Ceramic Glaze Recipes -...

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw

1

„Projekt zosta³ sfi nansowany przy wsparciu Komisji Europejskiej.

Wy³¹czna odpowiedzialnoœæ za zawartoœæ niniejszego podrêcznika spoczywa

na autorach. Jego treœæ nie musi odzwierciedlaæ stanowiska Unii Europejskiej.

Komisja Europejska nie ponosi odpowiedzialnoœci za jakiekolwiek

wykorzystanie informacji zawartych w podrêczniku.”

Ceramic Glaze Recipes

Obliczanie składów szkliw metodą SEGERA, techniki formowania wyrobów ceramicznych

oraz efektywne wykorzystanie zasobów w przemyśle ceramicznym

Program Kszta³cenia Ustawicznego 2007-2013 Leonardo da Vinci

TRANSFER INNOWACJI

Projekt Nr: 2010-1-GR1-LEO 05-03932

“CERAMIC GLAZE RECIPES – CGR”

“RECEPTURY SZKLIW CERAMICZNYCH”

Obliczanie składów szkliw metodą SEGERA, techniki formowania wyrobów ceramicznych

oraz efektywne wykorzystanie zasobów w przemyśle ceramicznym

Projekt realizowany we wspó³pracy z:

Greek Centre of Pottery S.A (GR)KI Keramik-Institut GmbH (DE)Société Française de Céramique (FR)Instytut Ceramiki i Materia³ów Budowlanych (PL)T.Alexandridis and CO (Omega Technology) (GR)

Podręcznik CGR

4

SPIS TREŚCI

ROZDZIA£ 1 ZASTOSOWANIE WZORU SEGERA DO OBLICZANIA SK£ADU SZKLIW

1.1 Szkliwa ceramiczne – ujêcie ogólne

1.2 Wzór Segera

1.3 Przyk³adowe obliczenia surowców

1.4 Obliczanie sk³adu szkliwa

1.5 Obliczanie receptury na podstawie wzoru Segera gdy wymagane jest zastosowanie fryty

1.6 Obliczanie wzoru Segera na podstawie receptury (przy wykorzystaniu teoretycznych wzorów surowców)

1.7 Poszczególne kroki obliczania wzoru Segera na podstawie receptury

1.8 Obliczanie wzoru Segera na podstawie receptury

1.9 Obliczanie wartoœci przelicznika i straty pra¿enia surowca na szkliwo

1.10 Obliczanie receptury szkliwa na podstawie wzoru Segera z uwzglêdnieniem fryty i surowców, które zostan¹ zmielone w m³ynie kulowym

1.11 Masy cz¹steczkowe tlenków podstawowych

1.12 Masy cz¹steczkowe tlenków barwi¹cych

7

7

12

18

25

34

41

48

57

59

61

65

61


5

67

67

68

69

70

71

72

73

74

75

80

81

81

83

85

86

ROZDZIA£ 2 METODY FORMOWANIA WYROBÓW CERAMICZNYCH

2.1 Przegl¹d metod formowania

2.2 Kryteria wyboru metody formowania

2.3 Metoda formowania w zale¿noœci od kszta³tu i liczby elementów

2.4 Ocena metod formowania

2.5 Prasowanie osiowe

2.6 Gêstoœæ wyprasek jako funkcja ciœnienia prasowania

2.7 Cykle pracy prasy osiowej (prasa do formowania p³ytek ceramicznych)

2.8 Metoda prasowania izostatycznego (podstawowe zasady)

2.9 Metoda odlewania

2.10 Gips jako tworzywo na formê odlewnicz¹

2.11 Ró¿ne parametry gipsu przeznaczonego na formê odlewnicz¹

2.12 Potencja³ zeta

2.13 Charakter jonowy minera³ów ilastych

2.14 Odlewanie ciœnieniowe

2.15 Etapy odlewania ciœnieniowego

6

Podręcznik CGR

2.16 Nieprawid³owoœci w odlewaniu

ROZDZIA£ 3 EFEKTYWNE WYKORZYSTYWANIE ZASOBÓW W PRZEMYŒLE CERAMICZNYM

3.1 Uwagi ogólne

3.2 Zalecenia o znaczeniu uniwersalnym

3.3 Surowce i masa ceramiczna

3.4 Formowanie

3.5 Suszenie

3.6 Wypalanie

LITERATURA

87

88

88

89

90

92

95

104

113


7

Szkliwa ceramiczne s¹ w zasadzie szk³ami lub stopami o zró¿nicowanym sk³adzie. W stanie ciek³ym (po stopieniu), zarówno szkliwa, jak i szk³a zachowuj¹ siê jak chaotyczna sieæ nieuporz¹dkowanych czworoœcianów, które przyjmuj¹ wy¿szy stopieñ organizacji przestrzennej podczas ch³o-dzenia, nie osi¹gaj¹c jednak powtarzalnej geometrycznej struktury krysz-ta³ów w stanie sta³ym ze wzglêdu na znaczn¹ lepkoœæ sch³odzonego szk³a, która uniemo¿liwia na tyle swobodne przemieszczanie siê atomów, by zajê³y energetycznie optymalne pozycje. W nastêpstwie krzepniêcia, taka przypadkowa struktura, pozbawiona uporz¹dkowania dalekiego zasiêgu, tworzy szk³o. Okreœlana jest jako bezpostaciowa, szklista, p³ynna lub nie-krystaliczna.

Szklista struktura szkliw i szkie³ jest niestabilna. Szk³o, które przez d³u¿-szy czas pozostaje wystawione na dzia³anie wysokiej temperatury, ale ni¿-szej od temperatury topnienia, staje siê mêtne ze wzglêdu na powstawa-nie niewielkich kryszta³ków. Pod wp³ywem wysokiej temperatury szk³o tra-ci bowiem wiele ze swej lepkoœci, atomy mog¹ siê swobodnie poruszaæ i tworz¹ strukturê krystaliczn¹, powoduj¹c rekrystalizacjê szk³a. Stopieñ, w jakim zachodzi rekrystalizacja, jak równie¿ orientacja i rozmiary krysz-ta³ów zale¿¹ w przewa¿aj¹cej mierze od sk³adu i temperatury. W przy-rodzie mo¿na spotkaæ wiele przyk³adów zjawiska rekrystalizacji: bazalty i trachity to ska³y mikrokrystaliczne, które formuj¹ siê z lawy pod wp³ywem powolnego sch³adzania. Obsydiany, natomiast, powstaj¹ wskutek szyb-kiego krzepniêcia.

Rozdział 1Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw

1.1 SZKLIWA CERAMICZNE – UJĘCIE OGÓLNE

Podręcznik CGR

8

Szkliwa ceramiczne dziel¹ siê na nastêpuj¹ce kategorie w zale¿no-œci od sk³adu:

1) Szkliwa o³owiowe: Sk³adaj¹ siê w przewa¿aj¹cej mierze z krzemianów o³owiu o odczynie kwasowym. Szkliwa o³owiowe s¹ ³atwo topliwe, odznaczaj¹ siê wysokim po³yskiem i znaczn¹ trwa³oœci¹.

2) Szkliwa alkaliczne: Oprócz krzemionki i tlenków alkalicznych, zawie-raj¹ znaczne iloœci tlenku glinu i charakteryzuj¹ siê wysok¹ trwa³oœci¹ i przezroczystoœci¹. Wykorzystywane s¹ przede wszystkim do produk-cji porcelany. Alkalia dodaje siê w postaci fryt alkalicznych, które stosu-je siê powszechnie w szkliwach efektowych typu raku, szkliwach b³ysz-cz¹cych i szkliwach dekoracyjnych z efektem spêkania.

3) Szkliwa borowe: Zawieraj¹ bor, krzemiany, które wi¹¿¹ siê z alkaliami, minera³y alkaliczne i tlenek o³owiu. Szkliwa te znalaz³y podstawowe za-stosowanie w produkcji fajansu.

Na pe³niejsze zrozumienie sk³adu i w³aœciwoœci szkliw ceramicznych po-zwala wzór Segera.

Seger dokona³ klasyfi kacji tlenków wykorzystywanych w przygotowaniu szkliwa na trzy, zale¿ne od w³aœciwoœci, grupy: tlenki zasadowe, amfo-teryczne i kwasowe. Tlenki nie s¹ okreœlane wagowo, lecz jako równo-wa¿niki cz¹steczkowe (mole), a wzór szkliwa pokazuje stosunek pomiêdzy zawartoœci¹ tlenków zasadowych, kwasowych i amfoterycznych. W celu obliczenia w³aœciwych stosunków, wartoœæ sumy moli tlenków zasado-wych musi byæ równa jednoœci (=1).

Poszczególne grupy tlenkowe okreœla siê jako: R2O&RO (zasadowe), R2O3 (amfoteryczne) i RO2 (kwasowe).


9

Klasyfi kacja tlenków wg Segera

TLENKI ZASADOWE (R2O&RO)

Mcz.

Li2O 29,881Tlenki

alkaliczneNa2O 61,979

K2O 94,196

CaO 56,077

Tlenki ziem alkalicznych

MgO 40,304

BaO 153,326

SrO 103,619

PbO 223,199

ZnO 81,389

CuO 79,545

Tlenki barwi¹ce

CoO 74,933

MnO 70,937

FeO 71,844

NiO 74,693

Podręcznik CGR

10

TLENKI AMFOTERYCZNE (R2O3)

Mcz.

Al2O3 101,961 Stabilizator

Fe2O3 159,688

Tlenki barwi¹ceCr2O3 151,990

Sb2O3 291,518

TLENKI KWASOWE (RO2)

Mcz.

SiO2 60,084

Tlenki szk³otwórczeB2O3 69,620

P2O5 141,945

TiO2 79,866

Tlenki zmêtniaj¹ceSnO2 150,709

ZrO2 123,223

MnO2 86,937 Tlenek barwi¹cy


11

Charakterystyczne wzory Segera

1RO | 0÷0,3 Al2O3 | 1,8÷3 SiO2

SZKLIWA KAMIONKOWE

1RO | 0,2÷0,6 Al2O3 | 2÷5 SiO2

SZKLIWA PORCELANOWE

1RO | 0,5÷1,25 Al2O3 | 6÷12 SiO2

SZKLIWA DO MAJOLIK

SZKLIWA FAJANSOWE

1RO | 0÷0,3 Al2O3 | 2÷4 SiO2

1RO | 0,1÷0,4 Al2O3 | 2÷4 SiO2

0,2÷0,5 SnO2

0÷0,5 B2O2

SZKLIWA DO WYROBÓW GARNCARSKICH

Podręcznik CGR

12

1.2 Wzór Segera

WZÓR JEDNOŚCI

WZÓR SEGERA

FORMUŁA SEGERA

WZÓR EMPIRYCZNY

WZÓR RO

WSZYSTKIE POWY¯SZE OKREŒLENIA DOTYCZ¥ SYSTEMU OBLICZENIOWEGO OPRACOWANEGO PRZEZ PROFESORA HERMANNA SEGERA (1839-1894) JAKO NARZÊDZIE ANALIZY I USTALANIE W£AŒCIWOŒCI SZKLIW I MAS CERAMICZNYCH.

Liczne doœwiadczenia pozwoli³y Segerowi odnotowaæ, ¿e niektóre tlenki o podobnych wzorach cz¹steczkowych maj¹ zbli¿one w³aœciwoœci i po-równywalne dzia³anie chemiczne przy powstawaniu szkliw. Jak wspo-mniano wczeœniej, Seger przedstawi³ zatem ich sk³ad w postaci schema-tycznych grup (kategorii) RO&R2O, R2O3 i RO2, w zale¿noœci od stosunku tlenu do innych pierwiastków w cz¹steczce.

Dziêki temu ³atwo okreœliæ sk³ad chemiczny szkliwa/masy, przeprowadziæ korektê lub wszelkie inne potrzebne zmiany, jak równie¿ dopasowaæ do siebie ró¿ne rodzaje szkliw/mas.

Konsekwentnie, szkliwo/szk³o lub masa powinny byæ postrzegane jako mieszanina tlenków, a nie mieszanina surowców ceramicznych. Faktycz-nie, ró¿ne materia³y wymienione w recepturach s³u¿¹ do uzupe³nienia szkliwa wymaganymi tlenkami.

Sk³ad szkliwa zosta³ przedstawiony jako uporz¹dkowanie tlenków z grup


13

RO&R2O, R2O3 i RO2 w trzech kolumnach. Tlenki w wyjœciowej kolumnie RO&R2O s¹ przeliczane do jednoœci =1, a zawartoœci tlenków z dwu po-zosta³ych kolumn okreœlone s¹ jako proporcje grupy wyjœciowej. Nazwa “wzór jednoœci” wywodzi siê w³aœnie z owej “jednoœci” jako punktu od-niesienia obliczeñ.

Oto, w jaki sposób nale¿y przedstawiaæ sk³ad szkliwa:

0,5 CaO 0,4 Al2O

32,3 SiO

2

0,3 MgO 0,1 Fe2O

30,2 TiO

2

0,2 K2O

1 ( JEDNOŒÆ)

We Wzorze jednoœci (Wzorze Segera) ukazano wzajemne proporcje, a nie – liczbê cz¹steczek. Liczba cz¹steczek w partii szkliwa jest ogromna i liczo-na jest jako wielokrotnoœæ liczby 6,02 x 1023.

1. Grupa RO&R2O obejmuje wszystkie tlenki, dla których stosunek tlenu do innych pierwiastków wynosi 1 lub mniej, np. CaO, Na2O, etc. Grupê tê okreœla siê na ró¿ne sposoby:

• Grupa RO

• Tlenki

• Topniki

• Zasady lub tlenki zasadowe

• Alkalia lub tlenki alkaliczne

• Zasadowe tlenki metali

Podręcznik CGR

14

2. Grupa R2O3 obejmuje tlenki o stosunku tlenu do innych pierwiastków na poziomie 1,51. S¹ to tlenki o w³aœciwoœciach amfoterycznych, zacho-wuj¹ce siê zarówno jak alkalia, jak i kwasy. Grupa ta jest równie¿ znana pod innymi nazwami:

• Grupa R2O3

• Tlenki amfoteryczne lub obojêtne

• Stabilizatory lub tlenki poœrednie

3. Do grupy RO2 nale¿¹ tlenki o stosunku tlenu do innych pierwiastków równym 21 lub wiêkszym. Tlenki te maj¹ na ogó³ charakter sk³adników sieciotwórczych szkliwa. Grupê okreœla siê jako:

• Dwutlenki

• Tlenki kwasowe


15

TOPNIKITLENKI ZASADOWE

GRUPA RO&R2O

STABILIZATORYTLENKI

AMFOTERYCZNE LUB OBOJÊTNE

GRUPA R2O3

SK£ADNIKI SIECIOTWÓRCZE

TLENKI KWASOWE GRUPA RO2

ALKALIA Tlenek glinu Al2O3Dwutlenek krzemu SiO2

Tlenek sodu Na2O Tlenek boru B2O3Dwutlenek cyny SnO2

Tlenek potasu K2O Dwutlenek tytanu TiO2

Tlenek litu Li2O Dwutlenek cyrkonu ZrO2

ZIEMIE ALKALICZNE

Tlenek boru B2O3

Tlenek wapnia CaO

Tlenek magnezu MgO

Tlenek baru BaO

Tlenek strontu SrO

INNE

Tlenek o³owiu PbO

Tlenek cynku ZnO

KLASYFIKACJA TLENKÓW WEDŁUG SEGERA

Podręcznik CGR

16

Tlenek boru (B2O3) jest sk³adnikiem sieciotwórczym szk³a i reaguje jak tle-nek kwasowy. Niemniej, zachowuje siê równie¿ jak topnik, wykazuj¹c w³a-œciwoœci alkaliczne. Istnieje wiele opinii dotycz¹cych przyporz¹dkowania tlenku boru do jednej z kategorii. Standardowo, umieszcza siê go w gru-pie R2O3 (tlenków amfoterycznych). Jednak w Wielkiej Brytanii zaliczany jest do grupy RO2 wraz z tlenkami sieciotwórczymi szk³a.

Tlenki, które wykorzystuje siê do zmêtniania szk³a, zwane substancjami zmêtniaj¹cymi, nale¿¹ do grupy kwasowej (RO2) i obejmuj¹:

• Tlenek cyny SnO2

• Tlenek cyrkonu ZrO2

• Tlenek tytanu TiO2

Nale¿y wzi¹æ pod uwagê to, ¿e w³aœciwoœci tlenków do obni¿ania tem-peratury topnienia wykazuj¹ znaczne zró¿nicowanie, w zale¿noœci od za-stosowanego tlenku i temperatury wypalania szkliwa. Na przyk³ad, tlenek wapnia powszechnie wykorzystywany jest jako topnik w wysokich tempe-raturach do produkcji porcelany i kamionki. W wypalaniu w niskich tem-peraturach (dla szkliw o temperaturze topnienia poni¿ej 1100oC), s³u¿y jednak jako substancja zwiêkszaj¹ca ogniotrwa³oœæ. Podobnie dzia³aj¹ tle-nek baru, magnezu i cynku.

Tlenek o³owiu PbO (glejta) sprawdza siê natomiast jako silny topnik przy wypalaniu szkliw niskowypalaj¹cych siê, w 850oC1150oC. W temperatu-rach powy¿ej 1180oC staje siê substancj¹ lotn¹.


17

Tlenki wykorzystywane jako sk³adniki szkliw mieszcz¹ siê w trzech kategoriach:

A) Tlenki zasadowe Technologia otrzymywania szkliwa ceramicznego opiera siê na po³¹czeniu tych tlenków z krzemionk¹ lub/i tlenkiem boru w celu wytworzenia krzemianów lub boranów. Tlenki zasadowe, zarów-no alkaliczne (sodu, potasu i litu), jak i ziem alkalicznych (wapnia, magnezu, baru, cynku itp.) nale¿¹ g³ównie do topników, chocia¿ ostatnie z wymienionych maj¹ s³absz¹ zdolnoœæ obni¿ania tempe-ratury topnienia.

