Сырьевая база производства глазурованной керамической плитки

 

 

 

 

1. Сырьевая база производства глазурованной керамической плитки

 

Для производства керамической плитки используется только высококачественное сырье и материалы: глина, каолины, полевошпатовые породы, кварцевые пески, красители и плавни, фритта, флюсующие добавки и другие материалы.

Основным сырьем для производства керамических плиток являются глинистые материалы (глины и каолины), причем содержание глинистых компонентов в массах составляет не менее 45-50%, в том числе глин – не менее 30%. Решающее влияние на технологические свойства глин, применяемых для керамических изделий, имеет их минералогический состав. Минералогический состав глин очень разнообразен, что объясняется различным содержанием глинистых минералов (каолинита, гидрослюды, монтмориллонита, смешано-слойных образований) различными их сочетаниями. Важнейшим свойством глины является пластичность. По пластичности глины подразделяют:

• высокопластичные;
• среднепластичные;
• умереннопластичные;
• малопластичные;
• непластичные.

Лучше всего использовать умереннопластичные глины, т.к. малопластичные глины плохо формуются, а пластичные растекаются при сушке и обжиге. Пластичность глины можно изменить путем введения добавок, а также смешивать глины различной пластичности.

Глинистое сырье Беларуси: месторождение «Городок» (Гомельская область), месторождение «Городное» и «Туровское» (Брестская область, Столинский район), месторождение «Гайдуковка» (Минская область, Молодечненский район), месторождение «Лукомль» (Витебская область, Чашницкий район), месторождение «Гершоны» (Брестская область, Столинский район), месторождение «Кабаки» (Брестская область) [1].

Глина на основе каолинита называется каолин. Основные свойства каолина – высокая огнеупорность (1600-1800 °С), низкая пластичность и связующая спо-собность. Наибольший интерес для керамической промышленности Беларуси представляют импортируемые из Украины каолины. Месторождения природных каолинов Республики Беларусь расположены в Гомельской и Брестской областях и их промышленная разработка не ведется. Особенностью данного сырья, ограничивающей его широкое использование, является значительная запесочен-ность, присутствие железистых примесей и остатков материнской породы в виде

 

 

 

 

 

 

 

полевых шпатов, что обусловлено особенностями его минералогического состава и залегания.

Кварцсодержащие материалы играют важную роль как отощающие компоненты в пластичных плиточных массах, обеспечивающие протекание необходимых физико-механических процессов в черепке изделий при их обжиге. В плиточных массах обычно используют кварцевые пески с содержанием SiO2 не менее 90%. Предприятиями Беларуси используются кварцевые пески Добрушского ГОКа Гомельской области. Химический состав песков, мас. %: SiO2 – 97,3-98,6; Al2O3 – 0,3-0,5; CaO – 0,4-0,6; MgO – 0,13-0,15; Fe2O3 – 0,02-0,05 [1].

Полевошпатовые породы составляют большую группу алюмосиликатов щелочных и щелочноземельных оксидов, главным образом оксидов калия, натрия и кальция. Наиболее крупными месторождения и предприятия-поставщики находятся на северо-западе России, в Средней Азии, в Казахстане, Восточной Сибири, на Украине и др.

Сырьевая база заводов расширилась  за счет применения местных видов сырья с добавками плавней и красителей, что создало предпосылки для расширения ассортимента выпускаемых изделий – увеличения их размеров и создания новых видов плиток с более качественной поверхностью.

Плавни – это легкоплавкие материалы, которые снижают температуру обжига керамики и обеспечивают снижение пористости. Плавни в керамических массах также способствуют и облегчают спекание черепка. Они образуют в нем стекловидную и кристаллическую фазу, уплотняя и упрочняя составные части керамической массы. Особенное значение плавни, естественно, имеют в производстве изделий со спекшимся черепком (фарфор и т. п.). К числу плавней относятся полевой шпат, мел, известняк, стеклобой.

