автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Малоусадочные керамические композиционные материалы

С увеличением температуры обжига шамотного наполнителя, текучесть шликера улучшается (табл. 2). Это связано с тем, что с ростом температуры обжига сокращается пористость гранул, что в свою очередь снижает их способность связывать воду.

Качество полученного шамота предложено оценивать по количеству дополнительно вводимой воды (Д\\0, необходимой для восстановления исходной текучести шликера (т1* = 9 е.):

А ¡V = УГ1-ЯГ1

»

где — относительная влажность шликера после введения 40% шамотного наполнителя при текучести ть %;

- относительная влажность шликера с шамотным наполнителем при текучести, равной времени истечения исходного шликера Т]*, %.

Увеличение температуры обжига шамотного наполнителя способствует получению литьевой суспензии с более высокой подвижностью.

Для оптимизации количества вводимого шамотного наполнителя предложено использовать коэффициент эффективности применения шамота, который показывает, на сколько снижается общая влажность литьевого шликера при введении 1% шамота. Коэффициент эффективности шамотного наполнителя определяли по формуле:

К эф ~

(К -¡Г2 )

где - относительная влажность исходного шликера, %; \у2 - относительная влажность шликера с шамотным наполнителем при текучести, равной времени истечения исходного шликера Т1*, %; а — количество вводимого шамота, %.

При введении в шликер от 20 до 60 % шамотного наполнителя ДШН-1, обожженного при 1250°С, коэффициент эффективности колеблется от 0,12 до 0,17, максимальное значение Кэф=0,17 соответствует 40 % наполнителя, что позволяет снизить влажность шликера на 6,7% при сохранении текучести (табл. 3).

Таблица 3

Зависимость коэффициента эффективности применения

Содержание ДШН-1, % Текучесть при введении ДШН-1, Ть сек Влажность, % Коэффициент эффективности, к*

\У2

20 11 34,5 37,5 0,13

30 16 30,8 34,2 0,15

40 17 29,9 33,5 0,17

50 45 25,6 33,9 0,12

60 не течёт 21,3 32,5 0,13

Изучены физико-механические свойства образцов керамики, обожженных при температуре 1200°С (табл. 4).

Оптимальная температура обжига шамотного наполнителя находится в интервале 1100-1150°С. Шамот при этой температуре еще способен к физико-химическим превращениям, происходящим при обжиге готовых изделий. Это способствует лучшему спеканию шамотированных масс и обеспечивает высокие прочностные характеристики готовых изделий.

Полученный с использованием экспериментального наполнителя материал характеризуется водопоглощением 10,5%, огневой усадкой — 5,1%, прочностью при сжатии - 82 МПа.

Таблица 4

Свойства образцов, обожженных при 1200°С_

Состав Тем-ра предварит. обжига шамота, °С Воздушная усадка, % Огневая усадка, % Водопог- лощение, % Плотность, кг/м3 Предел прочности при сжатии, МПа

Исходный шликер 4,0 11,8 0,3 2300 97

Чешский шамот 1,2 4,8 10,3 2050 82

1100 1,2 5,2 10,5 2010 82

ДШН-1 1150 1,2 5,2 10,5 2000 76

1200 1,2 5,1 10,8 1990 78

1250 1,1 5,1 11,2 1980 70

1100 1,2 7,0 9,0 2060 83

ДП111-2 1150 1,2 6,3 9,5 2040 81

1200 1,2 5,9 9,5 2040 76

1250 1,1 4,8 10,9 1990 78

Таким образом, введение шамотного наполнителя позволяет значительно снизить воздушную усадку с 4,0 до 1,1%, огневую - более чем в два раза, снизить плотность материала при сохранении прочностных характеристик.

Искусственные керамические вяжущие как основа получения малоусадочных матриц

Шамотированные массы на основе традиционного фарфоро-фаянсового шликера характеризуются высокими значениями водопоглощения, достигающими 10-11% при температуре обжига 1200°С. Это связано с тем, что матрица и наполнитель имеют различную степень огневой усадки и при обжиге возникает определенный каркас из зерен наполнителя, препятствующий полному спеканию композита в целом. Для устранения этого недостатка предложено взамен матрицы на традиционном сырье

Вяжущая суспензия на основе термоактивированной массы обладает качественно лучшими характеристиками по сравнению с традиционно используемым шликером: более высокой плотностью и концентрацией твердой фазы, низким коэффициентом загустевания.

