Отчёт по практике на Минском фарфоровом заводе и в НИИСМе докум. Подп. Дата Разраб. Шульгович Минский фарфоровый завод Лит. Лист Листов Пров. Н. Контр. Утв. 5. Минский фарфоровый завод 5.1 Общие сведения о фарфоре и история Минского фарфорового завода Фарфор – один из важнейших и интереснейших керамических материалов. Черепок его плотный, спекшийся, в изломе раковистый, просвечивается в тонком слое. Открытая пористость фарфора менее 0.5%, истинная 3-5%. Он обладает высокой прочностью устойчив к действию кислот и щелочей, термостоек. Изделия из фарфора, как правило, глазуруют, а хозяйственный и художественный фарфор декорируют. Отечественный фарфор изготавливают из тонкой смеси кварца, каолина, полевого шпата и глины. В зависимости от состава и температуры обжига различают твердый и мягкий фарфор. Твердый фарфор по сравнению с мягким содержит больше каолина и меньше полевошпатовых пород, обжигается при температуре 1350-1450 градусов и вследствии этого имеет более высокие физико-химические свойства. Из твердого фарфора в основном изготавливаются изделия технического назначения и лучшие сорта бытовой керамики. Мягкий фарфор характеризуется большим содержанием плавней, более низким содержанием каолина, более низкой температурой обжига( 1250-1300 градусов), белизной, просвечиваемостью. Он подразделяется на полевошпатовый, костяной, фритовый, бисквитный и др. Шихтовой состав масс определяется химическим составом исходных сырьевых материалов, видом изделий и технологическими особенностями производства. В фарфоровые массы вводят 4-18% глин. Глины могут заменяться более пластичным бентонитом, при этом 1% бентонита эквивалентен 55 глины, так как его связующая способность значительно выше. В производстве в качестве отощающих добавок используется бой фарфоровых изделий. Фарфоровое разнообразие входит в нашу жизнь как нечто обязательное, само собой разумеющееся, мы уже не представляем себя без него. Отливающие белизной изделия с сочной росписью стали частицей нашего бытия. История фарфора в Беларуси началась в 1883 году, когда некто Поляк на улице Крапоткина, 92 открыл изразцово-гончарное производство. В 1920 году завод был передан в ведение Минского городского совета рабочих и солдатских депутатов. Началось неуклонное восхождение предприятия. Расширялись площади , наращивались мощности, ручной труд постепенно заменялся машинным, увеличивался выпуск продукции. В январе 1939 года завод вошел в структуру Минского областного управления легкой промышленности. После освобождения Минска от немецко-фашистских захватчиков многое пришлось восстанавливать и начинать заново. Так уже в 1946 году завод выпускает угловые глазурованные и неглазурованные изразцы и кафели в общей сложности свыше 520 тысяч штук. В 1946 году было организованно производство силикат-глыб-заготовок для стеклоизделий. В 1950 году вступил в строй горн и 20-тонный газогенератор, что позволило более успешно осуществлять обжиг керамической массы. Качественные изменения технологических процессов привели к применению нового названия предприятия: 15 марта 1951 года Минского изразцовый завод переименовали в фарфорово-фаянсовый. Эту дату принято считать днем рождения белорусского фарфора. В 1953 году начато и завершено строительство цеха радиокерамики, а с января 1954 года налажен выпуск фарфоровых (беспроволочных) сопротивлений высокой стабильности. С 15 июля 1957 года фарфорово-фаянсовый завод перешел в систему управления стекольной и химической промышленности БССР. В 1971 году на минском фарфоровом заводе осваивают выпуск еще одного вида продукции коврово-мозаичных стеклоплиток. В 1973 году вступил в строй живописно-сортировочный цех. В 1979 году введен в действие