Красители – это химические соединения, используемые для придания окраски различным материалам. Керамические красители содержат окислы и соли металлов, благородные и редкоземельные металлы, сплавляемые флюсами. В сплаве краситель находится в мелкодисперсном состоянии. Связующими веществами являются скипидар, глицерин и другие органические компоненты. Керамические краски подразделяются на надглазурные и подглазурные. Надглазурные краски наносятся на глазурованные изделия и закрепляются муфельным (декоративным) обжигом при 600-800 °С. Они весьма разнообразны по оттенкам цвета, но более легкоплавки, чем подглазурные и менее устойчивы к механическим и химическим воздействиям. В состав надглазурных красителей входят: закись кобальта, которая дает насыщенный синий цвет, окись меди – сине-зеленый, соединения марганца – фиолетовый и коричневый, окись железа – желтый и красный, платина – серые тона, иридий – черные. Добавление окисей цинка и алюминия делает цвет более насыщенным. Подглазурные краски наносятся на обожженные или только высушенные (при однократном обжиге) изделия, закрепляются одновременно с глазурным слоем в процессе  политого обжига. Глазурь – это смесь компонентов шихты, флюсующих добавок, глины и красящих оксидов, сплавленных в стеклообразную массу. Она предохраняет крас-ки от механических воздействий, высокой температуры и органических кислот. Палитра этих красок не так разнообразна, как надглазурных, так как многие керамические красители при обжиге изделии не выдерживают высокой температуры и изменяют цвет и выгорают. Подглазурную окраску производят закисью кобальта (глубокий синий цвет), азотнокислым кобальтом (синий) и хлористым железом (красно-коричневый). Применяют также платину, иридий и некоторые соединения металлов, устойчивые к высокой температуре обжига. В последнее время подглазурное декорирование стало применяться шире [4].

Керамические фритты – гранулированные стекломассы специального хи-мического состава, возникшие сплавлением шихты и следующим резким охлаждением жаркой стекломассы. Сырьевой материал для производства керамических фритт включает в себя полевой шпат, кварц, доломит, силикат циркония, оксид титана и др. После смешивания составных элементов, полученную смесь помещают в печь для варки фритт, находящейся под высокой температурой от 1550 °С до 1600 °С. Затем фритты подвергаются термической обработке в течение 24 часов. Готовая продукция имеет вид стекловидных прозрачных гранул. Она используется для получения глазурованного покрытия на напольной, настенной и наружной плитке однократного или двукратного обжига.

С целью регулирования процессов спекания наряду с глинистыми составляющими в состав керамических масс вводятся флюсующие добавки, среди которых широко применяется стеклобой различных видов, металлургический шлак и другие промышленные отходы (для низкотемпературных масс). При вводе шлаков в составы плиточных масс снижается водопоглощение, повышается морозостойкость и механическая прочность плиток [1].

Еще одним не маловажным сырьем для производства керамической плитки является топливо. В качестве основного топлива используется природный газ, мазут, угольная пыль, каменноугольный кокс, бурый уголь, каменный уголь и т. д. Оно используется для работы печей и сушилок. В сушилках и печах керамического производства осуществляются сложные и ответственные процессы, связанные с сушкой и обжигом материалов и изделий. Сушилки характеризуются процессами влагообмена, протекающими одновременно с движением теплоносителя (горячая вода или водяной пар). В промышленных печах тепловая энергия образуется за счет сжигания топлива и передается материалу или изделиям, подвергающимся тепловой обработке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Способы производства глазурованной керамической плитки

 

Принципиальная технологическая схема изготовления керамических плиток заключается в обработке глинистого сырья с добавками и приготовление формо-вочной массы, формовании изделий, сушке и обжиге их до спекания различной степени в зависимости от назначения изделий и качества глинистого сырья, дополнительной обработке, контроле и качестве готовой продукции.

Основные способы переработки глинистого сырья в формовочную массу в производстве керамических плиток – сухой, полусухой, пластический и шли-керный. Выбор способа определяется свойствами исходного сырья, видом выпускаемой продукции и объемом производства.

Различают формование изделий в зависимости от влажности и способа приготовления формовочной массы:

• сухое прессование из порошков влажностью 2-7%;
• полусухое прессование из порошков влажностью 8-13%;
• пластическое формование  из масс влажностью 14-29%;
• литье из шликера влажностью более 30%.

