Особенности производства керамической плитки (кафеля). Производство керамической плитки

Декоративная плитка применяется для внутренней и внешней отделки помещений. Производство керамической плитки восходит к древним временам и народам, в том числе египтянам, вавилонянам, ассирийцам. Например, ступенчатая пирамида для фараона Джосера, построенная в Древнем Египте около 2600 г. до н.э. , содержит красочный кафель.

Позже керамическая плитка была изготовлена практически в каждой крупной европейской стране. К началу ХХ века плитка стала производиться в промышленных масштабах. Изобретение туннельной печи около 1910 привело к автоматизации производства.

Получение сырья для производства керамической плитки

Сырье, используемое для формирования плитки, состоит из глинистых минералов, добываемых из земной коры. Добавляются природные минералы, такие как полевой шпат, использующийся, чтобы понизить температуру обжига и химические добавки, необходимые для процесса формования. Минералы часто предварительно обогащаются перед отправкой в керамический завод.

Исходные материалы измельчают и классифицируют по размеру частиц. Первичные дробилки используются для уменьшения больших комков материала. Существуют различные виды дробилок, позволяющие получить на выходе материал нужной классификации.

Первым шагом производства керамической плитки является смешивание ингредиентов. Затем добавляют воду и ингредиенты подвергаются мокрому размолу или измельчаются в шаровой мельнице. Если используется мокрый помол, избыток воды удаляют с помощью фильтр-пресса с последующей распылительной сушкой. Полученный порошок затем прессуют в плитки желаемой формы. Формование совершают сжимающими движениями между стальными пластинами или посредством вращательного движения между стальными конусами.

Вторичное дробление уменьшает мелкие куски с частицами. Часто для этих целей используется молотковая мельница и мельница Мюллера. В последней используют стальные диски в мелкой вращающейся "кастрюлей", в то время как молотковая мельница использует быстро движущиеся стальные молотки, сокрушающие материал. Также используются валовые или конического типа дробилки.

Третий размер шага измельчения частиц необходим для изготовления высококачественной плитки. Барабанные виды мельниц используются в комбинации с прочими методами. Одним из наиболее распространенных типов таких мельниц - шаровые мельницы, который состоят из крупных вращающихся цилиндров, частично заполненных сферическими измельчающими телами.

Экраны используются для отделения частиц в определенном диапазоне размеров. Они работают в наклонной позиции и механической вибрации или электромеханическим методом улучшают поток материала. Экраны классифицируются в соответствии с числом отверстий на линейный дюйм поверхности экрана. Чем выше это число, тем меньше размер отверстия.

Глазурь - стекломатериал, предназначенный для расплавления на поверхности плитки в процессе обжига, надежно закрепляющийся на поверхности плитки во время охлаждения. Глазури используются для обеспечения влагостойкости и украшения, так как они могут быть окрашены или приобретают специальные текстуры.

Производство керамической плитки: технология

После того, как сырье обработано, следует выполнить несколько шагов, чтобы получить готовое изделие. Эти шаги включают в себя дозирование, смешивание и измельчение, сушка распылением, формование, сушка, глазуровка и обжиг. Многие из этих шагов теперь осуществляется с помощью автоматизированного оборудования.

Дозирование

Для многих керамических изделий, в том числе плитки, качество определяется количеством и типом сырья. Сырье также определяет цвет тела плитки, которое может быть красного или белого цвета, в зависимости от количества используемых железосодержащих сырьевых материалов. Таким образом, важно смешать правильные объемы составляющих, чтобы достичь желаемых свойств. Производятся расчеты, принимающие во внимание физические и химические свойства состава сырья. После того, как определен соответствующий вес каждого сырьевого материала, составляющие смешиваются.

Смешивание и измельчение

После того, как ингредиенты взвешены, они поступают в смеситель. Иногда необходимо добавить воду, чтобы улучшить смешение с несколькими ингредиента партии, а также достичь тонкого помола. Этот процесс называется мокрым помолом и часто выполняется с использованием шаровой мельницы. В результате получается заполненная водой смесь, называемая суспензие. После интенсивных нагрузок воду удаляют из суспензии с помощью фильтр-пресса (который удаляет 40-50 процентов влаги) с последующим сухим размолом.

Распылительная сушка

Включает в себя закачивание суспензии в распылитель, состоящий из быстро вращающегося диска или сопла. Потоками воздуха мелкие частицы освобождаются от влаги. Сырье может также быть получено путем сухого помола с последующим гранулированием. Для этого созданы гранулирующие машины.

Формирование

Чаще всего керамическая плитка формируется путем сухого прессования. В этом способе, сыпучий порошок, содержащий органическое связующее или низкий процент влаги, поступает из бункера в фасонный пресс. Материал сжимается в полости стальными плунжерами, а затем выбрасывается в нижней части плунжера. Автоматизированные прессы используются с рабочим давлением свыше 2500 тонн.

Используются также смачивающие агенты для получения особо тонкой плитки. Экструзия плюс штамповка позволяют производить плитку неправильной формы, небольшой толщины, что делает ее более качественной, а производство экономичным. Пластичная масса проходит уплотнение в специальном цилиндре высокого давления и выдавливается из цилиндра небольшими порциями. Эти порции проходят штамповку с использованием гидравлических или пневматических прессов.

Второй метод заключается в следующем: экструдированные порции сжимаются между двумя половинами жесткой формы, установленной на гидравлическом прессе. Сформированная часть с применением вакуума прижимается к верхней половины пресс-формы, чтобы освободить нижнюю половину. Затем путем нагнетания воздуха через верхнюю половину освобождается верхняя часть. Излишки материала удаляются для повторного использования.

Другой процесс, называемый глазуровка давлением, был разработан недавно. Этот процесс сочетает в себе глазуровку и формирования одновременно. Нанесение глазури (в высушенной распылением порошковой форме) непосредственно в матрицу, заполненную порошком плитки тела. Преимущества включают устранение погрешностей глазуровки, а также снижение отходов материала глазуровки (так называемый шлам), который производится обычным способом.