B) Tlenki amfoteryczne lub obojêtneTlenki te uznawane s¹, przede wszystkim, jako stabilizatory szkli-wa. W tej roli w literaturze przytaczany jest powszechnie tlenek glinu, natomiast tlenek boru, który wykazuje odmienne dzia³anie, zosta³ w piœmiennictwie brytyjskim sklasyfi kowany jako sk³adnik sieciotwórczy szkliwa.

C) Tlenki kwasowePodstawowym przedstawicielem tej kategorii jest krzemionka. Jak ju¿ zosta³o wspomniane, wedle literaturze brytyjskiej, do tej samej kategorii nale¿y tlenek boru (B2O3).

W obliczeniach przedstawionych w dalszej czêœci, tlenek boru zosta³ umieszczony w kolumnie tlenków amfoterycznych.

PODSUMOWUJĄC

Podręcznik CGR

18

1. 3 Przykładowe obliczenia surowców

Obliczanie masy cz¹steczkowej surowców

W niniejszym przyk³adzie obliczono masê cz¹steczkow¹ (Mcz) skalenia sodowego: Na2O·Al2O3·6SiO2.

Mcz skalenia stanowi sumê mas atomowych (Ma) pierwiastków sk³adowych lub sumê mas cz¹steczkowych tlenków, z których siê sk³ada.

Jak pokazano w obliczeniu, Mcz skalenia sodowego wynosi 524,6.

(Masy cz¹steczkowe tlenków powszechnie wykorzystywanych w oblicze-niach sk³adu szkliwa zosta³y podane na stronie 65).

Obliczanie wzoru chemicznego i cz¹steczkowego tlenku lub su-rowca

Aby obliczyæ wzór chemiczny tlenku o zadanym sk³adzie procentowym, nale¿y podzieliæ odsetek wagowy ka¿dego pierwiastka (zawartoœæ pro-centow¹) przez w³aœciw¹ mu masê atomow¹ (Ma).

Na2O = (23x2) + 16 = 62

Al2O3 = (27 x 2) + (16 x 3) = 102

6 SiO2 = 6 [28 + (16 x 2)] = 360,6

524,6


19

PRZYKŁAD

Obliczanie składu cząsteczkowego surowca

Rozwa¿any tlenek ma nastêpuj¹cy sk³ad procentowy:

Masa atomowa cynku wynosi 65, a zatem: 80,24 : 65 = jest 1,24 atomów cynku.

Masa atomowa tlenu wynosi 16, a zatem: 19,76 : 16 = jest 1,24 atomów tlenu.

Nastêpnie, obie jednostki wagowe dzielone s¹ przez 1,24, co daje wynik 1Zn : 1O ZnO, czyli wzór chemiczny tlenku cynku.

Aby obliczyæ wzór cz¹steczkowy surowca o znanym sk³adzie procentowym (w przypadku tlenków), nale¿y podzieliæ odsetek wagowy ka¿dego tlenku przez jego masê cz¹steczkow¹ (Mcz).

Cynk (Zn) 80,24%

Tlen (O) 19,76%

100,00%

Podręcznik CGR

20

Obliczanie teoretycznego wzoru cząsteczkowego kaolinu

PRZYKŁAD

Wzór cz¹steczkowy nale¿y wyliczyæ, dziel¹c iloœæ ka¿dego tlenku (przyjmuj¹c dla uproszczenia 100 g =100%) przez w³aœciw¹ mu Mcz:

W wyniku dzielenia wyliczone zostaj¹ iloœci mas cz¹steczkowych (inaczej: moli) ka¿dego z tlenków zawartych w 100 g surowca. W celu obliczenia wzoru cz¹steczkowego, który okreœla stosunki mo-lowe poszczególnych sk³adowych tlenków w 1 molu surowca nale¿y iloœci moli w 100 g surowca z poprzedniego dzielenia podzieliæ przez ich sumê.

Dziêki temu zabiegowi, ³¹czna wartoœæ tlenków pozostanie równa jednoœci (=1), a pozosta³e wielkoœci bêd¹ odzwierciedla³y stosunek wagowy wzglêdem jednoœci.

W przypadku glin, których przedstawicielem jest kaolin, to Al2O3 (tlenek glinu) powinien byæ równy jednoœci, tote¿ wartoœci cz¹stecz-kowe wszystkich tlenków musz¹ zostaæ podzielone przez liczbê cz¹-steczek Al2O3 (0,387).

Otrzymany wzór cz¹steczkowy (lub wzór empiryczny) ma postaæ: Al2O3·2SiO2·2H2O.

SiO2 (krzemionka) 46,51%

Al2O3 (tlenek glinu) 39,53%

H2O (woda) 13,96%

100,00

SiO2 46,51 ÷ 60 = 0,775

Al2O3 39,53 ÷ 102 = 0,387

H2 O 13,96 ÷ 18 = 0,775


21

PRZYKŁAD

Tlenkowy sk³ad procentowy skalenia potasowego (skaleñ Keystone) przedstawia siê nastêpuj¹co:

*/ SP = strata pra¿enia

Wielkoœæ ta wyra¿a % materia³u, który przechodzi w stan lotny pod-czas wypalania. Substancje lotne obejmuj¹, przede wszystkim, wodê i dwutlenek wêgla

Odsetek ka¿dego tlenku dzielony jest przez jego masê cz¹steczkow¹:

SiO2 64,76%

Al2O3 19,94%

Fe2O3 0,04%

CaO 0,17%

Na2O 2,48%

K2O 12,24%

SP* 0,35%

100,00

ODSETEK W SK£ADZIE

ANALITYCZNYM

MASY CZ¥STECZKOWE

RÓWNOWA¯NIKI CZ¥STECZKOWE

SiO2 64,76 60,06 = 1,0750

Al2O3 19,94 101,97 = 0,1955

Fe2O3 0,04 159,68 = 0,0002

CaO 0,17 56,08 = 0,0030

Na2O 2,48 62,00 = 0,0400

K2O 12,24 94,20 = 0,1299

Podręcznik CGR

22

• W obliczeniach ceramicznych, SP odnosi siê do utraty masy materia³u podczas wypalania i ma zastosowanie przede wszystkim w defi nicji Mcz, jak równie¿ w okreœlaniu zachowania surowców. (Pojêcia SP nie stosuje siê do sk³adu chemicznego ceramiki i szkliwa po wypaleniu.)

• Ponadto, w wiêkszoœci chemicznych analizach sk³adu, pomija siê substancje utracone podczas wypalania i nieznana pozostaje ich dok³adna masa cz¹steczkowa.

• W trosce o wiêksz¹ dok³adnoœæ, w obliczeniach dotycz¹cych komercyjnych materia³ów nie uwzglêdnia siê iloœci molowej SP, a jeœli zachodzi potrzeba jej rozwa¿enia, przyjmujemy j¹ jako proporcjê wagow¹, zgodnie z przyk³adem zamieszczonym poni¿ej.

• W obliczeniach teoretycznych, wartoœæ SP mo¿e byæ obliczona w molach bez ryzyka b³êdu, gdy¿ w tym przypadku mo¿na okreœliæ materia³y, które przechodz¹ w stan lotny. (Patrz poprzedni przyk³ad “Obliczanie teoretycznego wzoru cz¹steczkowego kaolinu”)

UWAGA DOTYCZĄCA OBLICZANIA STRATY PRAŻENIA (SP)


23

Równowa¿niki cz¹steczkowe powinny zostaæ uporz¹dkowane wed³ug kolumn odpowiednich grup RO, R2O3 i RO2, wyró¿nionych zgodnie ze wzorem Segera, a tlenki z kolumny RO (zasady) nale¿y doliczyæ

Nastêpnie, poszczególne iloœci moli w wierszach dzielone s¹ przez sumê moli w kolumnie RO (0,1729). W efekcie, suma w kolumnie RO równa siê jednoœci (=1), podczas gdy tlenki z pozosta³ych kolumn wyra¿one s¹ jako czêœci jednoœci:

W taki sam sposób, na podstawie wzoru Segera, mo¿na obliczyæ masê cz¹steczkow¹ skalenia Keystone:

RO&R2O R2O3 RO2

0,1299 K2O 0,1955 Al

2O

31,075 SiO

2

0,04 Na2O 0,0002 Fe

2O

3

0,003 CaO

0,1729

0,751 K2O 1,13 Al

2O

36,217 SiO

2

0,231 Na2O 0,0011 Fe

2O

3

0,0180 CaO

1,0000

RÓWNOWA¯NIKI CZ¥STECZKOWE

MASY CZ¥STECZKOWE

ODPOWIADAJ¥CE ILOŒCI WAGOWE

K2O 0,751 X 94,20 = 70,744

Na2O 0,231 X 62,00 = 14,322

CaO 0,018 X 56,08 = 1,009

Al2O3 1,130 X 101,97 = 115,226

Fe2O3 0,0011 X 159,68 = 0,176

SiO2 6,217 X 60,06 = 373,393

Mcz bez SP 574,870

SP 2,019

Mcz z uwzglêdnieniem SP 576,889

Podręcznik CGR

24

JAK OBLICZYĆ STRATĘ PRAŻENIA SP

Tlenkowy sk³ad procentowy obliczany jest poprzez pomno¿enie masy ka¿dego tlenku razy 100 i podzielenie otrzymanego wyniku przez Mcz (tutaj: 576,889):

Postêpuj¹c zgodnie z opisan¹ procedur¹, mo¿na obliczyæ wzór cz¹steczkowy dowolnego materia-³u ceramicznego na podstawie jego sk³adu pro-centowego, jak równie¿, odwrotnie, sk³ad pro-centowy na podstawie wzoru cz¹steczkowego.

SiO2 64,76%

Al2O3 19,94%

Fe2O3 0,04%

CaO 0,17%

Na2O 2,48%

K2O 12,24%

SP 0,35%

100,00

Aby obliczyæ stratê pra¿enia, nale¿y post¹piæ zgodnie z poni¿szymi instrukcjami: Analizowany materia³ wykazuje 0,35% SP, co oznacza, ¿e na 100 g analizowanego tlenku zostanie utracone 0,35 g – pozo-stanie 99,65 g. Ile wynosz¹ straty pra¿enia w przypadku 574,870 g tego tlenku?

Nale¿y siê pos³u¿yæ prost¹ i znan¹ metod¹ obliczania za pomoc¹ proporcji:

Wartoœæ masy obliczonych SP nale¿y dodaæ do obliczonej masy tlen-ku, w ten sposób otrzymuj¹c ca³kowit¹ masê materia³u (576,889).

X = (574,870 x 0,35) : 99,65 = 2,019 SP99,65 0,35 SP

574,870 X


25

1.4 Obliczanie składu szkliwa

W celu wykonania szkliwa o zadanym wzorze cz¹steczkowym, nale¿y ustaliæ odsetki wagowe surowców odpowiadaj¹ce tlenkom w wysokoœci wymaganej we wzorze szkliwa. W rezultacie, uzyskuje siê sk³ad masy do produkcji szkliwa.

Nie zawsze udaje siê otrzymaæ wszystkie potrzebne tlenki z surowców nie-rozpuszczalnych, w szczególnoœci w przypadku szkliw wypalanych w ni-skich temperaturach.

W takich przypadkach konieczne jest zastosowanie fryty, która, jak ju¿ zo-sta³o wspomniane, jest bezpieczn¹ i wstêpnie topion¹ mieszanin¹ – obok krzemionki i stabilizatorów – zawieraj¹c¹ tlenki, alternatywnie pozyskiwa-ne z rozpuszczalnych lub/i toksycznych surowców.

Istnieje kilka powodów stosowania ca³kowicie nierozpuszczalnych surow-ców w sk³adzie masy do produkcji szkliwa:

• Podczas szkliwienia, sucha lub biskwitowana masa ceramiczna poch³a-nia wilgoæ i, jednoczeœnie, tlenki znajduj¹ce siê w roztworze, powodu-j¹c modyfi kacjê zarówno szkliwa, jak i gliny.

• Podczas suszenia, poch³oniêta wilgoæ przemieszcza siê pod powierzch-niê czerepu i odparowuje, pozostawiaj¹c wytr¹cone kryszta³ki rozpusz-czalnych tlenków na powierzchni.

• Podczas przygotowywania masy do produkcji szkliwa, nie mo¿na uzy-skaæ równomiernej zawiesiny surowców rozpuszczalnych i nierozpusz-czalnych. W efekcie, otrzymana partia wyrobów bêdzie niejednorod-na.

• Surowce rozpuszczalne zawarte w zawiesinie do produkcji szkliwa mog¹ byæ toksyczne i stanowi¹ zagro¿enie dla ludzi wystawionych na ich dzia³anie podczas szkliwienia.

Podręcznik CGR

26

Wybór surowców do sk³adu szkliwa

Tlenki okreœlone we wzorze cz¹steczkowym szkliwa mog¹ pochodziæ z ró¿nych dostêpnych na rynku surowców. Ustalenie, które z nich pos³u-¿¹ do przygotowania szkliwa, jest istotnym procesem i wymaga znaczne-go doœwiadczenia, szczególnie w przypadku szkliw, w których produkcji wykorzystuje siê fryty.

W tym punkcie, omówione zostan¹ jedynie szkliwa, które otrzymuje siê bez u¿ycia fryt.

Niektóre surowce zawieraj¹ wiêcej ni¿ jeden tlenek. Na przyk³ad, skaleñ potasowy o wzorze cz¹steczkowym: K2O·Al2O3·6SiO2, dostarcza 1 cz¹-steczkê tlenku potasu, 1 cz¹steczkê tlenku glinu i 6 cz¹steczek krzemion-ki. Oznacza to, ¿e skaleñ potasowy wykorzystany do pozyskania danej licz-by cz¹steczek tlenku potasu, jednoczeœnie dostarczy tyle samo cz¹steczek tlenku glinu i szeœæ razy tyle cz¹steczek krzemionki. Wobec tego, stosuj¹c z³o¿one surowce, takie jak skaleñ, w celu pozyskania jednego typu tlenku okreœlonego we wzorze, nale¿y zachowaæ ostro¿noœæ, by nie przekroczyæ wymaganej iloœci pozosta³ych tlenków.

W niewielkich iloœciach Al2O3 i SiO2 standardowo pozyskuje siê z surowych glin (kaoliny, gliny). Jednak przy wiêkszych zawartoœciach ich źród³em s¹ gliny kalcynowane, gdy¿ wysoka zawartoœæ surowej gliny w partii wyro-bów powoduje spêkanie i z³uszczanie siê niewypalonej pow³oki szkliwa podczas suszenia lub podczas pierwszych etapów wypalania. Niemniej, gêstwa musi zawieraæ niewielka iloœæ surowej gliny, która utrzymuje pozo-sta³e surowce w zawiesinie.

Wymagan¹ iloœæ krzemionki nale¿y pozyskiwaæ g³ównie z surowców o jej wysokiej zawartoœci, takich jak skaleñ, glina, kaoliny itp. Nale¿y przez to rozumieæ, ¿e cz¹steczki krzemionki okreœlone we wzorze pozyskiwane s¹ w miarê dodawania z³o¿onych surowców, sk³adaj¹cych siê równie¿ z tlen-ków. Jeœli otrzymana w ten sposób iloœæ krzemionki, a co za tym idzie –


27

liczba jej cz¹steczek we wzorze, nie jest wystarczaj¹ca, brakuj¹c¹ iloœæ na-le¿y uzupe³niæ, dodaj¹c bezpoœrednio tlenek krzemu (SiO2).

Nale¿y mieæ na uwadze to, ¿e rzeczywisty sk³ad surowców dostêpnych na rynku (kaolinów, glin, skaleni itp.) znacznie odbiega od sk³adu teore-tycznego podawanego w podrêcznikach i jego prawid³owe wykorzystanie na potrzeby obliczeñ wymaga ponownego okreœlenia wzoru cz¹steczko-wego i mas cz¹steczkowych sk³adników surowców na podstawie analizy sk³adu, dostarczanego przez dostawcê.

Zgodnie ze wspó³czesn¹ wiedz¹ na temat zachowania krzemianów pod-czas wypalania, dok³adne oszacowanie charakteru szkliwa na podstawie obliczeñ lub/i zastosowania danych surowców jest niezmiernie trudne, je-œli nie – niemo¿liwe. Tote¿, aby osi¹gn¹æ po¿¹dany rezultat, trzeba prze-prowadziæ kilka testów szkliwa o takim samym wzorze, z zastosowaniem ró¿nych tlenków i ró¿nych surowców.

Podręcznik CGR

28

0,3 K2O

0,5 Al2O

34,0 SiO

20,7 CaO

1,0

W celu przeprowadzenia tego obliczenia, nale¿y sporz¹dziæ tabelê o licz-bie wierszy i kolumn odpowiadaj¹cej danym, które pos³u¿¹ do obliczeñ (patrz tabela poni¿ej).

W pierwszym wierszu nale¿y zamieœciæ tytu³y kolumn rozpoczynaj¹c od lewej strony i przechodz¹c na prawo do kolejnych, nale¿y wpisaæ nazwy cz¹steczkowe wymaganych tlenków, a nastêpnie uzupe³niæ tytu³y kolejnej kolumny: surowiec, równowa¿niki cz¹steczkowe, masy cz¹steczkowe, jednostki wagowe i receptura.

Po sporz¹dzeniu tabeli, nale¿y przyst¹piæ do obliczeñ:

• Zasada ogólna brzmi: podczas obliczania sk³adu masy do produkcji szkliwa, w pierwszej kolejnoœci uzupe³niamy do ¿¹danej liczby okreœlo-nej we wzorze te tlenki, które pochodz¹ z surowców z³o¿onych. Tlen-ki te obejmuj¹, przede wszystkim, rozpuszczalne alkalia i tlenek boru, toksyczny tlenek o³owiu i niereaktywny tlenek glinu.