Полученная вяжущая суспензия имеет тиксотропно-дилатантный характер реологического течения, что существенно отличает ее от традиционного шликера, проявляющего типичные тиксотропные свойства (рис. 6).

Рис. 6. Реологические характеристики исследуемых суспензий:

1 - традиционный шликер;

2 - ИКВ на основе двухкомпонентной массы

60 90 120

Градиент скорости сдвига, с-1

Для керамической суспензии вяжущие свойства в значительной степени обусловлены высокой концентрацией твердой фазы (плотностью упаковки), составом дисперсной среды, состоянием поверхности и дисперсностью твердой фазы, в особенности содержанием в ИКВ коллоидного компонента (частицы с размером менее 100 нм). Содержание наночастиц в получаемых суспензиях фарфоро-фаянсового состава может достигать 4%.

Таблица 6

Суспензия Плотность, кг/м3 Усадка, % Водопогло-щение, % Прочность на сжатие, МПа

после сушки при 110°С

Шликер 1690 4,0 - 4

ИКВ 1930 0,3 - 2

обжиг при 900°С

Шликер 1700 1,7 16,7 22

ИКВ 1990 0,6 12,3 35

обжиг при 1050°С

Шликер 1850 4,9 10,4 33

ИКВ 2050 1,5 8,0 52

обжиг при 1200°С

Шликер 2300 11,8 0,3 97

ИКВ 2370 6,5 0,7 110

Высокая плотность искусственных керамических вяжущих суспензий на основе двухкомпонентных масс и удовлетворительные литьевые характеристики способствуют получению более качественного, плотного полуфабриката: плотность отливки на основе ИКВ составляет 1930 кг/м , что на 15% больше, чем для традиционных заводских масс. Благодаря этому происходит значительное снижение усадочных явлений после сушки (на 75%). Вероятно, более плотная, упорядоченная упаковка сухих образцов способствует в дальнейшем равномерному протеканию процессов обжига и получению хорошо спеченной, плотной матрицы (рис. 7), формированию высоких физико-механических характеристик (см. табл. 6). Из-за повышенного содержания кремнезема игольчатые кристаллы муллита

Рис. 7. Микроструктура матрицы

Материал после обжига характеризуется огневой усадкой 6,5 %, что в два раза ниже, чем у традиционной массы, при этом достигнуто значение водопоглощения менее 1 %.

Малоусадочные композиционные материалы фарфоро-фаянсового состава на основе искусственных керамических вяжущих

Установлено, что оптимальное содержание наполнителя Д1ПН-1 на основе латненской глины и пегматита, вводимое в ИКВ, составляет 30- 40%.

Введение наполнителя в состав ИКВ и дополнительная корректировка влажности до 19,5% несколько изменяет характер течения, который становится тиксотропным. Установлено, что направленное регулирование дисперсного состава литьевой суспензии путем введения наполнителя обеспечивает снижение влажности шликера, увеличение скорости набора массы в 1,5 раза (рис. 8).

1 -1______ . _ ; ... - j

- -------

i

™ï

Градиент скорости сдвига, с" Время, мин

Рис. 8. Реотехнологические характеристики исследуемых суспензий при влажности 19,5%: 1 - ИКВ; 2 - ИКВ с 30% наполнителя; 3 - ИКВ с 40% наполнителя

Равномерное распределение частиц наполнителя по всему объему матрицы способствует повышению прочности отливок (табл. 7).

Таблица 7

Материал Текучесть через 30 е., сек. Влажность шликера, % Плотность шликера, кг/м3 Прочность после сушки, МПа

Традиционный шликер 9 40,2 1740 4

ИКВ 33 19,5 2020 2

ИКВ с 30% наполнителя, полученного при 1150°С 185 14,5 2110 8

ИКВ с 40% наполнителя, полученного при 1150°С - 12,3 2170 9

ИКВ с 30% наполнителя, полученного при 1200°С 175 14,3 2140 6

ИКВ с 40% наполнителя, полученного при 1200°С - 12,8 2180 7

Введение наполнителя в массу позволяет получить материал с улучшенными физико-механическими характеристиками (табл. 8). Установлено, что с увеличением температуры обжига вводимого наполнителя водопоглощение изделий увеличивается. Оптимальной температурой предварительного обжига для шамота является 1150°С. Это подтверждает ранее высказанное предположение, что температура обжига наполнителя (1150°С) должна быть ниже конечной термообработки композита (1200°С) для сохранения остаточной способности к структурным преобразованиям. Это и обеспечивает релаксацию напряжений на границе «наполнитель — керамическая матрица».