Во всех случаях производства керамической плитки сырьевые материалы подвергаются измельчению, дозированию и смешению. Кроме этого при необхо-димости устанавливается электромагнитная сепарация. Как правило, перед дози-рованием материал проходит контрольный просев.

В таблице 2.1 приведена краткая характеристика способов подготовки формовочной массы.

 

Таблица 2.1 – Способы подготовки формовочной массы

Способ подготовки массы	Влаж-ность массы	Применение	Содержание	Преимущества	Недостатки
1	2	3	4	5	6
Сухой	2-7%	Для глин с высокой карьерной влаж-ностью	Раздельное, грубое из-мельчение компонентов, грануляция, сушка с по-следующим помолом	Совмещение сушки и тонкого из-мельчения в одном агре-гате	Необходи-мость грану-ляции перед сушкой и при-менение высо-ких давлений при формо-вании

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1	2	3	4	5	6
Полусухой	8-13%	Для засо-ренного камневид-ными включе-ниями гли-нистого сырья понижен-ной плас-тичности и влажности	Грубое, а за-тем тонкое из-мельчение подсушенного сырья, отсев крупных включений, введение до-бавок, увлаж-нение, выле-живание	Полное удаление или тщательное измельчение камневидных включений, равномерное распределе-ние добавок	Необходи-мость сушки перед тонким измельчением, повышенный износ помоль-ного оборудо-вания, необхо-димость при-менения высо-ких давлений при формо-вании
Пласти-ческий	14-29%	Для засо-ренного камневид-ными включе-ниями гли-нистого сырья со средней влаж-ностью	Раздельное или общее, грубое измельчение с одновремен-ным удале-нием камне-видных вклю-чений, увлаж-нение, выле-живание	Полное удаление или тщательное измельчение камневидных включений; увеличение коэффициен-та вспучива-ния	сложнее, чем по сухому, бо-лее энергоем-ко, требует значительных капиталовло-жений
Шликерный	более 30%	Для глин с высокой карьерной влаж-ностью при ис-пользова-нии много-компо-нентных формовоч-ных масс и наличии подлежа-щих удале-нию кам-невидных включений	Грубое измельчение с одновремен-ным удале-нием камне-видных вклю-чений, тонкий помол и рос-пуск глины, процежива-ние, обезво-живание, про-сев, электро-магнитная очистка	Полное уда-ление камне-видных включений, обеспечение высокой сте-пени одно-родности массы	Значительная сложность и трудоемкость способа, вы-сокий расход топлива на обезвоживание шликера
Примечание – Коэффициент вспучивания – это число, показывающее во сколько раз увели-чивается объем материала при обжиге

Продолжение таблицы 2.1

1. Подготовка формовочной массы сухим способом

 

Смесь сырьевых компонентов подготавливают для сушки, сушат, измельчают до определенной толщины и хранят в силосах.

Сухой способ подготовки применяется в случаях однородных по составу и строению плотных или камнеподобных глинистых пород, имеющих низкую карьерную влажность и хорошую вспучиваемость. При сухом способе произ-водства, с сухой подготовкой сырья, формующих агрегатов не требуется. На рисунке 2.1 приведена схема подготовки формовочной массы сухим способом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.1 Подготовка формовочной массы сухим способом

 

Исходные материалы дробятся до наибольшей крупности зерен 5-20 мм на камневыделительных вальцах. В данном способе используются только дробилки (преимущественно щековые и валковые, иногда молотковые) для приготовления полуфабриката с формой зерен, приближающейся к кубической. Затем проводят смешение в смесителе с фильтрующей решеткой и грануляцию на дырчатых вальцах или на прессе с гранулирующей приставкой.

Полуфабрикатом является фракционированная крошка (1-5, 5-10, 10-20 мм, а иногда и крупнее), которую раздельно направляют в противоточный сушильный барабан. Дозировка из бункеров осуществляется при помощи наклонных эле-ваторов, ленточных дозаторов или тарельчатых питателей.