Сушка

Керамическая плитка, как правило, должна быть высушена (при высокой относительной влажности) после формирования, особенно, если используется мокрый способ. Сушка, которая может занять несколько дней, удаляет воду в достаточно медленном темпе, чтобы предотвратить усадочные трещины. Используются непрерывные или туннельные сушилки, которые нагреваются с помощью газа или нефти, инфракрасные лампы или на микроволновой энергии. Инфракрасная сушка лучше подходит для тонкой плитки, а СВЧ-сушка работает лучше для толстой плитки. Другой способ, импульсной сушки, использует импульсы горячего воздуха, протекающего в поперечном направлении материалу.

Глазуровка

Измельченные глазури наносят с помощью одного из доступных методов. В центробежном глазуровщике или дисковании, глазурь подается через вращающийся диск, который распределяет глазурь на плитке. При способе водопада поток глазури падает на плитку, когда она проходит по конвейеру под ним. Иногда глазурь просто распыляется. Существует также трафаретная печать. В этом процессе глазурь продавливают через сито с резиновым ракелем или через другое устройство.

Сухая глазуровка включает в себя применение порошков, измельченных фритт (стеклянных материалов), и гранулированной глазури на мокрой поверхности плитки. После обжига, частицы глазури сливаются друг с другом, образуя прочную поверхность, подобную граниту.

Обжиг

После глазуровки плитка подвергается обжигу, укрепляющему ее и дающему нужную пористость. После формирования заготовки сушат медленно (в течение нескольких дней), при высокой влажности, чтобы предотвратить образование трещин и усадки. Далее наносится глазурь, а затем плитки обжигают в печи или печи. Хотя некоторые виды плитки требуют двухступенчатого процесса обжига, плитка мокрого помола обжигается только один раз, при температуре 2000 градусов по Фаренгейту или более. После обжига плитка пакуется и отправляется на склад.

Печи, используемые для обжига плитки.

Плитка, получаемая путем сухого помола вместо мокрого помола, как правило, требует двухступенчатого процесса. В этом случае плитка проходит через низкотемпературный обжиг под названием суп обжига до глазуровки. Этот шаг удаляет летучие вещества из материала, большинство или все усадки. После чего производят обжиг и глазуровку одновременно. Оба процесса обжига происходят в туннеле или непрерывной печи, которая состоит из камеры, через которые заготовки медленно двигаются по конвейеру на огнеупорных волокнистых лентах, построенных из материалов, устойчивых к высоким температурам, или в специальных контейнерах. Обжиг в туннельной печи может занять от двух до трех дней, при температуре около 2372 градусов по Фаренгейту (1300 градусов Цельсия).

Для плитки, которая требует только однократного обжига - обычно это плитка, которая получена мокрым формованием - используются фрезерные ролики. Эти печи перемещают заготовки на роликовом конвейере и не требуют дополнительного оснащения. Обжиг в роликовой печи может длиться 60 минут, температура обжига около 2102 градусов по Фаренгейту (1150 градусов по Цельсию) или более.

После обжига и испытаний керамическая плитка готова, она пакуется и отправляется.

Экологичность

Огромное количество загрязняющих веществ генерируется в ходе различных этапов производства; эти выбросы должны контролироваться в соответствии со стандартами. Среди вредных веществ, образующихся при производстве плитки, являются фтор и соединения свинца, которые образуются при обжиге и глазуровке. Соединения свинца были значительно сокращены с недавним развитием, без примеси свинца или с низким содержанием свинца глазури. Выбросы фтора собираются в скрубберы, устройства, которые в основном распыляют воду, чтобы удалить вредные загрязнители. Это можно контролировать также с помощью сухих процессов: тканевыми фильтрами с покрытием из извести. Эта известь может быть переработана в качестве исходного материала для будущей плитки.

Промышленное производство керамической плитки также образуют сточные воды, образующиеся при фрезеровании, глазуровке и сушке распылением. Отходы производства плитки также возвращают в процесс подготовки сырья для повторного использования.

Контроль качества

Большинство производителей керамической плитки в настоящее время используют методы статистического контроля процессов (SPC) для каждого шага производственного процесса. Многие также тесно сотрудничают со своими поставщиками сырья, чтобы получаемое сырье соответствовало требованиям. Статистический контроль процесса состоит из диаграмм, которые используются для контроля различных параметров обработки, таких как размер частиц, фрезерное время, температура сушки и время, давление прессования, размеры после прессования, плотность, температура и время обжига, прочие. Эти графики помогают выявить проблемы с оборудованием, повысить его эффективность.

Конечный продукт должен удовлетворять определенным требованиям в отношении физических и химических свойств. Эти свойства определяются с помощью стандартных тестов. определяемые характеристики включает механическую прочность, стойкость к истиранию, химическую стойкость, водопоглощение, стабильность размеров, морозостойкость и коэффициент линейного теплового расширения. Совсем недавно добавился параметр сопротивление скольжению, который может быть определен путем измерения коэффициента трения.

Перспективы

В целях поддержания роста рынка, производители керамической плитки будут сосредотачиваться на разработке и продвижении новых моделей с различными прочностными и эксплуатационными характеристиками. Особое внимание сейчас уделяется крупногабаритным, прочным, гранитным, полированным моделям. Высокая прочность достигается благодаря особому составу сырья, новым технологиям глазуровки, производству на усовершенствованной аппаратуре. Автоматизация производства керамической плитки будет играть ведущую роль в работе по увеличению объемов производства, снижении затрат и улучшению качества. Кроме того, изменения в технологии производства керамической плитки, вызванные проблемами окружающей среды и энергетических ресурсов, будут продолжаться.

Главным фактором в производстве керамической плитки является отработанный технологический процесс производства, который постоянно совершенствуется. Как правило, облицовку керамической плиткой стен делают по технологии двойного, реже одинарного обжига. Напольную керамику, напротив, чаще обжигают один раз, реже - два. А вот изготовление декоративных элементов требует дополнительного - третьего обжига.