Рис. 9. Микроструктура композита

Таким образом, за счет использования предлагаемой технологии, основанной на применении искусственных керамических вяжущих и шамотного наполнителя, удалось при снижении требований к сырьевым компонентам фарфоро-фаянсовых изделий обеспечить высокую эффективность литьевых характеристик опытных суспензий и получить малоусадочные композиционные материалы с высокими физико-механическими характеристиками.

Основные выводы и результаты работы

1. Разработаны основы технологии малоусадочных композиционных керамических материалов фарфоро-фаянсового состава на основе искусственных керамических вяжущих и дисперсных наполнителей, позволяющие сократить усадочные явления в 3 раза (с 13-15 до 4-5%). Это приводит к устранению деформаций изделий в процессе обжига, а, следовательно, повышению качества готовых изделий. Полученные композиты по физико-механическим характеристикам в 1,5-2 раза опережают показатели прочности фарфоро-фаянсовых изделий, получаемых по традиционным технологиям.

2. Достижение оптимальной влажности литьевой системы осуществляется при условии максимальной плотности упаковки с сохранением необходимых реотехнологических свойств. Показаны зависимости влияния количества наполнителя на литейные характеристики шликеров на основе природного глинистого сырья и искусственных керамических вяжущих. В первом случае оптимальное содержание наполнителя составляет 40%, при этом обеспечивается снижение литейной влажности до 30-32%. При использовании ИКВ необходимые литейные свойства достигаются при содержании наполнителя не более 30% и общей литейной влажности 16-18%.

3. Предложены технологические решения по получению малоусадочной керамической матрицы на основе искусственных

белгородским государственный технологический университет им. в.Г. шухова

На правах рукописи

04201453 532 ^

Бедина Вера Игоревна

МАЛОУСАДОЧНЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Специальность 05.17.11. - "Технология силикатных и тугоплавких

неметаллических материалов"

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Евтушенко Е.И.

Белгород 2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПО ПРОБЛЕМАМ

ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ МАЛОУСАДОЧНЫХ 8 МАСС ФАРФОРО-ФАЯНСОВОГО СОСТАВА

1.1. Методы управления технологическими режимами при § производстве тонкой керамики

1.2. Малоусадочные композиционные материалы из шамотированных масс. Методы получения шамотного наполнителя

1.3. Особенности получения искусственных керамических 37 вяжущих суспензий

Выводы по главе

Глава 2. СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 50

ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Сырьевые материалы 50

2.1.1. Материалы для получения дисперсного шамотного 50 наполнителя

2.1.2. Материалы для получения литьевых суспензий ^4

2.2. Методики и экспериментальные установки ^6

Глава 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ

ДИСПЕРСНОГО ШАМОТНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ 63

3.1. Получение шамотного наполнителя 63

3.2. Шамотированнные фарфоро-фаянсовые массы на основе 72 глинистого шликера

Выводы по главе

Глава 4. ИСКУССТВЕННЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ

КАК ОСНОВА ПОЛУЧЕНИЯ МАЛОУСАДОЧНЫХ 82

МАТРИЦ

4.1. Получение искусственного керамического вяжущего на основе двухкомпонентных масс

Выводы по главе

Глава 5. МАЛОУСАДОЧНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ

МАТЕРИАЛЫ ФАРФОРО-ФАЯНСОВОГО СОСТАВА НА ОСНОВЕ ИСКУССТВЕННЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ВЯЖУЩИХ 96

5.1. Керамические композиционные материалы с использованием дисперсного шамотного наполнителя 96

5.2. Разработка технологии малоусадочных керамических композиционных материалов на основе ИКВ с

использованием дисперсных шамотных наполнителей ^ 2 8

Выводы по главе ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИОЖЕНИЕ 1

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. При производстве керамических изделий традиционно используют массы на основе глинистого сырья и корректирующих добавок, характеризующиеся высокой усадкой. В результате усадочных явлений при сушке и обжиге в материале происходит накопление излишних напряжений, которые ведут к деформации изделий в процессе их термической обработки. В связи с этим получение малоусадочных материалов, особенно при изготовлении крупногабаритных изделий и изделий технической керамики, является актуальной задачей, для решения которой необходимо выявление основных закономерностей формирования плотных малопористых структур в алюмосиликатных системах.