комплексно-механизированный цех, рассчитанный на ежегодный выпуск 5.4 млн изделий столового ассортимента. В первом квартале 1983 года сдан в эксплуатацию блок вспомогательных цехов площадью шесть тысяч квадратных метров. В 1983 году номенклатуру продукции завода составляли почти 600 наименований предметов различного назначения. В этом же году завод награжден орденом «Знак почета». В последующие годы вплоть до кризиса 90-х годов завод продолжал постепенное развитие. В настоящее время завод включает следующие цеха: цех полых изделий, цех плоских изделий, цех радиокерамики, цех огнеупоров и лаборатории. 5.2 Ассортимент выпускаемой продукции Наименование изделия диаметр или длина, мм вместимость, см3 толщина черепка, мм, не более средний вес изделия, г блюдо круглое 350 — 6,5 1650 блюдо круглое 300 — 6,0 850 блюдо овальное 350 — 6,5 1360 блюдце чайное 140 — 3,0 145 блюдце кофейное 120 — 2,5 95 блюдце для варенья 100 — 2,5 75 блюдце для супа — 3000 7,0 1800 горчичница с крышкой — 55 2,5 80 кофейник с крышкой — 1000 4,5 700 кофейник с крышкой — 750 3,5 520 кофейник с крышкой — 1000 4,0 — масленица на поддоне 175 200 3,0 520 миска — 500 4,0 400 миска — 550 4,0 280 перечница — 40 2,5 80 пиала — 400 4,0 275 пиала — 230 3,0 140 подливочник — 400 4,0 340 подставка для яиц 40 — 3,0 65 подставка набора для специй 150 — 3,0 150 салатник круглый — 480 4,5 235 салатник круглый — 1200 6,0 700 сухарница с крышкой — 350 3,0 380 селедочница с крышкой 250 — 5,0 340 селедочница 270 — 5,5 430 сливочница — 300 4,0 250 солонка — 55 2,5 55 тарелка: глубокая мелкая 250 — — — 4,5 520 450 тарелка: глубокая мелкая 200 — — — 4,0 315 290 тарелка 175 — 3,5 220 тарелка 150 — 3,0 150 уксусница — 120 2,5 190 хренница с крышкой — 160 3,0 200 чайник с крышкой — 2000 4,5 900-1500 чайник с крышкой — 1200 4,5 890 чайник с крышкой — 1000 4,0 690 чайник с крышкой — 500 3,5 500 чайник с крышкой — 350 3,0 350 чайник с крышкой — 250 3,0 160 чашка чайная — 250 2,5 145 чашка кофейная — 100 2,0 65 чашка кофейная — 130 2,0 90 чашка детская — 150 2,0 110 кружка детская — 250 2,5 165 графины и рюмки — — — — художественные изделия — — — — Посуда фарфоровая столовая выпускается в соответствии с ГОСТ 28390. Посуда подразделяется по форме: на плоскую и полую; по размерам: на мелкую, среднюю, крупную. Посуда должна изготавливаться в соответствии с требованиями стандарта и по утверждённым образцам. Внутренние поверхности полых и плоских изделий, соприкасающихся с пищевыми продуктами не должны выделять свинец и кадмий более, мг/дм3: свинец кадмий для плоских изделий 1,7 0,17 для полых изделий: мелких и средних 5,0 0,5 крупных 2,5 0,25 Изделия должны иметь плотный спёкшийся черепок, покрытый бесцветной глазурью. Оттенок всех изделий, входящих в комплект, должен быть одинаков. Приставные изделия должны быть прочно приставлены к основному изделию. Неглазурованный край изделия должен быть тщательно зашлифован. Каждое изделие должно быть устойчивым на горизонтальной плоскости. В блюдце необходимо углубленное место для ножки чашки. Поверхность посуды, соприкасающаяся с пищевыми продуктами должна быть кислотостойкой. Посуда подразделяется на изделия 1-го и 2-го сорта. 