خطوات تصنيع الســيرامـيـك بشكل عام || 325

خطوات تصنيع الســيرامـيـك بشكل عام :

وتحتوى خطوات التصنيع فى صناعة السيراميك على العمليات التالية:

1. إعداد الخليط و الخلط .

2. التشكيل (عن طريق الكبس، الصب، البثق، أو ....) وتحضير القوالب التجفيف .

3. الحرق والتغطية بالجليزوالاختباروالفرز .

-------------------------------------------------------------------------

أولا : اعداد الخليط والخلط :

يتم طحن الرمل والفلسبار مع الماء فى طواحين كبيرة للحصول على حبيبات بالحجم المطلوب حيث ان الحبيبات الدقيقة ذات المساحة السطحية الكبيرة تساعد على اتمام التفاعلات الكيميائية التى تتم أثناء الحرق. ثم بعد ذلك يتم تخزين المخلوط فى خزانات ذات قلابات لمنع ترسيب الحبيبات

يتم خلط الطينة السوداء (Ball Clay) مع الماء فى وجود مواد مشتتة (سليكات الصوديوم وكربونات الصوديوم) وتتم عملية الخلط فى خلاطات ذات سرعات عالية واحجام مختلفة تبعاً لكمية المواد الخام المستخدمة. يتم بعد ذلك نخل المستحلب (emulsion) الناتج للتخلص من الحبيبات الغير ذائبة ثم يمر الخليط على مغناطيس للتخلص من الشوائب الحديدية حيث ان الشوائب الحديدية تتحول أثناء عملية الحرق الى أكسيد الحديد البنى الذى يؤدى إلى ظهور بقع بنية على سطح المنتج ثم يتم تخزين المخلوط لمدة 24 ساعة بعد ذلك.

يتم اضافة الطين الاسود والطين الأبيض (China Clay) و قطع الكسر الناتجة من مرحلة الصب الى خليط الرمل و الفلسبار ويتم امرار الخليط على المناخل والمغناطيسات ويتم ترك المخلوط النهائى (Slip) لحدوث عملية التخمر.

ملحوظة:

الطواحين تدور لمدة 12 ساعة ثم بعد ذلك نأخذ عينة لعمل بعض التجارب التالية :

• الكثافة

• الراسب

• السيولة (اللزوجة)

--------------------------------------------------------------------
ثانيا : التشكيل والصب والتجفيف:

التشكيل:

يتم صب الخليط النهائى فى قوالب مصنوعة من الجبس ويتم إعداد هذه القوالب عن طريق أنواع معينة من الجبس مع الماء وتصب فى قوالب مصنوعة من الالياف الزجاجية وتترك لتجف.

الصب :

يتم الحصول على الشكل النهائى للمنتج بعد صب المخلوط فى القوالب ثم يترك الخليط لفترة للحصول على السُمك المطلوب ثم يتم التخلص من الخليط الزائد عن طريق استرجاعة مرة ثانية إلى خطوة التحضير.

يتم الكشف واختبار القطع المنتجة للتأكد من خلوها من العيوب و استبعاد القطع المعيبة وإعادتها إلى قسم التحضير بعد تكسيرها.

التجفيف:

يتم تجفيف القطع عند درجة حرارة 90م باستخدام هواء ساخن وذلك للوصول الى تركيز الماء المناسب لعلمية الرش بالجليز
يتم اجمال مرحلة التشكيل والصب والتجفيف أيضا _ كما رأيناها فى مصنع السيراميك_فى مرحلة واحده تسمى بالمكابس :

• سرعة المكبس + قوة الكبسة + ضغط المكبس = بلاطة جيدة الصنع

هى معادله هامة جدا لانتاج بلاط سيراميك جيد الصنع

• نقيس سمك البلاطة بالقدمة ذات الورانية والبلاطة هشة مثل البسكويت بعد كبسها ثم تدخل على المجففات الرأسية الخاصة بالمكابس وتأخذ دورة 45 دقيقة

----------------------------------------------------------------------------

ثالثا : الحرق والتغطية بالجليز والاختبار والفرز:

الحر ق:

يتم بعد ذلك حرق المنتجات فى أفران يستخدم فيها المنتجات البترولية او الغاز الطبيعى كوقود. ترتفع درجة الحرارة داخل الفرن تدريجياً مع طول الفرن حيث تمر القطع أولاً على منطقة التسخين الابتدائى ثم على منطقة التسخين ثم الحرق. وفى منطقة الحرق تصل درجة الحرارة إلى اقصى قيمة لها 1200 - 1215م حيث يتم فى هذه المرحلة ذوبان كامل للجليز ويحدث التفاعل بينه وبين القطعة للوصول للحالة الصلبة. يتم بعد ذلك تبريد القطع تدريجياً على طول الفرن للوصول إلى درجة حرارة 100°م عند الخروج من الفرن.

