деформация.
Причина: неровная поверхность опоры, одностороннее воздействие температуры.
Дефекты политого обжига и причины их возникновения
Дефект: трещины с заплавленными краями.
Причина: скачок температуры в процессе нагревания.
Дефект: трещины с острыми краями.
Причина: скачок температуры во время охлаждения.
Дефект: деформация.
Причина: пережог, часто также дефект формования.
Дефект: желтая окраска.
Причина: запоздалое или недостаточное восстановление.
Дефект: голубоватый оттенок.
Причина: рано начато восстановление, недостаточная выдержка при максимальной температуре.
Дефект: наколы.
Причина: нарушение газового режима обжига, попадание в глазурь карбида кремния.
Дефект: серая окраска.
Причина: наличие серы в топливе.
Дефект: коричневатые края, а также матовые пятна и налеты на глазури.
Причина: дымовые газы в зоне охлаждения.
Дефект: недостаточная просвечиваемость, матовая поверхность.
Причина: низкая температура или недостаточная продолжительность обжига.
Дефект: высокая просвечиваемость, вспучивание.
Причина: пережог.
Дефект: прыщи.
Причина: недостаточная температура первого обжига или восстановление начато ниже температуры 980 °С.
Дефекты глазурования, причины их возникновения
и способы предотвращения
Дефект: сборка глазури.
Причина: загрязнение изделия жиром, сажей, пылью.
Предотвращение дефектов: соблюдать чистоту, тщательно обеспыливать поверхность, при налете сажи повторно обжигать.
Дефект: цек (сетка трещин на глазурном слое).
Причина: слишком тонкий помол.
Предотвращение дефектов: контролировать степень помола.
Дефект: натек (утолщение).
Причина: неправильное глазурование, очень толстый слой глазури, недостаточная частота вращения изделия при поливе, высокая плотность глазури.
Предотвращение дефектов: тщательно очищать пли слипать остатки глазури, контролировать плотность глазури (при необходимости уменьшать её), проверять оборудование
Дефект: приплавление к подставке.
Причина: остатки глазури на опорных поверхностях, грязная вода в машине для зачистки глазури.
Предотвращение дефектов: обеспечивать равномерное прижатие изделия к зачищающей ленте, чаще менять воду или использовать проточную.
Дефект: плешина.
Причина: отскакивание или стирание глазури.
Предотвращение дефектов: избегать столкновения изделий при загрузке и обработке, приклеивать ножку неустойчивого изделия.
Дефект: выгорка.
Причина: остатки пыли.
Предотвращение дефектов: обеспечивать хорошую обдувку и влажную замывку полуфабриката.
Дефект: заглазурованная засорка.
Причина: кусочки массы в глазури или на поверхности изделия после первого обжига.
Предотвращение дефектов: чаще процеживать глазурь через сито, улучшить контроль изделий перед глазурованием.
Дефект: неровная, волнистая глазурь.
Причина: сильная струя глазури, большая частота вращения шпинделя.
Предотвращение дефектов: проверить оборудование и настроить его заново, проверить состав глазури и температуру политого обжига.
Дефект: трещина.
Причина: велик температурный коэффициент линейного расширения глазури.
Предотвращение дефектов: проверить состав глазури.
Дефект: отекание глазури.
Причина: плотная глазурь, завышена температура политого обжига.
Предотвращение дефектов: проверить плотность глазурной суспензии, состав глазури и температуру политого обжига.
Дефект: вскипание глазури (пузыри и прыщи).
Причина: быстрый подъем температуры во время обжига, глазурь расплавилась до окончания выделения газов из черепка.

Дефект: булавочные наколы.
Причина: лопнувшие, но не закрывшиеся пузырьки воздуха в глазури, узкий интервал плавления глазури.
Предотвращение дефектов: расширить интервал плавления глазури.
Дефект: матовость.
Причина: кристаллизация глазури вследствие воздействия S02 из печных газов, низкая температура политого обжига.
Предотвращение дефектов: проверить режим политого обжига.
Дефекты декорирования изделий деколями и причины их возникновения
Дефект: остатки бумаги под изображением.
Причина: недостаточное размягчение деколи, водонепроницаемые места (масло, пятна лака) на бумаге: на этих местах образуются пузыри, которые разрушают изображение.
Дефект: вскипание краски.
Причина: недостаточно тщательное расправление деколи, остатки воды под деколью.
Дефект: пузыри.
Причина: недостаточно выдавлены вода и воздух из-под деколи, пузыри при обжиге лопаются, разрушая в этих местах слой краски.
Дефект: складки.
Причина: плохое расправление и небрежное наложение деколи на искривленные поверхности.
Дефект: белесые пятна после обжига.
Причина: использована загрязненная или жесткая вода, изделия плохо протерты.
Дефект: загрязнения после перевода деколи.
Причина: небрежная протирка изделия.
Дефект: ломкая деколь.
Причина: плохой лак, низкое качество бумаги.
Дефекты при нанесении штампа и причины
их возникновения
Дефект: отпечаток штемпеля расплющен.
Причина: жидкий препарат золота, неравномерное давление на штемпель, толстый слой лака.
Дефект: отпечаток штемпеля неполный (нет отдельных мест рисунка).
Причина: густой препарат золота, на изделии были жирные пятна (отпечатки пальцев), недостаточно клейкий лак.
Дефект: штемпель воспроизводит тонкие контуры.
Причина: штемпель износился, его следует заменить.
Дефект: загрязненный отпечаток.
Причина: загрязненный штемпель (волокна и др.).
Дефект: отпечаток подложки штемпеля.
Причина: подложка выступает за пределы изображения.
Дефект: сильное или слабое прилипание пудровальной краски.
Причина: неравномерно нанесена пленка лака.
Дефект: царапины на отпечатке, остатки пудровальной краски в углублениях под ручками и внутри полых изделий.
Причина: неосторожное припудривание и недостаточный контроль.
Дефект: различный тон изделий.
Причина: добавлено разное количество керосина, плохой сравнительный контроль.
Дефект: отклонение цвета смешанных красок.
Причина: несоблюдение рецепта смешения.
Дефект: стирание контуров рисунка.
Причина: излишнее количество керосина или чрезмерное удаление пудровальной краски.

Производство керамических изделий включает следующие основные операции: приготовление массы, формование изделий, сушку, обжиг и декорирование.

Материалы, применяемые для керамического производства, принято подразделять на основные и вспомогательные. К основным относятся материалы, идущие для приготовления керамических масс, глазурей, керамических красок; к вспомогательным — материалы, применяемые для изготовления гипсовых форм, капселей.

Приготовление керамической массы осуществляется последовательным выполнением ряда технологических процессов: очистки сырья от вредных минеральных включений, дробления, размола, просеивания через сита, дозирования и смешивания.

Формуют изделия из пластических и жидких (шликер) керамических масс. Изделия несложных форм (чашки, тарелки) формуют из пластической массы влажностью 24-26% в гипсовых формах с помощью стальных шаблонов на автоматах и полуавтоматах.

Способ литья из жидкой массы (шликера) влажностью 30-35% в гипсовые формы считается незаменимым в производстве керамических изделий, где сложность и разнообразие форм исключает использование других способов формования. Осуществляют литье ручным или автоматическим способами.

Обжиг — основной технологический процесс. В результате сложных физико-химических превращений, проходящих при высоких температурах, керамические изделия приобретают механическую прочность.

Обжиг проводят в два приема. Для фарфоровых изделий первый обжиг (утильный) происходит при температуре 900-950°С, а второй (политой) — при температуре 1320-1380°С. Для фаянсовых изделий первый обжиг проводится при температуре 1240-1280°С, а второй — при температуре 1140-1180°С. Используются печи двух видов: туннельные (непрерывного действия) и горны (периодического действия).