5.3 Характеристика сырья и материалов Керамическое сырьё — это минералы природного происхождения, используемые после измельчения и обогащения. Сырьё выбирают исходя из технологических свойств и экономических соображений. Различают глинистое (тонкодисперсное) сырье, которое характеризуется способностью образовывать с водой формуемые смеси и каменистое (грубодисперсное) сырьё, которое не образует с водой смесей, способных формоваться и другие вспомогательные материалы. Для наиболее полного использования керамического сырья отходы производства (обрезки при формовании, полуфабрикаты с дефектами формования и сушки, утильные и политые отходы) возвращаются обратно в производство. Для повышения механической прочности в воздушно-сухом состоянии в формовочную массу добавляется при помоле сульфанаты. Массы классифицируют по составу и технологическим признакам на формовочную массу литейный шликер. Краткая характеристика сырья и материалов, применяемых в фарфоровом производстве: глина бентонитовая для тонкой и строительной керамики. Марка ФРК ГОСТ 7032. Содержание суммы окислов и титана не более 1,75%. Содержание серно ангидрида не более 0,5%. Средний предел прочности 20 кг/м2. Показатель адсорбции не менее 200 мг/г. Содержание кусков крупностью до 50 мм не более 10%, свыше 300 мм — 10%. Не допускается наличие посторонних примесей, видимых невооружённым глазом; глина огнеупорная Веселовского месторождения. Марка ВГО1ТГУ 21-25-203-81. Огнеупорность — не менее 1690 0С, потери при прокаливании не более 12%. Естественная влажность — не более 24%. Остаток на сите №0063 не более 0,8%. Массовая доля оксида железа не более 1,1%, суммы оксида железа и двуокиси титана не более 2,5%. Не допускается наличие примесей видимых невооружённым глазом; глинозём. Марка ГК ГОСТ 6912. Не допускается наличие примесей, видимых невооружённым глазом. Содержание оксида железа не более 0,04 – 0,06%. Потери при прокаливании 0,2%. Содержание оксида Al – не менее 85 – 95%; вяжущие гипсовые. Марки: Г5 – ВIII, Г6 – БIII (гипс орловский) ТУ21РСФСР 583 – 73, Г10 – БIII. Предел прочности образцов-палочек размером 40х40х16 мм в возрасте 2-х часов: МПа не менее Г-5 Г-6 Г-10 при сжатии 5 6 10 при изгибе 2,5 3 4,5 Объёмное расширение не более 0,15%. Примеси нерастворимые в соляной кислоте не более 0,5%. Водопоглощение не менее 30%. Сроки схватывания, мин: начала не ранее 6, конец не позднее 30; доломит кусковой для стекольной промышленности ГОСТ 23672. Массовая доля оксидов железа в пересчете на Fe2O3 % не более 7%. Не допускается наличие посторонних примесей; песок кварцевый. Марки ОВС-0,2-В (1), ОВС-0,25-I (2), ОВС-0,3-В (3) ГОСТ 22551 Массовая доля % (1) (2) (3) SiO2, не менее 99 98,5 98,5 оксиды Al, не более 0,4 0,6 0,6 влаги в обожжённых 0,5 % влаги в необожжённых 7 % Не допускается наличие посторонних примесей, видимых невооружённым глазом; каолин обогащенный для керамических изделий. Марка КФ-1, КФ-2, КФ-3 ГОСТ 21286. Не допускается наличие примесей: массовая доля % оксида железа (не менее): КФ-1 — 0,6; КФ-2 — 0,8; двуокиси Ti (не более): КФ-1 — 0,4; КФ-2 — 0,5. Остаток на сите № 0063 — не более 0,5%. Водопоглощение образцов, обожжённых при 1350 0С в % не менее 6. Массовая доля влаги 12%; декалькомания керамическая трафаретная ТУ 17 РСФСР 20-7738-83, ТУ 205 БССР 417-85. Должна иметь четкий рисунок, без помарок и искажений. При намокании бумаги — основа плёнки деколи должна легко сдвигаться на декорируемую поверхность. Листы деколи должны быть сухими и несмятыми. Хранить в вертикальном положении при Т = 18 – 20 0С и относительной влажности 55 – 65 %; краски люстровые для фарфора, фаянса и стекла ТУ 17(888) РСФСР 20-7672-80. Внешний вид — тёмно-коричневая жидкость, Т обжига 790 – 810 0С. После обжига должны давать равномерную блестящую поверхность; краски неглазурованные для изготовления тонкой керамики Дулёвского красочного завода ТУ РСФСР 20-3945-83. Цвет и оттенок краски должен соответствовать цвету и оттенку эталона. Влажность сухого порошка краски — не более 0,25 – 0,5%. Обожжённые на изделиях краски должны обладать кислотоустойчивостью к действию 3 – 4%-ой CH3COOH при комнатной температуре; краски глазурованные Дулёвского красочного завода ТУ 17 РСФСР 20-4038-80. Влажность порошка — не более 0,5%. Дисперсность не более 0,5%. Цвет и оттенок должен соответствовать эталону на палитре завода изготовителя. 