Этапы производства плитки:

Подготовка сырьевого замеса. Корпус плитки готовится из смеси глины (для придания пластичности), кварцевого песка (для твердости корпуса) и полевого шпата (для плавкости). При приготовлении глазури используется песок, каолиновые глины, предварительно заготовленная стеклянная крошка, а также пигменты на основе оксидов (для цвета). Для изготовления корпуса плитки сырьевые материалы тщательно измельчаются и перемешиваются для получения совершенно однородной массы.
Формовка. Используются два метода - прессование и экструзия. Прессованная керамика получается из порошкового раствора, который уплотняется и прессуется под высоким давлением. Экструдированные варианты изготавливаются из тестообразной массы исходных материалов и формуются при прохождении через специальное отверстие экструдера при помощи матрицы-мундштука, обеспечивающей керамической плитке толщину и ширину. Далее происходит нарезка изделия по длине специальными ножами. Метод прессования позволяет жестче контролировать размер и получать поверхность лучшего качества. При этом экструзия проще и дешевле.
Высушивание и обжиг. После формовки изделия высушиваются для удаления небольшого содержания влаги. Затем подвергаются обжигу (неглазурованная плитка) при высокой температуре, варьирующейся в зависимости от типа материала от 900 до 1 200 °C. Химические и физические характеристики, такие как плотность, устойчивость к механическим и химическим воздействиям, она приобретает в процессе. При обжиге высокая температура придает материалу устойчивость к агрессивным химическим веществам и физическим воздействиям окружающей среды.

Способы производства керамической плитки:

бикоттура (двойной обжиг);
монокоттура (одинарный обжиг);
монопороза;
котто;
клинкер (экструзионная технология)

Бикоттура

Bicottura, то есть двойной обжиг - это эмалированный материал, предназначенный для облицовки керамической плиткой стен внутри помещений. Эмаль придает блеск и позволяет отобразить рисунок любого дизайна, а также защищает от проникновения влаги.

Весь цикл производства керамической плитки происходит за два процесса обжига: первый - для создания основы, и второй - для закрепления эмали.

Основа («печенье») получается таким образом: сначала, в специальных формах прессуется увлажнённая масса из красной глины, затем, она обжигается при температуре до 1040 градусов. Такая керамическая плитка считается пористой, с показателем водопоглощения до 10%. Толщина «печенья», как правило, составляет 5-7 мм. Этот вид уступает по прочности всем другим, таким образом, может применяться исключительно в интерьерах.

Создание печенья - это отдельный производственный цикл, по окончании которого изделия проходит контроль планиметрических параметров и линейных размеров и, в случае несоответствия керамической плитки заданным параметрам, отбракованные образцы автоматически снимаются с конвейера и идут на переработку. Ко второй фазе обжига - нанесения эмали, отбракованные керамические плитки не допускаются.

Эмаль может быть глянцевой или матовой и не обладает высокой поверхностной прочностью, как, например, у монокоттуры, поскольку не предполагается, что эта керамическая плитка, используемая в основном на стенах, будет подвергаться механическим и абразивным нагрузкам, например, по ней будут ходить. Вместе с тем эмаль достаточно стойка к воздействию бытовых моющих средств, используемых для чистки керамики, а также к косметическим и гигиеническим средствам, которые могут контактировать с поверхностью керамической плитки в ванных комнатах.

Поскольку процесс нанесения эмали никак не влияет на геометрию керамической плитки, эти параметры после окончания производства уже не контролируются, а пластины проверяются только на наличие дефектов поверхности.

Внешне керамическую плитку этого типа отличает:

Относительно маленькая толщина;

Красно-коричневая глиняная основа;

Небольшая масса;

Бикоттура обычно изготавливается коллекциями, состоящими из нескольких цветов: более светлого (чаще всего базового в серии) и дополнительных - более темных, с большим количеством декорированных элементов, изготавливаемых двумя различными способами.

Если необходим элемент, отличающийся по размеру от основного формата, (например, бордюр), то он изготавливается с дополнительным третьим обжигом. Предварительно керамические плитки нарезаются под нужный размер - и на них наносится ещё один слой эмали с последующим обжигом для закрепления рисунка.

Для изготовления рельефных декорирующих элементов большой толщины в замес добавляется гипс, придающий пластичность, затем происходит формование с последующим покрытием эмалью и обжигом (иногда просто сушка без обжига).

Это более трудоёмкий, долгий и дорогой процесс. Бикоттура применяется для облицовки керамической плиткой стен в интерьерах, иногда также для покрытия пола (если выбранная серия рекомендована к такому применению), но лишь в тех помещениях, которые не соприкасаются с улицей и где, следовательно, отсутствует риск повредить эмаль абразивными частицами (песок, пыль).

Монокоттура

Monocottura, то есть одинарный обжиг - это эмалированный материал, подходящий как для облицовки керамической плиткой стен, так и для укладки на пол. Некоторые её виды являются морозостойкими и, соответственно, позволяют применять данный тип снаружи помещений.

Производство керамической плитки происходит за один цикл обжига. Специально подготовленная смесь, состоящая из разных сортов глины с добавлением других натуральных компонентов, перемешивается в специальных барабанах и одновременно увлажняется. Затем подсушивается и перемалывается в огромных вертикальных силосах практически до состояния смеси и подаётся через дозатор необходимыми порциями на транспортную ленту с последующим помещением в пресс-форму, где происходит равномерное распределение строго дозированного количества этой смеси по всей форме штампа.

Надо отметить, что размер прессованных заготовок на этом этапе превышает номинальный примерно на 7-10% (примерно соответствует содержанию влаги в замесе после пресса, то есть керамика, имеющая параметры по каталогу 30х30, имеет формат приблизительно 33х33). Всё это происходит потому, что в процессе сушки и окончательного обжига пластины сужаются, уменьшаясь в размерах, и это как раз объясняет наличие калибров, присваиваемых изделиям

После выхода из-под пресса, керамические плитки направляются в специальную камеру окончательной подсушки, и далее на участок, где на ещё необожженные изделия наносится эмаль, которая после обжига защищает тело и придаёт задуманный изначально дизайн.

Далее пластины подаются в печь длиною до 100 м. Постепенно нагреваясь там до температуры до 1200°С и затем плавно остывая, керамика проходит тот самый одинарный обжиг, в результате которого основа приобретает исключительную твёрдость и на ней закрепляется эмаль, образуя прочное единое целое. Весь процесс обжига строго контролируется с помощью компьютеров на каждой фазе нахождения в печи. После выхода из печи, керамическая плитка приходит на участок дефектоскопического и визуального контроля тональности и калибровки, после чего сортируется по партиям, упаковывается, маркируется и попадает на склад готовой продукции.