Wedle powy¿szej zasady, obliczanie rozpocz¹æ nale¿y od okreœle-nia iloœci moli K2O, któr¹ mo¿na pozyskaæ ze skalenia potasowego (K2O·Al2O3·6SiO2).

Jak jednak ustaliæ, ile moli surowca potrzeba, aby pozyskaæ 0,3 mola K2O?

Wzór s³u¿¹cy do obliczania sk³adu

Na podstawie wzoru cz¹steczkowego typowego szkliwa porcelanowego, nale¿y obliczyæ sk³ad analityczny masy do produkcji szkliwa, wykorzystu-j¹c wzór teoretyczny skalenia potasowego (K2O·Al2O3·6SiO2) celem pozy-skania cz¹steczek K2O.


29

OTO NASZE ZADANIE:

1 mol skalenia potasowego zawiera 1 mol K2O

Ile moli skalenia mo¿na uzyskaæ z 0,3 mola K2O?

Co oznacza, ¿e: 0,3x1=0,3 i 0,3:1=0,3 mola skalenia dostarczy wymagane 0,3 mola K2O.

W przytoczonym przypadku, wynik jest oczywisty, obliczenia okazuj¹ siê jednak konieczne w przypadku surowców z³o¿onych.

Podsumowuj¹c: Aby ustaliæ, ile moli danego surowca nale¿y wykorzystaæ w celu pozyskania ¿¹danej liczby moli tlenku, trzeba podzieliæ wymagan¹ iloœæ tlenku przez zawartoœæ tego tlenku w danym surowcu.

A zatem, w dalszym ci¹gu obliczeñ nale¿y przyj¹æ 0,3 mola skalenia, aby uzyskaæ 0,3 mola K2O. Jednak¿e, skaleñ zawiera równie¿ Al2O3 i SiO2 i dostarczy analogiczne iloœci tych tlenków do masy szkliwa.

Co oznacza, ¿e: z 0,3 mola skalenia uzyskamy:

0,3 x 1K2O = wymagane 0,3 mola K2O

Ponadto: 0,3 x 1Al2O3= 0,3 mola Al2O3 i 0,3 x 6SiO2 = 1,8 mola SiO2

Nale¿y umieœciæ iloœci molowe tlenków w odpowiedniej kolumnie tabeli.

Nastêpnie, 0,7 mola CaO otrzymywanych jest z równowa¿nej iloœci (0,7 mola) wêglanu wapnia (CaCO3).

W dalszej kolejnoœci, nale¿y uzupe³niæ Al2O3 do ¿¹danej pokaźnej iloœci. Po³owa tej wielkoœci uzyskana zostanie z 0,1 mola kaolinu

Podręcznik CGR

30

(Al2O3·2SiO2·2H2O), a reszta - z 0,1 mola z kaolinu kalcynowanego (Al2O3·2SiO2). Podane surowce dostarcz¹ równie¿ analogicznych iloœci krzemionki do produkcji szkliwa, to znaczy: ka¿da po 0,1 x 2 = 0,2 mola.

Iloœæ SiO2 otrzymanego ze skalenia i kaolinu nie wystarczy do produkcji szkliwa, pozosta³e 1,8 mola nale¿y wiêc dodaæ w postaci jego tlenku (SiO2).


31

TLEN

KI S

K£AD

OW

E

SURO

WIE

CRÓ

WN

OW

A¯N

IKI

CZ¥S

TECZ

KOW

EM

ASY

CZ¥S

TECZ

KOW

EJE

DNO

STKI

W

AGO

WE

RECE

PTUR

A %

K 2OCa

OAl

2O3

SiO

2

0,3

0,7

0,5

4

0,3

0,3

1,8

SKAL

EÑ P

OTAS

OW

YK 2O

·Al 2O

3·6Si

O2

0,3

556

166,

842

,4

0,7

WÊG

LAN

WAP

NIA

Ca

CO3

0,7

100,

170

,117

,9

0,1

0,2

KAO

LIN

Al2O

3·2Si

O2·2

H 2O0,

125

8,1

25,8

6,6

0,1

0,2

KAO

LIN

PRA

¯ON

YAl

2O3·2

SiO

2

0,1

222,

122

,25,

6

1,8

KRZE

MIO

NKA

SiO

2

1,8

60,1

108,

227

,5

0,3

0,7

0,5

439

3,1

100

Podręcznik CGR

32

PRZYKŁAD

Okreœlono iloœci molowe niezbêdnych surowców i mo¿na przyst¹piæ do obliczenia sk³adu masy do produkcji szkliwa.

Nale¿y podzieliæ iloœci molowe ka¿dego surowca przez jego masê cz¹-steczkow¹ i umieœciæ wynik w kolumnie “jednostki wagowe”. W istocie, zawartoœæ kolumny stanowi sk³ad masy do produkcji szkliwa. Jest to jed-nak postaæ nieporêczna i w tej postaci nie mo¿e pos³u¿yæ do bezpoœred-nich wyliczeñ, dlatego zostanie przekszta³cona do sk³adu procentowego, wyra¿onego w kolumnie “Receptura %”.

Wyliczanie składu masy do produkcji niskowypalającego

się szkliwa ołowiowego o temperaturze wypalania 1000°C

na podstawie wzoru Segera

Zadany jest nastêpuj¹cy wzór Segera szkliwa bezbarwnego:

Postêpuj¹c jak w poprzednim przyk³adzie, nale¿y sporz¹dziæ tabelê wyliczeñ.

0,7 PbO

0,5 Al2O

34,0 SiO

20,2 ZnO

0,1 MgO

1,0


33

TLEN

KI S

K£AD

OW

E

SURO

WIE

CRÓ

WN

OW

A¯N

IKI

CZ¥S

TECZ

KOW

EM

ASY

CZ¥S

TECZ

KOW

EJE

DN

OST

KI

WAG

OW

ERE

CEPT

URA

%Pb

OZn

OM

gOAl

2O3

SiO

2

0,7

0,2

0,1

0,2

2,0

0,7

TLEN

EK O

£OW

IU(m

inia

o³o

wio

wa)

Pb 3O

4

0,23

368

5,6

159,

9548

,6

0,2

TLEN

EK C

YNKU

Zn

O0,

281

,416

,28

4,9

0,1

WÊG

LAN

MAG

NEZ

UM

gCO

3

0,1

84,3

8,43

2,6

0,1

0,2

KAO

LIN

Al2O

3·2Si

O2·2

H 2O0,

125

8,1

25,8

17,

9

0,1

0,2

KAO

LIN

PRA

¯ON

YAl

2O3·2

SiO

2

0,1

222,

122

,21

6,7

1,6

KRZE

MIO

NKA

SiO

2

1,6

60,1

96,1

629

,3

0,7

0,2

0,1

0,2

2,0

328,

8410

0

Podręcznik CGR

34

W podanym przyk³adzie, wymagana iloœæ molowa PbO zosta³a uzyskana z mini o³owiowej, której mol zawiera 3 mole PbO. Do otrzymania 0,7 mola PbO, potrzeba 0,7/3 = 0,233 mola minii.

1.5 Obliczanie receptury na podstawie wzoru Segera (wymagane zastosowanie fryty)

Szkliwo, którego sk³ad (recepturê) nale¿y obliczyæ, ma nastêpuj¹cy wzór Segera:

Jest oczywiste, ¿e po³¹czenie wszystkich tlenków zawartych w powy¿szym wzorze wymaga zastosowania surowców rozpuszczalnych. Wœród nich znajdzie siê tlenek B2O3, alkalia - Na2O i K2O - a zw³aszcza - Na2O, jako ¿e 0,05 mola K2O dostarczyæ mo¿na poprzez dodanie skalenia potasowego.

Ponadto, surowce, z których mo¿na pozyskaæ PbO, takie jak litargit (PbO), minia o³owiowa (Pb3O4) i biel o³owiowa (2PbCO3·Pb(OH)2), s¹ silnie tok-syczne, jakkolwiek nie s¹ rozpuszczalne w wodzie.

Niektóre pozosta³e surowce, takie jak toksyczny dla œrodowiska wodne-go tlenek cynku (do pozyskania ZnO) i nietoksyczny wêglan magnezu (do pozyskania MgO) s¹ nierozpuszczalne, charakteryzuj¹ siê tak niewielkim rozmiarem cz¹stek, ¿e powoduj¹ kurczenie siê i pêkanie niewypalonej po-w³oki szkliwa.

0,05 K2O

0,1 Na2O

0,3 CaO 0,25 Al2O

32,5 SiO

2

0,35 PbO 0,3 B2O

3

0,1 MgO

0,1 ZnO


35

Wszystkie te surowce, z powodów wymienionych powy¿ej, powinny byæ sk³adowymi fryty, która jak ju¿ zosta³o wspomniane, jest bezpieczn¹ i wstêpnie stopion¹ mieszank¹ zawieraj¹c¹ tlenki, gdy¿ w przeciwnym wy-padku musia³yby byæ pozyskiwane z surowców rozpuszczalnych lub/i tok-sycznych.

Aby fryta mia³a zrównowa¿ony sk³ad, jej wzór Segera nale¿y obliczyæ zgodnie z poni¿szymi zasadami:

• Stosunek tlenków z kolumny RO&R2O do tlenków z kolumny RO2, powinien wynosiæ miêdzy 1/1 i 1/3.

• Stosunek alkaliów do sumy zawartoœci pozosta³ych tlenków zasadowych w kolumnie RO&R2O nie powinien przekraczaæ 1/1.

• Stosunek B2O3 do SiO2 nie powinien przekraczaæ 1/2.

• Iloœæ Al2O3 we wzorze cz¹steczkowym nie powinien przekraczaæ 0,2 mola.

Fryta sporz¹dzona zgodnie z tymi zaleceniami ulegnie ca³kowitemu stopie-niu i wszystkie jej rozpuszczalne lub/i toksyczne sk³adniki utworz¹ trwa³e zwi¹zki. Ponadto, fryta taka topi siê we wzglêdnie niskich temperaturach.

Teraz nale¿y przejœæ do obliczeñ iloœci fryty, jaka pozwoli uzyskaæ ¿¹dany wzór szkliwa. Ze wzglêdów edukacyjnych i praktycznych, wykorzystane zostan¹ wzory teoretyczne poszczególnych tworzyw.

Fryta powinna posiadaæ nastêpuj¹cy sk³ad, z zachowaniem iloœci molo-wych tlenków wymaganych w postaci frytowanej:

Podręcznik CGR

36

0,35 PbO

0,1 Na2O 0,075 Al

2O

31,15 SiO

2

0,15 CaO 0,3 B2O

3

0,1 MgO

0,7

Oznacza to, ¿e 0,7 mola z kolumny RO pozyskane zostanie z fryty, a pozo-sta³e tlenki otrzymane zostan¹ z innych surowców.

Oto surowce, z których pozyskane zostan¹ tlenki wymagane do przygo-towania fryty:

• Boraks, w celu pozyskania 0,1 mola Na2O, równoczeœnie jednak dostarczy B2O3 w podwójnej iloœci (0,2 mola)

• Kwas borowy, s³u¿¹cy do uzyskania brakuj¹cego 0,1 mola B2O3

• Minia o³owiowa, w celu pozyskania 0,35 mola PbO

• Wêglan wapnia, w celu pozyskania po³owy wymaganej iloœci CaO

• Wêglan magnezu, w celu pozyskania 0,1 mola MgO

• Kaolin pra¿ony w celu pozyskania 0,075 mola Al2O3, równoczeœnie jednak dostarczy SiO2 w podwójnej iloœci (0,15 mola)

• Krzemionka w celu pozyskania czêœci wymaganego SiO2 (1,0 mola)

Jak ju¿ zosta³o wspomniane, iloœci molowe ka¿dego surowca obliczane s¹ poprzez dzielenie iloœci molowej wymaganego tlenku przez iloœci molowe, w jakich wystêpuje w rozwa¿anym surowcu.


37

TLEN

KI S

K£AD

OW

E

SURO

WIE

C

RÓW

NO

-W

A¯N

IKI

CZ¥S

TECZ

-KO

WE

MAS

Y CZ

¥-ST

ECZK

O-

WE

JED

NO

STKI

W

AGO

WE

RECE

PTU-

RA %

PbO

Na 2O

CaO

MgO

Al2O

3B 2O

3Si

O2

0,35

0,10

00,

150

0,10

00,

075

0,3

1,15

0,1

0,2

BORA

KSN

a 2O·2

B 2O3·1

0H2O

0,1

0,1

KWAS

BO

ROW

YH 3BO

3

0,1

0,35

TLEN

EK O

£OW

IU(m

inia

o³o

wio

wa)

Pb 3O

4

0,11

66

0,15

WÊG

LAN

WAP

NIA

CaCO

3

0,15

0,1

WÊG

LAN

MAG

NEZ

UM

gCO

3

0,1

0,07

50,

15KA

OLI

N P

RA¯O

NY

Al2O

3·2Si

O2

0,07

5

1,0

KRZE

MIO

NKA

SiO

2

1,0

0,35

0,1

0,15

0,1

0,07

50,

31,

15

Podręcznik CGR

38

ILOŚĆ MOLI SUROWCA W SKŁADZIE FRYTY

Boraks 0,1

Kwas borowy 0,1

Tlenek ołowiu (Minia ołowiowa) 0,1166

Węglan wapnia 0,15

Węglan magnezu 0,1

Kaolin prażony 0,075

Krzemionka 1,0

SKŁAD MOLOWY MASY SZKLIWA PRZEZNACZONEJ DO MIELENIA

W MŁYNIE KULOWYM

Fryta do wyliczenia

Skaleń potasowy 0,05

Kaolin 0,125

Węglan wapnia 0,15

Tlenek cynku 0,1

Krzemionka 0,8

Sk³ad ostatecznie uzyskanego szkliwa, które zostanie poddane mieleniu w m³ynie kulowym, ma postaæ podan¹ w tabeli po prawej stronie. Oprócz fryty, która dostarczy omówionych ju¿ tlenków, źród³ami tlenków s¹ równie¿:

• Skaleñ potasowy (0,05 mola), który dostarczy wymagane 0,05 mola K2O, jak równie¿ 0,05 mola Al2O3 i 0,3 mola SiO2

• Kaolin (0,125 mola), który dostarczy pozosta³e 0,125 mola Al2O3, jak równie¿ 0,25 mola SiO2

• Wêglan wapnia (0,15 mola), który dostarczy pozosta³e 0,15 mola CaO

• Tlenek cynku (0,1 mola), który dostarczy ca³¹ wymagana iloœæ 0,1 mola ZnO

• Krzemionka (0,8 mola), która dostarczy brakuj¹ce 0,8 mola SiO2


39

SUROWIECRÓWNOWAŻNIKI CZĄSTECZKOWE

MASY CZĄSTECZKOWE

JEDNOSTKI WAGOWE

RECEPTURA %

Boraks 0,1 × 381,4 = 38,14 16,5

Kwas borowy 0,1 × 123,7 = 12,37 5,4

Tlenek ołowiu (minia ołowiowa) 0,1166 × 685,6 = 79,94 34,7

Węglan wapnia 0,15 × 100,1 = 15,01 6,5

Węglan magnezu 0,1 × 84,3 = 8,43 3,6

Kaolin prażony 0,075 × 222,1 = 16,66 7,2

Krzemionka 1,0 × 60,1 = 60,10 26,1

230,65 100,0

W poni¿szej tabeli wyliczono sk³ad fryty wed³ug przedstawionej metody:

Aby uwzglêdniæ zawartoœæ fryty w sk³adzie masy szkliwa, trzeba znaæ jej masê cz¹steczkow¹. W tym celu, nale¿y obliczyæ jej wzór cz¹steczkowy.

Aby otrzymaæ wzór cz¹steczkowy, wartoœci ³¹czne w kolumnie RO powinny osi¹gn¹æ jednoœæ, co oznacza, ¿e iloœci molowe poszczególnych tlenków dzielone s¹ przez ³¹czn¹ wartoœæ tlenków zasadowych (0,7).

0,500 PbO

0,143 Na2O 0,107 Al

2O

31,643 SiO

2

0,214 CaO 0,429 B2O

3

0,143 MgO

1,000

Podręcznik CGR

40

• Wzór cz¹steczkowy nale¿y sprawdziæ pod k¹tem poprawnoœci wedle zasad omówionych powy¿ej.

• Poprzez pomno¿enie liczby tlenków zgodnie ze wzorem przez ich masê cz¹steczkow¹ i zsumowanie uzyskanych wyników, mo¿na otrzymaæ poszukiwan¹ masê cz¹steczkow¹.

TLENKIRÓWNOWAŻNIKI CZĄSTECZKOWE

MASY CZĄSTECZKOWE

JEDNOSTKI WAGOWE

PbO 0,5 × 223,2 = 111,60

Na2O 0,143 × 62,0 = 8,87

CaO 0,214 × 56,1 = 12,00

MgO 0,143 × 40,3 = 5,76

Al2O

30,107 × 101,97 = 10,91

B2O

30,429 × 69,6 = 29,86

SiO2

1,643 × 60,1 = 98,74

MASA CZĄSTECZKOWA FRYTY = 277,74

Uzupe³niaj¹c sk³ad masy do produkcji szkliwa, nale¿y zast¹piæ niewiadom¹ w tabeli sk³adu (patrz powy¿ej) wartoœci¹ 0,7 mola fryty, jako ¿e jej iloœæ zosta³a przewidziana na 0,7 mola w kolumnie RO tabeli sk³adu.

Ostatecznie, nale¿y podaæ sk³ad masy do produkcji szkliwa poprzez podzielenie iloœci molowej surowców przez ich masy cz¹steczkowe, a nastêpnie – wyliczenie sk³adu procentowego.