Декорирование изделий — завершающая стадия производства фарфоровых и фаянсовых изделий, заключающаяся в нанесении на белье (неокрашенный полуфабрикат) специальных разделок двумя методами: ручным и полумеханизированным.

Усик, отводка, лента представляют собой непрерывные круговые полоски (усик шириной 1 мм, отводка — от 1 до 3 мм, лента — от 4 до 10 мм).

Трафарет наносят аэрографом при помощи пластин из тонкой жести или фольги, имеющих вырезы, контуры которых соответствуют наносимому рисунку. Он может быть одноцветным и многоцветным.

Крытьё различают следующих видов: сплошное — все изделие покрыто равномерным слоем краски; полукрытье — изделие покрыто краской шириной от 20 мм и выше; нисходящее — краску накладывают с ослаблением тона к низу изделия; крытье с прочисткой — по сплошному крытью сделана прочистка рисунка; крытье с прочисткой и раскраской красками и золотом.

Печать наносят на изделие с печатного оттиска на бумаге, при этом получают графический однокрасочный рисунок, который обычно раскрашивают одной или более красками.

Штамп представляет собой наиболее простой способ декорирования. Рисунок наносят резиновым штампом. Чаще штампы наносят золотом.

Декалькомания (деколь) занимает основное место в декорировании изделий. Перенося рисунок на изделие при помощи переводной картинки, выполненной литографическим способом, в настоящее время применяют сдвижную деколь. На подкладочную бумагу крепят ацетилцеллюлозную пленку, на которой напечатан рисунок. При смачивании пленка с рисунком отделяется от бумаги и остается на изделии. В процессе муфельного обжига пленка сгорает, а краска сплавляется с поверхностью изделия.

Шелкография является перспективным способом украшения керамических изделий. Печатание рисунка производят через шелковую сетку, на которую накладывают трафарет. Декорируемое изделие подводят под шелковую сетку. Резиновый ролик с краской, проходя через сетку, продавливает ее в вырезы трафарета и таким образом рисунок переводят на изделие.

Живописные работы выполняют кисточкой или пером ручным способом. В зависимости от сложности живопись бывает простой и высокохудожественной.

Фотокерамика воспроизводит на изделии портреты знаменитых людей, виды городов, особенно эффектна она в цветном исполнении.

Свойства керамических товаров

Основными свойствами керамических изделий являются физические и химические. Свойства керамических изделий зависят как от состава применяемых масс, так и от технологических особенностей их производства.

К основным свойствам относятся объемная масса, белизна, просвечиваемость, механическая прочность, твердость, пористость, термическая стойкость, скорость распространения звуковых волн, химическая устойчивость.

Объемная масса фарфора равна 2,25-2,4 г/см³, а фаянса — 1,92-1,96 г/см³.

Белизна — способность материала отражать падающий на него свет. Особенно важна белизна для фарфоровых изделий. Белизна определяется визуально путем сравнения испытуемого образца с эталоном или с помощью электрического фотометра, а также на "Спеколе".

Просвечиваемость характерна для фарфора, который просвечивает при большой толщине изделия, так как имеет спекшийся черепок. Фаянсовые изделия не просвечивают из-за пористого черепка.

Механическая прочность — одно из важнейших свойств, от которого зависит долговечность изделия. Удельная механическая прочность, т. е. отношение приложенного усилия к единице толщины дна, определяется по методу свободного падения стального шарика по дну изделия. У фаянса она более высокая, чем у фарфора. Прочность на удар по методу маятника наоборот у фаянсовых изделий ниже, чем у фарфоровых.

Твердость глазурного слоя по минералогический шкале для фарфора составляет 6,5-7,5, а для фаянса — 5,5-6,5, микротвердость определяется вдавливанием алмазной пирамидки. Фарфоровые глазури считаются твердыми, майоликовые — мягкими, а фаянсовые относятся к средним.

Пористость определяют методом водопоглощения, которая у фарфора составляет 0,01-0,2%, а у фаянса — 9-12%.

Термическая стойкость характеризует способность изделия выдерживать резкие смены температур. Термическая стойкость фарфоровых изделий выше, чем у фаянсовых. Так, в соответствии с действующими ГОСТами 28390-89 и 28391-89 термостойкость фарфоровых изделий должна быть185°С, фаянсовых — от 125°С (для бесцветных глазурей) и 115°С (для цветных глазурей).

Скорость распространения звуковых волн для фарфоровых изделий в 3-4 раза выше, чем у фаянсовых, поэтому при ударе деревянной палочкой по краю фарфоровые изделия издают высокий звук, а фаянсовые — глухой.

Химическая устойчивость глазурей и керамических красок, применяемых для бытовых фарфоровых и фаянсовых изделий, должна быть высокой, так как при обработке слабыми кислотами и щелочами при обыкновенной температуре или при нагревании до 60-65°С они не должны разрушаться.

Классификация и ассортимент керамических товаров

Все керамические товары делят на изделия грубой и тонкой керамики. Изделия грубой керамики имеют неоднородную структуру черепка, различаемую невооруженным взглядом, кроме этого черепок имеет естественную окраску — от желтых до коричневых тонов.

Для изделий тонкой керамики характерен спекшийся мелкопористый черепок с однородной, плотной структурой.

Изделия тонкой керамики включают две группы:

• изделия со спекшимся в изломе черепком (твердый фарфор, мягкий, костяной и фриттовый фарфор, тонкокаменные изделия);
• изделия с пористым черепком (фаянс, майолика, полуфарфор).

Твердый фарфор характеризуется высокой механической прочностью, химической и термической устойчивостью. Наши заводы вырабатывают в основном фарфоровые изделия из твердого фарфора, который готовят из массы, содержащей 50% глинистых веществ, 25% полевого шпата и 25% кварца.

Мягкий фарфор имеет высокую просвечиваемость, но меньшую термическую и механическую прочность. Массы, применяемые в производстве мягкого фарфора, содержат 30% глинистых материалов, 30-36% полевого шпата и 20-45% кварца. Используют мягкий фарфор при изготовлении художественных изделий.

Костяной фарфор изготавливают из массы, в состав которой кроме обычных компонентов входит 20-60% костяной золы. Костяной фарфор характеризуется высокой просвечиваемостью, а также низкой механической и термической прочностью. Применяется для изготовления сувенирной посуды.

Фриттовый фарфор по своему составу напоминает стекло, так как не содержит глинистых материалов. Этот вид фарфора вследствие недостаточной твердости глазури и трудоемкости технологического процесса для изготовления посуды применяют редко.

Тонкокаменные изделия имеют окраску, зависящую от природных свойств глины (светло-серая, кремовая). Эти изделия обладают высокой термической устойчивостью. Изготавливают химическую тонкокаменную посуду, а также кружки, кофейные и чайные сервизы.

Майолика — разновидность фаянса, обладает высокой пористостью. Майоликовые изделия обычно покрывают цветной глазурью.

Полуфарфор по своим свойствам занимает среднее положение между фарфором и фаянсом и в основном идет на изготовление изделий санитарно-технического назначения. Полуфарфоровые изделия дешевле фарфоровых и выше по качеству, чем фаянсовые.

Керамические изделия подразделяются на посуду и художественно-декоративные изделия. В свою очередь посуда может быть столового, чайного и кофейного назначения.

Фарфоровые изделия по толщине стенки делят на обыкновенные с толщиной стенки 2,5 (чашка) — 4 мм и тонкостенные 1,4 (чашка) — 2,5 мм все остальные.

В зависимости от размера керамические изделия делят на мелкие и крупные.

По форме — на полые и плоские.