Испытания на участке дефектоскопии заключаются в том, что каждое изделие попадает на так называемые рельсы, где по ним прокатывается ролик, воздействующий с определённой нагрузкой. Если имеется дефект, то оно не выдерживает и ломается, автоматически не попадая на дальнейшие испытания. Дефекты эмалевой поверхности проверяются визуально, одновременно с определением тональности плитки.

Эмаль у пластин одинарного обжига кроме повышенных прочностных характеристик обладает стойкостью к бытовым моющим средствам, а некоторые к агрессивным химическим средам.

В производство керамической плитки монокоттуры можно получить напольные и настенные декоры. Производство напольных декоров очень похоже на изготовление основного материала с той лишь разницей, что на заготовки нужного формата наносится рисунок заданного дизайна, который затем также обжигается, и поэтому прочность эмали декора не уступает прочности основного поля. Настенные декоры (в случае, если серия имеет ещё и рекомендованное дизайнерами фабрики назначение как «настенная для интерьеров») делаются по тем же технологиям, что и для бикоттуры, соответственно не обладая прочностными характеристиками основного поля.

Монокоттура используется для облицовки керамической плиткой всех типов поверхностей в интерьерах, а также, особо стойкие виды этой плитки могут применяться, как напольное покрытие в общественных местах с менее интенсивным потоком людей. Также морозостойкие серии могут быть использованы для наружных работ.

Основные отличия монокоттуры от бикоттуры:

большая плотность материала, в результате использования более мощного пресса и высокой температуры обжига, и как следствие, наличие серий с низким водопоглощением (<3%);
более толстая и прочная основа;
эмаль прочнее и износоустойчивей.

Монопороза

Это отдельный вид керамики одинарного обжига. Производство керамической плитки методом монопороза происходит по технологии прессования и последующего одинарного одновременного обжига и нанесенной глазури. В этом она полностью схожа с монокоттурой. Но благодаря использованию несколько иных компонентов при приготовлении замеса, физические свойства, и, соответственно, область применения существенно отличаются и являются более близкой бикоттурк. При производстве монопорозы используется глина с высоким содержанием карбонатов. При обжиге, в результате химических процессов, образуется высокопористая белая масса, с высоким водопоглощением (до 15%). Прочность такой керамической плитки заметно меньше, чем прочность традиционной «монокоттуры», поэтому основа имеет толщину 12 мм. Естественно, что применяться может только внутри помещений.

Данная технология позволяет выпекать плиты больших форматов практически идеальных размеров, которые после дополнительной механической обработки граней (ректификации) можно укладывать с минимальными швами.

При производстве бикоттуры, где сама основа производится из красных глин, светлая эмаль должна быть достаточно толстой, что не потерять цвет, у монопорозы же белая основа позволяет наносить тонкий слой светлой эмали. Эти две характеристики подразумевают и стилистическое исполнение плиток- цвета в сериях обычно имитируют натуральный мрамор. Декоры изготавливаются как традиционным способом - нанесением рисунка на керамическую плитку, так и с помощью резки водой под большим давлением на специальном оборудовании: таким способом можно получить очень красивый сборный декор, используя, в том числе, и кусочки натурального камня.

Белая пористая основа и тонкий слой эмали требуют особых правил работы: для облицовки керамической плиткой необходимо использовать клеящий состав белого цвета, затирать швы необходимо очень аккуратно, стараясь не повредить эмаль. Поверхность большого формата должна быть идеально ровной.

Ректификация

Все большей популярностью в последнее время пользуются ректифицированная керамическая плитка, применение которых позволяет создать как бы единую поверхность, без видимых больших швов. Таким образом, создаётся впечатление, что поверхность облицована натуральным камнем.

Ректификация - это дополнительная механическая обработка уже готового материала, заключающаяся в срезании боковых кромок как матовой, так и полированной керамической плитки на специальных станках, для придания всем без исключения изделиям в серии единого размера в каждом формате.

Оборудование настроено таким образом, что обрабатывает также и разные форматы в одной серии по заданному шаблону так, что, например, в одной керамической плитке 30х30 по длине укладываются две керамические плитки 15х15, или в одном изделии 45х45 - одна пластина 30х30 и одна 15х15. Эта операция позволяет облицовывать керамической плиткой разных форматов, а также сочетать матовые и полированные варианты одной серии с минимальными швами, что является дополнительным преимуществом и практически невозможно для неректифицированных изделий.

Котто

Это неэмалированные плитки с красной пористой основой, получаемые путем экструзии.

Представляет собой керамический материал, изготавливаемый из глин различных видов. Сформованные экструдированием и высушенные плитки, обжигаются при температуре до 1110°С. Основа получается пористая, красного цвета с самыми различными оттенками (в зависимости от вида глины).

Обладает повышенной стойкостью к воздействиям абразивных материалов, характеризуется высоким сопротивлением сжатию, изгибу, действию агрессивных химических веществ и атмосферных явлений.

Котто применяется для облицовки керамической плиткой полов внутри зданий.

Клинкер

Это плитки неэмалированные или эмалированные одинарного обжига с разноцветной (обычно уплотненной) основой, получаемые путем экструзии. Производство керамической плитки происходит в 2 этапа:

Сырьевая смесь обжигается при температуре до 1250°C вплоть до начала остекленения.
Применение процесса экструдирования позволяет получать не только плитку сложной геометрической формы, но и различные облицовочные элементы - цоколей, уголков, ступеней и т.д.

В итоге изделия обладают хорошими характеристиками сопротивления механическим нагрузкам, истираемости, действию атмосферных явлений и перепадам температуры. Устойчивы к воздействию агрессивных химических веществ, легко чистятся, неприхотливы в эксплуатации.

Клинкерная плитка применяется для укладки полов внутри и снаружи здания, облицовка наружных стен жилых, общественных, промышленных, спортивных сооружений.