После сушки материал смешивается и подвергается дроблению с требуемой фракцией. Затем осуществляется электромагнитная очистка на магнитном сепа-раторе. Полуфабрикат далее отправляют на промежуточное хранение в бункер или силос-гомогенизатор.

 

2. Подготовка формовочной массы по полусухому способу

 

Полусухой способ применяется в случае засоренного камневидными включениями глинистого сырья, а также пониженной пластичности и влажности (8-13%), вследствие чего приходится применять при прессовании весьма высокие давления, в некоторых случаях до 100 МПа и даже выше.

На рисунке 2.2 представлена схема подготовки формовочной массы по полусухому способу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.2 Подготовка формовочной массы по полусухому способу

 

Глинистые материалы из дозирующей емкости подаются на измельчение, которое проводят с помощью зубчатых или камневыделительных вальцов. Для снижения влажности необходимо сырье направить в прямоточный сушильный барабан, а далее на промежуточное хранение в бункер. После тонкого помола и просева сырье вновь отправляют на промежуточное хранение в бункер, затем на автоматические весы для дозирования. Материал перемешивают и увлажняют водой или лучше паром, так как при этом облегчается превращение глины в однородную массу, улучшаются ее набухаемость и формовочная способность. Полученную смесь подают на двухвальный смеситель для лучшего смешения, после чего отправляют на вылеживание в силос-гомогенизатор.

Этот способ формования имеет преимущество перед пластическим, потому что при нем практически не требуется сушки изделий, и они могут идти сразу на обжиг. Достоинствами этого способа также являются высокая плотность изделий, автоматизация производства, высокая производительность. Но присуще и не-достатки: неоднородность изделия из-за неравномерного распределения меха-нических напряжений, при снятии давления газ расширяется, и могут быть микро-разрушения, может быть вовлечен воздух.

 

3. Подготовка формовочной массы по пластическому способу

 

Пластический способ подготовки формовочной массы используют при на-личии рыхлых глин и глин средней плотности с влажностью не выше 23-25 %.

Глинистые материалы дозируются с ящичного подавателя. После чего про-водят грубое измельчение с помощью щековых или конусных дробилок, работающих по принципу раздавливающего или размалывающего действия, и отправляют на промежуточное хранение в бункер. При пластическом способе подготовки массы и формования исходные материалы при естественной влажности или предварительно высушенные смешивают друг с другом, при этом вводят добавки и воду. Приготовление компонентов может осуществляться либо раз-дельными потоками, либо общим. Далее полученную смесь подают в барабанную мельницу мокрого помола до получения теста. Для лучшего перемешивания глиняной массы после помола и измельчения компонентов используют глино-мялки, которые дают однородную пластическую массу. Эта масса, влажность которой колеблется от 14 до 29 % и более, обязательно отправляют на хранение и вылеживание в течение нескольких часов до суток в бункер или силос-гомо-генизатор, что улучшает формовочные свойства массы.

На рисунке 2.3 представлена схема подготовки формовочной массы по пластическому способу.

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.3 Подготовка формовочной массы по пластическому способу

 

К достоинствам данного способа приготовления формовочной массы отно-сят: усилия относительно небольшие для формования таким способом (внутреннее трение частиц должно превышать трение частиц о поверхность), автоматизация производства и высокая производительность. Но есть и недостатки: тяжело полу-чить однородный полуфабрикат, образование текстур (выливается в трещины при сушке), значительная усадка из-за влаги, надо уплотнять пластическую массу (обычно вибропрессованием, набивкой), сложнее приготовить однородную массу (больше затрат времени и энергии), дефекты.