41

1.6 Obliczanie wzoru Segera na podstawie receptury (przy wykorzystaniu teoretycznych wzorów surowców)

Zadana jest nastêpuj¹ca receptura szkliwa:

Receptura szkliwa obejmuje surowce wyra¿one w jednostkach wagowych. W celu ustalenia wzoru cz¹steczkowego szkliwa, nale¿y post¹piæ zgodnie z nastêpuj¹cymi zaleceniami:

Nale¿y sporz¹dziæ tabelê 4-kolumnow¹: Surowiec – Jednostki wagowe – Masy cz¹steczkowe – Równowa¿niki cz¹steczkowe.

Wêglan wapnia (CaCO3) 10

Litargit (tlenek o³owiu - PbO) 50

Krzemionka (SiO2) 40

100


MASY CZĄSTECZKOWE

JEDNOSTKI WAGOWE

RECEPTURA %

Fryta 0,7 × 277,74 = 194,418 59,7

Skaleń potasowy 0,05 × 556,66 = 27,833 8,5

Kaolin 0,125 × 258,1 = 32,262 9,9

Węglan wapnia 0,15 × 100,1 = 15,015 4,6

Tlenek cynku 0,1 × 81,4 = 8,140 2,5

Krzemionka 0,8 × 60,1 = 48,080 14,8

Krzemionka 1,0 × 60,1 = 60,10 26,1

325,748 100,0

Podręcznik CGR

42

Nastêpnie, nale¿y podzieliæ masê ka¿dego surowca przez jego masê cz¹steczkow¹ i umieœciæ uzyskan¹ liczbê w kolumnie “równowa¿niki cz¹steczkowe”. Liczby widniej¹ce w tej kolumnie wyra¿aj¹ iloœci molowe odpowiadaj¹ce masom surowców okreœlonych w recepturze szkliwa.

SUROWIECJEDNOSTKI WAGOWE

MASY CZĄSTECZKOWE

RÓWNOWAŻNIKI CZĄSTECZKOWE

Węglan wapnia 10 ÷ 100 = 0,1

Litargit (PbO) 50 ÷ 223 = 0,224

Krzemionka (SiO2) 40 ÷ 60 = 0,666

100


PbO CaO SiO2

Węglan wapnia 0,1 0,1

Litargit (PbO) 0,224 0,224

Krzemionka (SiO2) 0,666 0,666

0,224 0,100 0,666

Nastêpnie, nale¿y sporz¹dziæ nastêpuj¹c¹ tabelê o odpowiedniej liczbie kolumn w celu umieszczenia iloœci molowych tlenków uzyskanych z po-szczególnych surowców. W ostatnim wierszu, wyliczana jest ³¹czna war-toœæ w poszczególnych kolumnach, jakkolwiek w niniejszym przyk³adzie wyniki s¹ oczywiste, poniewa¿ wykorzystane tworzywa maj¹ prosty sk³ad i ka¿dy dostarcza jednego tlenku.


43

Na podstawie iloœci molowych tlenków podanych w Tabeli, nale¿y przyst¹-piæ do obliczenia wzoru SEGERA szkliwa.

Nale¿y umieœciæ tlenki w odpowiednich grupach i zsumowaæ tlenki nale-¿¹ce do grupy RO (topniki):

Poniewa¿ topniki (RO&R2O) musz¹ byæ równe jednoœci, nale¿y podzieliæ iloœci molowe wszystkich tlenków przez ich sumê (0,324):

PbO 0,224 ÷ 0,324 = 0,691CaO 0,1 ÷ 0,324 = 0,309SiO2 0,666 ÷ 0,324 = 2,05

Otrzymamy wzór SEGERA:

0,224 PbO0,666 SiO

20,1 CaO

0,324

0,691 PbO2,05 SiO

20,309 CaO

Podręcznik CGR

44

PRZYKŁAD

Wyliczanie wzoru SEGERA na podstawie składu

(z wyjątkiem skalenia potasowego, użyte zostaną wzory

teoretyczne materiałów)

Zadany jest nastêpuj¹cy sk³ad masy do produkcji szkliwa:

Dany jest wzór cz¹steczkowy skalenia potasowego, podobnie jak jego masa cz¹steczkowa:

W celu dokonania analizy sk³adu, nale¿y sporz¹dziæ tabelê podob-n¹ do tej, któr¹ opracowano na potrzeby poprzedniego przyk³adu:

Skaleñ potasowy 45

Kolemanit 10

Talk 10

Dolomit 10

Wêglan wapnia 5

Tlenek cynku 5

Kaolin 5

Krzemionka 30

0,74 K2O

1,026 Al2O

3 6,34 SiO

2Masa cz¹steczkowa: 571

0,26 Na2O


45

Nastêpnie, nale¿y sporz¹dziæ kolejn¹ tabelê, wedle instrukcji podanych w poprzednim przyk³adzie, o odpowiedniej liczbie kolumn, aby podaæ ilo-œci molowe tlenków uzyskanych z poszczególnych tworzyw. W ostatnim wierszu, jak ju¿ wczeœniej zaznaczono, powinny siê znaleźæ ³¹czne warto-œci iloœci tlenków podanych w poszczególnych kolumnach.


MASY CZĄSTECZKOWE


Skaleń potasowy 45 ÷ 571 = 0,078

Kolemanit 10 ÷ 206 = 0,048

Talk 10 ÷ 378 = 0,026

Dolomit 10 ÷ 184 = 0,054

Węglan wapnia 5 ÷ 100 = 0,05

Tlenek cynku 5 ÷ 81 = 0,061

Kaolin 5 ÷ 258 = 0,019

Krzemionka 30 ÷ 60 = 0,5

Podręcznik CGR

46

SURO

WIE

CRÓ

WN

OW

A¯N

IKI

CZ¥S

TECZ

KOW

EK 2O

Na 2O

CaO

MgO

ZnO

Al2O

3B 2O

3Si

O2

PO S

KALE

Ñ P

OTAS

OW

Y0,

74 K

2O1,

026

Al2O

3

6,34

SiO

2

0,26

Na 2O

0,07

80,

057

0,02

0,07

90,

494

KOLE

MAN

ITCa

O·1

½ B

2O3·5

H 2O0,

048

0,04

80,

072

TALK

3MgO

·4Si

O2·H

2O0,

026

0,07

80,

104

DOLO

MIT

CaCO

3·MgC

O3

0,05

40,

054

0,05

4

WÊG

LAN

WAP

NIA

CaCO

3

0,05

0,05

TLEN

EK C

YNKU

ZnO

0,06

10,

061

KAO

LIN

Al2O

3·2Si

O2 ·2

H 2O0,

019

0,01

90,

038

KRZE

MIO

NKA

SiO

2

0,5

0,5

0,05

70,

020,

152

0,13

20,

061

0,09

80,

072

1,13

6


47

Tlenki nale¿y umieœciæ we w³aœciwych grupach, a nastêpnie zsumowaæ zawartoœci molowe topników:

W ostatnim kroku, iloœci molowe tlenków nale¿y podzieliæ przez sumê iloœci molowych topników, przy czym ³¹czna wartoœæ topników wynosi 1, a otrzymany wzór SEGERA jest równy:

0,057 K2O

0,020 Na2O 0,098 Al

2O

3 1,136 SiO

2

0,152 CaO 0,072 B2O

3

0,132 MgO

0,061 ZnO

0,422

0,135 K2O

0,047 Na2O 0,23 Al

2O

3 2,69 SiO

2

0,360 CaO 0,17 B2O

3

0,312 MgO

0,144 ZnO

1,000

Podręcznik CGR

48

1.7 Poszczególne kroki obliczania wzoru Segera na podstawie receptury

1. Nale¿y podzieliæ masê ka¿dego surowca przez jego masê cz¹steczkow¹.

2. Nale¿y sporz¹dziæ tabelê zawieraj¹c¹ odpowiedni¹ liczbê wierszy i kolumn w celu zamieszczenia: nazw tworzyw, iloœci molowych tworzyw i iloœci molowych tlenków zawartych w ka¿dym z tworzyw (jak w przyk³adzie powy¿ej).

3. Nastêpnie, nale¿y podzieliæ iloœci molowe ka¿dego tlenku fi guruj¹cego we wzorze cz¹steczkowym poszczególnych tworzyw poprzez umieszczenie we w³aœciwych kolumnach.

4. Nale¿y zsumowaæ iloœci molowe tlenków w poszczególnych kolumnach.

5. Nale¿y umieœciæ iloœci molowe tlenków w odpowiednich grupach, a nastêpnie zsumowaæ topniki.

6. W ostatniej kolejnoœci, nale¿y uzyskaæ wzór cz¹steczkowy poprzez podzia³ iloœci molowej tlenków przez ³¹czn¹ wartoœæ topników, tak by wartoœæ w kolumnie RO wynosi³a 1, a tlenki z dwu pozosta³ych grup (R2O3 – RO2) by³y wyra¿one jako proporcje w stosunku do wartoœci z tej kolumny.


49

PRZYKŁAD

Złożony - wyliczanie wzoru na podstawie składu

(podano skład procentowy wszystkich materiałów)

Nale¿y przeanalizowaæ wysokotemperaturowe (12601280°C) szkliwo przezroczyste o nastêpuj¹cym sk³adzie procentowym:

Dotychczas w celach edukacyjnych w obliczeniach stosowano teoretyczne wzory tworzyw. Tytu³em ilustracji:

Jednak¿e wiêkszoœæ tworzyw ceramicznych pochodzi ze z³ó¿ kopalnych i nie odznacza siê idealn¹ czystoœci¹, gdy¿ zawiera niewielkie domieszki ró¿nych minera³ów lub/i tlenków. W efekcie ich rzeczywiste wzory cz¹steczkowe wykazuj¹ znaczn¹ zmiennoœæ i odbiegaj¹ w wiêkszym lub mniejszym stopniu od wzoru teoretycznego.

skaleñ potasowy 48,6

dolomit 9,3

wêglan wapnia 7,7

kaolin 11,3

krzemionka 23,1

kaolin Al2O

3·2SiO

2·2H

2O Mcz 258,1

wêglan wapnia CaCO3

Mcz 100,1

skaleñ potasowy K2O·Al

2O

3·6H

2O Mcz 556,5

dolomit CaCO3·MgCO

3Mcz 184,4

krzemionka SiO2

Mcz 60,1

Podręcznik CGR

50

SUROWIECSTRATA

PRAŻENIA (SP)

K2O Na

2O CaO MgO Al

2O3 SiO

2RAZEM

SKALEŃ POTASOWY 0,65 11,10 2,50 0,20 0,10 19,45 66,00 100

DOLOMIT 47,01 0,07 0,13 31,20 21,20 0,15 0,24 100

WĘGLAN WAPNIA 44,35 — — 55,09 0,25 0,12 0,19 100

KAOLIN 12,99 0,86 0,74 0,78 0,11 38,06 46,46 100

KRZEMIONKA (SiO2) 0,97 0,05 0,05 1,01 — 0,36 97,56 100

Warto zaznaczyæ, ¿e sk³adniki materia³ów, które przechodz¹ w stan lotny podczas wypalania, wliczane s¹ do straty pra¿enia i nie s¹ uwzglêdniane w obliczeniach.

Jak mo¿na stwierdziæ na podstawie analizy tabeli powy¿ej, tworzywa takie jak dolomit i wêglan wapnia wykazuj¹ wysok¹ wartoœæ SP ze wzglêdu na wysok¹ zawartoœæ wêglanów. Tak¿e kaolin odznacza siê wysokimi stratami pra¿enia. Zawiera bowiem znaczne iloœci H2O, która odparowuje podczas wypalania.

KROK 1

Nale¿y pomno¿yæ masê ka¿dego tlenku z receptury przez masê surowca przewidzian¹ w produkcji szkliwa i podzieliæ uzyskany wynik przez 100. W tym celu nale¿y zastosowaæ powszechnie znane równanie.

W tabeli podano sk³ady procentowe materia³ów u¿ytych w powy¿szej recepturze.


51

X = (11,10 x 48,6) : 100 itp. 100 11,10

48,6 X

Postêpuj¹c podobnie z wartoœciami podanymi dla ka¿dego surowca do produkcji szkliwa, otrzymuje siê nastêpuj¹ce wyniki:

SKALEŃ POTASOWY

K2O 11,10 x 48,6 : 100 = 5,395

Na2O 2,50 x 48,6 : 100 = 1,215

CaO 0,20 x 48,6 : 100 = 0,097

MgO 0,10 x 48,6 : 100 = 0,049

Al2O

319,45 x 48,6 : 100 = 9,453

SiO2

66,00 x 48,6 : 100 = 32,076

WĘGLAN WAPNIA

CaO 55,09 x 7,7 : 100 = 4,242

MgO 0,25 x 7,7 : 100 = 0,019

Al2O

30,12 x 7,7 : 100 = 0,009

SiO2

0,19 x 7,7 : 100 = 0,015

PRZYK£AD: Aby ustaliæ, ile K2O zawartego w skaleniu potasowym zostanie dodana do masy w 48,6 gramach tego surowca, trzeba rozwi¹zaæ poni¿sz¹ proporcjê: W 100 gramach skalenia znajduje siê 11,10 gramów K2O. Jaka iloœæ K2O znajdzie siê w 48,6 grama skalenia?

Podręcznik CGR

52

DOLOMIT

K2O 0,07 x 9,3 : 100 = 0,007

Na2O 0,13 x 9,3 : 100 = 0,012

CaO 31,2 x 9,3 : 100 = 2,902

MgO 21,2 x 9,3 : 100 = 1,972

Al2O

30,15 x 9,3 : 100 = 0,014

SiO2

0,24 x 9,3 : 100 = 0,022

KAOLIN

K2O 0,86 x 11,3 : 100 = 0,097

Na2O 0,74 x 11,3 : 100 = 0,084

CaO 0,78 x 11,3 : 100 = 0,088

MgO 0,11 x 11,3 : 100 = 0,012

Al2O

338,06 x 11,3 : 100 = 4,301

SiO2

46,46 x 11,3 : 100 = 5,25

W odpowiednich kolumnach nale¿y wpisaæ iloœci tlenków, a nastêpnie – zsumowaæ iloœci wagowe poszczególnych tlenków.

KRZEMIONKA

K2O 0,05 x 23,1 : 100 = 0,012

Na2O 0,05 x 23,1 : 100 = 0,012

CaO 1,01 x 23,1 : 100 = 0,233

Al2O

30,36 x 23,1 : 100 = 0,083

SiO2

97,56 x 23,1 : 100 = 22,536


53

SUROWIEC K2O Na

2O CaO MgO Al

2O

3SiO

2

SKALEŃ POTASOWY 5,395 1,215 0,097 0,049 9,453 32,067

DOLOMIT 0,007 0,012 2,902 1,972 0,014 0,022

WĘGLAN WAPNIA — — 4,242 0,019 0,009 0,015

KAOLIN 0,097 0,084 0,088 0,012 4,301 5,250

KRZEMIONKA (SiO2) 0,012 0,012 0,233 — 0,083 22,536

5,511 1,323 7,562 2,052 13,860 59,899

KROK 2

Nastêpnie, nale¿y podzieliæ sumy wartoœci w poszczególnych kolumnach (masy) przez masy cz¹steczkowe tlenków. Tym sposobem, ustalone zosta-nie jakie iloœci molowe odpowiadaj¹ obliczonej masie tlenków.


MASY CZĄSTECZKOWE


K2O 5,511 : 94,2 = 0,059

Na2O 1,323 : 61,98 = 0,021

CaO 7,562 : 56,08 = 0,135

MgO 2,052 : 40,31 = 0,051

Al2O

313,860 : 101,96 = 0,136

SiO2

59,899 : 60,09 = 0,997

Podręcznik CGR

54

Tlenki nale¿y uporz¹dkowaæ wed³ug grup RO&R2O - R2O3 - RO2, a topniki (RO&R2O) zsumowaæ:

W ostatnim kroku, nale¿y podzieliæ iloœci molowe tlenków przez uzy-skane sumy topników (0,266), przy czym ³¹czna wartoœæ wagowa top-ników powinna osi¹gn¹æ 1, a wzór SEGERA powinien przedstawiaæ siê nastêpuj¹co:

0,059 K2O

0,021 Na2O 0,136 Al

2O

3 0,997 SiO

2

0,135 MgO

0,051 ZnO

0,266

0,221 K2O

0,079 Na2O 0,511 Al

2O

3 3,748 SiO

2

0,508 MgO

0,192 ZnO

1,000


55

PRZYKŁAD

PEGMATYT

0,66 K2O+Na

2O 1,25 Al

2O

3 10 SiO

2

0,33 CaO Mcz 798,40

FRYTA ALKALICZNA

0,6 K2O+Na

2O 0,05 Al

2O

3 2,79 SiO

2

0,4 CaO Mcz 238,88

Złożony - wyliczanie wzoru Segera na podstawie składu

(podano wzory cząsteczkowe surowców)

Dany jest nastêpuj¹cy sk³ad wagowy szkliwa:

Znane s¹ równie¿ wzory cz¹steczkowe materia³ów:

Nale¿y podzieliæ masê ka¿dego surowca przez jego masê cz¹steczkow¹ i umieœciæ uzyskan¹ liczbê w kolumnie “równowa¿niki cz¹steczkowe”.