Мозаика

Керамическая плитка довольно долго считалась универсальным отделочным материалом, который по сей день широко используется в строительстве и ремонте. Плиткой облицовывают все, что можно, - бассейны, стены и полы в ванных комнатах и на кухнях, фасады зданий, ступени лестниц и т. д. И все же, несмотря на любовь к керамической плитке, люди искали ей альтернативу. Увы, керамика - все же хрупкий и пористый материал. К тому же довольно крупные «габариты» плитки (самый маленький размер - 10 х 10 см) не позволяют получить изображение с «высоким разрешением».

В итоге этих исканий в наш быт вновь вошла мозаика, известная человечеству с незапамятных времен. Впрочем, как известно, все новое - хорошо забытое старое.

Смальта

Смальта - это плитка из цветного стекла. Изготавливается из расплавленной стекломассы. В процессе производства керамической плитки сначала отливают (иногда прессуют), а затем обжигают.

Цветовая палитра смальты включает сотни разнообразных цветов и оттенков, что позволяет получать с её помощью высокохудожественные панно.

Смальта отличается устойчивостью к воздействию любых агрессивных сред, а также цветоустойчивостью. Коэффициент водопоглощения практически равен нулю, что определяет ее сферу применения. Применяется для облицовки керамической плиткой подводной части бассейнов, а также для мозаичных работ.

Майолика

Это особо прочная керамика. Эмалированные плитки с пористой цветной основой, формованные прессованием. Технология изготовления, предусматривает два раздельных обжига: первый - для корпуса плитки, второй - для эмали (двукратный обжиг позволяет избежать трещинок и «мошек» на поверхности). В результате плитка получается ровной, блестящей и очень декоративной.

Сырье для производства майолики представляет собой смесь глины, песка, карбоната и окиси железа (придает основе плитки розоватый оттенок). Глазурь используется только непрозрачная - цветная.

Применяется для облицовки керамической плиткой внутренних стен жилых помещений с низкой влажностью воздуха (не предназначена для ванных комнат, душевых и аналогичных помещений т.к. майолика - высокопористый материал, и имеет большое водопоглощение - 15-25%). Технология изготовления майоликовых изразцов требует высокой культуры производства, точности и аккуратности в работе. В образцах используется красная глина, которая впоследствии покрывается эмалью и глазурью. Перед вторым обжигом поверх белой эмали наносится декоративный рисунок.

Макет будущих форм изготавливают из мягкого материала, по которому в дальнейшем делается гипсовая форма. После этого в готовые формы вручную укладывается с запасом глиняная масса, заполненные формы на несколько дней оставляют для естественной сушки. Готовые и подогнанные друг к другу образцы покрываются тонким слоем белой глины. Чтобы придать изделиям характерный красно-коричневый цвет и завидную прочность, их отправляются на первоначальный обжиг.

Обжиг производится в специальных печах с равномерно распределенным теплом, чтобы усадка изразцов происходила равномерно.

Наконец, художники могут вручную(!) нанести рисунок. Но это не так просто, как может показаться на первый взгляд: при повторном обжиге используемые краски могут поменять свой цвет, неправильно нанесенный рисунок практически невозможно исправить.

Расписные образцы отправляются на повторный обжиг, который происходит под тщательным контролем мастеров, следящих за неизменностью параметров обжига. Иногда готовые образцы дополнительно глазируют специальными красками.

Сегодня многоцветные изразцы переживают свое второе рождение. Десятки фирм на территории России предлагают облицовку печей и каминов изразцами, многие специализируются исключительно на изразцовых печах. И это не случайно. Человек всегда стремится к изящному, художественному, красивому. Один из путей удовлетворения этого стремления - многоцветный, теплый, живой изразец.

Керамическая плитка применяется людьми с незапамятных времен. Благодаря внешнему многообразию и отличным качествам этого материала, его массово используют в ваннах, туалетах, на кухнях. Благодаря такой популярности, правильно налаженное производство керамической плитки будет очень выгодным.

Компоненты для создания керамической плитки

В качестве сырья при изготовлении керамической плитки применяются разнообразные смеси определенных компонентов, таких как:

глинистые материалы, придающие свойство пластичности, за счет которой становится возможной формовка заготовок изделия;
кварцевой песок, основной наполнительный материал смеси, создающий каркас керамической плитки;
карбонатные материалы, состоящие некоторого числа полевых шпатов, придающие необходимую вязкость и плотную структуру при обжиге.

Технология получения шихтовой смеси для изготовления керамической плитки включает в себя несколько этапов, позволяющих получить однородный материал, требуемой фракции и влажности. Влажность смеси зависит от технологии изготовления керамической плитке, и составляет от 5 до 20%.

Несмотря на методику изготовления керамического изделия, технология получения шихтовой смеси включает 3 последовательные операции: измельчение, перемешивание и увлажнение.

Измельчение порошка выполняется по двум методикам: сухое измельчение компонентов с дальнейшим добавлением воды и влажный способ, при котором исходные компоненты измельчаются в воде, а затем подвергаются сушки методом распыления. Метод измельчения в первую очередь зависит от массы и геометрических размеров изделия.

Технология производства керамической плитки

Существуют три основных способа производства керамической плитки.
Первой методикой является полусухое прессование порошков влажностью до 7%. Этот способ является основным.

Второй, по своей распространенности, считается технология литья из шликера. В этом случае используется раствор глинистой суспензии влажностью от 30 до 35%.

Последний способ производства строительной керамики на предприятиях, это пластическое формирование из масс, обладающих влажностью от 15 до 20%.

Основными этапами производства керамических изделий являются:

специальная обработка глинистого материала с добавками минеральных веществ;
получение изделия определенной формы;
термическая обработка, заключающаяся в обжиге изделия до необходимого состояния, зависящего от области применения.

На большинстве современных заводов применяются поточно-конвейерные линии, состоящие из большого числа оборудования, являющегося отдельным узлом в общей технологии. Большая часть керамической плитки, а точнее около 95% от общего числа, получают прессованием шихтовой массы, влажностью от 5 до 7 %. На этапе формировки, еще не обожженная плитка, приобретает необходимые плотность и прочность.

Достаточно важным этапом производства является сушка изделия . На этом этапе необходимо максимально избежать появления возможных деформаций, трещин и других дефектов. Как правило, сушка производится горячим воздухом. Химическая инертность, и эксплуатационные свойства керамической плитки достигаются на этапе обжига. В основном, обжиг осуществляется в специальных печах проходного типа и непрерывного действия. Температура этого вида термообработки, для керамической плитки, может достигать 1250 градусов.

