Pechniu izrazzi (Печные изразцы)

Печные изразцы согласно РСТ УССР 5008-78 изготавливают двух видов: рядовые и декоративные.

Рядовые изразцы могут иметь гладкую и рельефную лицевую поверхность, декоративные – художественный рисунок на лицевой поверхности. По способу декорирования декоративные изразцы могут быть гладкоокрашенные или расписанные ангобами (одноцветными или многоцветными), покрытые прозрачной или цветной глазурью.

По форме изразцы подразделяются на угловые и прямоугольные.

Основным сырьём для производства печных изразцов служат высокопластичные (жирные), хорошо формующиеся лёгкоплавкие гончарные глины. При затворении водой они образуют пластичное тесто, сохраняющее форму после просушки, в процессе обжига приобретают твердость камня и не разрушаются водой.

По своим свойствам глины подразделяют на высоко -,средне- и малопластичные. Глины с повышенным содержанием песка (суглинки) иногда используют в производстве изразцов в качестве отощителей более жирных глин.

В болшенстве случаев глины имеют окраску жёлтую, коричневую, зеленоватую, сероватую и др. После обжига они приобретают жёлтоватый, оранжевый, коричневый или красно-бурый цвета (цвет глины после обжига зависит от содержания в ней окисей железа). Глины, содержащие значительные примеси окисей железа, после обжига имеют красный цвет. При содержании их до 4% обожжённая глина получается бледно-розового цвета, а при меньшем количестве окисей-белого.

Глина, имеющая включения известняка величиной 1 мм и диаметре и более, для производства печных изразцов не пригодна.

Чтобы выявить наличие в глине известняковых включений, её смачивают несколькими каплями соляной кислоты, которая вызывает « вскипание » этих включений, выделяя пену. Капли кислоты на включениях, не содержащих извести, остаются прозрачными.

Не менее вредной примесью в глине являются и включения серного колчедана (пирита), которые встречаются в некоторых сортах глин в виде бурых кристаллов с металлическим блеском. К вредным примесям относят также и включения угля, древесины, корней растений, так как, сгорая при обжиге, они оставляют поры в черепке изделия.

Пригодность глины для производства печных изразцов можно определить при наружном осмотре. Так, жирные глины в разрезе имеют блестящую поверхность, которая на ощупь производит впечатление мылообразного вещества, при затворении водой образует тесто, сильно липнущее к рукам и трудно поддающееся размешиванию в однородную в однородную массу. Тощие глины в разрезе имеют матовый цвет, на ощупь ясно ощущается недостаточная связность, большое содержание песка. Пластичность определяют так: из приготовленной глиняной массы делают шарик диаметром 4…5 см, помещают его между двумя дощечками и постепенно сдавливают. Если на поверхности сдавленного шарика не образуются трещины, то такая глина пригодна для производства изразцов.

Перед тем как приступить к добыче глины, выполняют вскрышные работы – снимают растительный слой земли и тонкий слой глины.

Глина, добытая в карьере с целика без предварительной подготовки, не пригодна для изготовления изразцов. Для получения качественных печных изразцов её необходимо, прежде всего, усреднить по составу. Для этого в процессе добычи глину в карьере складируют в открытые глинозапасники - бурты. Более надёжным способом усреднения является завозка глины на заблаговременно подготовленную площадку. Там её укладывают слоями 15…20 см по всей площади бурта высотой до 1 м. Для получения изразцов хорошего качества из глины удаляют камни и примеси, разрушая её природную структуру, а также придают массе надлежащие формовочные свойства.

ЕСТЕСТВЕННАЯ ПОДГОТОВКА И ПЕРЕРАБОТКА СЫРЬЯ

Естественную подготовку и переработку сырья делают вначале физико-химическими способами (летование, вымораживание, замачивание), а затем её перерабатывают на глиноперерабатывающих агрегатах.

Летование. Добытую в карьере глину укладывают на 6…12 мес. для литования на открытую площадку в бурты длиной 50 м, шириной по низу 2,5…3, по верху- 1,5…2 м.

Под влиянием тепла, дождя и ветра глина разрыхляется, т.е. отдельные частицы её становятся подвижными, и она легче затворяется водой и превращается в однородную массу. Из всех способов, повышающих пластичность сырья, однако глина, подвёргнутая летованию, обладает значительно более высокими формовочными свойствами, чем непосредственно взятая из карьера.