 

4. Подготовка пресс-порошковой массы шликерным способом

 

Для начала происходит дозирование глинистых материалов с ящичного подавателя.  После грубого измельчения с помощью дробилок сырье направляется на электромагнитную очистку на магнитный сепаратор и далее в бункер на промежуточное хранениие. Отдельно от подготовки формовочной массы готовят необходимые по рецептуре добавки, в которые входят плавни и отощающие агенты. Они дозируются и с использованием щековой или молотковой дробилок подвергаются грубому измельчению. Добавки вводятся вместе с электролитами и водой. Затем осуществляют с помощью шаровой мельницы и пропеллерной ме-шалки тонкий помол и роспуск глины. На вибрационном сите процеживают шли-кер, направляя в шламобассейн с пропеллерной мешалкой. После чего проводят обезвоживание шликера в башенно-распылительной сушилке для получения однородного пресс-порошка, просев и перемещение его по поточно-конвейерным линиям в бункер на промежуточное хранение.

На рисунке 2.4 представлена схема подготовки пресс-порошковой массы шликерным способом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.4 Подготовка пресс-порошковой массы шликерным способом

 

Шликерный способ подготовки массы позволяет полностью удалить каменистые включения, максимально разрушить структуру глинистых материалов и получить массу с высокой степенью однородности, а также обеспечивает возможность получения изделий сложной конфигурации способом литья. Однако он трудоемок и требует повышенного расхода топлива для удаления большого количества воды из шликера. Шликерный способ обеспечивает получение плиток более высокого качества, а также возможность тиражировать изделия переменного сечения с глубоким рельефом и тонкими стенками, малые затраты на изготовления гипсовых форм.

Таким образом, рассмотрев все способы производства керамической плитки можно сделать вывод, что мокрый шликерный способ имеет больше преимуществ, хотя и есть один недостаток по сравнению с остальными способами. В дальнейшем подробнее будет рассмотрен именно этот способ производства керамической плитки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Физико-химические основы рассматриваемого процесса

 

Основными стадиями процесса производства глазурованной керамической плитки по мокрому шликерному способу являются:

• приготовление шликера;
• приготовление пресс-порошка;
• прессование плиток;
• сушка;
• утильный обжиг;
• глазурование;
• политой обжиг.

Для приготовления шликера в основном используют шаровые мельницы мокрого помола. Производительность мельниц зависит от крупности загружаемого материала, соотношения материала, мелющих тел и воды, степени заполнения, числа оборотов барабана и т. д. На процесс помола оказывает влияние не только количество мелющих тел, но и их размер, материал из которого они изготовлены. Наиболее часто применяются уралитовые, фарфоровые шары, изготовленные из высокоглиноземистой и фарфоровой массы. Диаметр их не должен превышать 30-70 мм, а форма должна быть шаровидной, без острых углов и граней, чтобы избежать надлома кремния, что может привести к нарушению рецепта массы и снижению термостойкости. Лучше использовать мелющие тела цилиндрической формы, так как они имеют большую удельную поверхность и значительно повышают интенсивность помола. Соотношение масс материалов к мелющим телам и к воде 1:1,4:0,6. Во время помола цилиндры изнашиваются в среднем на 0,5-1,0%. Поэтому мельницу необходимо пополнять новыми мелющими телами. При подготовке глинистых материалов вводятся электролиты. Они позволяют уменьшить количество воды, получить шликер с необходимой плотностью. Минимальное количество воды, необходимое для разжижения состояния текучести, зависит от содержания в глине частиц размером < 1,0-0,5 мм. С увеличением мелкодисперсных частиц количество воды уменьшается. Дис-персность частиц оказывает влияние на форму и размер фракций пресс-порошка, плотность отпрессованных образцов. В последние годы в качестве электролитов используются вытяжки бурого угля. Обычно количество электролитов подбирают опытным путем. В зависимости от количества электролиты могут вызывать стабилизацию, разжижение, загустевание. В случае, если электролит введен в меньшем количестве, чем требуется для полного замещения поглощенных катионов на катионы щелочных металлов, происходит дефлокуляция, при которой часть механически захваченной воды высвобождается и количество рыхлосвязанной воды увеличивается, что и способствует стабилизации шликера.