Приспособления для изготовления керамической плитки

Основным оборудованием, используемым при производстве керамической плитки, являются: бетономешалки, вибростанки, печи для обжига и сушки.

Бетономешалки, с помощью встроенных в них лопастей осуществляют перемешивание исходных компонентов. Перед выбором бетономешалки необходимо произвести расчет производительности, требуемой в конкретном случае производства.

Формирование плитки осуществляется посредством вибростанка. В нем происходит прессование смеси в специальных формах. После формовки изделия помещаются в печь для удаления лишней влаги. Лучшим вариантом будет сушка потоками горячего воздуха.

Другой тип печей, применяемых в производстве керамических изделий, это туннельные печи для обжига. Температура нагрева в таких печах достигает 1250 градусов.

Не менее важным оборудованием является камера для нанесения рисунка. Выбор устройство зависит в первую очередь от финансовых возможностей.

Оборудование для печати на керамической плитке

Для нанесения рисунка на керамическую плитку применяются УФ-принтеры. Печать на такой поверхности требует заправки специальными чернилами с высокими адгезионными свойствами и глазурными красками. После выполнения графического изображения выполняется полимеризация УФ-лампой. Принтеры для нанесения рисунка на керамику бывают струйные и лазерные.

При производстве небольших партий применяют струйные керамические принтеры. В основном с их помощью наносят черно-белые изображения. При больших объемах выпускаемой продукции потребуется лазерный принтер. Сначала картинка выполняется на декольной бумаге, а затем, переносится на плитку и обжигается в печи. Перед покраской плитку необходимо обезжирить.

Коммерциализация получения керамической плитки

В отличие от крупных производств, малый бизнес в этой сфере имеет некоторые большие преимущества. Главным является широкий ассортимент выпускаемых изделий, который, маловероятно может предложить крупный изготовитель. Важным достоинством небольшого производства плитки считается возможность изготовления высококачественной продукции по низкой стоимости. При этом технология изготовления керамической плитки может быть освоена достаточно быстро.

Благоприятным для предпринимателей, специализирующихся в производстве изделий из керамики, стало снижение курса валюты, повлекшее за собой повышение стоимости зарубежной продукции. Минимальное число приспособлений для выпуска керамической плитки обойдется вам в 10 000 долларов. Сюда входит устройство для перемешивания, вибростанок, печное оборудование для сушки, камеру для нанесения рисунка и глазирования, а также специальные приспособления для формовки.

Для производства специфической кафельной плитки понадобятся дополнительные оборудование и приспособления. Так же, не стоит забывать о трафаретах для нанесения рисунков, стоимость которых составляет около 600 долларов.

Главным конкурентным преимуществом является качество изделия, зависящее в первую очередь от исходных материалов для приготовления шихтовой смеси. Поэтому, понадобятся качественный гранитный отсев и пластификаторы. Например, для выпуска кафельной плитки, покрывающей площадь в 5 000 квадратных метров, стоимость исходных материалов составит около 12 000 долларов. Для организации производства такого числа кафельных изделий потребуется наличие четверых рабочих.

Необходимо привлечь к выполнению работ специалиста, для контроля и корректировки технологии производства. В качестве помещения подойдет склад, площадью 100 квадратных метров.

В итоге, суммировав все затраты, получим:

Одноразовые затраты в 30 000 долларов;

Ежемесячные расходы на производство около 18 000 долларов.

Средняя цена при реализации одного квадратного метра плитки равняется 7 долларам. При объеме 5 000 квадратных метров ежемесячный доход составит 35 000 долларов.

Модели современного оборудования

В настоящее время на рынке строительной техники предлагается множество различных видов устройств для изготовления керамической плитки. Принтеры марки Canon для цветной печати на керамической плитке создают изображение по топографической схеме CMYK. Низкая себестоимость, высокое качество и быстрота работы выделяет их среди большинства аналогов.

Среди вибростендов популярностью пользуется саратовское оборудование «Марс». Они имеют сравнительно небольшие габариты и высокую производительность, при этом, цена на них существенно меньше, чем на зарубежные аналоги.

Широкий выбор бетономешалок предлагает Златоустский завод бетоносмесительного оборудования. Для организации небольшого или среднего производства подойдут мини-РБУ, производительностью от 10 до 50 кубических метров в час. Единственным их недостатком можно считать отсутствие автоматического режима работы.

Видео про изготовление керамической плитки

Первые образцы керамической плитки начали изготавливаться еще в далеком прошлом, и были найдены в Междуречье Евфрата и Тигра еще до н.э. Отделочный материал и на сегодняшний день является одним из самых востребованных на строительном рынке.

Несмотря на многовековую историю керамической плитки, процесс изготовления данного материала у разных производителей практически идентичен. Отличаются только применяемые технологии, оборудование, инструменты и оснастка.

Сырье для производства керамической плитки

Используемое сырье и компоненты:

Основные компоненты – глина, каолин;
Сырье для снижения усадки – кварцевые пески;
Плавни для снижения температуры спекания – нефелины, шлаки, полевые шпаты;
Добавки – механоактивирующие, ПАВ, разжижители.

Все сырье, используемое при создании керамической плитки условно можно классифицировать на такие группы:

Глинистые компоненты, обеспечивающие пластичность массе для дальнейшей формовки отделочного материала;
Кварцевые составляющие, способствующие образованию скелета плитки;
Карбонатное сырье, придающее стекловидную структуру обожжённому изделию.

Производство керамической плитки - технология

В зависимости от особенностей технологического процесса создания керамической плитки выделяют такие виды отделочного материала:

Неглазурованную керамическую плитку;
Глазурованную плитку однократного обжига;
Глазурованную плитку двукратного обжига.

При подробном рассмотрении технологической схемы производства данных видов изделий можно выделить ряд повторяющихся этапов, однако существуют и принципиальные различия.

Этапы, составляющие технологический процесс производства керамической плитки, свойственные всем видам изделий:

1. Приготовление смеси - сложный процесс получения однородной массы, необходимой зернистости и содержания воды. Приготовление смеси включает операции:

измельчение;
смешивание-гомонизацию;
увлажнение.

