فرآیند پخت کاشی و سرامیک

پیچیدگی کنترل فرآیند پخت به دلیل سرعت انتقال محصولات و همچنین شار حرارتی قابل توجهی است که در واحد زمان به محصول داده می شود. در این مرحله از تولید، طراحی منحنی حرارتی بسیار حائز اهمیت است.

در اینجا بحث انتقال دما به قطعه درهر لحظه از زمان و کنترل آن از ابتدا تا انتهای عملیات حرارتی از اهمیت خاصی برخوردار بوده که باعث ایجاد استحکام مکانیکی، شفافیت و دفع ناخالصی ها از محصولات تولیدی می شود. متناسب نبودن دما در هر لحظه باعث معیوب شدن قطعات و اتلاف انرژی می گردد. عدم کنترل شرایط حرارتی و افزایش بیش از حد دما نه تنها باعث اتلاف انرژی می گردد، بلکه برای سردکردن محصولات تولیدی و کاهش دمای آن هم انرژی بیشتری مصرف می شود.

سرامیک های ساختمانی، امروزه به چندین روش در دنیای صنعتی تولید و به بازار عرضه می گردند که می توان به صورت زیر آنها را تقسیم بندی کرد:

1. روش دوپخت

در این روش محصولات مورد نظر طبق سایز، طراحی و از مواد اولیه غیرفلزی (کائولن، فلدسپار، تالک، دولومیت، سیلیس و…) جهت تولید بدنه های آنها استفاده می گردد. بدنه های تولیدی خام در بخش پرس شکل دهی می شوند و پس از بررسی خواص مکانیکی و شیمیایی به بخش درایر و سپس به کوره منتقل می گردند. محصول در کوره تحت عملیات حرارتی طی زمان خاصی زینتر و پخته می شود. این امر منجر به استحکام بالای قطعات تولیدی با استانداردهای ویژه آن محصولات می گردد. در مرحله اول فقط بدنه پخت و زینتر می شود ولی در مرحله بعدی پس از لعابکاری و دکوراسیون، محصولات مورد نظر به کوره پخت لعاب منتقل و سپس لعاب به همراه بدنه زینتر می شود. در حقیقت لعاب در آن دما نسبت به بدنه دارای تحمل حرارتی کمتر بوده و لعاب روی بدنه ذوب می گردد و حالت شیشه ای پیدا می کند. در این مرحله لعاب دقیقا شکل بدنه را به خود می گیرد. از اصول مهمی که در این فرآیند باید تحت کنترل قرار گیرد، انطباق ضرایب انبساط حرارتی بدنه و لعاب می باشد. ضریب انبساط حرارتی به جنس مواد اولیه لعاب و بدنه و میزان حرارت انتقال یافته در یک زمان خاص بستگی دارد.

درهر دو نوع کوره های مورد استفاده برای تولید محصولات دو پخت (بدنه و لعاب) ساختار کوره ها دقیقاً مشابه یکدیگر است ولی تفاوت آنها در تعداد مشعل ها و یک سری موارد جزئی است:

1. در کوره های پخت بدنه، طول کوره بیشتر و مشعل ها در دو طرف بدنه کوره و در امتداد طول کوره نصب شده اند. این مشعل ها هم زیر رولرها و هم روی محصول قرار دارند که تعداد زیر رولرها بیشتر از تعداد مشعل های روی محصول می باشد. مشعل ها در کوره های پخت لعاب فقط روی محصول و در امتداد طولی کوره قرار گرفته اند که در حقیقت در بخش زیرین محصول مشعلی وجود ندارد.

2. ابتدای کوره های پخت بدنه به صورتی طراحی شده که خشک کن در راستای کوره نصب گردیده است. کار درایر خشک کردن بدنه خام تولیدی و رساندن آن به دمای موردنیاز و آماده سازی آن برای ورود به کوره می باشد. شرایط خشک کردن و کاهش رطوبت از محصول بسیار حساس و تابع نمودار زمان و دمای خاص بوده که از حساسیت بسیار بالایی برخوردار است. در صورتی که در کوره های لعاب این بخش درایر و خشک کردن وجود ندارد و محصول لعاب خورده با دمای محیط سالن تولید، وارد کوره لعاب می گردد.

3. در کوره های پخت بدنه رولرهای سرامیکی انتقال دهنده کاشی به جلو، در انتقال حرارت به محصول نقش بسیار مهمی ایفا می کنند که در کوره های پخت لعاب این نقش به دلیل ساختار کوره بسیار کم اهمیت و قابل صرف نظر کردن است. باتوجه به تفاوت های اصلی که برای هر دو نوع کوره عنوان شد. این تفاوتها از نظر تکنولوژیکی کم اهمیت ولی از نظر انتقال حرارت مهم هستند و بر فرآیند پخت سرامیک ها و ایجاد خواص ویژه در محصول بسیار تأثیرگذار می باشند.

2. روش تک پخت

سیستم تک­ پخت روش جدیدتر و مشکل­تری است. در این روش بدنه و لعاب در یک دوره و به صورت همزمان پخته می شوند و طراحی فرمول بدنه های سرامیکی و لعاب به صورتی خواهد بود که شرایط تحمل حرارتی نسبتاً یکسانی داشته باشند. محصولات در این روش تفاوت های عمده ای از نظر خواص ویژه با محصولات روش دو پخت دارند. این روش عمدتاً برای کاشی های کف مطرح است. در اسپانیا و ایتالیا از این روش برای تولید کاشی دیواری نیز استفاده می شود.