К плоским относятся блюдца, блюда, тарелки, селедочницы и др.; к полым — бокалы, чашки, кружки, пиалы, чайники, кофейники, сахарницы, кувшины и др.

В зависимости от наличия глазурного слоя различают фарфоровые изделия глазурованные и неглазурованные (бисквитные).

По комплектности изделия бывают штучные и комплектные (сервизы, гарнитуры, наборы). Особенностью изделий, входящих в комплект, является единство декоративного оформления, конструкции и формы.

По назначению ассортимент бытовых фарфоровых изделий делят на столовую, чайную, бытовую посуду и прочую.

Особо выделены художественно-декоративные изделия.

Ассортимент фаянсовых изделий проще и менее разнообразен, чем аналогичных фарфоровых. Значительную долю занимают плоские изделия (тарелки, миски, селедочницы др.). В ассортименте фаянсовых изделий отсутствуют чашки чайные, чайники, кофейники. В основном ассортимент фаянсовой посуды представлен изделиями столового назначения.

Ассортимент майоликовых изделий включает посуду и художественно-декоративные изделия. Для майоликовых изделий характерна разделка различными цветными глазурями (майоликовыми поливами) и подглазурными красками.

Оценка качества керамических товаров

Керамические товары должны быть прочными, удобными в пользовании, иметь красивый внешний вид. Их изготавливают в соответствии с образцами, утвержденными в установленном порядке. При оценке качества керамических товаров обращают внимание на показатели качества черепка, глазури и декорирования. В зависимости от внешнего вида, физико-технических показателей, характера, размера и количества дефектов посуда по действующим ГОСТам делится на I и II сорта.

Белизну, термическую стойкость, водопоглощение, кислотостойкость определяют по методикам, изложенным в ГОСТах.

Белизна фарфоровых изделий для I сорта должна быть не менее 64%, для II — 58%. Для фаянсовых изделий белизна не регламентируется.

Просвечиваемость характерна только для фарфоровых изделий, которые в слоях толщиной до 2,5 мм просвечивают. Механически прочными считаются фарфоровые и фаянсовые тарелки и блюдца, которые при пятидневном хранении их стопками (первые по 120 штук, а вторые по 100 и 150 штук) не разрушаются.

Наличие дефектов устанавливают при внешнем осмотре изделия. Все многообразие дефектов, встречающихся на керамических изделиях, делится на дефекты черепка и глазури и дефекты декорирования.

К дефектам черепка и глазури относят деформацию изделия, выбоины и щербины, заглазурованные односторонние трещины, плешины и сборку глазури, цек и волос (трещины глазурного слоя), мушку (темные точки на изделии), следы от полозков, гребенок, неправильность монтировки деталей изделия, подрыв приставных деталей и др.

К дефектам декорирования — пережог и недожог красок, сборку декалькомании, помарки краской надглазурные, отслоение краски и др.

По ГОСТу число допустимых дефектов не должно превышать для фарфоровых изделий для I сорта — 3, для II сорта — 6; для фаянсовых изделий соответственно — 3 и 6.

Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение керамических товаров

Каждое фарфоровое и фаянсовое изделие маркируют товарным знаком, который наносят на центр дна изделия керамической краской и закрепляют обжигом. Товарный знак должен быть четким.

При упаковке посуды применяют: тару потребительскую (коробки из картона, бумаги и комбинированных материалов); пачки из картона, бумаги и комбинированных материалов, пакеты бумажные и из комбинированных материалов, материалы вспомогательные (бумагу оберточную и прокладочную, картон гофрированный, термоусадочные материалы, пленку полиэтиленовую, полистирол, древесную стружку и др.); тару транспортную (ящики деревянные и ящики из гофрированного картона).

Чашки с блюдцами укладывают следующим способом: чашку вверх дном помещают на блюдце с лицевой стороны, предварительно переложенное бумагой, и обертывают бумагой. Затем формуют стопу, содержащую от двух до двенадцати изделий, которую также обертывают бумагой. Допустимо формование стоп, составленных отдельно из чашек и блюдец. Плоские изделия завертывают в бумагу через одно изделие, а затем в пакет по 25-40 штук. Укрупненный пакет перевязывают шпагатом или заклеивают бумажной лентой и наклеивают ярлык с указанием завода-производителя и его адреса, наименования изделия, количества изделий в пакете, сорта, даты упаковки, номера упаковщика и номера ГОСТа или ТУ. При упаковывании пакетов сервизов, наборов, гарнитуров укладывают изделия одного сорта и одного декоративного оформления: каждый предмет обертывают бумагой. Затем посуду укладывают в потребительскую и транспортную тару. Изделия сувенирного и подарочного назначения укладывают в коробки из гофрированного картона, на которые наклеивают художественно оформленные этикетки.

Посуду транспортируют всеми видами транспорта. В основном посуду перевозят в железнодорожных вагонах и контейнерах, пол которых выстилают древесной стружкой равномерным и плотным слоем. Ряды пакетов тоже прокладывают стружкой. На контейнерах и железнодорожных вагонах завод-изготовитель должен сделать надпись "Осторожно стекло".

Фарфоровые и фаянсовые изделия хранят в закрытых сухих помещениях на стеллажах. При этом более тяжелые изделия размещают на нижних стеллажах, легкие — на верхних. Тарелки можно хранить в стопках (фарфоровые по 120 штук, а фаянсовые по 100 штук).

Материалы, получаемые термической обработкой минерального сырья.

Основным исходным сырьем для керамических изделий являются широко распространенные глины.

Глины образовались в результате химического разложения горных пород под воздействие воды, углекислоты. В результате разложения полевого шпата образуется минеральный каолинит АI2О3 2 Si2 2Н2О - основа глины.

Глины имеют помимо каолинита – кварц, слюду, полевой шпат, магнезит и т.д. Содержат окиси кальций, железа, натрия и д.р. Содержание кальция сокращает процесс спекания глин и ухудшает условия обжига.

Вода в глинах содержится в виде свободной и химически связанной, – т.е. входящей в состав глин образующих минерал. О количестве воды можно судить по наличию в глине тех или иных минералов.

При смачивании сухой глины молекулы воды втягиваются между чешуйчатыми частицами каолинита и расклинивают их, вызывая набухание глин. Тонкие слои воды между пластинчатыми частицами глины строительных минералов обусловливают характерные свойства глинистого теста. С одной стороны они способствует связыванию глинистой массы в единое целое, с другой служат как бы смазкой, облегчая движение глинистых частиц при механическом воздействии. Нечто подобное происхождение, когда между стеклянными пластинами, плотно прижатыми друг к другу находится тонкий слой воды. Разнять весьма трудно, но легко скользит относительно друг друга.

Основные свойства глин – пластичность, отношение к сушке (воздушная усадка) и отношение к температурам.

Пластичность – возможность формирования изделий различных конфигураций. Пластичность можно повысить добавлением более пластичной глины или удалением из глины песка. Пластичность зависит от содержание глинистых частиц.

Воздушная усадка – уменьшение объема при сушке в условие нормальной (комнатной) температуры вследствии удаления из нее воды и сближение частиц глины, усадка у кирпича 4 - 15%.

Отношение к температурам . На воздействия температур глины проверяют, на огнеупорность с помощью конуса из глины размерами в вершине 2мм, в основании 8мм и высотой 30 мм, который помещается, в печь и когда при оплавлении вершина касается подставки фиксируют температуру.

По отношению к температурам глины бывают огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие. Глины, имеющие после обжига белый цвет применяется для изготовления фаянса и фарфора.

Огнеупорные глины содержат мало примесей, очень пластичны, и выдерживают температуру выше 1580°С. Применяются при изготавлении огнеупорного кирпича и плитки.