التغطية بالجليز:

يقصد بهذه العملية تغطية سطح القطع بالمادة الزجاجية (الجليز) وهى الطبقة التى تعطى بعد الحرق اللون واللمعان والسطح الزجاجى للمنتجات وتتم هذه الخطوة عن طريق الرش باستخدام مسدسات تعمل بضغط الهواء او عن طريق الغمر فى حمام من الجليز

الاختبار والفرز:

يتم عمل بعض الاختبارات على السيراميك بعد انتاجه مثل:

1- اختبار مقاومة الضغط

2- مقاومة الأحماض

3- اختبار معامل الانحناء

4- اختبار مقاومة الأحماض

يتم اجمال مرحلة الحرق والتغطية بالجليز والاختبار والفرز أيضا _ مصنع السيراميك_فى مرحلة واحده تسمى خطوط الانتاج :

فى بعض التصميمات للسيراميك تأخذ البلاطة دش مياه ثم تأخذ البطانة ثم يضاف اليها الجليز الذى يعطيها اللمعان

تأخذ البلاطة شبلونات للرسم عليها بالطبعة المطلوبة

ندخل على مرحلة الشحن (b.t)

مرحلة الحرق فى الأفران بدرجه حرارة قد تصل الى 1150º وتنقسم مرحلة الحرق الى :

1- مرحلة التجهيز

2- مرحلة الانصهار

3- مرحلة التبريد المفاجئ

الفرز :اما أن يكون فرز اول او فرز ثانى أو فرز ثالث أو فرز رابع

وهذا الفرز ناتج عن العيوب فى الصناعة حيث أن الفرز الأول اى بدون أى عيوب صناعة والفرز الثانى نتيجه عيب كشرخ بسيط أو (دبوس) فى السيراميك وهكذا....

-----------------------------------------------------------------------------

1- مرحلة تحضير المواد الأولية :

تتكون المواد الأولية لصناعة السيراميك من الغضاريات ( سيلكات ألومينيوم مائية )ومن الفلدسبارات ( فلدسبار _ تراخيت )ومن الرمل السيلكاتي والرمل الكلسي.

توضع كل مادة من هذه المواد على حدا في رمبة تث تخلط جيدا بواسطة تركس وذلك حتى يتم التجانس بين هذه المواد
ثم يقوم عناصر المخبر بفحص هذه المواد ووضع خلطة مناسبة من هذه المواد لصناعة السيراميك,

تعتمد هذه الخلطة على مواصفات المواد الأولية الفيزيائية والكيميائية

مثل التركيب الكيميائي و نسبة الانكماش أو التمدد بفعل الحرارة و كذلك قساوة المادة وقابليتها للتشكيل .................إلخ
بعد وضع الخلطة نقوم بوزن المواد الأولية وندخلها ألى المطحنة .

والمطحنة هي جسم اسطواني مبطن من الداخل ببطانة من الكاوتشوك وتكون ممتلئة لأكثر من نصفها بحجارة الطحن , هذه الحجارة تكون ذات أبعاد مختلفة تتراوح تقريبا بين قطر 1سم إلى 10سم ويجب أن تتصف هذه الحجارة بصفة القساوة وذلك لطحن المواد الأخرى أما تركيبها الكيماوي فهو سيلكاتي و ليست مواد حديدية كتلك المستخدمة في الأسمنت

هناك نوعان من المطاحن :

أ – مطاحن ثابتة : هي اسطوانة قطرها أكثر من 1.5متر وطولها أكثر من 3 متر كما وتختلف كل مطحنة عن أخرى بأبعادها و بالتالي بحجمها و بالتالي بسعتها الأعظمية على الطحن

ب _ مطاحن مستمرة : تكون أبعاد الاسطواني كبيرة قطر أكثر من 2متر و طول أكثر من 10متر

الفرق بين النوعين ليس بالأبعاد وانما بطريقة الطحن ففي المطاحن الثابتة يتم دوران المطحنة بعد ملئها بالمواد مدة 4 ساعات ثم يتم تفريغها وشحنها من جديد بمواد جديدة وتكون سعة المطحنة صغيرة بحدود 20طن .

أما المطحنة المستمرة فهي تدور دون توقف فالمواد تدخل للمطحنة عن طريق قمع وتخرج من الجانب الأخر وبكمية تتراوح بين 20 طن إلى 45 طن في الساعة أي أن المواد تدخل إلى المطحنة و تخرج بسرعة تتميز المطاحن المستمرة بأنتاجها الضخم مقارنة مع المطاحن الثابتة

إلا أننا لا نستطيع التحكم في المطاحن المستمرة بكثاقة المنتج ولزوجته و كمية الراسب , بينما في المطاحن المستمرة يمكن يمكن التحكم بهم .

عند عملية الطحن يضاف للمواد السابقةالماء و التريبولي وهو ثلاثي فوسفات الصوديوم كما يضاف ماجة السيلكات
ثم تدور المطحنة وتتم عملية الطحن

ينتج عن عملية طحن المواد مخلوط يدعى المرو له كثافة معينة و لزوجة و راسب

الكثافة : هي الكتلة على واحدة الحجوم

لزوجة هو زمن مرور 100ملم من المرو خلال فتحة مقدارها 5ملم

الراسب هو كميم المواد المعلقة بالمرو أو هو المواد التي لم تطحن

يخزن المرو الناتج في حفر خاصة تدعى الأبار وذلك حتى يتم تجانس المرو ومنعه من التصلب.

في المرحلة الثانية يتم ضخ المرو إلى المذرر .

و المذرر عبارة عن جسم مخروطي بداخله تيار هوئي ساخن تصل حرارته لأكثر من 500 مئوية نستطيع تشبيه عملية التذرير بنافورة المياه


التي تحوي عدة فالات بداخل المذرر فالات موزعة أما علق قرص للمذرر أو على رماح يمكن التحكم بقطر الفالة وهو أقل من 0.5 ملم يتم ضخ المرو إلى المذرر عن طريق مضخات مكبسية

ونتيجة الحرارة العالية تتبخر مياه المرو يتحول إلى بودرة لها رطوبة معينة و تدرج حبي معين و هذا تابع لضغط المرو و لكثافة المرو و درجة حرارة المذرر يتم تجميع المرو في خزانات خاصة تدعى السيلوات تمهيدا لدخولها المكبس .