آماده سازی مواد اولیه بدنه کاشی ها

1- آماده سازی مواد اولیه بدنه کاشی ها

مواد اولیه عمده بدنه کاشی ها خاک های مختلفی است که از معادن کشور تأمین می شود.به طور کلی این مواد شامل سه دسته زیر می باشند که بر اساس نقش آنها در بدنه طبقه بندی گردیده اند:

•  مواد اولیه پلاستیک
•  پر کننده ها (فیلرها Fillers)
• کمک ذوبها یا گداز آورها (Fluxes)

مواد پلاستیک

رس ها مهم ترین، پر مصرفترین و قدیمیترین مواد اولیه در صنعت سرامیک می باشند و اصولاً صنعت سرامیک حیات خود را مدیون رس می باشد. اصطلاح رس به کلیه خاکهائی اطلاق می شود که دارای خاصیت پلاستیسیته می باشند و خاصیت پلاستیسیته به صورت زیر تعریف می شود:

خاصیتی است که یک ماده را قادر می سازد تا در اثر یک نیروی خارجی بدون شکست و گسستگی تغیر شکل داده و بعد از حذف یا کاهش نیرو همچنان حالت خود را حفظ نماید. خاک رس به خاکی گفته می شود که بخش عمده آن کانی های رسی می باشند. کانی های رسی از تجزیه و هوازدگی سنگ های آذرین مثل گرانیت، پگماتیت گرانیت و... به وجود می آیند. گرانیت ها از سه کانی میکا، کوارتز و فلدسپات با نسبت های تقریباً برابر تشکیل شده اند. در بین این سه کانی، فلدسپات در برابر آب و هوازدگی از همه ضعیف تر و ناپایدارتر بوده و پس از میلیون ها سال به کانی های رسی تبدیل می شود.

بنابراین در خاک های رسی علاوه بر کانی رسی، کانی های کوارتز و میکا و حتی فلدسپات به مقدار زیادی وجود دارد و هر چند میزان کانی های رسی بیشتر باشد خواصی نظیر پلاستیسیته در حد بالاتری قرار خواهد داشت.مینرالهای (Minerals) رسی را بر اساس ساختمان مینرالی به گروه های مختلفی تقسیم بندی می کنند که از بحث ما خارج می باشد اما جهت یاد آوری مهم ترین کانی های رسی مصرفی در این صنعت شامل کائولیت ها، مونت موری لونیت ها، ایلیتها، لوئیزیتها و... می باشند.اما دلایل عمده استفاده از رس ها در این صنعت به شرح زیر می باشد:

به علت وجود بنیان های مولکولی Sio2,Al203 در ساختمان رس ها بعد از پخت فازهای بسیار سخت سیلیکاتی را تولید نموده و موجب افزایش مقاومت در محصولات می گردند. کانی های رسی با سختی تقریبا یک موجب ورود این بنیان ها در فرمول بدنه می گردند. در حالی که اگر بخواهیم همین مواد را به طور خالص که بنام کوارتز و کراندم با سختی به ترتیب 7 و 9 می باشند در فرمول وارد کنیم سایش آنها تقریباً غیر ممکن و بسیار هزینه بر خواهد بود.بنابراین هزینه خریداری رس ها بسیار پایین تر از مواد دیگر است.

در بین کانی های موجود در طبیعت رس ها بسیار ریز دانه ترند و گاها میلیون ها برابر کوچک ترند و از طرفی به واسطه شکل لایه ای موجب ایجاد یک دوغاب هموژن می گردند که زمان ته نشینی آن بسیار طولانی است در حالی که مواد دیگر چنین خاصیتی را ندارند.رس ها به واسطه خاصیت پلاستیسیته موجبات شکل پذیری آسان تر محصول را فراهم می آورند و از طرفی به واسطه چسبندگی بالایی که دارند می توانند باعث افزایش استحکام خام و خشک و کاهش ضایعات گردند و این امکان را فراهم آورند که بر روی محصول دکورها و چاپ های مختلف اعمال گردد.

پرکننده ها

مواد غیر پلاستیکی هستند که به بدنه اضافه می گردند و معمولاً دارای نقطه ذوب بالا و مقاومت شیمیایی خوبی بوده و مهم ترین وظیفه آنها جلوگیری از تغییر شکل بدنه در طول پخت، انبساط حرارتی مناسب و کنترل انقباض تر به خشک و خشک به پخت می باشد.علاوه بر این موارد پر کننده ها در تعین تخلخل و رنگ (سفیدی) بدنه اتصال مناسب لعاب و بدنه و اصلاح بافت بدنه خام و... نیز نقش بسیار مهمی را ایفا می نمایند.