Тугоплавкие глины имеющие огнеупорность 1350-1580°С, применяются для изготовления облицовочного кирпича, плиток для полов, канализационных труб и т.д.

Легкоплавкие - с огнеупорностью ниже 1350°С, имеют примеси в виде песка, известняка, слюды, полевого шпата. Применяются для изготовления кирпича, черепицы и аналогичных изделий.

Желательно использовать глины после вылеживания их в течение года после добычи.

Глиняные массы для керамических изделий, кроме глины содержат различные добавки, оказывающие влияние на их свойства.

Для снижения пластичности в глину вводят добавки: кварцевый песок, шлак и т.д. это снижает усадку.

В производстве керамических изделий на основе глинистых пород и плавленых изделий применяются золошлаковые отходы ТЭС в качестве отощающих или топливосодержащих добавок, а также в качестве основного сырья для изготовления зольной керамики.

Наиболее широко применяют топливные шлаки и золы как добавки при производстве стеновых керамических изделий. Для изготовления полнотелого и пустотелого кирпича и керамических камней рекомендуется использовать легкоплавкие золы с температурой размягчения до 1200 °С. Золы и шлаки, содержащие до 10% топлива, применяются как отощающие добавки, а 10% и более - как топливосодержащие. В последнем случае можно существенно сократить или исключить введение в шихту технологического топлива. В золах, используемых как добавки при производстве стеновых керамических изделий, количество S03 не должно превышать 2% от общей массы.

Порообразующие добавки вводят в сырьевую массу для получения изделий с пористой и пониженной теплопроводностью. Для этого используют вещества, которые при обжиге выделяют газ (молотый мел, доломит) или выгорают (опилки, бурый уголь). Выгорают древесные опилки, измельченный бурый уголь, отходы обогатительных фабрик, золы ТЭЦ- это способствует повышению пористости и равномерному спеканию керамического черепка.

Керамические изделия классифицируют:

· по структуре образования;

· по областям применения;

· по назначению.

По структуре различают грубую – крупнозернистую с неоднородными строением и тонкую – с мелкокристалическим строением.

Большую часть строительных керамических материалов относят к грубой пористой керамике с водопоглащением 5-15%. Это – стеновые камни, кирпичная черепица, дренажные трубы др.

Дорожные и кислотоупорные кирпичи, канализационные трубы относят к грубой плотной керамике с водопоглащением 10%.

К тонкой пористой керамике относят изделия из фаянса и майолике, а к тонкой плотной - фарфор и часть огнеупорных, кислотоупорных электроизоляционных керамических материалов.

Керамические строительные материалы делят на плотные и пористые. Пористые с водопоглащение более 5%, плотные менее 5%. Поликристаллическая структура керамических материалов формируется при обжиге т. е. при высокой температуре.

В зависимости от назначения и области применения в строительстве керамические изделия подразделяются на стеновые материалы, камни для перекрытий, кровельные материалы, материалы для наружной и внутренней отделки, материалы для полов, для дорожных покрытий, специального назначения (теплоизоляционные, огнеупорные, кислотоупорные) сантехнические изделия, трубы дренажные и канализационные.

Особую группу составляют декоративно-художественная и бытовая керамика.

В каждой из этих групп входят разнообразные продукции по размерам:

Так стеновые ограждения конструкции включает в себя мелкоштучные и крупные керамические блоки, а также панели.

Основные технологические виды современной керамики: терракота, майолика, фаянс, фарфор, каменная масса.

Терракота - неглазурованная однотонная естественно окрашенная керамик, цветом от светло-кремового до красно-коричневого. Это могут быть скульптуры, МАФ, облицовочная плитка, архитектурные детали, вазы и др.

Майолика - керамика из цветной обожженной глины с крупнопористым черепком, покрытая глазурью - фризы, наличники, порталы, изразцы и т.д.

Фаянс - твердый, мелкопористый керамический материал, чаще белого цвета, более пористый чем фарфор, поэтому покрывают глазурью. Водопоглащение -10%.

Фарфор - спеченный керамический водонепроницаемый материал белого цвета. Получают путем обжига тенкодисперсной массы (смеси глины, каолина, кварца и полевого шпата).

Каменная масса- или «каменная» керамика, это близкий к фарфору плотный материал, отличающийся цветом черепка (серый, коричневый). Изготавливают дорожное покрытие, химически стойкую плитку.

К керамическим изделиям относят и огнеупорные керамические материалы, кислотоупорные, сантехнические.

По форме : кирпичи выпускают в виде прямоугольных параллелепипедов, лекальными, фигурными.

По отделки поверхности : обыкновенные, облицовочные, глазурованные без применения штукатурки.

Разнообразие форм, рельефа, цвета и рисунка кирпича помогают решать эстетичные вопросы строительства.

В зависимости от предела прочности кирпичи и керамические камни классифицируют по маркам . Марка соответствие пределу прочности при сжатии (5 образцов) М75 до 300 МПА.

Производство керамических изделий. Производство керамических материалов возникло много тысячелетий назад в виде гончарных изделий, настенных украшений и т.д.

Технологическая цепочка изготовления керамических изделий – подготовка сырья - дозировка – перемешивание - формирование ---сушка - обжиг.

Технология изготовления керамических материалов включает:

· подготовку сырья: – обогащение, дробление и выделение примесей;

· дозировку - добавка всех компонентов (глины, песка, порообразователей);

· перемешивание – чтобы получить однородную массу;

· формирование - пластическое, полусухое, литьем;

· сушку – при полусухом способе, прессование не требуется;

· обжиг при температуре – 900-1100% - для легкоплавких и 1150 – 1250 °С для тугоплавких глин.

Плитку, кирпич – прессуют полусухой из порошкообразной массы. Жидкую, высокой влажности глину для изготовления пустотелого кирпича, черепицы, керамических труб – шнековым способом выдавливают (Рисунок 2), литьем получают сантехнические изделия сложной конфигурации.

Рисунок2 Шнековый способ формования керамических изделий

Некоторые изделия покрывают глазурью (плитку) либо перед обжигом, либо обжигают дважды.

При обжиге температура, поднимается медленно: сначала, происходит досушивание, равномерное удаление влаги из массы затем обжиг.

При 100-120°С удаляется влага (свободная) затем сгорают органические примеси.

При t =450-650°С удаляется химические связанная влага и глина переходит в аморфное состояние, происходит усадка.

Печи для обжига кирпича бывают камерные и туннельные. До обжига на лицевой поверхности керамические изделий различными способами формируют рисунок следующими способами:

· механическим;

· глазированием;

· прессованием с помощью трафаретов;

· переводом печатного изображения с бумаги;

· нанесение рисунка прессованием из смеси разноцветных порошков грубого помола.

Классификация керамических изделий по назначению.

Номенклатура керамических строительных материалов. Строительной промышленностью выпускаются керамические строительные материалы:

· стеновые материалы - кирпич, камни, панели, блоки;

· фасадные плитки;

· черепица;

· плитки керамические для стен и пола;

· сантехнические изделие;

· художественно-архитектурное изделия;

· теплоизоляционные материалы;

· краски.

Стеновые материалы : кирпичи и камни

Кирпич обыкновенный сплошной имеет плотность 1600-1800 кг/м3 Размеры кирпича обыкновенного глиняного: 65х120х250, вес 3 кг. Размеры стеновых материалов должны координироваться с действующей модульной системой. Сплошные (полнотелые) и пустотелые кирпичи 4кг высотой -88мм называется утолщенный или модульный.

Выпускается кирпич 7 марок- 75:100;125:150;200;250;300 с прочностью на сжатие 7,5-30 МПА соответственно. Коэффициент теплопроводности λ=0,75-0,8 ккал/м· ч· град. По морозостойкости выпускается 4 марки кирпича. – F-5;25;35;50 циклов.