Решение поставленной задачи возможно с использованием двух технологических приемов, которые могут быть использованы как по отдельности, так и в комбинации:

- использование дисперсного наполнителя, создающего устойчивый каркас из относительно крупных зерен;

-получение малоусадочной керамической матрицы на основе искусственных керамических вяжущих.

Работа выполнялась в рамках Государственного задания на 20122014 гг. «Исследование процессов активации и наномодифицирования аморфного и кристаллического сырья и разработка теоретических основ высокотехнологичного синтеза композитов» (№ проекта 3.4480.2011), федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы», Программы стратегического развития БГТУ им. В.Г. Шухова.

Цель работы: разработка технологии малоусадочных керамических композиционных материалов фарфоро-фаянсового состава.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

- разработка технологии дисперсного шамотного наполнителя фарфоро-фаянсового состава;

- изучение физико-механических свойств образцов керамики на основе шамотированных фарфоро-фаянсовых масс с использованием природного глинистого сырья в основе матрицы получаемого композита;

- получение и исследование свойств искусственных керамических вяжущих как матрицы малоусадочных композитов;

- получение и изучение особенностей формирования свойств малоусадочных композиционных материалов на основе искусственных керамических вяжущих и шамотного наполнителя.

Научная новизна.

Разработаны основы технологии малоусадочных керамических композитов фарфоро-фаянсового состава, заключающиеся в изменении системы подготовки основных фаз (матрицы и наполнителя) за счет двухстадийной термообработки. На первой стадии происходит обжиг дисперсного шамотного наполнителя и термоактивация сырьевых материалов для матрицы с последующей дополнительной механоактивацией термоактивированной массы при получении искусственных керамических вяжущих. Смешение и формование осуществляется при условии достижения максимальной плотности упаковки с сохранением необходимых реотехнологических свойств системы. На второй стадии обжига происходит формирование основных физико-механических свойств композита.

Вывод процессов термического разложения на стадию термоактивации и снижение общей влажности литьевой системы обеспечивает резкое сокращение усадочных явлений при сохранении реакционной способности.

Показано, что температура предварительного обжига наполнителя, составляющая 90-95% от конечной температуры обжига композита, обусловливает его остаточную активность и возможность снятия деформационных напряжений на границе раздела фаз в изделии.

Предложена методика оценки эффективности использования дисперсного шамотного наполнителя по коэффициенту эффективности (КЭф), учитывающая совокупность структурно-механических характеристик литьевых систем (плотность упаковки, вязкость). Значения КЭф показывают снижение абсолютной влажности литейного шликера при сохранении необходимых реотехнологических свойств на каждый процент вводимого шамотного наполнителя.

На защиту выносятся:

-основы технологии малоусадочных керамических композитов фарфоро-фаянсового составов;

-методика оценки эффективности использования шамотных наполнителей для фарфоро-фаянсовых масс;

-закономерности формирования структуры и свойств керамических композитов на искусственных керамических вяжущих и наполнителях.

Практическая значимость работы.

Разработана технология получения малоусадочных композиционных материалов на основе искусственных керамических вяжущих и гранулированных заполнителей фарфоро-фаянсового состава, которая может найти применение в производстве тонкой керамики, санитарно-технических и крупногабаритных изделий различного назначения. Полученные композиты по физико-механическим характеристикам в 1,5-2 раза опережают показатели прочности фарфоро-фаянсовых изделий, получаемых по традиционным технологиям. Модифицирование литьевой суспензии шамотным наполнителем позволяет сократить усадочные явления практически в 3 раза. Это приводит к устранению деформаций изделий в процессе обжига, а, следовательно, повышению качества готовых изделий.