5.4 Технологическая схема производства фарфоровфх изделий 5.4.1 Первичная обработка сырья П ервичная обработка сырьевых материалов на заводах осу­ществляется в разных помещениях. Рациональнее всего эту ра­боту организовать на складе сырья или в помещении, примы­кающем к складу. Тогда будут сокращены лишние перевалки и облегчено удаление отходов; станет более возможной механиза­ция транспортировки материалов в массозаготовительный цех (МЗЦ). Складское хозяйство должно быть поставлено так, чтобы были предотвращены малейшие возможности смешения и за­грязнения поступивших сырьевых материалов. В связи с этим на заводах должны быть соответствующие складские помеще­ния с таким количеством отсеков, которые позволяли бы раз­дельно хранить каждый вид сырья и вспомогательных материа­лов. Кроме того, склад должен быть оснащен соответствую­щими механизмами для выгрузки сырья, его первичной обработки и транспортировки в МЗЦ. Сортировку глинистых материалов производят вручную. В результате из материала удаляют куски, содержащие скопле­ния красящих окислов. Тщательно отсортированные глинистые материалы дробят на мелкие куски . Здесь чаще всего применяют зубчатые валки и ножевые глинорезки (стругачи). Зубчатые валки со­стоят из двух валков снабженных зубьями . Валки вра­щаются навстречу один другому с разными скоростями. Вслед­ствие разницы в скоростях, один из валков, вращающийся мед­леннее, задерживает куски глины, в то время как другой увле­кает их с большой скоростью. Таким образом, куски в процессе дробления поворачиваются, отчего производительность машины повышается. Ножевая глинорезка (используется на минском фарфоровом заводе), в отличие от зубчатых валков, не дро­бит, а режет глину; в этом ее важное преимущество. На глинорезке можно измельчить как сухие, так и мерзлые и влажные глины; зубчатые же валки в процессе работы забиваются влаж­ной глиной. Различают стругачи вертикальные и горизонталь­ные. Более производительными являются последние. Производительность зубчатых валков, в зависимости от их размеров и характера глин, достигает 4—15 т/ч, а стругача — 2,5—18 т/ч. Параллельно с обработкой глинистых материалов произво­дят также обработку и каменистых материалов. Первичную об­работку таких материалов, как жильный (кусковой) кварц, полевой шпат или пегматит, начинают либо с грубого дробле­ния, либо с предварительного обжига. Практически эти две операции друг друга исключают: обожженные материалы часто подают на тонкое измельчение без бегунного дробления. Грубое дробление каменистых материалов производят на щековой дробилке. Величина кусков материала, по­даваемых на дробление, зависит от габарита дробилки. На дро­билках, применяющихся в тонкокерамической промышленности, материал подают в виде кусков (200—250 мм в поперечнике). Куски, превышающие этот размер, до подачи на дробление дол­жны быть расколоты кувалдой вручную. Каменистые материалы сортируют, чтобы уда­лить из них вредные минеральные примеси, чаще всего слюды, хлориты, афиболы и другие железо-магнезиальные силикаты, а также окислы железа. Эти примеси при обжиге фарфора рас­плавляются с образованием шлаковых выплавок, понижающих декоративное качество художественного фарфора. Сортировку сырьевых материалов обычно производят вручную на складе.. Все каменистые материалы после сортировки, а также череп фарфоровый после мойки подвергают бегунному измельчению (среднему дроблению). На бегунах материал измельчается под парой катков из гранита или кварцита, катящихся по поду. Материал подают на бегуны механизированным