Вымораживание. Глину, добытую в карьере, укладывают на открытую площадку в бурты высотой до 1 м. В процессе промерзания природная структура глины разрушается. Способ вымораживания, как весьма эффективный, следует применять при необходимости улучшения технологических свойств глины для производства высококачественных изделий. Вылежавшаяся и вымороженная глина разрабатывается в буртах уступами, в результате её верхние и нижние слои перемешиваются.

Замачивание. Глину замачивают в буртах либо в специально вырытых траншеях, добавляя такое количество воды, при котором она превращается в массу нормальной густоты. Например, для, 1 м³ глины естественной карьерной влажности необходимо в среднем 100 л воды. Естественную её обработку делают непосредственно в карьере при добыче, благодаря чему глина становится пригодной к последующей механической обработке. Глину перерабатывают на вальцах грубого и тонкого помола, двухвальном глиномесе или ленточном прессе. Затем глиномассу подают через загрузочный люк в корпус смесителя, где она перемешивается, увлажняется и перемещается лопастями к разгрузочному люку, откуда поступает в приёмную коробку ленточного пресса. Скорость перемещения массы к разгрузочному люку, а, следовательно, и производительность смесителя зависят от угла поворота лопастей (чем меньше угол поворота, тем выше качество перемешивания). Оптимальный угол поворота лопастей составляет 11…25⁰ . Максимально допустимая относительная влажность глиномассы, поступающей в производство, должна составлять 19…20 %. Влажность определяют как обычным, так и ускоренными методами. Для определения влажности термовесовым методом используют сушильный шкаф, термометр со шкалой 150⁰ С, весы технические до 1 кг и металлические бюксы.

ФОРМОВКА

Формовку глиняной массы на валюшку производят на ленточном прессе. Отформованный глиняный брус режут по размерам вручную на ручном резательном станке или полуавтомате СМК-163.Отформованную валюшку укладывают в пакеты и на площадочных вагонетках траспортируют в камеру вылеживания на срок не менее 15 дней по достижении влажности 21%.Из камеры вылеживания валюшка при помощи транспортера поступает на вторичную переработку в ленточный пресс. После этого глиняный брус, выходящий из мундштука пресса, разрезают на пластины-заготовки, размеры которых соответствуют величине формуемых изделий. Нарезанные заготовки подают к месту формовки изразцов. Для предотвращения высыхания заготовок их складируют возле пресса и укрывают влажной мешковиной или полиэтиленовой пленкой. Формовка печных изразцов механическим способом осуществляется на универсальном эксцентриковом штамповочном прессе, который приводится в движение электромотором через редуктор посредством клиноременной передачи. Прямые, плоские и угловые изразцы формуют вместе с румпой в металлических разъёмных формах из аллюминия.

В процессе прессования формы с лицевой стороны смазывают смесью из расчета на 1л керосина – 50 г стеарина.

В нижнюю часть формы кладут определенной величины заготовку, затем ее перемещают в центр пресса под верхнюю часть формы с орнаментом. Пусковым устройством приводят в движение верхнюю часть формы.

Универсальный пресс обслуживает три рабочих, которые изготовляют 120…150 прямых или 90…120 угловых изразцов в час. Оттиски лицевой части изразца должны быть четкими и гладкими. Верхние и нижние прямые карнизные и цокольные изразцы формуют на ленточном прессе, оборудованном специальным мундштуком. Изразцы вынимают из формы и укладывают на деревянные рамки размером 2000x200 мм по 7 штук. Рамки устанавливают на стеллажи для сушки.

СУШКА

На колхозных подсобных предприятиях по производству печных изразцов-кафелей в весенне-летний период применяют естественную сушку в сушильных помещениях, оборудованных приточно-вытяжной вентиляцией и открытыми стеллажами. Стеллажи устанавливают по всему помещению с проходом посредине и между ними. На них укладывают рамки с кафелем-сырцом. Приточные каналы располагают в стенах помещения с противоположных сторон, а вытяжные шахты-в перекрытиях. В осеннее – зимний период применяют искусственный подогрев воздуха (при помощи электрокалориферов) или используют тепло, излучаемое печами при обжиге или остывании изразцов.