Wêglan o³owiu 60

Pegmatyt 30

Fryta alkaliczna 15

Podręcznik CGR

56


MASY CZĄSTECZKOWE


WĘGLAN OŁOWIU2PbCO

3·Pb(OH)

2

60 : 775,61 = 0,077

PEGMATYT0,66 K

2O+Na

2O

1,25 Al2O

3

10 SiO2

0,33 CaO

30 : 798,4 = 0,038

FRYTA ALKALICZNA0,6 K

2O+Na

2O

0,05 Al2O

3

2,79 SiO2

0,4 CaO+MgO

15 : 238,88 = 0,063

105

SUROWIEC MOLE PbO K2O+Na

2O CaO+MgO Al

2O

3SiO

2

WĘGLAN OŁOWIU2PbCO

3·Pb(OH)

2

0,077

0,231

0,077X3

PEGMATYT0,66 K

2O+Na

2O

1,25 Al2O

3

10 SiO2

0,33 CaO

0,038

0,025

0,038X

0,66

0,13

0,038 X

0,33

0,048

0,038X

1,25

0,38

0,038X

10

FRYTA ALKALICZNA0,6 K

2O+Na

2O

0,05 Al2O

3

2,79 SiO2

0,4 CaO+MgO

0,063

0,38

0,063X

0,6

0,025

0,063 X

0,4

0,003

0,063X

0,05

0,176

0,063X

2,79

Suma 0,231 0,063 0,038 0,051 0,556

Nastêpnie, nale¿y sporz¹dziæ nastêpuj¹c¹ tabelê:


57

Nale¿y umieœciæ iloœci moli tlenków w odpowiednich grupach i zsumowaæ iloœci topników:

Postêpuj¹c w omówiony sposób, nale¿y podzieliæ masê ka¿dego tlenku przez ³¹czn¹ wartoœæ wagow¹ topników (0,332), aby uzyskaæ prawid³o-wy wzór SEGERA:

0,231 PbO

0,063 K2O+Na

2O 0,051 Al

2O

3 0,556 SiO

2

0,038 CaO+MgO

0,332

0,696 PbO

0,190 K2O+Na

2O 0,154 Al

2O

3 1,67 SiO

2

0,114 CaO+MgO

1.8 Obliczanie wzoru Segera na podstawie receptury

Dana jest nastêpuj¹ca receptura szkliwa:

SiO2 46,5

Al2O3 14,6

TiO2 3,1

Fe2O3 11,8

CaO 9,5

MgO 5,0

K2O 1,6

Na2O 2,5

94,6

Podręcznik CGR

58

Nale¿y sporz¹dziæ nastêpuj¹c¹ tabelê i, w standardowy sposób, podzieliæ masê tlenków przez ich masy cz¹steczkowe, aby uzyskaæ ich równowa¿-niki cz¹steczkowe.

TLENKIJEDNOSTKI WAGOWE

MASY CZĄSTECZKOWE


SiO2

46,5 : 60 = 0,775

Al2O

314,6 : 102 = 0,143

TiO2

3,1 : 80 = 0,039

Fe2O

311,8 : 160 = 0,074

CaO 9,5 : 56 = 0,170

MgO 5,0 : 40 = 0,125

K2O 1,6 : 94 = 0,017

Na2O 2,5 : 62 = 0,040

Nale¿y umieœciæ iloœci moli tlenków we w³aœciwych grupach:

Nale¿y podzieliæ masê ka¿dego tlenku przez ³¹czn¹ wartoœæ wagow¹ topników (0,352), aby uzyskaæ wzór SEGERA:

0,017 K2O

0,040 Na2O 0,143 Al

2O

30,556 SiO

2

0,170 CaO 0,074 Fe2O

30,039 TiO

2

0,125 MgO

0,352

0,048 K2O

0,114 Na2O 0,406 Al

2O

32,202 SiO

2

0,483 CaO 0,210 Fe2O

30,111 TiO

2

0,355 MgO

1,000


59

1.9 Obliczanie wartości przelicznika i straty prażenia surowca na szkliwo

Przelicznik podaje iloœæ tlenków wyra¿on¹ w molach zawartych w zestawie do topienia.

Strata pra¿enia (SP) oznacza iloœæ surowca, wyra¿on¹ w molach, tracon¹ podczas wypalania.

PRZYK£AD:

Obliczyæ wartoœæ przelicznika dla boraksu Na2O·2B2O3·10H2O

Masa cz¹steczkowa boraksu wynosi 381,42 a sk³adowe tlenki, które pod-legaj¹ stopieniu zawarte s¹ w Na2O·2B2O3, zwanym boraksem kalcynowa-nym lub bezwodnym boraksem o masie cz¹steczkowej 201,20.

OBLICZENIA:

Na podstawie wspomnianych danych mo¿na z ³atwoœci¹ obliczyæ iloœæ molow¹ bezwodnego boraksu, znajduj¹cego siê w 1 molu boraksu.

X = 201,20 x 1 : 381,42 = 0,527 mola381,42 1 mol

201,20 X

Odejmuj¹c 0,527 od 1, mo¿na uzyskaæ 0,473, co oznacza, ¿e strata pra¿e-nia boraksu wynosi 0,473 mola lub 47,3%.

Dwa dalsze proste obliczenia prowadz¹ do uzyskania iloœci molowych Na2O i B2O3, stanowi¹cych przeliczniki dla danych tlenków.

Podręcznik CGR

60

Boraks bezwodny, jak ju¿ zosta³o wspomniane, ma masê cz¹steczkow¹ równ¹ 201,20 i sk³ada siê z:

Na2O (o masie cz¹steczkowej = 62) i 2B2O3

Mcz tlenku B2O3 wynosi 69,6, wiêc jego zawartoœæ w boraksie wynosi: 2(B2O3) = 69,6 x 2

Czyli: 62 + (2 x 69,6) = 201,20.

Po dokonaniu wyliczeñ, otrzymujemy nastêpuj¹ce wyniki:

X = 62 : 381,42 = 0,162 mola Na2O, stanowi¹cy przelicznik tlenku

X = (69,6 x 2) : 381,42 = 0,365 mola B2O3, stanowi¹cy jego przelicznik

a)

b)

381,42 1 mol

62 X

381,42 1 mol

(69,6 x 2) X

Podsumowuj¹c: 1 mol boraksu wykorzystany do produkcji szkliwa, dostarcza do stopienia 0,162 mola Na2O i 0,365 mola B2O3, razem 0,527 mola. Jednoczeœnie, wykazuje stratê pra¿enia wysokoœci 0,473 mola lub 47,3%.


61

1.10 Obliczanie receptury szkliwa na podstawie wzoru Segera z uwzględnieniem fryty i surowców, które zostaną zmielone w młynie kulowym

Zadany jest wzór Segera okreœlaj¹cy szkliwo fajansowe wypalane w temperaturze 10601100oC.

Na potrzeby niniejszego obliczenia, wykorzystane zostan¹ wzory teo-retyczne surowców, czyli skalenia potasowego, wêglanu wapnia, minii o³owiowej, tlenku cynku, kaolinu, krzemionki i tlenku cyny.

Obliczenia zostan¹ przeprowadzone w dwóch krokach:

a) obliczenie sk³adu zestawu wyjœciowego na frytê,

b) obliczenie zawartoœci kaolinu i tlenku cyny, które zostan¹ dodane do fryty na etapie mielenia w m³ynie kulowym.

W kolejnej tabeli uwzglêdniono wszystkie surowce.

0,2 K2O

0,1 Na2O 0,25 Al

2O

33,5 SiO

2

0,2 CaO 0,2 B2O

30,1 SnO

2

0,3 PbO

0,2 ZnO

Podręcznik CGR

62

TLEN

KI S

KŁA

DO

WE

SUR

OW

IEC

RÓ

WN

OW

AŻ-

NIK

I CZĄ

-ST

ECZK

OW

E

MA

SY C

ZĄ-

STEC

ZKO

WE

JED

NO

STK

I W

AGO

WE

K2O

Na 2O

CaO

PbO

ZnO

Al 2O

3B

2O3

SiO

2Sn

O2

0,2

0,1

0,2

0,3

0,2

0,25

0,2

3,5

0,1

0,2

0,2

1,2

SKAL

EÑ P

OTAS

OW

YK 2O·

Al2O 3·6

SiO

2

0,2

556

111,

2

0,1

0,2

BORA

KSN

a 2O·2B

2O 3·10H

2O0,

138

138

,1

0,2

WÊG

LAN

WAP

NIA

CaCO

3

0,2

100

20

0,3

MIN

IA O

£OW

IOW

APb

3O 4

0,3

686

÷ 3

68,6

0,2

TLEN

EK C

YNKU

ZnO

0,2

81,4

16,3

0,05

0,1

KAO

LIN

Al2O 3·2

SiO 2

·2H

2O0,

0525

812

,9

2,2

KRZE

MIO

NKA

SiO 2

2,2

6013

2

0,1

TLEN

EK C

YNY

SnO 2

0,1

151

15,1

0,2

0,1

0,2

0,3

0,2

0,25

0,2

3,5

0,1


63

Do przygotowania fryty wykorzystane zostan¹ nastêpuj¹ce surowce, wymienione w poprzedniej tabeli:

Poniewa¿ niektóre materia³y z powy¿szej tabeli zawieraj¹ substancje lotne, konieczne jest obliczenie ca³kowitych strat pra¿enia w sk³adzie fryty.

Uwzglêdniaj¹c to, ¿e boraks, wêglan wapnia i minia o³owiowa wykazuj¹ SP w wysokoœci, odpowiednio, 47,2%, 44% i 23% nale¿y wyliczyæ:

• 38,1 jednostek wagowych boraksu zmniejszy siê o 18 jednostek wagowych podczas wypalania

• 20,0 jednostek wagowych wêglanu wapnia zmniejszy siê o 8,8 jednostek wagowych

• 68,6 jednostek wagowych minii o³owiowej zmniejszy siê o 1,6 jednostek wagowych

CA£KOWITA STRATA PRA¯ENIA: 28,4

Oznacza to, ¿e z wyjœciowych 386,2 jednostek wagowych pozostanie: 386,2 - 28,4 = 357,8 jednostek wagowych fryty po wytopieniu.

SUROWIEC RECEPTURA

Skaleń potasowy 111,2 jednostek wagowych lub 28,8%

Boraks 38,1 jednostek wagowych lub 9,9%

Węglan wapnia 20,0 jednostek wagowych lub 5,2%

Minia ołowiowa 68,6 jednostek wagowych lub 17,8%

Tlenek cynku 16,3 jednostek wagowych lub 4,2%

Krzemionka 132,0 jednostek wagowych lub 34,1%

386,2 jednostek wagowych lub 100%

Podręcznik CGR

64

Sk³ad masy do produkcji szkliwa, która ma zostaæ poddana mieleniu w m³ynie kulowym, przedstawia siê nastêpuj¹co:

Fryta 357,8 jednostek wagowych

Kaolin 12,9 jednostek wagowych

Tlenek cyny 15,1 jednostek wagowych

w ostatnim kroku nale¿y obliczyæ sk³ad procentowy receptury:

Fryta 100,0 jednostek wagowych lub 92,8%

Kaolin 3,6 jednostek wagowych lub 3,3%

Tlenek cyny 4,2 jednostek wagowych lub 3,9%

107,8 lub 100%


65

1.11 Masy cząsteczkowe tlenków podstawowych

WZORY CZĄSTECZKOWE MASY CZĄSTECZKOWE

Tlenki zasadowe – RO&R2O

Tlenek sodu Na2O 61,9789

Tlenek potasu K2O 94,1960

Tlenek litu Li2O 29,8814

Tlenek wapnia CaO 56,0774

Tlenek strontu SrO 103,6194

Tlenek magnezu MgO 40,3044

Tlenek baru BaO 153,3264

Tlenek ołowiu PbO 223,1994

Tlenek cynku ZnO 81,3894

Tlenki obojętne – R2O

3

Tlenek glinu Al2O

3101,9613

Tlenek żelaza III Fe2O

3159,6882

Tlenek boru B2O

369,6202

Tlenki kwasowe – RO2

Dwutlenek krzemu SiO2

60,0843

Pięciotlenek fosforu P2O

5141,9445

Dwutlenek tytanu TiO2

79,8658

Dwutlenek cyny SnO2

150,7088

Dwutlenek cyrkonu ZrO2

123,2228

Podręcznik CGR

66

1.12 Masy cząsteczkowe tlenków barwiących

WZORY CZĄSTECZKOWE MASY CZĄSTECZKOWE

Tlenki zasadowe – RO&R2O

Tlenek miedzi II CuO 79,5454

Tlenek kobaltu II CoO 74,9326

Tlenek manganu II MnO 70,9374

Tlenek manganu IV MnO2

86,9368

Tlenek niklu NiO 74,6928

Tlenek wanadu V2O

5181,8800

Tlenek chromu Cr2O

3151,9904

Tlenek antymonu Sb2O

3291,5182

Tlenek srebra Ag2O 231,7358

Tlenek żelaza II FeO 71,8444

Tlenek żelaza III Fe2O

3159,6882

Tlenek molibdenu MoO3

143,9382

Tlenek uranu U3O

8842,0819

Tlenek prazeodymu PrO2

172,9064

Tlenek bizmutu Bi2O

3465,9590


67

Rozdział 2Metody formowania wyrobów ceramicznych

2.1 Przegląd metod formowania

Formowanie przez prasowanie (wilgotnoœæ 1 – 10 %)

• prasowanie wilgotne lub na mokro

• zagêszczanie wibracyjne

• prasowanie na sucho (prasowanie osiowe)

• prasowanie na ciep³o lub gor¹co (równie¿ prasowanie termoplastyczne)

• prasowanie izostatyczne (Cold Isostatic Pressing) na mokro

• prasowanie izostatyczne (CIP) na sucho

• formowanie detonacyjne

Formowanie plastyczne (wilgotnoœæ 15 – 25 %)

• formowanie rotacyjne (ci¹gnienie, walcowanie itp.)

• formowanie liniowe (wyt³aczanie)

• formowanie z wykorzystaniem z³omu szamotowego

Formowanie przez odlewanie (wilgotnoœæ 15 – 40 %)

• „odlewanie standardowe“ (przy ciœnieniu otoczenia i temperaturze pokojowej) – we wszystkich wariantach, takich jak odlewanie pró¿niowe, odlewanie w fazie sta³ej, odlewanie skojarzone, etc.

• odlewanie ciœnieniowe

• odlewanie na ciep³o (czêsto po³¹czone z odlewaniem ciœnieniowym)

• odlewanie pod ciœnieniem (formowanie termoplastyczne)

• wtryskiwanie wysokociœnieniowe

• odlewanie elektroforetyczne

Podręcznik CGR

68

2.2 Kryteria wyboru metody formowania

• struktura przestrzenna wyrobu lub pó³fabrykatu

• wymogi jakoœciowe wyrobu lub pó³fabrykatu

• w³aœciwoœci masy lub surowca

• technologia obróbki masy lub mo¿liwoœci zakupu masy

• technologie lub sprzêt potrzebny po formowaniu

• liczba sztuk i ró¿norodnoœæ wyrobów

• realna do uzyskania cena wyrobu lub pó³fabrykatu (koszty)

• kwalifi kacje pracowników

• „œrodowisko techniczne“ (tj. wyrób narzêdzi, mo¿liwoœæ dokupienia materia³ów pomocniczych itp.)

Metody formowania wyrobów ceramicznych

69

2.3 Metoda formowania w zależności od kształtu i liczby elementów

Liczba sztuk

prasowanie osiowe

prasowanie izostatyczne na mokro

wyt aczanie odlewanie pod ci nieniem

odlewanie

odlewanie z mas lejnych

Rysunek 1. Wybór metod formowania w zale¿ności od kszta³tu i liczby elementów

Podręcznik CGR

70

2.4 Ocena metod formowania

WYMAGANIA

METODY FORMOWANIA

Z³o¿

onoœ

æ ks

zta³

tu

Gêst

oœæ

form

owan

ia

Pow

ierz

chni

a

Teks

tura

(ja

k na

jmni

ejsz

a)

Licz

ba

elem

entó

w

Wyd

atki

na

sprz

êt/n

arzê

dzia

(m

o¿liw

ie

najn

i¿sz

a)

Kosz

ty m

onta

¿u

(mo¿

liwie

na

jni¿s

ze)

Prasowanie osiowe 7 3 2 4 2 7 3

Prasowanie izostatyczne (na mokro) 4 1 5 1 7 1 5

Prasowanie izostatyczne (na sucho) 6 2 6 2 3 3 6

Wyt³aczanie (prasa śrubowa/ prasa hydrauliczna) 8 7 7 8 1 6 2

Odlewanie pod ciśnieniem(formowanie termoplastyczne) 1 8 1 7 6 8 4

Odlewanie z mas lejnych (standardowe odlewanie) 2 5 8 6 8 2 1

Odlewanie ciśnieniowe 3 4 4 3 5 5 7

Odlewanie roztworu 5 6 3 5 4 4 8

Tabela 1. Ocena metod formowania z uwagi na wymagane w³aściwości (wed³ug Kriegesmann’a)(1 = metoda spe³nia wymagania w najwy¿szym stopniu;8 = metoda spe³nia wymagania w najni¿szym stopniu)


71

2.5 Prasowanie osiowe

• Metoda formowania, w której wykorzystywane s¹ materia³y o du¿ej sypkoœci (najkorzystniej – granulaty) o wilgotnoœci nie przekraczaj¹cej 10%.

• Metoda formowania wykorzystuj¹ca ciœnienie zewnêtrzne, które mo¿e mieæ charakter jedno-, wieloosiowy, jak równie¿ równomiernie przy³o¿ony na ca³ej powierzchni.

