Был получен новый состав керамической массы для производства керамической плитки лафаенза для внутренней облицовки стен. Данный состав включает в себя следующие компоненты, %: долерит — 16; гранит — 8; глина Владимировская ВКС-3 (беложгущаяся) — 55; глина Маркинская (красножгущаяся) — 16; бой плитки дробленый — 5. Нами были использованы совершенно новые для керамической промышленности сырьевые материалы, содержащие окрашивающие оксиды. В ходе исследования было доказано, что при обжиге в кристаллической решетке муллита происходят изовалентные замещения Al3+ на Fe3+, благодаря этому керамический черепок получает намного менее интенсивную окраску, чем заводской аналог. Другой применяемый компонент — долерит — является перспективным сырьевым материалом для керамической промышленности. Это связано с тем, что долерит и его разновидность габбро-долерит представляют собой полевошпатовые материалы, которые имеют высокое содержание щелочных и щелочноземельных оксидов. В связи с этим встает вопрос об интенсификации процессов спекания при низких температурах обжига, что вовлекло бы в процесс спекания долериты.

Известно, что готовая керамическая плитка должна быть покрыта декоративным покрытием . В связи с определенными особенностями разработанной керамической плитки необходим новый состав ангобного покрытия. Поэтому на втором этапе исследования мы разработали новый состав нефритового ангоба. При разработке ангобного покрытия мы заменили фритту на сырьевые материалы, которые, как показали исследования, способны обеспечить достаточное количество расплава, при улучшении качественных показателей. В состав ангоба вошли следующие компоненты, %: анортозит — 40; глина Владимировская ВКС-2 — 19; каолин КН-83 Глуховецкий — 14; песок кварцевый ВС-050-1 — 11; полевой шпат MAN/19 (Турция) — 7; технический глинозем марки Г-0 (УАЗ-СУАЛ) — 1; силикат циркония NATA/4 — 4; криолит искусственный технический — 4.

На следующем этапе мы разработали новый состав прозрачной глянцевой глазури. Нашей целью было разработать состав, который будет являться универсальным, и позволит варьировать содержание компонентов при корректировке производственного процесса. В заводские составы глазурного покрытия входит всего два компонента (фритта и каолин) [9], в связи с этим глазурь имеет высокую стоимость и предполагает использование только одного вида фритты [10–11]. Нами же был разработан многокомпонентный состав, элементами которого являются отход производства микростеклошариков, цинковые белила и волластонит. В связи с этим снижается содержание фритты с 95 до 60 % по массе. Данный состав содержит следующие компоненты, %: каолин КН-83 Глуховецкий — 10,0; фритта FT-847 — 65,0; полевой шпат MAN/19 — 10,0; волластонит ASTO-2A— 5,0; цинковые белила ZnO — 6,0; отход производства микростеклошариков — 4,0.

В состав разработанной керамической плитки входят нетрадиционные компоненты, в связи с чем и появилась необходимость в разработке новой технологической схемы производства, наиболее подходящей под данный состав. При этом технология производства должна базироваться на типовом оборудовании, а организация производственного процесса должна быть аналогична исходной технологии однократного обжига.

Технологический процесс производства керамической облицовочной плитки в настоящее время развивается и совершенствуется на всех стадиях производственного процесса. Однако самым актуальным является научно-обоснованная оптимизация обжига. Рациональная организация обжига позволяет не только получить более качественные показатели готовой продукции, но и предопределяет энергоэффективность всего производства. В большинстве случаев на заводах России для производства керамической облицовочной плитки применяется технология двукратного обжига. Тогда как в сфере производства изделий строительной керамики в государствах-лидерах (Испания, Италия, Чехия и др.) все большее распространение приобретает наиболее перспективная технология однократного обжига. Проведя анализ практического опыта применения данной технологии в нашей стране, можно выделить ряд существующих проблем: применение карбонатов щелочноземельных металлов; дорогостоящие импортные компоненты; обжиг при высоких температурах (1050…1100 °С и более); отсутствие эффективных декоративных покрытий и др. В настоящее время процессы, протекающие при длительном обжиге, очень хорошо изучены [9], однако при проведении данных исследований основной акцент делается на применении тугоплавких беложгущихся глин, в основном, украинских месторождений, при этом применяемые режимы обжига экономически нецелесообразны.

В связи с чем исследования, направленные на разработку и внедрение новых эффективных составов керамических масс и декоративных покрытий, наиболее полно отвечающих особенностям технологии скоростного однократного обжига, на основе новых нетрадиционных сырьевых материалов, являются весьма актуальными.

В исследованиях А.А. Галенко [16–18] представлены совершенно новые составы для производства керамической облицовочной плитки, а также разработана кривая обжига (рис. 1), основными особенностями которой являются одновременный интенсивный нагрев верхней и нижней поверхности на начальном этапе (зона А). Однако при однократном обжиге такой нагрев нецелесообразен, так как в микроструктуре могут возникнуть дефекты, поскольку наиболее увлажненной частью плитки является верхняя, декорированная поверхность. В то же время в зонах C, D и Е наблюдается разница в интенсивности нагрева верхней и нижней поверхности, что недостаточно для завершения процессов фазо- и структурообразования в декоративных покрытиях. В следующих зонах (Е и F) интенсивное охлаждение верхней поверхности плитки может привести к раннему стеклованию глазури, что в свою очередь может привести к чрезмерному сжатию глазури при остывании керамической плитки и образованию межслойных напряжений в системе «черепок—ангоб—глазурь».

Поэтому возникает необходимость в разработке совершенно новой технологии производства керамической облицовочной плитки на основе легкоплавкой красножгущейся глины и долерита.

М.В. Плешко, М.С. Плешко, А.А. Ревякин, Ростовский государственный университет путей сообщения