مهم ترین و رایج ترین پر کننده ها در صنعت سرامیک سیلیس و آلومین (کروندوم) می باشد. مهم ترین نقش سیلیس تشکیل فازهای سیلیکاتی سخت و حتی فلز مایع را در حین پخت دارد که باعث چسبیدن ذرات دیگر می شود. مصرف آلومین علاوه بر نقش های مذکور باعث می شود که بتوان محصول نازک تر تولید نمود و نیز باعث کاهش تغییر شکل محصول در حین پخت و کاهش ترک های پخت و بهبود و رنگ فراورده و نیز افزایش مقاومت شیمیایی می گردد.

گدازآورها

گدازآورها موادی هستند که به جهت کاهش نقطه ذوب بدنه و یا لعاب مصرف بالایی در این صنعت دارند. گدازآورها در هنگام پخت بدنه ذوب گردیده و در هنگام سرد شدن فاز شیشه ای را در بدنه به وجود می آوردند که کلیه بلورهای موجود در بدنه پخته در بر گرفته و بدین ترتیب موجب افزایش استحکام محصول نهایی می گردند.مهم ترین گدازآورهای بدنه، اکسید های سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم می باشند که جهت تأمین آنها از فلدسپاتهای سدیک، پتاسیک و کلسیک استفاده می شود.

اما غیر از این مواد، موادی نظیر کربنات ها مثل کلیست و دولومیت نیز در بدنه کاشی های دیواری مصرف می شود که نقش تأمین جذب آب را در این کاشی ها ایفا می نماید.منظور از آماده سازی مواد اولیه اعمالی است که بعد از ورود مواد اولیه به کارخانه و قبل از توزین و اختلاط آنها، انجام می گیرد این مرحله اولین مرحله در خط تولید کارخانجات بوده و به طور عمده شامل خرد کردن و آسیاب نمودن مواد است.آماده سازی مواد اولیه بسته به نوع مواد و اندازه آنها متفاوت است.

در مرحله خردایش که بیشتر در مورد مواد سخت و دانه درشت بکار می رود توسط یکسری از سنگ شکن های مختلف مواد درشت به مواد ریز تبدیل می گردد. سنگ شکن های مختلف رایج در صنعت سرامیک فکی، چکشی، مخروطی و غلطکی و دوار و...می باشد.در مرحله آسیاب کردن عمدتاً از آسیاب های گلوله ای استفاده می شود.

آسیاب های گلوله ای، استوانه های بزرگی از جنس فولاد هستند. ابعاد استوانه به نحوی است که تقریباً طول استوانه برابر قطر آن می باشد و جدارهای این آسیاب ها به وسیله آستری از جنس لاستیک یا جنس آجر های آلوبیتی پوشیده شده است.این استوانه ها حول محور خود که موازی سطح افق است گردش می نمایند. همچنان که از نام آسیاب گلوله ای نیز مشخص است در داخل این آسیاب های گلوله هایی وجود دارد که هنگام گردش آسیاب با مواد اولیه موجود در آن برخورد نموده و بدین وسیله باعث خرد شدن و سایش آنها می گردند.

جنس گلوله ها عمدتاً از آلوبیت و در برخی از مواد گلوله های طبیعی سیلیسی (فلینت) می باشد.مقدار گلوله ها، شکل و کرویت و دانه بندی و خصوصاً سختی آنها عامل بسیار مهمی در کیفیت سایش مواد می باشد.در آسیاب ها مواد به اضافه آب و مقادیر کمی روان ساز نظیر سیلیکات سدیم، تری پلی فسفات سدیم Tpp، کربنات سدیم و پس از مدتی سایش با دور مشخص و سرعت مشخص تبدیل به دوغ آب می گردد. مقادیر این مواد دقیقاً از قبل تست شده و مشخص شده می باشد.

نکته قابل توجه اینکه در هر یک از مراحل آماده سازی بازرسی ها و کنترل های لازم جهت عدم عدول از استاندارد های کارخانه ای صورت می گیرد.کیفیت مواد ورودی، درصدهای اختلاط، مشخصه های محصول سنگ شکن و خصوصاً مشخصه های دوغاب پس از آسیاب نظیر دانسیته، ویسکوزیته و دانه بندی دقیقاً کنترل می شود.