 

 

 

 

 

 

 

 

Дальнейшее увеличение количества электролитов приводит к разжижению, поскольку толщина диффузных оболочек уменьшается, часть рыхлосвязанной воды переходит в свободную, которая и разжижает шликер. Загустевание шликера происходит ввиду того, что утонченные водные оболочки не могут препятствовать сближению частиц. Образующиеся агрегаты захватывают часть свободной воды и вязкость шликера повышается. Обычно на кривой разжижения это отмечается точкой перегиба. Поэтому при добавке электролита необходимо вводить меньшее количество электролита по сравнению с максимальным разжижением.

В производстве пресс-порошков для керамических плиток в основном используют башенные распылительные сушилки, которые применяют при мокром способе приготовления масс. Использование распылительных сушилок позволяет получить пресс-порошок стабильного гранулометрического состава и постоянной влажности. Рациональный гранулометрический состав обеспечивает как высокую прочность спрессованных и высушенных плиток, позволяющих осуществлять их транспортировку с помощью роликовых конвейеров, так и требуемую фактуру изделий. Процесс распылительной сушки условно принято подразделять на три этапа:

• распыление массы;
• тепло- и массообмен между каплями (частицами) массы и окружающей их средой;
• выделение высушенного продукта из потоков газа.

Четкой границы между этими этапами нет. С точки зрения экономичности  для процесса сушки необходимо использовать шликер с минимальной влажностью. В то же время снижение влажности, при прочих равных условиях, приводит к ухудшению ситового обогащения и очистки, транспортирования и распыления. Температура порошка на выходе из сушилки зависит от температуры и влагосодержания отходящих газов и от влажности порошка. Влажность порошка, температуру отходящих газов и температуру в сушильной камере регулируют количеством сжигаемого топлива.

Одним из важнейших технологических операций является прессование керамических плиток. Прочность, плотность плиток зависит не только от давления и режима прессования, но также от свойств порошка: гранулометрического состава, формы частиц, влажности, сыпучести и т. д. После обезвоживания шли-кера в распылительной сушилке получается пресс-порошок сферической формы и различного гранулометрического состава, что предопределяет плотность укладки зерен пресс-порошка в пресс-форму. Насыпная масса и сыпучесть пресс-порошков зависит от влажности. Чем выше влажность, тем меньше сыпучесть и больше насыпная масса. Эти факторы влияют не только на процесс заполнения пресс-формы, но и на прочность самих плиток. На прессование отрицательно влияет высокое содержание пылевидной фракции (более 50 %). При данном содержании пыли происходит запрессовка воздуха, которая вызывает такой дефект, как «слойка». Область давлений, при которых происходит вытеснение воздуха, зависит не только от гранулометрического состава, но и от состава сырьевых материалов. Для стадии прессования важно установить зависимость: влажность порошка – давление прессования – плотность сырца. С уменьшением влажности порошка давление прессования растет, и требуются мощные прессы для получения плотного сырца. Принято считать, что для получения качественного сырца наиболее эффективны гидравлические прессы. Однако высокая скорость сжатия приводит к попаданию воздуха в толщу сырца с последующим упругим последействием и разрыхлением его. Поэтому необходимо прессование проводить по стадиям. На первой стадии скорость прессования составляет 0,8-1,0 мм/с. Происходит только уплотнение, незначительное сближение зерен. На второй стадии наблюдается заполнение пустот, перемещение зерен, их трение и сцепление. Скорость пресс-сования 8-9 мм/с. На третьей стадии допустимая скорость до 2 мм/с. На этой стадии происходит уплотнение с частичным разрушением зерен. При снятии давления наблюдается упругое расширение. Чтобы его снизить до минимального, необходимо дать некоторую выдержку при максимальном давлении. При прессо-вании в результате использования пресс-порошка повышенной влажности, при неправильном обогреве штампов (меньше 40 °С), наличии налипшей массы на них могут образовываться вырывы на поверхности изделий. Для улучшения качества прессовок рекомендуется проводить прогрев порошка, так как ускоряется процесс гидратации, повышаются пластические свойства, что способствует снижению дав-ления прессования, сокращению длительности сушки, снижению износа пресс-форм. Обычно режим прессования устанавливается в зависимости от свойств массы, зернового состава, влажности и т. д.