Prasowanie osiowe ma nastêpuj¹ce zalety:

• mo¿na osi¹gn¹æ znaczn¹ gêstoœæ wyprasek

• wysoki stopnieñ jednorodnoœci przestrzennej, wytrzyma³oœæ wyrobu niewypalonego i odpowiednie do wyrobów z ostrymi krawêdziami

• mo¿na formowaæ materia³y nieplastyczne

• niewielka wilgotnoœæ formowania, a zatem i krótszy czas suszenia

• nie zachodzi kurczenie, a zatem – nie powstaj¹ pêkniêcia ani zniekszta³cenia powsta³e wskutek suszenia

• wysoka wydajnoœæ w zwi¹zku z mo¿liwoœci¹ pe³nej automatyzacji procesu

Wybrane dziedziny zastosowania:

• przemys³ produkcji p³ytek ceramicznych

• przemys³ produkcji porcelany (wyroby p³askie)

• przemys³ materia³ów ogniotrwa³ych

• produkcja proszków œciernych

• produkcja rur kominowych

• ceramika techniczna (tworzywa funkcjonalne)

Podręcznik CGR

72

2.6 Gęstość wyprasek jako funkcja ciśnienia prasowania

I II III

Rysunek 2. Zale¿nośæ gêstości wyprasek od ciśnienia w procesie prasowania na sucho. Kolejne etapy zagêszczania I do III

I) przesuwanie siê i zmiana konfi guracji granulatuII) plastyczne zniekszta³cenie granulatuIII) zniszczenie struktury granulatu


73

2.7 Cykle pracy prasy osiowej (prasa do formowania płytek ceramicznych)

Rysunek 3. Etapy technologiczne prasowania p³ytek ceramicznych

a) wype³nienie formy i zgarnianieb) wstêpne zagêszczanie stemplem górnym c) prasowanie wstêpne za pomoc¹ dolnego stemplad) prasowanie koñcowe za pomoc¹ dolnego stemplae) wyrzucanie wyrobu

a) b) c)

d) e)

Podręcznik CGR

74

2.8 Metoda prasowania izostatycznego (podstawowe zasady)

Forma elastyczna

Korek zbiornika ci nienio e o

Stempel metalowy (korek)

or k e owy

y y ra l y ( e y ra l a)

orma ela ty a

Formowanymater a

Formowanie

o enie o pompy

wy oko i nieniowe

Rysunek 4. Prasowanie izostatyczne na mokro

Rysunek 5. Prasowanie izostatyczne na sucho


75

2.9 Metoda odlewania

Rysunek 6. Grubośæ czerepu w zale¿ności od czasu procesu dla ró¿nych metod odlewania

Poszczególne procedury odlewania rozró¿nia siê wed³ug nastêpuj¹cych kryteriów:

poziom ciœnienia odlewania:

• odlewanie standardowe (ciœnienie otoczenia)

• odlewanie ciœnieniowe (ciœnienie wy¿sze ni¿ ciœnienie otoczenia)

sposób formowania czerepu

• odlewanie pe³ne (formowanie czerepu w przestrzeni pomiêdzy œcianami formy = gruboœæ czerepu uwarunkowana jest odleg³oœci¹ miêdzy œcianami)

• odlewanie jednostronne (formowanie czerepu na œcianie formy = gruboœæ czerepu uwarunkowana jest czasem procesu)

• odlewanie skojarzone (pe³ne i puste odlewanie w ramach tego samego wyrobu)

Do procesu formowania odlewu stosuje siê zasada ”pierwiastka czasu”, tzn., nabieranie czerepu przebie-ga proporcjonalnie do funk-cji pierwiastka czasu.

1

2

3

4

1 odlewanie standardowe w formach gipsowych2 odlewanie na gor co w formach gipsowych3 formowanie termoplastyczne4 wtrys iwanie wyso oci nieniowe

Podręcznik CGR

76

Wymagane w³aœciwoœci masy odlewniczej:

• wysoki ciê¿ar objêtoœciowy, du¿a zawartoœæ fazy sta³ej przy niskim udziale procentowym elektrolitów

• niska lepkoœæ (wype³nianie wszystkich detali formowanych elementów)

• stabilnoœæ zawiesiny, bez tendencji do osiadania i tiksotropii

• du¿a szybkoœæ formowania czerepu o g³adkiej powierzchni, szybkie dêbienie czerepu i ³atwe usuwanie odlewu bez defektów

• szeroki zakres up³ynniania

• d³ugotrwa³a i wysoka stabilnoœæ

• nieznaczny wp³yw na korozjê form gipsowych

Ró¿ne odmiany glin i kaolinów, dostêpne na rynku, posiadaj¹ ró¿n¹ podatnoœæ na up³ynnianie. O tym, ¿e jedne typy glin i kaolinów up³ynniaj¹ siê lepiej a inne gorzej decyduj¹ ich specyfi czne w³aœciwoœci.

Up³ynniacze do odlewania

Jako up³ynniacze (elektrolity) sprawdzaj¹ siê szczególnie sole sodowe, których aniony tworz¹ zwi¹zki chemiczne o niskiej rozpuszczalnoœci (np., soda).

Stosuje siê te¿ sodowe szk³o wodne (krzemian sodu) i polikwasy (np. kwas poliwêglowy).


77

Poni¿szy diagram przedstawia ogólny podzia³ up³ynniaczy:

Krzemiany soduFosforany sodu

any sodu

K asy ar ni o eKwasy humusowe

o o niony was o i ar o sy owy

Podręcznik CGR

78

Optymalna zawartoœæ up³ynniaczy

Optymalna zawartoœæ elektrolitów przy sta³ej iloœci wody uzale¿niona jest od stopniowo wzrastaj¹cego stê¿enia elektrolitów.

Nale¿y sporz¹dziæ krzyw¹ up³ynniania, która pokazuje zale¿noœæ czasu wyp³ywu masy od stê¿enia elektrolitów (patrz Rysunek 7). Czas wyp³ywu mierzy siê za pomoc¹ wiskozymetru wyp³ywowego.

(1) (2)t A

0

20

40

60

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 c

– Czas w s– w w

tc

A

Rysunek 7. Krzywe up³ynniania – czas wyp³ywu masy lejnej w zale¿ności od stê¿enia wêglanu sodu

(1) masa porcelanowa(2) masa kamionkowa


79

Krzyw¹ up³ynniania dzieli siê na 3 czêœci:

a. pole niedostatecznego up³ynnienia: czas wyp³ywu na krzywej ponad minimum (na lewo od minimum) poprzedzaj¹cy minimum krzywej

b. pole optymalnego up³ynniania: pole stê¿enia wokó³ wzglêdnego minimum (o wartoœciach ze znacznego przedzia³u)

c. pole nadmiernego up³ynnienia: segment krzywej, w którym dalsze dodawanie up³ynniacza nie zmniejsza lepkoœci masy lejnej.

Optymalna zawartoœæ up³ynniaczy (optymalna zawartoœæ elektrolitów) jest zasadniczo – choæ nie tylko – okreœlana na podstawie wartoœci minimum krzywej up³ynniania (rysunek 7). W jej szacowaniu nale¿y wzi¹æ pod uwagê równie¿ nastêpuj¹ce czynniki:

• mo¿liwie najni¿sz¹ tiksotropiê

• jak najwiêksz¹ szybkoœæ nabierania czerepu

• g³adkoœæ powierzchnia odlewu (dotyczy odlewania pustego)

• jak najwiêksz¹ gêstoœæ czerepu

• du¿¹ wytrzyma³oœæ odlewu przed wypalaniem, jak równie¿ du¿¹ wytrzyma³oœæ poprzeczn¹ odlewu wysuszonego

• minimaln¹ zawartoœæ elektrolitów (wiêksza trwa³oœæ form gipsowych)

• minimalizacjê korozji form gipsowych

W produkcji stosuje siê, na ogó³, masy lejne o wartoœci stê¿enia elektrolitów z pola niedostatecznego up³ynniania, na krótko zanim krzywa up³ynniania osi¹gnie swoje minimum.

Podręcznik CGR

80

2.10 Gips jako tworzywo na formę odlewniczą

• Gipsy odlewnicze to niemal zawsze mieszanki gipsów o ró¿nych w³aœciwoœciach, otrzymywanych odmiennymi sposobami

• Gips wytwarzany w piecu zawiera wiêcej gipsu pó³wodnego odmiany , cechuj¹cego siê wysok¹ zdolnoœci¹ absorpcyjn¹, ale nisk¹ wytrzyma³oœci¹ mechaniczn¹

• Gips wytwarzany w autoklawie zawiera wiêksza iloœæ odmiany gipsu pó³wodnego, charakteryzuj¹cego siê nisk¹ zdolnoœci¹ absorpcyjn¹, ale wysok¹ wytrzyma³oœci¹

Gips odlewniczy powinien wykazywaæ nastêpuj¹ce w³aœciwoœci:

• wysok¹ zdolnoœæ absorpcyjn¹

• korzystn¹ stabilnoœæ powierzchniow¹

• korzystn¹ wytrzyma³oœæ (w szczególnoœci przy formowaniu wiêkszych elementów)

• szybkie suszenie (uwalnianie wody) po formowaniu

Poniewa¿ niektóre wymagane w³aœciwoœci s¹ przeciwstawne, w produkcji form konieczne s¹ rozwi¹zania kompromisowe.


81

2.11 Różne parametry gipsu przeznaczonego na formę odlewniczą

2.12 Potencjał zeta

80 78 76 74 72 70

Współczynnik wodno-gipsowy 0,80 0,78 0,76 0,74 0,72 0,70

Rozszerzalność liniowa w % 0,18 0,19 0,19 0,20 0,20 0,20

Aktywna objętość kapilarna w % 50 49 48 47 46 45

Twardość określana metodą wgłębnika N/mm2 20 22 26 29 31 33

W cieczy (wodzie), uwodnione jony zwi¹zane z powierzchni¹ fazy sta-³ej, powoduj¹ sta³y spadek potencja³u wraz z odleg³oœci¹ od powierzchni. Ró¿nicê miêdzy potencja³em cieczy i potencja³em, stwierdzanym na gra-nicy faz sta³ej i ciek³ej, nazywamy potencja³em zeta. Potencja³ Zeta jest wartoœci¹ mierzaln¹.

Podręcznik CGR

82

12

s

w

s

sx x

Ca - Kaolinit + Na COsoda zdysocjowana

2 3 Na - Kaolinit + CaCO3

Rysunek 8. Krzywe potencja³u zeta ro¿nych jonów


83

2.13 Charakter jonowy minerałów ilastych

• Na ogó³, na powierzchniach kopalnych surowców mineralnych zawieraj¹cych kaoliny i gliny, znajduj¹ siê dwuwartoœciowe jony Ca2+ lub Mg2+. Jednak¿e, surowce ró¿ni¹ siê znacznie pomiêdzy sob¹ stopniem pokrycia powierzchni.

• Kationy powierzchniowe mog¹ byæ wymieniane - w tym celu stosuje siê „Szereg Hoffmeistera”:

strony i vice versa:

Wzrost r o rst o

ot z t

o

Wzrost

Wzrost

Wzrost

Li < Na < K < NH < Mg < Ca < < Ba < Al < H+ + + + +2+ 2+ 2+ 2+ 3+4

Podręcznik CGR

84

Podwójna warstwa rozproszona (warstwa podwójna NERNST’a) sk³ada siê z mocno zwi¹zanej warstwy o gruboœci ok. 1-2 nm i luźno zwi¹zanej warstwy ruchomej o gruboœci ok. 20 nm.

Rysunek 9. Schematyczny obraz podwójnej warstwy rozproszonej


85

2.14 Odlewanie ciśnieniowe

• Podstawow¹ wad¹ klasycznego odlewania w formach gipsowych jest powolne nabieranie czerepu

• Z tego powodu opracowano metodê odlewania ciœnieniowego, która zapewnia szybsze nabieranie czerepu

• Poniewa¿ formy gipsowe nie wytrzymuj¹ podwy¿szonego ciœnienia masy lejnej (do 40 barów), dlatego konieczne jest zastosowanie form z porowatego tworzywa sztucznego

• Wszystkie etapy nabierania czerepu przebiegaj¹ zgodnie z prawami fi ltracji. Gruboœæ czerepu x w zale¿noœci od czasu t wyra¿a siê nastêpuj¹cym wzorem:

Tote¿, w celu uzyskania szybkiego nabierania czerepu:

• nale¿y zwiêkszyæ ró¿nicê ciœnieñ dp (odlewanie ciœnieniowe)

• zmniejszyæ lepkoœæ masy lejnej (dobre up³ynnienie i wzrost temperatury)

• zmniejszyæ powierzchniê w³aœciw¹ masy (dodaæ do masy sk³adniki gruboziarniste)

• nale¿y zapewniæ wystarczaj¹c¹ objêtoœæ porów czerepu (np., poprzez dodanie do masy lejnej zmielonego suchego z³omu)

O P dp

y t

x = t1O ( 1 – P )

2 g dp P3

( y – 1 )... .

. .

Podręcznik CGR

86

2.15 Etapy odlewania ciśnieniowego

• Zamkniêcie formy, kontrolowane podnoszenie ciœnienia zamykania

• Nape³nianie pod niskim ciœnieniem (laminarne wlewanie masy lejnej), powietrze uchodzi przez formê porowat¹

• Kontrolowany wzrost ciœnienia do uzyskania wartoœci docelowej, utrzymanej do zakoñczenia formowania czerepu

• Otwarcie formy, której po³owa przytrzymuje czerep poprzez przy³o¿one podciœnienie

• usuniêcie czerepu nastêpuje za pomoc¹ sprê¿onego powietrza. Jednoczeœnie fi ltrat jest wyp³ukiwany

Technologia ta jest standardowa w produkcji wyrobów sto³owych, szcze-gólnie przy formowaniu przedmiotów odlewanych metod¹ rdzeniow¹ (np. owalne talerze).

• maks. ciœnienie masy lejnej 40 barów

• temperatura masy lejnej ok. 40°C

Metodê tê stosuje siê do otrzymywania umywalek i misek ustêpowych w wyrobach sanitarnych (Rysunek 10).

Rama stalowa

Forma porowata

Rysunek 10. Widok formy ciśnieniowy umywalki


87

2.16 Nieprawidłowości w odlewaniu

B³¹d Przyczyna Œrodki zaradcze

Nierównoœci powierzchniowe odlewu

Kieszonki powietrzne, nierównomierne usuwanie gipsu przy ściankach formy

Odlewanie szybkościowe

Pory w odlewie a. Uwiêzione powietrzeb. Nierówno wysuszone

formy odlewnicze

Odpowietrzanie masy lejnej (mieszad³o grabkowe, zbiornik kompensacyjny),ci¹g³a kontrola suszenia form

Zniekszta³cenia, spojenia, zawirowania

Nadmiernie up³ynniona masa lejna

Optymalne up³ynnienie, odlewanie rotacyjne

Powstanie siatki drobnych pêkniêæ na powierzchni

separacja cz¹stek podczas odlewania

Odlewanie rotacyjne

Plamy na odlewie Rozdzielenie siê sk³adników mieszaniny podczas odlewania

Nawil¿anie formy, zmiana strumienia masy lejnej

Spoiny (grad) Z³e dopasowane czêści formy odlewniczej

Poprawa dopasowania zamków formy

Podręcznik CGR

88

Roczna produkcja wyrobów ceramicznych w Europie siêga w przybli¿eniu 26 miliardów euro. Przemys³ ceramiczny w Unii Europejskiej zalicza siê do znacz¹cych konsumentów energii. Udzia³ kosztów zu¿ycia energii w cenie komercyjnych wyrobów ceramicznych wynosi powy¿ej 30%.

Dyrekcje zak³adów ceramicznych musz¹ udźwign¹æ potê¿ny ciê¿ar fi nan-sowy w zwi¹zku z rosn¹cymi kosztami paliwa oraz politycznymi naciska-mi, aby ograniczyæ emisjê CO2.

W niemal wszystkich pañstwach cz³onkowskich UE funkcjonuj¹ obecnie zak³ady ceramiczne o zró¿nicowanym stopniu optymalizacji technologii produkcyjnych. Natomiast, nak³ady energetyczne w obrêbie przemys³u ceramicznego utrzymuj¹ siê na sta³ym poziomie. Jest to spowodowane, na przyk³ad, dodatkowym zu¿yciem energii na podniesienie jakoœci wyro-bów lub zwiêkszeniem stopnia automatyzacji.

Rozdział 3Efektywne wykorzystywanie zasobów w przemyśle ceramicznym

3.1 Uwagi ogólne

Niniejszy rozdzia³ zosta³ opracowany w uk³adzie odpowiadaj¹cym poszczególnym etapom technologicznym. Wiele zaleceñ dotyczy wiêcej ni¿ jednej bran¿y lub jest co najmniej podobnych dla ró¿nych bran¿. W zwi¹zku z tym, po ka¿dym zaleceniu zamieszczono symbol bran¿y, do której siê stosuje.

Czytaj¹c niniejsze opracowanie nale¿y braæ pod uwagê to, ¿e tylko niektóre zalecenia bêd¹ odpowiadaæ Pañstwa bran¿y oraz oczekiwaniom w zakresie mo¿liwych do osi¹gniêcia korzyœci w postaci obni¿enia kosztów energii.

Efektywne wykorzystywanie zasobów w przemyśle ceramicznym

89

3.2 Zalecenia o znaczeniu uniwersalnym

• Zak³ad pracuj¹cy (w ca³oœci lub czêœci) pe³n¹ moc¹ produkcyjn¹ bêdzie posiada³ ni¿szy wskaźnik jednostkowego zu¿ycia energii (JZE) w porównaniu z sytuacj¹ pracy poni¿ej mocy projektowej.

• Mimo, i¿ nie wziêto pod uwagê zu¿ycia energii elektrycznej w produkcji ceramicznej, produkcja skojarzona ciep³a i energii elektrycznej zawsze mo¿e stanowiæ dobr¹ decyzjê strategiczn¹ do oszczêdzania energii i obni¿enia kosztów.

Na potrzeby niniejszego podrêcznika, podbran¿e przemys³u ceramicznego opatrzono nastêpuj¹cymi symbolami:

• Ceg³y murarskie – CM

• Ceg³y klinkierowe – CK

• Dachówki – D

• Wyroby sto³owe – ST

• Wyroby sanitarne – SA

• P³ytki œcienne i pod³ogowe – P

Symbole zamieszczono przy zaleceniach, stosuj¹cych siê do poszczególnych bran¿.