Применяют для кладки наружных, внутренних стен, перегородок, столбов, сводов, а также для изготовление кирпичных блоков и стеновых панелей. Нельзя применять для устройства фундаментов, подземной части зданий.

Кирпич пустотелый. Такой же, как и обыкновенный, но с технологическим пустотами для уменьшение массы. Пустоты – круглые, прямоугольные, овальные. Пустоты сквозные и не сквозные. Плотность: 1000- 1450кг/м3. Коэффициент теплопроводности λ=0,65-0,7 ккал/м· ч· град.

Предельная прочность: 7,5-25МПа для марок 75;100;125;150;200;250; (6 марок) соответственно. По морозостойкости марки F – 15;25;35;45 и 50.

Применяют для наружных и внутренних стен, перегородок без увлажнения.

Камни керамические пустотелые со сквозными и несквозными отверстиями размерами: 250х120х138: 250х250х138 и 288х138х138 и 288х, марок 75:100:125:150:200:250. Плотность 1450 кг/м3. Марка по морозостойкости F – 15 для несущих и ненесущих внутренних стен

Крупноразмерные блоки для наружных и внутренних стен. Панели изготавливают размером на комнату одно и двухслойные. Однослойные блоки толщиной 30см изготавливают из пустотелых керамических камней и керамзитобетонного заполнителя. Двухслойные толщиной 26см из кирпича и эффективного утеплителя: фибролита, минеральной ваты толщиной 10 см с облицовкой фасадной поверхности керамической плиткой. Кирпичные блоки изготавливают для увеличение производительности труда в условиях строительной площадки и повышения качества работ.

Отделочная керамика. Промышленностью выпускается керамическая плитка для внутренних работ и фасадная плитка. Фасадную плитку крепят цементным раствором, и на тыльной стороне плитки делают рельеф. Другие плитки «закладные» имеют сложную конструкцию и устанавливаются во время кладки стены.

Для отделки стен внутри зданий изготовляют плитку толщиной 5-10 мм, размерами 100х100; 150х150; 200х200 ; 200х400; 300х400 и т. д.

Керамические плитки для полов выпускаются двух видов: штучные и коврово-мозаичные, толщиной 11,13 и 15 мм, размерами 300х300; 400х400 и 500х500мм/

Керамогранит (каменный фарфор) - При его производстве применяются: кварцевые включения, полевой шпат, каолин. Формуются плиты при высоком давлении, температура обжига 1200-1300°С. По твердости и, соответственно, износостойкости каменному фарфору нет равных среди облицовочных материалов - у него эти показатели выше, чем у кварца и гранита. Крайне низкой пористостью объясняется и прочность керамогранита, и его низкая гигроскопичность - не более 0,05%. Твёрдость 8–9 баллов по шкале MOHS, а водопоглощение 0,05% по массе обеспечивает устойчивость не только к дождевой воде и всякого рода загрязнениям, но и к морозу. Благодаря всему перечисленному, Falesie прекрасно подходит как для интерьеров, так и для наружных работ, вплоть до предельно жёстких условий эксплуатации. Площадки для парковки, парковые или автомобильные дорожки, входные блоки и проходы общественных зданий и сооружений с любой интенсивностью движения.

Санитарно- технические изделия – ванны, раковины, унитазы, изготавливают из твердого фаянса и полуфарфора с глазурованием поверхности, способом литья в гипсовых формах.

Кровельная черепица применяется для скатных крыш. Изготавливают из легкоплавких глин. Долговечны, но трудоемки и весят 1мІ - 60кг. Применяются в наших климатических условиях редко.

Теплоизоляционная керамика. Керамзит – легкий, сыпучий строительный материал с закрытыми мелками порами, полученный быстрым обжигом легкоплавких глин, зол на тепловых предприятиях и другого вспучивающегося при термической обработке сырья.

Получают керамзитовый песок, гравий и щебень различных функций крупность от 5 до 40 мм. Песок, гравий, щебень применяется не только как заполнитель для легких бетонов, но и в качестве засыпок теплоизолирующих в слоистых конструкция.

Глинозольный керамзит производят по обычной для керамзита технологической схеме, включающей последовательное измельчение и усреднение сырья, формование гранул на дырчатых вальцах или ленточном прессе и их термическую обработку во вращающейся противоточной печи. Зола смешивается с глиной в глиносмесителе с пароувлажнением и в составе глинозольной массы поступает вперерабатывающие вальцы, а затем в агрегат для гранулирования.

Основной особенностью технологии изготовления глинозольного керамзита, помимо добычи и усреднения золы, является более тщательная подготовка сырьевой смеси. С этой целью применяют двух-стадийное перемешивание глинистой породы и золы в последовательно установленных агрегатах. Для производства глинозслъного керамзита предпочтительны золы из отвалов гидроудаления. Насыпная плотность глинозольного керамзита составляет 400-700 кг/м3, прочность при сдавливании в цилиндре - 2,3 - 4,8 МПа, водопоглощение – 10 - 21%, морозостойкость - более 15 циклов.

Глинозольный керамзитовый гравий и песок пригодны в качестве пористых заполнителей для легких бетонов классов от В3,5 до ВЗО.

Дорожный кирпич (клинкер)– искусственный камень получают путем формования и обжига глиняной массы до полного спекания. Размеры- 220х110х65 мм. Применяют для устройства тротуаров.

Керамические трубы –канализационные и дренажные. Керамические канализационные трубы – используют в строительстве безнапорной сети канализации, транспортирующие, промышленные, бытовые и дождевые, агрессивные и неагрессивные воды. Для производства применяют пластичные огнеупорные и тугоплавкие глины с содержанием Al2O3 не менее 16 %, интервалом спекания более 60 0С и без повышенного количества вредных включений типа колчедана, сидерита, гипса и тд. Формуется на специальных трубных прессах. Покрывают снаружи и внутри глиняной глазурью, после чего обжигают в камерных или туннельных печах при температуре 1250…1300 оС. Водопоглощение не более 8 %, кислотостойкость не менее 93 %.

Керамические краски – в виде защитных покрытий в атомной промышленности, получают окраской поверхности и закрепление обжигом.

Декоративная художественная керамика применяется в виде фасадных деталей, скульптур, ваз, малых архитектурных форм.

Керамические кислотоупорные плитки – изготавливают трех типов: кислотоупорные (К), термокислотоупорные (ТК) и термокислотоупорные для гидроизоляционной промышленности (ТКГ). По внешнему виду делят на два сорта: I и II. Предел прочности при сжатии не менее 39 МПа и на изгиб не менее 15 МПа, водопоглощение не более 6…9 %, кислотостойкость не менее 96…98 %., высока термическая стойкость не менее 8 теплосмен.

Керамические кислотоупорные трубы – изготавливают двух сортов: I, II. Имеют плотный спекшийся черепок, с обеих сторон покрытый глазурью. Отличаются высокой плотностью и прочностью, малым водопоглощением и высокой устойчивостью к действию кислот. Кислотостойкость не менее 98 %, водопоглощение не более 3 %, предел прочности при сжатии не менее 40 МПа, термическая стойкость не менее двух теплосмен и гидравлическое давление не менее 0,4 МПа. Применяют для перемещения неорганических и органических кислот и газов при разряжении или давлении до 0,3 МПа.