Для равномерного твердения во время сушки изразцы с тонкостенными выступающими частями декоративно-художественного рельефа накрывают обёрточной бумагой или полиэтиленовой плёнкой. По мере подсыхания изделий приточно-вытяжные каналы открывают, что позволяет регулировать поступление тепла и необходимый воздухообмен. В жаркую погоду каналы открывают меньше, а в прохладную-больше. В сырую и дождливую погоду, когда сушка происходит медленнее, рекомендуется полностью открывать приточно-вытяжные каналы, подогревать электрокалиферами поступающий воздух в сушильном помещении или подавать тёплый воздух от печей вентиляторами по трубам. В тихую погоду приточные каналы приточные каналы должны быть открыты больше, при небольшом ветре-несколько меньше. Если глины обладают плохими сушильными свойствами (глины с высоким числом пластичности), порядок сушки дожжен быть примерно следующим: в той части сушильного помещения, где уложен на стеллажах свежефармованный кафель-сырец, приточные каналы в первое время сушки (1 сут и более) держат полностью закрытыми, а вытяжные каналы приоткрывают на одну четверть, затем ещё через 1…2 – на одну треть, а в последнем периоде сушки их открывают полностью. Влажность воздуха в сушильных помещениях определяют психрометром.

Срок выдерживания сырца при закрытых приточных каналах и последовательность сушки устанавливают практическим путём.

Продолжительность сушки изразцов при температуре 18…25⁰С составляет 140 ч. После 3…4 дней подвяливания до влажности 14…16 % изразцы вручную оправляют, кромки зачищают ножом на металлических или мраморных плитах, выравнивают изделия и углы наружных плоскостей. Во избежание повреждения или засорения лицевой поверхности плиты тщательно очищают от отходов. Для крепления изразцов проволокой между собой и печной кладкой в румпах выполняют отверстия диаметром 4 мм.

Лицевую поверхность изразцов полируют поролоновой губкой, увлажнённой водой. Досушивают их в том же помещении укладывая на рамки стеллажи. При достижении изразцами влажности 6…8 % их транспортируют к печи и укладывают вблизи загрузочного ходка. Перед обжигом сухие изразцы сортируют.

ВИДЫ И ПРИГОТОВЛЕНИЕ ГЛАЗУРЕЙ

Глазурь представляет собой лёгкоплавкую стекловидную массу, наносимую на лицевую поверхность изразцов в виде тонкого слоя. Она придаёт изделиям большую механическую прочность, стойкость против атмосферных и химических воздействий, делает их непроницаемыми для жидкостей и газов; кроме того, глазурь придаёт поверхности изразцов красивый блеск и сочность цвета. При покрытии изделий цветными глазурями получают различные тона.

Прозрачные глазури (бесцветные или цветные) могут быть превращены в непрозрачные (глухие) путем введения в их состав соответствующих материалов - глушителей.

Глазури по химическому составу подразделяются на свинцовые; щелочные; щелочно-свинцовые; содержащие борную кислоту и т.п.

При приготовлении глазурей используют различные химические вещества, основным компонентом которых является кварц – двуокись кремния. Для глазурей лучше всего применять чистый кварцевый песок белого цвета. Перед добавлением в глазурь его просушивают в специальных барабанах и просеивают через сито с144 отверстиями на 1 см² .Мелкий песок хорошего качества легче вступает в соединение с остальными элементами, вводимыми в состав глазури.

Взамен песка в глазурь могут быть добавлены кристаллический кварц или кремний, чаще имеющие очень незначительное количество примесей; также могут быть введены в состав смеси полевой шпат и пегматит при соответствующем пересчете на массу чистого кварца. Все эти материалы необходимо до введения их в шихту измельчить до крупности зерен мелкого песка.

Глинозем вводят в глазурь в виде каолина – белой глины, при изготовлении темной глазури используют красную железистую глину. Глинозем понижает текучесть глазури в расплавленном виде, служит для придания им повышенной вязкости, а также для повышения температуры плавления и эластичности глазурной пленки.

Свинцовый глёт (порошок желто-оранжевого или желто-серого цвета) и свинцовый сурик (порошок ярко-оранжевого-красного цвета), имеют температуру плавления 880⁰ С.В соединении с кремнезёмом образуют, силикат свинца с температурой плавления 750⁰ С.Применяют для понижения температуры плавления глазури. Борную кислоту и буру вводят в состав глазури для снижения температуры плавления. Для предотвращения образования цека достаточно незначительно увеличить или уменьшить дозу буры соответственно при ее избытке или недостатке.

С о д у (углекислый натрий) вводят в состав глазури в виде кристалической соды или безводной кальцинированной соды.

При расчетах вместо 2,7 части кристаллической соды следует брать 1 часть кальцинированной.

П о т а ш (углекислый калий) на воздухе очень влагоемок, поэтому его хранят в плотно закупоренной посуде.

К а л и е в у ю с е л и т р у (азотнокислую соль кальция) и н а т р и е в у ю с е л и т р у (азотнокислую соль натрия) вводят в состав шихты вместо соды или поташа.