Показаны зависимости влияния количества наполнителя на литейные характеристики шликеров на основе природного глинистого сырья и искусственных керамических вяжущих. В первом случае оптимальное содержание наполнителя составляет 40%, при этом обеспечивается снижение

литейной влажности до 30-32%. При использовании ИКВ необходимые литейные свойства достигаются при содержании наполнителя не более 3040% и общей литейной влажности 16-18%.

Результаты работы могут быть использованы для совершенствования существующих и создания новых технологических переделов при производстве тонкой керамики.

Апробация работы. Основные положения работы представлены на VIII-й Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ-2008 (г. Москва, 25-28 июня 2008 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Ползуновские гранты» (г. Барнаул, 2008 г.); научно-технической конференции «Ресурсо- и энергосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные технологии» (г. Минск, 2009 г.); научно-практической конференции

«Высокотемпературные материалы и технологии в XXI веке» (г. Москва, 12— 13 ноября 2008 г.); Международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Керамика и огнеупоры: перспективные решения и нанотехнологии» (г. Белгород, 2009, 2010 г.);

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в десяти печатных работах, включая патент и три статьи в изданиях, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена в 5 главах на 131 странице, состоит из введения, обзора литературы, методической части, трёх глав экспериментальной части, основных выводов, списка литературы, включающего 155 источников; содержит 27 таблиц, 29 рисунков.

Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПО ПРОБЛЕМАМ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ МАЛОУСАДОЧНЫХ МАСС ФАРФОРО-ФАЯНСОВОГО СОСТАВА

1.1. Методы управления технологическими режимами при производстве тонкой керамики

Шликерное литье как основной способ формования фарфоро-фаянсовых изделий сложной формы и больших размеров - один из наиболее сложных этапов технологического процесса [2]. Данный метод формования обусловлен сложной конфигурацией и большими размерами санитарно-технических изделий. Почти все процессы, определяющие качество, бездефектность и внешний вид получаемого изделия, протекают на стадии приготовления шликера и формования изделий [3].Управляя механизмами структурообразования (появление двойных электрических слоев на поверхности частиц и адсорбционных слоистых агрегатов, адсорбцию молекул полиэлектролитных добавок) можно влиять на параметры керамической массы при формовании, сушке и обжиге и в итоге - на качество керамических изделий.

Для качественного формования методом литья, получения относительно плотных отливок с удовлетворительной прочностью и хорошей поверхностью данные суспензии должны обладать:

• малой вязкостью, необходимой для полного заполнения форм, особенно сложной конфигурации, и для транспортировки шликера к литейным местам; желательно также, чтобы вязкость по возможности мало изменялась во времени;

• высокой агрегативной и седиментационной устойчивостью, обеспечивающей способность литейных систем не

расслаиваться при хранении при транспортировке и формовании;

• высокой концентрацией твердой фазы, что обеспечивает, как правило, получение более плотной отливки, меньшую усадку при сушке и обжиге, что, в свою очередь, предотвращает образование трещин и деформацию, кроме того, при пониженной влажности отливки требуется меньше времени и тепловой энергии для сушки заготовок;

• способностью обеспечивать образование на поверхности гипсовой формы отливки, обладающей высокими фильтрующими характеристиками, способствующими повышению производительности процесса литья.

Обеспечить в полном объеме лучшие показатели на традиционном природном сырье не представляется возможным, и речь обычно идет об оптимизации на удовлетворительном уровне всего комплекса свойств шликеров [4].

Весьма важной характеристикой при определении качества шликера является его гранулометрический состав, зависящий от гранулометрического состава глин и каолинов, которые также не отличаются стабильностью [5]. Скорость набора черепка изделия будет выше, если поверхностный слой изделия образуется из частиц, не дающих плотной упаковки. Однако укрупнение помола чрезмерно увеличивает скорость набора стенок, что приводит к неодинаковой толщине изделий и затрудняет регулирование процесса набора стенки изделия. Перемол же шликера повышает содержание тонкодисперсных фракций, приводит к резкому снижению скорости набора черепка и прилипанию изделий к форме. При повышении содержания тонких фракций в шликере усадка увеличивается на 1% и более.