Вопросы для СРС

Технологический процесс производства керамических бытовых изделий складывается из следующих основных операций: подготовка сырьевых материалов, получение керамической массы, формование изделий, сушка, обжиг, декорирование. Общими особенностями производства бытовой керамики являются: широкий ассортимент и разнообразие формы изделий, большое количество разнотипных технологических операций, применение ручного труда на операциях.
Подготовка сырьевых материалов заключается в их сортировке, измельчении, обогащении.
Сортировку материалов производят для удаления нежелательных примесей (слюды, оксидов железа и др.), часто вручную.
Измельчение сырья выполняют раздельно или совместно. В первом случае помол каменистых и глинистых материалов осуществляется параллельно. Каменистое сырье измельчают сначала грубо, затем средне и тонко, а глинистое — распускают в воде. Совместный тонкий помол каменистых и глинистых материалов осуществляется одновременно. Тонкий помол материалов по совместной и раздельной схемам производят в шаровых мельницах, мелющие тела которых (шары) представляют собой природную кремнёвую гальку или изготовляются специально, например из фарфора. Нужная тонина помола достигается при определенном соотношении количества шаров, сырья и воды. Ускоряют процесс измельчения за счет добавки различных поверхностно-активных веществ. Размолотую в воде суспензию глинистых и каменистых материалов сливают в сборник-смеситель, где она во избежание расслаивания систематически перемешивается. Тонину помола контролируют процеживанием полученной керамической суспензии через контрольные сита.
Обогащение суспензии осуществляется для удаления отдельных недомолотых зерен, крупных частиц красящих оксидов и других примесей. С этой целью её пропускают через вибросито (3460 отверстий/кв. см) и постоянный ферромагнит.

Получение керамической массы

Обогащенная керамическая суспензия имеет влажность 45—50 %, в то время как для формования изделий она должна быть значительно меньше. Избыточную влагу удаляют на фильтр-прессе, который состоит из 35—80 чугунных рам с надетыми на них перфорированными металлическими пластинками и фильтр-прессовыми полотнами из капрона. Удаление воды из подаваемой в фильтр-пресс суспензии происходит за счет давления при сжатии рам
фильтр-пресса. При этом вода проникает через полотно, затем через перфорированную пластинку и стекает в водоотстойник. Далее рамы разбирают и выбирают массу, заполняющую промежутки между ними в виде коржей массой 20—25 кг и влажностью 23—25 %. Дальнейшая обработка массы зависит от того, готовят ли её в виде пластичного теста или суспензии сметано-образной консистенции (шликера).
Для получения пластинного теста массу дважды проминают на вакуум-мялках, чтобы снизить пористость и усадку отформованных из нее изделий, повысить их механическую прочность и химическую стойкость, и после суточной выдержки в контейнерах с влажной атмосферой для увеличения пластичности направляют на формование.
Шликер обычно приготовляют путем роспуска фильтр-прессовых коржей в мешалке с водой и электролитами. Электролиты (сода, жидкое стекло, танин и др.) дают возможность получить шликер необходимой текучести при минимальной, относительно невысокой (31—33 %) влажности суспензии.
Формование керамических изделий. Изделия бытовой керамики формуют двумя основными способами — из пластичной массы и литьем из шликера.

Формование из пластичной массы (рис. 4.1) осуществляется для изделий, имеющих форму тел вращения (тарелок, чашек, чайников и др.), на станках, полуавтоматах и автоматах. Во всех случаях формующими инструментами являются гипсовая или пористая пластмассовая форма и плоский стальной шаблон или вращающийся профильный ролик. При этом в форму
(для полых изделий) или на нее (для плоских изделий) подается определенная навеска керамической массы, которая затем обжимается шаблоном или профилированным роликом. Таким образом, у полых изделий наружная поверхность образуется формой, внутренняя — шаблоном. У плоских изделий формой профилируется внутренняя поверхность, шаблоном — наружная. В современной промышленности широко применяют полуавтоматы и автоматы, позволяющие формовать 600—1400 изделий в час (например, чашек).
Литьем из шликера получают изделия, не имеющие формы тел вращения (суповые вазы, овальные и прямоугольные блюда, салатники, кувшины и др.). Отливкой формуют тонкостенные изделия, которые трудно получить формованием из пластичной массы, и приставные детали (ручки, носики) к чайникам, чашкам, кувшинам и другим изделиям. Механизм отливки керамических изделий основан на способности шликера отдавать воду пористой гипсовой форме с образованием на её поверхности плотного слоя — стенок будущего изделия.
Наиболее распространены два способа отливки — сливной и наливной. При сливном способе избыток шликера после образования плотного слоя заданной толщины на внутренней поверхности формы сливается и затем используется для отливки других изделий. Применяется этот способ преимущественно для отливки изделий с примерно одинаковой толщиной стенок. При наливном способе шликером заполняется полость между двумя или несколькими разъемными формами. Изделие образуется отложением плотного слоя на двух поверхностях форм. Сначала образуется наружный плотный слой изделия, а потом внутренний жидкий слой по мере уплотнения пополняется из установленных на формах литников. Этим способом можно получить разнотолщинные изделия, приставные детали и др. Приставные детали приклеиваются к корпусу изделий жижелем — смесью шликера и декстрина.
Сушка производится для придания полуфабрикату механической прочности. Обычно её проводят в две стадии: предварительная (в гипсовых формах) и окончательная (без форм). Изделия сушат в сушилках разных конструкций до остаточной влажности 1—3 %. При большем содержании влаги керамический черепок повреждается в процессе транспортирования полуфабриката и растрескивается на стадии обжига.
Обжиг керамических изделий — важнейшая стадия керамического производства, во время которой формируется черепок со всеми его свойствами. Для большинства керамических изделий применяют двукратный обжиг: первый — на утель (утельный), второй — политой. Обжиг производят в печах периодического действия (одно- и двухэтажные горны) и непрерывного (туннельных). Обжигаемые изделия предварительно помещаются на этажерки и поддоны или в специальные высокоогнеупорные короба — капсели. Капсель предохраняет изделия от дымовых газов, от засорения сажей, золой и т.п. Но обжиг в капселях удорожает стоимость изделий, так как увеличивается расход теплоты, уменьшается полезная площадь печного пространства. Поэтому в современных туннельных печах применяется бескапсельный обжиг.
Обжиг фарфора на утель производится при температуре 900—1000 °С. Цель утельного обжига — придать фарфору механическую прочность, чтобы предотвратить повреждения полуфабриката при его транспортировании и обработке, и нераз-мокаемость при последующем глазуровании. По окончании утельного обжига изделия сортируют и обдувают струей сжатого воздуха для удаления пыли и посторонних частиц.
Глазуруют фарфоровые изделия окунанием в глазурную суспензию либо распылением её под давлением с помощью пульверизатора. Глазурованные (политые) изделия после короткой подсушки подают на заправку. При этом кистью удаляют следы пальцев глазуровщиц, натеки и неровности глазурного слоя. Специальными приспособлениями счищают глазурь с опорной поверхности изделий (края, ножки), что исключает их приплавление к капселю или друг к другу (при обжиге в спаренном состоянии).
Политой обжиг фарфора производят при температуре 1320— 1450 °С. Это наиболее ответственный технологический этап, в процессе которого окончательно формируются свойства фарфора.
Обжиг фаянса и других видов керамики имеет ряд особенностей. Утельный обжиг фаянса производится при температуре 1250— 1280 °С. В отличие от фарфора основные свойства фаянса формируются на стадии утельного обжига. Политой обжиг фаянса выполняется при более низкой температуре (1140— 1180 °С), так как его цель только в том, чтобы расплавить глазурь и обеспечить её нормальный разлив. Продолжительность политого обжига фаянса вдвое меньше, чем фарфора, отсутствует необходимость в строгом соблюдении восстановительного характера газовой среды при обжиге, имеются и другие особенности. Полуфарфор получают по схеме однократного обжига при температуре 1230—1280 °С с глазурованием по сырому черепку или по схеме двукратного обжига, как фаянс (утельный обжиг при 1230-1280 °С, политой при 1000-1120 °С). Обжиг майолики может быть однократным при температуре 900—950 °С, если это позволяет глина, и двукратным. В последнем случае на утель её обжигают при 900—1000 °С, на политой — при 880—900 °С. Гончарные изделия обжигают при температурах на 50—100 °С ниже, чем майоликовые.
По окончании политого обжига охлажденные изделия сортируют и подвергают различной обработке: шлифуют и полируют края и ножки изделий, удаляют надглазурную засорку и заделывают другие дефекты, моют и сушат для удаления песка и других следов шлифования и полирования, а затем направляют на декорирование.