Podręcznik CGR

90

3.3 Surowce i masa ceramiczna

• Dodatki poprawiaj¹ce izolacyjnoœæ wyrobów powinny stanowiæ dodatkowe źród³a energii. Temperatura spalania tych dodatków winna obj¹æ szeroki zakres. Odpadowy grafi t /47/, koks ponaftowy /17/ i i³ wêglisty /19/ mog¹ pomóc w osi¹gniêciu energii spiekania do 800°C (CM).

• Modyfi katory spiekania, jak popio³y, odpady szklane, szklane i mineralne we³ny lub nisko spiekane i³y mog¹ pomóc w obni¿eniu temperatury spiekania lub w produkcji (suszeniu i wypalaniu) l¿ejszych produktów o takich samych w³aœciwoœciach mechanicznych /47, 29, 35, 65/ (CM, CK, D).

• Formowanie wymaga plastycznoœci. Do otrzymania w³aœciwej plastycznoœci wymagana jest odpowiednia iloœæ wody. Oszczêdzanie wody przez u¿ycie lepszych, ³atwych do kszta³towania glin lub uszlachetniaczy jest sposobem na oszczêdzanie energii suszenia /47, 48, 21, 37/ (CM, CK, D, ST, SA).

• Specjalne dodatki do osi¹gniêcia efektów powierzchniowych mog¹ spowodowaæ, ¿e ceg³y bêd¹ mia³y wygl¹d cegie³ powlekanych. Oszczêdza to wiêksze iloœci gazu w stosunku do wytwarzania wyrobów powlekanych tradycyjn¹ metod¹ /21/ (CK).

• Rodzaj wyrobów sto³owych ma istotny wp³yw na wartoœæ zu¿ycia energii. Istnieje szeroki zakres tworzyw, od wyrobów kamionkowych, przez garncarskie, porcelanê z dodatkiem popio³u kostnego, wyroby ceramiczne nieporowate, a¿ po twarda porcelanê, charakteryzuj¹cych siê podobnymi wymaganiami i niewielkim zró¿nicowaniem w³aœciwoœci (najwiêksza ró¿nica: odpornoœæ na zmywanie w zmywarkach ma znaczenie w zastosowaniach hotelowych) /32/. Twarda porcelana cechuje siê najwy¿szym jednostkowym zu¿yciem energii JZE (ST).

• Nowe surowce, takie jak skalenie litowe /53/ lub kolemanit /28/, mieszanki skaleni sodowych i potasowych, a tak¿e tworzywa


91

niskowypalaj¹ce siê (miêkka porcelana) mog¹ pomóc w obni¿eniu temperatury spiekania o ok. 200°C i w zaoszczêdzeniu du¿ej iloœci energii (Rys. 11) /48/ (ST, SA, P).

• Wypalanie jednokrotne (bez biskwitowania) oszczêdza energiê, lecz wymaga specjalnych mas ceramicznych i szkliw (ST).

• Opracowanie optymalnych sk³adów mas opartych na glinach i kaolinach mo¿e obni¿yæ temperatury wypalania o ok. 50°C /55/ (SA, P).

Rysunek 11. Wp³yw dodatku skalenia litowego (spodumenu) jako topnika na temperaturê spiekania. [Thiery SiliCer 2003]

JZE [kcal/kg]

Rysunek 12. Jednostkowe zu¿ycie energii JZE w funkcji temperatury wypalania wyrobów sanitarnych [Friedherz Becker, Riedhammer GmbH 2007]

Podręcznik CGR

92

3.4 Formowanie

• Istnieje mo¿liwoœæ oszczêdzania energii poprzez wyt³aczanie nieplastycznej masy. Nie ka¿da masa ceramiczna jest do tego odpowiednia; czasem zaoszczêdzona energia suszenia jest poch³aniana w postaci energii elektrycznej zasilaj¹cej wyt³aczarkê lub na obróbkê wykañczaj¹c¹ /48, 1/ (CM, CK, D).

• Nale¿y staraæ siê utrzymywaæ temperaturê formowania do momentu za³adowania do suszarni /36, 5, 6, 26/ (CM, D, CK).

• Odpowiedni projekt wyrobu mo¿e zaoszczêdziæ ciê¿ar np. cegie³ chodnikowych, poprzez zaoszczêdzenie masy w czêœci umieszczonej w ziemi. Oszczêdnoœci przy projektowaniu s¹ mo¿liwe równie¿ dla cegie³ licówek. Proste konstrukcje a¿urowe pozwalaj¹ na zaoszczêdzenie energii podczas suszenia lub wypalania na skutek laminarnego przep³ywu powietrza przez wyrób (CK).

• Dobranie optymalnego uziarnienia, szczególnie skaleni i innych aktywatorów spiekania, obni¿a temperaturê spiekania poprzez wzrost reaktywnoœci proszków (Rys. 12) /62/. W tym przypadku nale¿y zoptymalizowaæ oszczêdnoœæ energii spiekania i zu¿ytej energii mielenia, którego wymaga np. skaleñ (SA).

• Suszenie rozpy³owe wymaga dobrania idealnych proporcji wody do proszku tworzywa w masie lejnej. Oszczêdzanie wody przez u¿ycie lepszych lub specjalnych dodatków obni¿aj¹cych zawartoœæ wody w masie lejnej jest sposobem na oszczêdzanie energii suszenia (P).

• Mielenie ci¹g³e oszczêdza do 2% wody w masie lejnej oraz podnosi jej temperaturê o oko³o 10°C; obni¿a tak¿e zu¿ycie energii elektrycznej /72/ (P).


93

• Precyzyjne zaprojektowanie wyrobów pozwala ograniczyæ masê wyrobów, a tym samym – energiê suszenia i wypalania (D).

• Suche formowanie pomaga zaoszczêdziæ energiê suszenia, jednak zu¿ywa siê wiêcej energii do formowania, co mo¿e wp³yn¹æ na jakoœæ produktu. Istnieje tutaj pewne optimum /21/.

• Im mniej wody potrzeba do formowania, tym mniej nale¿y jej odparowaæ podczas suszenia (ST, SA).

• Prasowanie izostatyczne w stosunku do formowania plastycznego, pozwala zaoszczêdziæ wodê i sprawia, ¿e suszenie staje siê zbêdne. Nale¿y stosowaæ prasowanie izostatyczne do jak najwiêkszej iloœci wyrobów; obecnie mo¿na przy u¿yciu tej oszczêdnej w wodê metody, formowaæ równie¿ misy (ST).

• Najnowsze metody prasowania izostatycznego wymagaj¹ nie wiêcej ni¿ 2%wag. wilgotnoœci granulatu do prasowania (ST).

• Przy tej metodzie formowania nie ma potrzeby suszenia form gipsowych (ST).

• Do izostatycznego prasowania stosuje siê granulat rozpy³owy. Im mniej wody stosuje siê do przygotowania mas lejnych, tym mniej energii zu¿ywa siê do suszenia rozpy³owego granulatu (ST).

• Nale¿y d¹¿yæ do stosowania mas lejnych zawieraj¹cych du¿o fazy sta³ej. W takim przypadku formy gipsowe bêd¹ suszone z wykorzystaniem mniejszej iloœci energii (ST, SA).

• Precyzyjne zaprojektowanie wyrobów sto³owych pozwala unikn¹æ fragmentów wyrobów, które wymagaj¹ d³u¿szego czasu suszenia i wypalania (ST, SA).

• Im wiêcej kolorów w dekoracji mo¿na zastosowaæ do jednego wypalania, tym mniej energii potrzeba do ca³kowitego wypalenia dekoracji (ST)

• Nale¿y stworzyæ przemyœlany sposób ustawiania produktów i dekoracji pozwalaj¹cy na suszenie i wypalanie wiêkszych partii

Podręcznik CGR

94

produktu; pozwala to zaoszczêdziæ energiê (ST).

• W³aœciwy sposób kontroli pozwala na optymalizacjê procesu produkcji, co prowadzi do obni¿enia zu¿ycia energii (ST).

• Zastosowanie nowatorskich, nowoczesnych technik formowania (np. Flexi Flat), które wykorzystuj¹ mniejsz¹ iloœæ form i nie wymagaj¹ ich suszenia – oszczêdza energiê /66/ (ST).

• Zaleca siê u¿ywanie do linii szkliwienia bardziej efektywnych energetycznie palników, które mog¹ byæ wy³¹czane, gdy nie s¹ potrzebne /64/ (ST).

• Metody odlewania ciœnieniowego pozwalaj¹ na unikniêcie suszenia form gipsowych oraz zmniejszaj¹ zawartoœæ wody w masie o ok. 2%wag. Wymagaj¹ jednak modyfi kowanych mas lejnych i dodatkowej energii elektrycznej (SA).

• Nale¿y dbaæ o przemyœlany plan produkcji, gdy¿ pozwala on na suszenie i wypalanie wiêkszych partii produktów, co powoduje oszczêdnoœæ energii (SA, P).

• Niewielka iloœæ asortymentów pozwala na optymalizacjê zu¿ycia energii w procesie produkcji (SA, P).

• Znaki i symbole mog¹ byæ wykonywane metodami laserowego znakowania i wtapiania barwników ceramicznych, co nie wymaga energoch³onnego wypalania. Metody laserowe maj¹ jeszcze inne zalety: oszczêdnoœci materia³owe, ograniczenie braków spowodowanych pe³zaniem dekoracji po drugim wypalaniu /67/ (SA, ST).


95

3.5 Suszenie

W przemyœle ceramicznym suszenie rozumiane jest jako parowanie lub ulatnianie siê fi zycznie zwi¹zanej wody. Powszechnie wiadomo, ¿e woda charakteryzuje siê wysok¹ pojemnoœci¹ ciepln¹ (4,2 kJ/kg·K) oraz bar-dzo wysokim ciep³em parowania (2500 kJ/kg). Te w³aœciwoœci powodu-j¹ wysokie zu¿ycie energii w procesie suszenia. Jedynym celem mo¿e byæ d¹¿enie do zbli¿enia siê, jak dalece to mo¿liwe, do teoretycznego zu¿y-cia energii. Rysunek 13 pokazuje, ¿e w chwili obecnej w przemyœle ce-ramicznym do 50% ca³kowitej energii cieplnej jest zu¿ywana w procesie suszenia /49/. W Wielkiej Brytanii, pomimo wielu sztywno t³oczonych mas ceramicznych, w dalszym ci¹gu do suszenia zu¿ywa siê 30% energii /9/ (CM, CK, D).

Energia potrzebna w danej chwili4300 kJ/kg = 1027 kcal/kg

Energia potrzebna do suszenia

Dla procesu jak limit, jednak 5% utraty

w powietrzu wyotowym

Energia parowania2500 kJ/kg = 597 kcal/kg

Rysunek 13. Zapotrzebowanie na energiê do procesu suszenia

Podręcznik CGR

96

• Popularnym sposobem na zmniejszenie poziomu energii suszenia w starszych zak³adach jest sprzêganie suszarni z piecami /7/ (CM, CK, D, SA).

• Obecnie, sprzêganie suszarni z piecami jest stosowane w wielu zak³adach, jednak wa¿ne jest tak¿e dostosowanie do tego organizacji produkcji poprzez precyzyjne planowanie przerw weekendowych w formowaniu i suszeniu /43/ (CM, CK, D, SA).

• Innym sposobem polepszenia efektywnoœci jest kontrolowanie systemu wentylacja/palnik oraz parametrów atmosfery suszenia /6/ (CM, CK, D, SA).

• U¿ycie niewielkich iloœci powietrza o wysokiej temperaturze zmniejsza poziom strat energii w powietrzu wylotowym /36, 45, 49/ (CM, CK, D, SA).

• Powietrze susz¹ce powinno przep³ywaæ przez pustaki ceramiczne /47/ (CM, CK).

• Przep³yw piêtrz¹cy (Rys. 14) powietrza suszenia jest bardziej efektywny, ni¿ przep³yw warstwowy; mo¿liwa jest modernizacja wspó³czesnych suszarek /4/ (D).

Rysunek 14. Przep³yw piêtrz¹cy jako optymalny sposób suszenia dachówek


97

• Rysunek 15 pokazuje, i¿ najni¿sze koszty energii (cieplnej i elektrycznej) zostan¹ osi¹gniête przy optymalizacji zu¿ycia energii cieplnej i w³aœciwym ruchu powietrza susz¹cego (CM, CK, D, SA).

• Odpowiedni system ustawczy do wypalania wyrobów ceramicznych oraz gêstoœæ ustawki umo¿liwi ³atwy dostêp powietrza suszenia do wiêkszoœci powierzchni /5/ (CM, CK, D).

• Krótszy czas suszenia, powoduje oszczêdzanie energii /5, 6, 41, 44/ (CM, CK, D, SA).

• Nale¿y unikaæ dodawania wilgoci do osi¹gniêcia niezbêdnej wilgotnoœci atmosfery suszenia - w takim przypadku nale¿y zwiêkszyæ gêstoœæ ustawki /9/ (CM, CK, D, SA).

Rysunek 15. Zapotrzebowanie energii ciep³a w funkcji zapotrzebowania energii recyrkulacji powietrza w suszarkach

Zapo

trzeb

owan

ie en

ergi

i dla

recy

rkul

acji p

owiet

rza

Zapotrzebowanie energii [kJ/kg wody]

cieplo moc koszty

3 500

03 000

36 72 108 144 180 216 252 288 360 396 432 504

4 000

4 500

5 000

5 500

6 000

Podręcznik CGR

98

• Zmiana kierunku przep³ywu powietrza mo¿e polepszyæ jednorodnoœæ oraz obni¿yæ czas suszenia. Zmiana systemu przep³ywów wewn¹trz suszarni mo¿e skróciæ czas suszenia, jak równie¿ poprawiæ uzysk /9/ (CM, CK, D, SA).

• Dobrym sposobem na optymalizacjê suszenia jest u¿ycie programu do symulacji procesu suszenia i przekazywanie bie¿¹cych danych kontrolnych do specjalistycznych fi rm /36/ (CM, CK, D, SA).

• W przypadku ³¹czonego systemu suszarni i pieca, dostawa energii przez piec okreœla jaki poziom energii dostarcza siê do suszarni; w przeciwnym wypadku, nieefektywne zu¿ycie energii w suszarni spowoduje nadmierne zu¿ycie energii wypalania /36, 42/ (CM, CK, D, SA).

• System ³¹cz¹cy gor¹ce powietrze z pieca z suszark¹ powinien byæ dobrze izolowany /47/ (CM, CK, D, SA).

• Wiêkszoœæ wspó³czesnych urz¹dzeñ oraz technologii suszenia pozwala na zaoszczêdzenie do 90% czasu w porównaniu z konwencjonalnym suszeniem /49/ (CM, CK, D).

• Alternatywny system suszenia przy pomocy pary wodnej, nazywany systemem „bez powietrza” (Airless Drying), umo¿liwia obni¿enie czasu suszenia nawet do 80% /63/ (CM, CK, D).

• Dostêpny jest równie¿ nowy system promienników podczerwieni, który mo¿e byæ zasilany wieloma ró¿nymi gazami. System taki jest ³atwy do kontroli i bardzo efektywny energetycznie. Mo¿e ponadto byæ zastosowany do istniej¹cych szaf suszarniczych /64/ (CM, CK, D).

• Zastosowanie nowoczesnych systemów podstawek, takich jak pokazane na rysunkach 16, 17 i 18, mo¿e prowadziæ do obni¿enia zu¿ycia energii /49/ (CK).


99

Rysunek 16. Podstawka kana³owa do cegie³ klinkierowych /49/

Rysunek 17. Podstawka kana³owa do dachówek /49/

Rysunek 18. System podstawek kana³owych do dachówek /49/

Podręcznik CGR

100

• W wielu halach produkcyjnych zak³adów europejskich dostêpna jest wystarczaj¹ca iloœæ miejsca i odpowiednie warunki klimatyczne do suszenia w otaczaj¹cym powietrzu. Z wyj¹tkiem produktów poddawanych prasowaniu izostatycznemu, nie jest to jednak standardowe postêpowanie pomimo tego, ¿e jest to najbardziej energooszczêdny proces suszenia (ST).

• Do suszenia wyrobów odlewanych, stosowane s¹ w coraz wiêkszym stopniu suszarki mikrofalowe, co prowadzi do oszczêdnoœci energii (ST, SA).

• Z³e warunki suszenia s¹ czêsto widoczne dopiero po wypalenia wyrobów, co powoduje wzrost braków i JZE; w³aœciwe metody kontroli produkcji i wyrobów na etapie suszenia mog¹ obni¿yæ ca³kowit¹ iloœæ braków /58/(ST, SA).

• Jednym z najbardziej energooszczêdnych sposobów suszenia rozpy³owego jest produkcja skojarzona ciep³a i energii. Rysunek 19 pokazuje bardzo dobry poziom efektywnoœci (oko³o 90%) takiego rozwi¹zania /73/(P).

• Im wiêksza zawartoœæ fazy sta³ej w masie lejnej, tym mniejsze zu¿ycie energii suszarni rozpy³owej (przy sta³ej wilgotnoœci granulatu) /59/ (P).

• Zu¿ycie energii suszenia rozpy³owego jest mniejsze w przypadku ma³ych granul, jeœli wymagania jakoœci na to zezwalaj¹ (P).

• Im lepsza izolacja termiczna suszarki rozpy³owej, tym mniejsze zu¿ycie energii (P).

• Nale¿y podgrzaæ powietrze do spalania w palnikach ciep³em odpadowym z pieca lub suszarni rozpy³owej (rys. 20) /73/ (P).

• W miejsce cyklonów mo¿na zastosowaæ odpylacze oraz podgrzewanie masy lejnej. Pozostaj¹ca frakcja pylasta z suszarni rozpy³owej jest wymywana przez masê lejn¹, co powoduje jej podgrzewanie. Metoda ta jest zalecana w instalacjach mielenia okresowego (rys. 21) /73/ (P).


101

• Suszarnie pionowe i poziome po procesie prasowania powinny byæ zasilane powietrzem ch³odz¹cym z pieców. Przyk³ad rozwi¹zania pokazano w /70/ (P).