Сушка керамических плиток, как и других керамических изделий,  – важный теплофизический и технологический процесс. Оптимальный режим сушки должен обеспечивать удаление влаги в кратчайшие сроки с минимальными затратами при удовлетворении технологических требований – сохранения целостности и от-сутствия деформации полуфабриката.

На рисунке 3.1 представлены кривые сушки, на которых различимы три периода – медленная, интенсивная и замедленная сушка.

Кривые нагрева и охлаждения влажной (I) и сухой (II) плитки: 1 – влажность плитки; 2, 3 – температура в нижнем и верхнем слоях соответственно; 4 – прогиб центра плитки. 

Рисунок 3.1 Кривые сушки

 

На кривой изменения средней температуры плитки также отмечаются три периода – прогрев, быстрый и замедленный нагрев. При анализе кривых прогиба плитки в связи с характерными периодами на кривых сушки и изменения средней температуры отмечены несколько участков. На первом участке плитка выгибается в сторону нагревателя (выпуклая деформация), что обусловлено превалирующим влиянием температурных деформаций в периоде медленной сушки. На втором участке знак прогиба изменяется, что обусловлено влажностной (вогнутой) деформацией в периоде интенсивной сушки. На третьем участке знак прогиба вновь изменяется – образуется выпуклая деформация в связи с быстрым нагревом и резким увеличением перепад температур. В дальнейшем скорость нагрева уменьшается, перепад температур и прогиб стабилизируются. Охлаждение плитки сопровождается уменьшением перепада температур, изменением величины и направления прогиба. В высушенной и охлажденной плитке наблюдается остаточная вогнутая деформация, близкая к максимальной деформации в конце второго участка. Таким образом, остаточная деформация плитки в основном зависит от начальной влажности плитки и практически не зависит от режима сушки. Для определения параметров режима сушки плиток, обеспечивающих заданную кривую сушки, должны быть известны уравнения кинетики процесса, устанавливающие связь между средней влажностью плиток и временем.

 Утильный обжиг плитки керамической производится в роликовых печах. При укладке плиток на конвейере горизонтально в один ряд температурная кривая обжига приближена к кривой, определяемой свойствами обжигаемого материала. Сроки обжига при этом сокращаются до 17-50 мин по сравнению с 40-80 ч при обжиге плиток в стопках в туннельных печах. Известно, что для разработки режимов обжига керамических изделий необходимо прежде всего исследовать физико-механические свойства обжигаемой массы, определить ее характеристики как до, так и после термической обработки. Должны быть установлены предел прочности при изгибе, модуль упругости, температурный коэффициент линейного расширения и усадка при различных температурах нагрева и охлаждения. По значениям этих величин могут быть рассчитаны допустимые перепады температур, превышение которых приводит к образованию трещин, а также определены допустимые скорости нагрева и охлаждения. Для разработки скоростных режимов однорядного обжига плиток решающее значение имеют показатели спекания масс, характеристика периода дегидратации (удаление гидратной воды), длительность выдержки при максимальной температуре, а также параметры периода подогрева и охлаждения изделий. При этом наблюдается три резко отличных интервала из-менения объема при нагреве: незначительное расширение в интервале температур 20-100 °С, более интенсивное – при температурах 100-400 °С и резкое расширение при 400-600 °С. В процессе спекания с увеличением температуры обжига непре-рывно возрастает коэффициент усадки. В интервале температур 600-800 °С усадка приобретает способность к пластическим деформациям, а коэффициент усадки резко возрастает. Оптимальные скорости нагрева и охлаждения для всех ин-тервалов температур выбираются на основе учета возникающий в изделий термических напряжений. При этом для исключения деформации плиток устанавливают режим обжига, при котором на участке максимальных температур в нижней части печи по сравнению с температурой верхней части перепад не должен быть выше 10 °С. Необходимо также принимать во внимание, что при резких подъемах температуры вследствие возникающего в материале избыточного давления водяных паров керамические плитки могут взрываться. Надо выбирать такой режим обжига, при котором скорость удаление гидратной влаги не превышает допустимую скорость удаления водяных паров при данной прочности  образца.