Декорирование керамических изделий

В производстве бытовой керамики применяют надглазурное и подглазурное декорирование. Надглазурное глазурование наиболее распространено; оно позволяет использовать широкую палитру красок, разнообразные приемы их нанесения (ручные, механизированные); для закрепления надглазурных красок на изделии требуется дополнительный (муфельный) обжиг. Подглазурные краски, как указывалось выше, имеют цветовые тона значительно беднее, приемы нанесения их менее разнообразны. В то же время рисунки, выполненные подглазурными красками, весьма долговечны, так как они защищены от химических, механических и других воздействий слоем глазури. Лишь немногие заводы мира выпускают изделия, декорированные подглазурной живописью. Этот прием декорирования требует большого мастерства, знания технологических особенностей красок, специфики обжига керамики. На рис. 4.2 приводятся основные виды керамических изделий.

Рис. 1. Основные виды украшений керамических изделий:
а — отводка; 6— лента; в —трафарет; г—штамп; д — крытье сплошное;
е — крытье нисходящее; ж — печать; з — печать с раскраской;
и — декалькомания; /с — живопись; л — фото по керамике; м — разделка рельефа
Усик, отводка, лента — простейшие украшения (разделки) фарфорофаянсовых изделий. Они имеют вид непрерывной круговой полоски, выполненной краской или препаратом жидкого золота. Ширина усика 1 мм, отводки — от 1 до 3 мм, ленты — от 4 до 10 мм; на фаянсовой посуде ширина ленты может быть 13—16 мм, в этом случае она называется буфетной. Выполняют украшения кистью вручную, а также с помощью специальных инструментов, автоматически питаемых краской или препаратом жидкого золота.
Трафарет — это несложный однокрасочный, реже многокрасочный рисунок, наносимый аэрографом при помощи пластин (трафаретов) из тонкой жести или фольги, имеющих вырезы, контуры которых соответствуют наносимому рисунку.
Последовательно меняя трафареты и краски, получают многоцветный рисунок. Отличительные признаки этой разделки: резко очерченные контуры рисунка, отсутствие плавного перехода от одного тона краски к другому — отдельные части узора одного цвета как бы оторваны друг от друга (лепестки от головки цветка, цветок от стебля и т.п.).
Штамп — мелкий, всегда однотонный рисунок краской или золотом, наносимый на изделия резиновой пластинкой или валиком с рельефной поверхностью. Обычно штамп является не самостоятельным украшением, а дополнением к другим разделкам.
Крыты — однотонная или тоновая (с постепенным изменением тона) раскраска изделия краской из аэрографа. Однотонное крытье может быть сплошным, частичным, с прочисткой. При сплошном крытье краской покрывают все изделие, при частичном — часть корпуса изделия шириной от 20 мм и более (полукрытье). В случае крытья с прочисткой в сплошном крытье тем или иным способом счищают часть краски таким образом, чтобы освобожденные от краски места образовали заданный узор. Тоновое крытье может быть нисходящим (интенсивность краски уменьшают по направлению к ножке или поддону изделия) или восходящим (интенсивность краски по направлению к ножке или поддону возрастает). Крытье выполняется вручную или на полуавтоматах.
Печать — графический контурный рисунок, перенесенный с граверной доски на материал-посредник (папиросную бумагу, эластичную резиновую или пластмассовую мембрану и т.п.), а с них — непосредственно на изделие. Если рисунок получают с папиросной бумаги, последнюю разрезают на отдельные «лепки» и, пока краска не высохла, накладывают на изделие. Затем бумагу прокатывают войлочным валиком, краска при этом переходит на изделие и затем закрепляется обжигом. Более производителен способ получения рисунков с помощью эластичных резиновых, пластмассовых или других конусов. В действующем по такому принципу полуавтомате «Муррей» выгравированная доска автоматически покрывается краской. После удаления её избытка краска из углубленных элементов рисунка отпечатывается на мембране эластичного резинового конуса, а с нее на изделие. Печать — однокрасочный рисунок, поэтому его часто дополняют раскраской кистью от руки (одной краской или более). Рисунки печати весьма разнообразны. Особое место среди них занимает тематическая печать — пейзажи, портреты, исторические памятники.
Пластмассовых или других кону заключающийся в том, что шелковых сеток — трафаретов. Для этого на капроновом полотне сложным фотохимическим способом получают пленку с просветами, соответствующими требуемому изображению. Краска протирается на изделие через просветы рисунка резиновой раклей или роликом. Шелкография выполняется вручную и с помощью полуавтоматов. Для рисунка характерны рельефность, точечность. Изображения чаще одноцветные. Для получения многоцветных рисунков последовательно используют несколько сеток-трафаретовщно процесс декорирования осложняется тем, что необходима подсушка каждого цветового оттиска. Чтобы избежать промежуточной сушки, применяют термопластические быстротвердеющие краски, которые наносят в нагретом состоянии через обогреваемые сетчатые трафареты. При температуре около 30 °С эти краски становятся текучими и почти мгновенно затвердевают при соприкосновении с холодной поверхностью декорируемых изделий.
Декалькомания (деколь) — один из самых распространенных способов декорирования фарфорофаянсовых изделий. Для закрепления деколи на изделии проводится дополнительный обжиг, во время которого органические компоненты (пленкообразующий лак, мастика и др.) сгорают, а краска приплавляется к стенкам изделия.
Живопись выполняется вручную красками или препаратами жидкого или порошкообразного золота (реже серебра). Тематика живописных рисунков разнообразна, по художественной ценности они могут быть высокохудожественными и простыми. Живописные рисунки, выполненные красками, многоцветны, ярки, характеризуются наличием мазков (следов от кисти). Закрепляются они дополнительным обжигом.
Травление — прием получения декоративного рисунка путем химического травления глазури изделия (или имитации
травления) с последующей росписью золотом. Техника его выполнения такова. Способом печати с бумажного лепка на поверхность изделия переводят рисунок, выполненный асфальтовым лаком. При погружении поверхности изделия в плавиковую кислоту свободные от лака участки глазури протравливаются и приобретают матовую поверхность. Асфальтовый лак удаляют, а поверхность покрывают жидким золотом и обжигают в муфельной печи. После обжига на протравленных местах золото получается матовым, а на местах асфальтового лака — блестящим, что создает эффект рисунка. При имитации травления специальной мастикой на поверхность штампом наносят рисунок, который припорашивают краской. При обжиге мастика выгорает, а краска закрепляется на глазури шероховатым слоем. Поверхность изделия покрывают жидким золотом и снова обжигают. В результате на свободных участках рисунка золото получается блестящим, на краске — матовым.
Люстры получают путем нанесения на поверхность изделий растворов органических соединений металлов в органических растворителях и последующего обжига. При обжиге растворители выгорают, а пленка металлов или их оксидов закрепляется на поверхности.
Фотокерамика (фотопечать). Принцип получения этого украшения сходен с процессом декорирования стеклянных изделий.
Дополнительными украшениями к рассмотренным выше разделкам служат: арабеска —узкий бортовой орнамент, выполняемый кистью, вручную, золотом, реже краской; дорисовка — выполнение вручную элементов, дополняющих основной рисунок; разделка медальона — обводка или разрисовка от руки границ овала или круга; разделка рельефа золотом — разрисовка всех деталей рельефа; пестрение рельефа —частичная разрисовка, подчеркивающая отдельные детали рельефа; промазка рельефа —сплошное покрытие рельефа золотом; цировка — гравирование рисунка по матовому золоту (приложение 4).
Украшение декоративными глазурями применяют чаще для изделий декоративного назначения, чем для посуды. Во всех случаях требуются особые состав глазури и режим её обжига. Матовые глазури имеют мелкозернистую поверхность, получаемую «расстекловыванием» при охлаждении.Кристаллические глазури характеризуются наличием на поверхности мелких или крупных цветных кристаллов. Разновидностью их являются авантюриновые глазури изумрудно-зеленого цвета с золотистыми металлическими блестками. Глазури кракле имеют сетку неглубоких волосяных трещин, которые могут быть дополнительно окрашены погружением изделия в раствор медного купороса, сернокислого кобальта и т.п. Потечные глазури благодаря своей легкоплавкости, растекаясь по поверхности обычной глазури, образуют своеобразные потеки и узоры. Глазури восстановительного огня применяют обычно для майолики. Наиболее ценятся глазури фиолетово-красные с металлическим блеском или радужными переливами и т.п.