На данном этапе производства могут применяться две технологии:

Технология, предполагающая измельчение сырья в воде , после которой шликер подсушивается методом распыления;

- Сухое измельчение и последующее доведение смеси до заданного уровня влажности.

Разные производители в процессе приготовления смеси могут не только придерживаться вышеперечисленных двух технологий, но и изменять состав смеси. Например, американский завод по производству керамической плитки «Вортек » при приготовлении смеси вводит до 70- 90% стекольного компонента, используемого в виде остеклованной золы.

2. Формовка (рис. 1) - осуществляется методом прессования. Как известно, более 95 % керамической плитки, изготовленной на заводах в Испании, производится методом прессования. Во время прессования под воздействием высокого давления порошкообразная масса сдавливается в двух направлениях. В процессе прессования гранулы деформируются, и плитка приобретает необходимую прочность и плотность.

3. Сушка - этап производства, на котором удаляется вода из изделий необходимая для формовки. Во время данной операции очень важно организовать контроль качества изделий. Ведь во время сушки на поверхности керамической плитки могут возникнуть трещины или другие деформации.

4. Глазурование — данная операция осуществляется только при производстве глазурованной керамической плитки. Во время данной операции глазурь наносится на поверхность изделий и расправляется по всей плоскости. В состав глазури могут входить: песок, каолин, красящие пигменты, фритты.

5. Обжиг - осуществляется в специальных печах, которые представляют собой туннель. Изделия перемещаются по туннелю на специальных транспортёрах, вначале они нагреваются и только потом температура обжига достигает максимального значения, которое может быть более 1250 °С.

Если необходимо произвести глазурованную керамическую плитку двукратного обжига, тогда глазурь наносят после первичного обжига и только затем подвергают изделия повторной операции.

Технологическая схема производства керамической плитки представлена на рис 2.

Технология производства керамической плитки у зарубежных заводов и отечественных компаний может отличаться.

Так, например, на многих отечественных заводах внедрена система «Ротоколор», которая представляет собой автоматическую самоочищающуюся систему. Данная система позволяет осуществлять декорирование керамической плитки любой поверхности. Благодаря данной технологии продукция производителей характеризуется конкурентоспособными преимуществами.

Оборудование для производства керамической плитки

В зависимости от цели предприятия

Предприятиям, которые только начинают изготовление керамической плитки необходимо соответствующие оборудование:

Бетономешалка или емкости, изготовленные из нержавеющей стали, оснащенные перемешивающим устройством;
Вибростанок;
Формы для керамической плитки;
Промышленная печь для сушки изделий и обжига;
Камера для напыления глазури, рисунков.

Если цель предприятия - изготавливать уникальные товары, тогда может потребоваться дополнительное производственное оснащение:

Усовершенствованная напылительная камера;
Набор трафаретов, позволяющих наносить уникальный и оригинальный рисунок на плитку.

Линия по производству керамической плитки

На крупных заводах, лидирующих по объемам продаж керамической плитки, установлены автоматизированные линии. Как правило, на отечественных предприятиях устанавливается импортное оборудование Испанского и Итальянского производства. Линии SACMI , установленные на заводах, позволяют изготавливать облицовочные плитки однократного и двукратного обжига (рис. 4). Сделать продукцию конкурентоспособной можно, оснастив дизайн-бюро оборудованием для лазерного обжига силиконовых барабанов компании «Assoprint », изготовленного в Италии.

Создание бизнес-плана для предприятия, изготавливающего керамическую плитку

Для открытия завода, изготавливающего 50 тыс. м 2 керамической плитки в год необходимо такое оборудование:

Печь;
Смеситель;
Шаровая мельница;
Транспортеры;
Сушильное оборудование;
Распылители;
Весовой питатель;
Прессы, штампы;
Упаковочное оборудование и вспомогательное.

Руководители создающегося завода должны арендовать производственные помещения площадью 600 м 2 , а также офис площадью 20 м 2 .

Производственные помещения должны включать:

Склад для сырья;
Цех по производству изделий;
Склад готовой продукции.

Производственная программа завода по производству керамической плитки подразумевает изготовление 60 080 м 2 товара в год. Для данного объема производства необходимо 420567 кг сырья. Рассчитаем стоимость сырья и материалов для изготовления заданного объема керамической плитки. (табл. 1)

Для расчета основных показателей эффективности завода, изготавливающего керамическую плитку необходимо совершить калькуляцию себестоимости готового изделия . (табл.2)

Потребность в персонале и фонд заработной платы в год рассчитан в таблице 3.

Производство керамической плитки осуществляется множеством заводов и фабрик во всем мире. Это считается перспективным делом и хорошей инвестицией капитала. На сегодняшний день существуют производства, на которых изготовление керамической плитки во многом ориентировано на индивидуальные заказы. Обилие вариантов готовых решений наряду с возможностью изготовления персональных заказов позволяет воплощать в керамике любые дизайнерские замыслы.

Производство керамической плитки вполне можно выполнять и самостоятельно. Керамику делали задолго до того, как появились специальные прессы и другие механизмы. Изготовление кафеля основывается на тысячелетней практике. Любому желающему сегодня вполне доступно изготовление плитки с помощью простых механизмов, дающих возможность делать исходную массу, наносить глазурь и выполнять обжиг плитки.

Процесс изготовления кафеля несложен. Исходя из разновидности изготавливаемой кафельной плитки и ее предназначения в производстве применяется смесь глины различных видов с добавлением прочих натуральных примесей. Для получения кафеля хорошего качества важно использовать подходящую разновидность глины. Поначалу все компоненты при помощи соответствующего оборудования прессуются. Процесс выполняется под большим давлением, после чего изделия проходят обжиг в печи при большой температуре.

Для производства кафеля используется огнеупорная либо тугоплавкая глина. Первый вариант является наиболее подходящим благодаря большому количеству примесей. При изготовлении кафеля крайне важно не нарушать предусмотренные технологией условия. Несмотря на то что сегодня изготовление кафеля является основой деятельности многих предприятий, растущий спрос позволяет не только расширять существующие мощности, но и открывать новые линии.