способом. Размер кусков загружаемого материала не должен превышать 75—100 мм. На Минском фарфоровом заводе сырьё доставляется автотранспортом. Каолин поступает после мокрого обогащения и содержит электролиты и коагулянты, которые могут негативно отозваться на качестве фарфоровых изделий, поэтому он предварительно подвергается отмывке в мешалках, а затем фильтруется на рамных фильтр прессах до влажности 20-23 %. Кварцевый песок проходит просев, а при влажность более 5% и сушку в сушильном барабане, а затем загружается в бункера. Пегматиты поступают на Минский фарфоровый завод обогащенными и сразу загружаются в бункера. Фарфоровый череп дробится в щековых дробилках, а затем поступает в бункер запаса. 5.4.2 Приготовление формовочных масс и литейного шликера На Минском фарфоровом заводе приготовление формовочных масс, литейного шликера и глазури ведется в соответствии со следующей рецептурой: Наименование материала Формовачная масса Литейный шликер Глазурь Каолин Просяновский 41,0 42,0 7,0 Глина «Веско-Прима» 12,0 7,0 Пегматит полевошпатовый 15,0 18,0 36,0 Песок кварцевый 21,0 25,0 26,0 Глинозем 3,0 2,0 Доломит 15,0 Череп утильный 2,0 6,0 16,0 Череп политой 6,0 В таблице рецептура приведена в массовых процентах в расчете на сухое вещество. Дозировка осуществляется с помощью электро-весовой тележки. После дозировки материалы загружаются в шаровые мельницы. Помол производится мокрым способом. В качестве мелющих тел используют обычно цилиндрики из уралитового материала. Шаровая мельница представляет собой сварной или клепаный цилиндрический барабан из котельного железа, закрытый с торцов чугунным днищем . К днищу прикреплены полуоси , на которых в подшипниках вращается барабан. Под­шипники закреплены в опорах , выполненных из железобе­тона или металлоконструкций. Для предохранения металличе­ского кожуха мельницы от быстрого износа и во избежание загрязнения размалываемых материалов железистыми части­цами мельницу футеруют изнутри фарфоровыми кирпичами. Футеровку закрепляют в барабане на растворе, состоящем из цемента (40%) и кварцевого песка (60%). Чтобы футеровку можно было ремонтировать, на цилиндрической части мельницы сделан люк. Тонкость помола материалов массы должна быть такова, чтобы остаток на сите № 0063 (10000 отв/см2) не превышал 2%. На некоторых заводах для ускорения помола и повы­шения механической прочности сухого полуфабриката в мате­риал при помоле добавляют 0,3—0,7% сульфитно-спиртовой барды. Большое значение имеет скорость вращения шаровых мель­ниц. Именно скоростью определяется характер движения крем­невых шаров в мельнице, и следовательно, интенсивность по­мола. Максимальная производительность наблюдается, когда кремневые шары измельчают материал трением и ударами. А такое действие шаров обеспечивается вращением мельницы, при котором шары вследствие центробежной силы поднима­ются вверх до момента, когда вес шаров преодолевает центро­бежную силу. Помол длится 6-8 часов при этом необходим контроль степени измельчения так как перемол как и недомол нежелателен. Размолотую фарфоровую массу из шаровой мельницы сливают в сборник-смеситель. Во избежание осаждения жидкую массу в смесителе все время надо перемешивать (шликерные мас­сы в покое имеют склонность к осаж­дению и расслаиванию). Для этой цели используют пропеллерные мешалки. Пропеллерная представляет собой бетонный бассейн со вставленным в него вертикальным валом, имею­щим специальный привод. К нижнему концу вала прикреплен винтовой пропеллер. Вал приводится во вращательное движение от электродвигателя через зубчатую, коническую или другую передачу. С целью удаления крупных частиц красящих окислов, отдельных недомолотых зерен отощающих