Производство керамической посуды считается древним народным промыслом.

Несмотря на наличие самых разнообразных современных материалов, дающих возможность изготовлять аналогичные изделия, она не теряет своей актуальности и сейчас.

Связано это с отличными потребительскими характеристиками, а также с длительным сроком эксплуатации. Керамика является сравнительно хрупкой по сравнению с пластиком, но ее безопасность с экологической точки зрения и высокая теплопроводность успешно компенсируют этот недостаток.

Капиталовложения

В давние времена горшки из глины лепились практически в каждом селении. Начинающие предприниматели, которые хотят наладить собственное производство керамики, могут пойти как путём использования давних традиций, так и придумать что-то своё. Главным преимуществом данного вида деятельности является то, что для него не нужны существенные капиталовложения.

Дело в том, что для начала работы необходимы лишь умелые руки и сырье. Какое-либо специальное оборудование для производства керамической посуды не требуется – достаточно наличия печи для обжига и сушилки - за нее придется выложить больше всего. Её можно приобрести либо построить самостоятельно.

В первом случае придётся потратить порядка 50 тысяч рублей. Что касается изготовления печи, то ее можно заказать у какого-нибудь умельца, и это выйдет гораздо дешевле покупки готовой. Следует отметить, что они бывают двух типов – туннельные (имеют непрерывное действие) и горны (отличаются периодическим действием).

Сырье для производства

Изготовление керамической посуды требует применения основных и вспомогательных материалов. К первым из них относят сырье для подготовки керамических масс, краски и глазури, а ко вторым – вещества, необходимые для производства капселей и гипсовых форм. Но основным сырьем в данном случае является спекающаяся глина.

Кроме нее в состав будущих керамических изделий в виде добавки должен входить каолин, который служит регулятором свойств. Можно добавить осколки разбитых или неудавшихся предметов, кварцевый песок и шамот. Добавление глинозема, талька, карборунда и дунита позволит существенно повысить такие показатели как прочность, теплопроводность и термостойкость.

Получение гончарных навыков

Для того чтобы самостоятельно освоить начала мастерства по производству керамической посуды, достаточно записаться на курсы либо платные уроки, которые дают профессионалы. Для человека, который ничем подобным никогда не занимался, нужно посетить хотя бы несколько занятий. Как бы там ни было, потраченное время не пройдёт зря и в будущем вам не придется на своих ошибках познавать те простые истины, которые человечество придумало еще много веков назад.

Технологии изготовления

В настоящее время существует далеко не одна технология производства глиняной посуды. Чаще всего способы выполнения работ различаются между собой временем обжига, наличием добавок и отделкой готовых изделий. Понять разницу между ними можно только после того, как на практике опробуете каждый из них.

Основные операции

Производство керамической посуды состоит из нескольких этапов: подготовка глиняной массы, формовка, сушка, обжиг и украшение готовых изделий. На первой стадии необходимо очистить сырье от всевозможных минеральных добавок, после чего раздробить его, размолоть и просеять при помощи специального сита. Далее приступаем к формованию будущего изделия. Масса может быть любой - пластичной либо жидкой.

Преимущество первой заключается в том, что она даёт возможность производить изделия разных размеров. Что касается второго способа, то литье в гипсовые формы выполняется из жидкой массы, которую еще называют шликером. Влажность ее не менее 35%. Он применяется при условии высокой сложности, когда не подходит какой-либо другой способ.

Как только будущие керамические изделия предварительно подсушатся, к ним необходимо будет прикрепить ручки, носики и другие элементы при помощи клеевой смеси шликера с декстрином.

Производство керамики предусматривает сушку, которая позволит обеспечить механическую прочность и устойчивость к размоканию. Следует отметить, что сушка производится при температуре около 80 о С в сушилках.

Заданные физико-технические характеристики посуда приобретает во время обжига. Кроме этого, он позволяет закрепить на поверхности декор и глазурь. Как правило, обжигают два раза, а при условии нанесения на глазурь росписи – три. На завершающей стадии выполняется ручное либо полумеханизированное декорирование.

Виды изделий

Такое понятие, как керамическая продукция, является довольно обширным. Кроме посуды сюда относятся разнообразные бытовые предметы (вазы, цветочные горшки), сувениры, украшения, игрушки, строительные материалы и так далее. Исходя из этого, при производстве изделий можно использовать самые разные виды глины. Для того чтоб понять, какая именно продукция будет востребована, желательно предварительно пройтись по торговым точкам, через которые планируется организовать их сбыт.

Реализация продукции

Производство керамической посуды не оправдает себя, если не наладить ее сбыт. В том случае, если нет возможности открыть собственный магазин, изделия нужно предлагать в чужих лавках и торговых точках сувениров и посуды на рынках. Несмотря на наличие аналогичной пластиковой продукции, покупатели часто отдают предпочтение более надёжной керамике. В связи с этим многие предприниматели согласятся взять на реализацию такую посуду.

Как бы там ни было, целесообразнее выглядит открытие своего магазина, ведь это позволит существенно увеличить доход. Следует отметить, что для организации такой предпринимательской деятельности как производство керамической посуды и ее реализация, необходимо зарегистрироваться в органах налогообложения и получить статус частного предпринимателя либо юридического лица.

Помимо всего прочего сбыт посуды можно организовать через интернет-сайт. Преимуществом этого варианта является возможность экономии на аренде помещения под магазин и работа напрямую непосредственно с клиентами. Не стоит забывать и о том, что в этом случае потребители могут заказать изделия по индивидуальному проекту с оригинальной росписью, поэтому нет необходимости ждать, пока то или иное изделие кто-то купит.

Диверсификация прибыли

Одним из основных способов увеличить финансовые доходы от производства керамической посуды является увеличение ассортимента.

Несмотря на то что сейчас она массово производится в промышленных объёмах, существует большое количество ценителей ручной работы.

Ещё одно интересное направление – это работа со специалистами по ландшафтному дизайну. Дело в том, что в последнее время очень популярны всевозможные керамические элементы декора, которые устанавливаются во дворах загородных домов, дач и ресторанов. К ним можно отнести декоративные фонари, фигурки животных, большие цветочные вазы и тому подобное – всё зависит только от фантазии.