Для различных вариантов кафеля предусматривается использование смеси разных сортов глины и дополнительных примесей. Для получения глазури применяется смесь, включающая каолиновые глины, песок, стеклянную крошку и оксидные пигменты. Пигменты используются для придания плитке необходимого цвета. Для изготовления самой плитки в основном применяется смесь полевого шпата, глины и кварцевого песка.

Производство кафельной плитки мало отличается от изготовления любой другой керамической продукции. На протяжении очень длительного времени технология производства керамической плитки в своей основе остается неизменной. Невзирая на различия в особенностях изготовления плитки разных видов, для основной их массы схема технологии производства также одинакова.

Производство плитки — процесс, состоящий из нескольких фаз. Для получения плитки высокого качества применяется прогрессивное технологическое оснащение, лучшие виды исходного сырья. Для производства плитки может быть использовано полностью автоматизированное промышленное оборудование. Технология изготовления, которая основана на высокотехнологичном оснащении, позволяет делать плитку больших размеров с идеальной формой и пропорциями.

Отличия способов производства

Все исходные материалы сначала основательно измельчаются, после чего размешиваются и увлажняются до образования гомогенной массы. На следующем этапе следует формование, для чего может использоваться прессование либо экструзия. Прессованная плитка вырабатывается из сырья, размельченного в порошок. Сначала порошок уплотняется, после чего подвергается прессованию под большим давлением. Такой способ дает возможность более жестко соблюдать типоразмер изделий и формировать высококачественную поверхность.

В производстве керамической плитки технология экструдирования предусматривает прохождение пастообразной смеси основных материалов сквозь специальную фильеру нужной формы. В процессе прохождения подготовленной смеси сквозь форму создаются изделия необходимой ширины и толщины. Использование такого способа формования отличается простотой и меньшей стоимостью по сравнению с методом прессования. После этого действия керамическая плитка сушится и подвергается обжигу.

Как готовится смесь и формуются изделия

Изготовление кафеля начинается с подготовки сырья. На стадии подготовки выполняется смешивание составляющих, из которых формируется однородная исходная масса. Для этого сначала измельчается глина, после чего в нее добавляются необходимые примеси для получения нужного состава. Измельченная глина обязательно смачивается. Степень смачивания определяется добавками, объем и пропорции которых определяются требуемыми характеристиками для готовых изделий.

Далее происходит формование плитки. Как уже было описано выше, формование может выполняться двумя методами: экструзией или прессованием. В первом случае готовая масса пропускается через специальную формующую установку, во втором в подготовленные формы заливают массу, которая затем прессуется под большим давлением. На выходе получаются очень плотные и крепкие изделия.

Сушка изделия и покрытие глазурью

На следующей стадии выполняется сушка изделий, с помощью которой из плитки удаляется излишняя влага. Без этой стадии не обойтись, поскольку без удаления излишков влаги на этапе обжига будет происходить интенсивное парообразование. Образующийся избыток пара станет причиной нарушения целостности плиточных изделий, и на выходе получится слишком много бракованного продукта.

Глазурование требуется для придания плиточным изделиям определенной расцветки либо оттенка. Покрытие глазурью выполняется накануне обжига. Глазуруют плитки посредством обливания и пульверизации. Высокотемпературная обработка изделий в печи и процесс остывания превращают такой вид покрытия в своеобразное стекло. Это покрытие выполняет не только эстетическую, но и защитную функцию. В итоге кафель будет защищен от негативного влияния внешних факторов и обретет высокие гигиенические свойства.

Как происходит обжиг изделий

Высокотемпературное воздействие в печи формирует требуемые химические реакции, приводящие к необходимым физическим изменениям в плиточных изделиях. На производстве печь устроена в виде конвейера, где изделия перемещаются в туннеле. Существуют печи, в которых перемещение изделий основано на карусельном принципе.

На рынке технологического оснащения оборудование для производства керамической плитки представлено в большом ассортименте. С развитием и совершенствованием технологий оно непрерывно улучшается. Ассортимент его велик, приобрести можно самостоятельные установки, большие агрегаты для крупных фабрик либо отдельный станок для производства плитки у себя на участке.

Какие преимущества дают новые технологии

Производство кафеля в последнее время переживает обновление. Это связано с тем, что появились новые современные типы оборудования для раскрашивания изделий. Новые технологии позволяют формировать декоративный слой таким образом, чтобы он образовывал единое целое со структурой изделий. Такой рисунок со временем не стирается и не блекнет.

Один из современных вариантов нанесения рисунка на керамическую плитку предусматривает использование УФ-принтеров. Такого рода печать основана на применении особых чернил и глазурных красок с хорошими адгезионными характеристиками. По завершении процесса нанесения таким способом графического рисунка производится полимеризация при помощи УФ-лампы.

Для нанесения на керамическую плитку рисунка могут использоваться специальные струйные и лазерные принтеры. В процессе производства малых партий используют струйные принтеры для керамики. С их помощью наносятся главным образом черно-белые рисунки. Для крупных объемов керамической плитки производство может быть оснащено лазерными принтерами. В этом случае картинка сначала переносится на декольную бумагу, после чего фиксируется на плитке, которая вслед за этим проходит обжиг в печи.

Самостоятельное изготовление

В последнее время получает все большее распространение самостоятельное изготовление кафеля. Мотивом для этого служит желание не только сэкономить, но и сделать оригинальный, не встречающийся ни у кого отделочный материал. Большой популярностью в самостоятельном производстве пользуется цементная плитка. Она представляет собой весьма интересный материал отделки, который может использоваться для стен и пола. Такое покрытие изготавливается ручным способом, который был изобретен еще в Средние века.

Производство цементной плитки является занимательным процессом. Для ее изготовления делается специальная металлическая форма в виде матрицы с контурами рисунка плитки — наподобие трафарета. Далее готовится окрашенный цемент, для чего используется смесь, в которую входит мелкий песок, особый цемент, мраморный порошок и красители на натуральной основе. У готовых плиток образуется матовая поверхность, шероховатая на ощупь и нескользкая. Сделанные таким способом изделия не проходят обжиг, а только сушатся. Благодаря этому размеры плиток не меняются, сохраняя изначальную точность, что можно считать преимуществом.

Главная » Пдд » Особенности производства керамической плитки (кафеля). Производство керамической плитки