Существует методика определения таких параметров шликера, как коэффициент уплотнения и расстояние между частицами по данным

гранулометрического состава [6], которая дает возможность оценивать фильтрационные свойства шликерной массы при литье санитарно-технических изделий. При наборе массы в гипсовую форму в шликере образуется трехмерная сетчатая структура. В работе [7] установлено, что грани ребра и пластинчатых глинистых частиц имеют заряды противоположного знака - ребра заряжены положительно, а грани отрицательно. Под действием электростатических сил формируется сетчатая структура, обладающая высокой степенью фильтрации. У шликера с максимальным коэффициентом уплотнения (концентрация частиц в 1 см шликера) и минимальным расстоянием между частицами наблюдается высокая скорость набора массы, что оказывает значительное влияние на производительность при стендовом литье. Важное значение имеет способ шликерного литья: сливной или наливной. Установлено [8], что фарфор имеет характерную структуру, присущую каждому конкретному способу. Это явление можно использовать при создании материалов с заданной структурой.

Литейные свойства шликеров заметно улучшаются при приготовлении их по так называемому «прессовому методу» путем фильтр-прессования и последующего распускания коржей. Достигаемый эффект связан с удалением в процессе фильтрования значительной части ионов-коагуляторов, содержащихся в сорбционпом комплексе исходных глин и обогащенных каолинов. Уплотнению черепка отливки способствует вакуумировапие шликера и гипсовых форм. Применение вибрации при отливке изделий или обработке шликера ультразвуком понижает вязкость шликера и влажность отливок. При таких условиях происходит удовлетворительный набор черепка, достигается наиболее низкий процент брака полуфабриката и готовой продукции [9].

С целью получения однородной по влажности пластичной фарфоровой массы без воздушных включений ее проминают в вакуум-прессах. Влажность массы влияет на формовочные свойства, прочность глиняного

бруса-сырца, усадку, прочность высушенных и обожженных изделий, теплопроводность и водопоглощение.

Эффективность вакуумирования массы определяется ее составом, величиной вакуума и продолжительностью пребывания в вакуумной камере. Объем воздуха в свежеприготовленной фарфоровой массе до вакуумирования - 5,0-15,0%, а после вакуумирования должен составляет 0,3^1,0% [9].

Вакуумирование снижает текстурную неоднородность и способствует повышению пластичности и улучшению формовочных свойств массы, устраняет ее зыбкость почти в 3 раза. При вакуумировании улучшаются и формуемость массы, что очень важно для получения заготовок, особенно крупногабаритных изоляторов. Вакуумированная масса имеет меньшую усадку, ее температура обжига на 20-30°С ниже, чем у невакуумированной. Механическая прочность сырца повышается до 5 МПа [9]. Установлено повышение механической прочности фарфоровой и майоликовых масс после глубокого вакуумирования при формовании крупногабаритных изделий [9-12].

На протяжении многих лет литье санитарных керамических изделий производят в гипсовых формах, имеющих небольшой срок службы (50 - 70 циклов). Однако, создан новый газо- и паронепроницаемый материал, пригодный для изготовления форм па основе пластических масс. Срок службы таких форм почти в 100 раз больше гипсовых. При этом обеспечивается стабильное качество отформованных изделий в течение всего срока службы.

В Германии давно разработан и внедрён в производство санитарных керамических изделий способ литья под давлением. Преимущества этого способа по сравнению с традиционным литьем являются: повышение производительности в 2 раза; гибкость производства (продолжительность смены форм 1 час); сокращение числа складов промежуточного хранения полуфабриката; возможность трехсменной работы; высокое качество и

точность размеров отливок даже при длительном использовании форм; меньшая потребность в производственных площадях; благоприятные условия труда; отсутствие необходимости в кондиционировании воздуха в производственных помещениях; короткие сроки обучения персонала.

Изделия, выполненные литьем под давлением, в момент извлечения из формы находятся в полусухом (непластичном) состоянии. Одним из преимуществ отливки под давлением является отсутствие необходимости зачистки и оправки отливок, так как поверхность форм практически не изменяется после длительной работы [13].

Повышение давление шликера позволяет существенно интенсифицировать процесс и увеличить свойства полуфабриката, что снижает усадку изделий в процессе сушки и обжига и, как следствие, способствует улучшению их качества [14]

Существует способ литья изделий сложной формы в закрытые керамические оболочки с замораживанием и использованием льда в качестве формы и матери