Paliwo

Turbina gazowa

Spaliny

Suszarnia

Wytwarzanie energiielektrycznej

Strata energii spalin

Powietrze

Straty

Rysunek 19. Bilans produkcji skojarzonej ciep³a i energii w przypadku suszarni rozpy³owej /56/

Podręcznik CGR

102

Rysu

nek

20. O

dzys

kiw

anie

cie

p³a

ch³o

dzen

ia lu

b sp

alin

z p

ieca

do

podg

rzew

ania

pow

ietrz

a za

silaj

¹ceg

o su

szar

niê

rozp

y³ow

¹ (w

g. S

ACM

I) /7

3/

Wor

ek

filtra

cyjn

y

Paln

ik

Zawó

rPo

wiet

rze

atm

osfe

rycz

ne

Kom

inW

enty

lator

ci

nien

ia

Zasil

anie

w wa

pno

Spali

ny

z piec

a 1

Spali

ny

z piec

a 2

Zawó

r o

cinaj

cy


103

Rysunek 21. System odpylania powietrza odpadowego z suszarni rozpy³owej i podgrzewania masy lejnej /73/

Komin

i ni o

ZBIORNIK ZIMNEJ MASY LEJNEJ

ZBIORNIK OR EJ MASY LEJNEJ

ZBIORNIK WODY

Powietrze odprowadzane z zarni rozp owe

Podręcznik CGR

104

3.6 Wypalanie

Zu¿ycie energii potrzebnej do spiekania wyrobów ceramicznych zale¿y od wymaganej temperatury wypalania. Temperatura jest uwarunkowana sk³adem masy ceramicznej, procesem formowania materia³u i zamierzony-mi w³aœciwoœciami. Rysunek 22 pokazuje wyk³adniczy wzrost zapotrzebo-wania na energiê wraz z temperatur¹ (CM, CK, D, ST, SA, P)

JZE a temperatura wypalania

JZE w MJ/kg

k we wypalanie w Minimum Maksimum

4

9000

1000 1100 1200 1300 1400

10

15

20

eg y murarskie

a wki li wki

rury kamionkowe

wyroby sanitarneerami ne

ko owewypalaniepor elana

Rysunek 22. Jednostkowe zu¿ycie energii JZE dla produktów ceramicznych ró¿ni¹cych siê temperaturami wypalania /48/


105

Rysunek 23 pokazuje bilans energetyczny pieca tunelowego do wypala-nia cegie³ murarskich. Podobne straty mo¿na zaobserwowaæ w przypadku wypalania dachówek. Najwiêksze wartoœci strat powoduj¹ ró¿ne strumie-nie powietrza wylotowego, które jest czêœciowo wykorzystywane w pro-cesach suszenia (CM, CK). Ze wzglêdu na wy¿sze temperatury wypalania i specyfi kê systemu ustawczego, JZE pieca do wypalania dachówek jest 2,5 x wy¿sza w porównaniu z piecem do wypalania cegie³ murarskich /47/ (D).

Rysunek 23. Bilans pieca tunelowego do wypalania cegie³ (Schemat Sankey’a) /47/

1602 kJ/kg (100%)

78 kJ/kg (4,9%)

21 kJ/kg (1,3%)35 kJ/kg (2,2%)5 kJ/kg (0,3%)4 kJ/kg (0,2%)2 kJ/kg (0,1%)

67 kJ/kg(4,2%)

1431 kJ/kg(89,3%)

104 kJ/kg(6,5%)

123 kJ/kg (7,7%)

189 kJ/kg (11,6%) 742 kJ/kg (46,3%)

60 kJ/kg (3,7%)

410 kJ/kg (25,8%)

0 kJ/kg (0,0%)

Podręcznik CGR

106

3.6.1 Konstrukcja pieca i wózków

Na rysunku 24 i w Tabeli 2 pokazano jednostkowe zu¿ycie energii (JZE) dla ró¿nych rodzajów pieców u¿ywanych do wypalania wyrobów sto³owych i wyrobów sanitarnych. Oczywistym jest, ¿e piec rolkowy z ma³¹ iloœci¹ podstawek i szybkim procesem wypalania zu¿ywa prawie o jedn¹ trzeci¹ mniej energii ni¿ tradycyjny piec tunelowy.

JZE

tradycyjny piec tunelowy1 kWh = 3600 kJ = 3,6 MJ

8

25 33

6,3

16,723

4,210,4

14,6

piec szczelinowy

iskwitowanie ko cowe wypalanie su a

piec rolkowy0

5

10

15

20

25

30

35

Rysunek 24. Porównanie zu¿ycia energii ró¿nych pieców dla ró¿nych etapów wypalania w produkcji wyrobów sto³owych


107

Rysunek 25 pokazuje skracanie czasu wypalania p³ytek w ostatnim stu-leciu. Tak znaczne ograniczenie czasu wypalania zawdziêczamy zastoso-waniu pieca rolkowego. Dziêki jego niskiemu poziomowi zu¿ycia energii i prostemu kszta³towi p³ytek, ten rodzaj pieca stanowi obecnie standard techniki wypalania p³ytek ceramicznych.

Rysunek 25. Skracanie czasu wypalania p³ytek ceramicznych od 1930 roku /55/ (P)

Tabela 2. JZE dla ró¿nych rodzajów pieców w bran¿y wyrobów sanitarnych /wed³ug 54/

Rodzaj piecaTemperatura

[°C]JZE

[kJ/kg]Wydajność

[t/h]

Tradycyjny piec tunelowy 1200-1280 6,7-9,2 10-50

Współczesny piec tunelowy z lekkimi, włóknistymi materiałami ogniotrwałymi

1230-1260 4,2-6,7 10-50

Piec rolkowy 1230-1260 3,1-4,2 10-30

Czas wypalania [h]

1980 1970

1930-1960

Tem

pera

tura

[ºC]

200

0

400

600

800

1000

1200

Podręcznik CGR

108

Straty energii zwi¹zane z projektem pieca i wózków piecowych mog¹ zasadniczo zachodziæ z dwu powodów:

a) Nieszczelnoœci izolacji pieca „Jednak¿e, jedn¹ z najlepszych mo¿liwoœci na oszczêdzanie energii jest wci¹¿ eliminowanie nieszczelnoœci” Don Denison, Denison Inc. /21/ (CM, CK, D, ST, SA, P).

b) Masa materia³ów i wózków piecowych, które musz¹ byæ ogrzane.

• Obrze¿a obrêczy kó³ wózków piecowych powinny z zasady znajdowaæ siê na zewn¹trz /2/ (CM, CK, D, ST, SA).

• Pod³ogi wózków piecowych powinny byæ wykonane z lekkich materia³ów izolacyjnych wysokiej jakoœci, zawieraj¹cych minimaln¹ iloœæ ciê¿kiego szamotu. Zaleca siê, aby warstwy od do³u do pod³ogi by³y wykonane z odpowiednich do temperatury pracy materia³ów, co obni¿y naprê¿enia cieplne pod³ogi /2, 3, 20/ (CM, CK, D, ST, SA, P).

• Schemat do obliczania optymalnej gruboœci pod³ogi wózków mo¿na znaleźæ w artykule /2/ (CM, CK, DPR).

• Uszczelnienia piaskowe powinny byæ zaprojektowane tak, aby unikn¹æ nieszczelnoœci przez d³u¿szy czas - sugestie przedstawiono w /2, 33/ (CM, CK, D, ST, SA).

• Nale¿y staraæ siê unikaæ samonoœnych œcian bocznych pieca. Takie œciany maj¹ tendencjê do przeginania siê w stronê kana³u wypalania ze wzglêdu na ich ró¿ne temperatury w przekroju. Wa¿ne jest precyzyjne zaprojektowanie pieca wyposa¿onego w œciany podtrzymuj¹ce strop /2/ (CM, CK, D, ST, SA).

• Specjalnie zaprojektowane stropy pieca zapobiegaj¹ nieszczelnoœciom ze wzglêdu na rozszerzanie cieplne i sprawiaj¹, ¿e ch³odzenie stropu


109

staje siê zbêdne /2/ (CM, CK, D, ST, SA, P).

• Wyroby wypalane powinny byæ umieszczane na specjalnych podporach, wykonanych, np. z wêglika krzemu (D).

• Rolki pieca powinny byæ w³aœciwie uszczelnione. (P).

• W artykule /14/ opisany jest piec rolkowy przeznaczony specjalnie do dachówek, wyposa¿ony w ultra-lekkie podstawki, z obni¿onym do 120 min. czasem wypalania i bardzo nisk¹ wartoœci¹ JZE (D).

3.6.2 Paliwa i technologia wypalania

• W g³ównej strefi e wypalania zalecane jest utrzymywanie nadciœnienia 10-15 Pa /74/ (CM, CK, D, ST, SA, P).

• Zwiêkszenie wydajnoœci energii przez rezygnacjê ze sta³ego paliwa, jak wêgiel, na rzecz LPG lub oleju napêdowego jest znane, jednak dla niektórych cegielni to wci¹¿ mo¿liwoœæ zaoszczêdzenia du¿ej iloœci energii /51/ (CM, CK).

• Przy wypalaniu jednokrotnym, w którym niezbêdne jest stosowanie specjalnych mas ceramicznych i szkliw, zrezygnowano z wypalania biskwitowego. Rysunek 24 pokazuje iloœæ mo¿liwej do zaoszczêdzenia energii (ST).

• U¿ywanie odnawialnych źróde³ energii wyprodukowanych we w³asnych reaktorach na terenie cegielni, jak biogaz, mo¿e zaoszczêdziæ koszty i emisjê CO2 /11/, chocia¿ nie mo¿e pokryæ ca³ego zapotrzebowania energetycznego zak³adu /47/ (CM, CK, D).

• Wprowadzanie nowych systemów sterowania palnikami i wielostrefowej kontroli procesu wypalania /33, 51, 34/ (CM, CK, D, ST, SA, P).

Podręcznik CGR

110

• Palniki impulsowe s¹ bardziej ekonomiczne ni¿ tradycyjne /74/ (CM, CK, DPR, ST, SA, P).

• Palniki o wysokiej szybkoœci przep³ywu gazów grzewczych (powy¿ej 100m/s) s¹ zalecane do ogrzewania stref wstêpnych w piecu (do 700oC), gdy¿ w tych niskich temperaturach ma miejsce g³ównie ogrzewanie konwekcyjne. Przy u¿yciu takich nowoczesnych palników piece mog¹ byæ modernizowane pod k¹tem obni¿enia zu¿ycia energii /74/ (CM, CK, D, ST, SA, P).

• Techniki opisywane ju¿ dla procesów suszenia maj¹ znaczenie równie¿ przy wypalaniu - nale¿y umo¿liwiæ jak najlepsze przeniesienie ciep³a z gor¹cego gazu na wypalane wyroby /33, 34/ (CM, CK, D, ST, SA).

• Powietrze do spalania powinno byæ podgrzane; przy wy¿szej temperaturze wypalania, wy¿sze podgrzewanie oszczêdza energiê. Podgrzewanie powinno odbywaæ siê poprzez powietrze wylotowe z pieca /40/ (CM, CK, D, ST, SA, P).

• W miarê mo¿liwoœci nale¿y wk³adaæ do pieca gor¹ce wyroby z suszarni, np. poprzez wykorzystanie jednakowych palet do suszenia i wypalania lub poprzez bezpoœrednie ustawianie wyrobów do suszenia na wózkach piecowych /1, 23/ (CM, CK, D).

• Stosowanym ostatnio przez niektórych producentów dachówek dzia³aniem s¹ pow³oki emisyjne w pewnych czêœciach pieca maj¹ce na celu odbijanie ciep³a do wymaganego obszaru, zmniejszaj¹ce emisjê ciep³a na zewn¹trz pieca. Teoretycznie mo¿e to prowadziæ do ograniczenia kosztów gazu nawet o 10% /51/ (CM, CK, D).

• Zmniejszenie strat ciep³a powietrza odpadowego poprzez wykorzystanie go do podgrzewania pieca na ca³ej d³ugoœci, spowoduje zaoszczêdzenie energii /33/ (CM, CK, D, ST).


111

• Gor¹ce gazy powinny przep³ywaæ przez przestrzenie w dachówkach, aby zwiêkszyæ powierzchniê kontaktu pomiêdzy gazem a wyrobem. Ten rodzaj wypalania nazywamy wypalaniem z przep³ukiwaniem (Perfusion Firing) /47/ (CM, D).

• System ustawczy do wypalania pieca poch³ania jedn¹ z najwiêkszych iloœci energii podczas wypalania dachówek. Wiêkszoœæ wspó³czesnych typów podstawek typu H posiada œredni¹ gêstoœæ oko³o 1,6 g/cm3 i jest zaprojektowana oszczêdnie pod wzglêdem masy /15, 24/ (D).

• Najlepiej nie u¿ywaæ podstawek do dachówek /22, 39/ (D).

• Piece okresowe np. do akcesoriów mog¹ byæ obs³ugiwane o wiele oszczêdniej energetycznie, jeœli u¿ywane s¹ systemy odzyskiwania ciep³a razem z podgrzewaniem powietrza spalania lub gdy s¹ po³¹czone z suszarkami (D).

• W doniesieniu /50/ przytoczony zosta³ przyk³ad zamiany tradycyjnego pieca tunelowego na piec szybkiego wypalania, co spowodowa³o obni¿enie zu¿ycia gazu o ok. 50% (ST).

• Nale¿y d¹¿yæ do wypalania jednego wyrobu przez d³u¿szy okres w jednym piecu. Nale¿y zoptymalizowaæ krzyw¹ temperatury dla tego produktu. Przy ró¿nych produktach wypalanych w piecu nie jest mo¿liwa ¿adna optymalizacja. Nale¿y pomyœleæ o ma³ych piecach wahad³owych dla mniejszych partii. Dla najmniejszych partii nale¿y rozwa¿yæ wspó³pracê z innymi zak³adami lub pomyœleæ o zmniejszeniu iloœci asortymentu wyrobów /9/ (ST, SA, P, CK, D).

• Odzyskiwanie ciep³a z gazów odpadowych i gazów spalinowych po spalaniu /47/ (ST, SA, P, CM, CK, D).

• System ustawczy do wypalania poch³ania jedn¹ z najwiêkszych iloœci energii podczas wypalania. Wiêkszoœæ wspó³czesnych typów podstawek jest wykonana z SiC i zaprojektowana oszczêdnie pod wzglêdem masy /48/ (ST, SA).

Podręcznik CGR

112

• Najlepiej nie u¿ywaæ podstawek do wypalania poprzez np. u¿ycie pieców rolkowych (ST, SA).

• Obni¿enie iloœci odpadów obni¿a jednostkowe zu¿ycie energii.

• Drugie wypalanie zwiêksza poziom JZE (ST, SA, P).

• Piece okresowe np. do akcesoriów, mog¹ byæ obs³ugiwane o wiele oszczêdniej energetycznie jeœli u¿ywane s¹ systemy odzyskiwania ciep³a razem z podgrzewaniem powietrza do spalania lub gdy s¹ po³¹czone z suszarniami /8, 27/ (ST, SA).


113

1. Gres Acueducto, S.A.: The works and the products an unqualifi ed success. ZI Ziegelindustrie International, 2000, 5, 23-30

2. Riedel, R.: The real snag lies in the detail part 1 und 2. ZI Ziegelindustrie International, 2000, 6 und 9, 29-37, 23-32

3. Hesse, V.: The problems of energy consumption of tunnel kiln cars in fast fi ring tunnel kilns. ZI Ziegelindustrie International, 2001, 3, 13-20

4. Schlosser, M.; New concepts for tile setters and rapid drying in the clay roofi ng tile industry. ZI Ziegelindustrie International, 2001, 1/2, 25-29

5. Ceramicas Casao: High quality, large capacity and low energy consumption. ZI Ziegelindustrie International, 2001, 7, 24-28

6. Bauhütte Leitl-Werke GmbH: „Eco Brickworks 2000” operating at full capacity. ZI Ziegelindustrie International, 2001, 5, 16-24

7. Vissing, L.: Energy consumption in the Danish brick industry. ZI Ziegelindustrie International, 2003, 3, 21-27

8. Strohmenger, P.: Energy saving intermittent kiln with heat exchanger system. ZI Ziegelindustrie International, 2003, 3, 36-39

9. www.tangram.co.uk: Energy effi ciency in ceramics processing. http://www.tangram.co.uk/

10. Jüchter, M.: Modernization of an existing plant an economical alternative. ZI Ziegelindustrie International, 2004, 3, 20-23

11. Mödinger, F.: The utilization of biogas at brickworks. ZI Ziegelindustrie International, 2004, 5, 20-31

12. Bayrische Dachziegelwerke Bogen GmbH: Innovative tunnel kiln for accessories at Bogen roofi ng tile works. ZI Ziegelindustrie International, 2004, 9, 36-39

LITERATURA

Podręcznik CGR

114

13. Brick and Tile of Lawrenceville: A new manufacturing plant for for brick an tile Corporation of Lawrencville. ZI Ziegelindustrie International, 2004, 10, 22-26

14. Ronchetti, R.: A new type of kiln for rapid fi ring of clay roof tiles. ZI Ziegelindustrie International, 2004, 11, 38-42

15. Hohlfeld, K.: Reduced kiln furniture weight for H-setters for fi ring roof tiles. ZI Ziegelindustrie International, 2005, 3, 19-28

16. Mödinger, F.: Options for the use renewable fuels in tunnel kilns. ZI Ziegelindustrie International, 2006, 8, 44-53

17. Aubertot, C.: Petroleum coke - a fuel of the future. ZI Ziegelindustrie International, 2006, 9, 36-40

18. Rieger, W.: Flue gas post-combustion in tunnel kilns with utilization of the released heat of combustion for brick drying and fi ring. ZI Ziegelindustrie International, 2007, 9, 32-42

19. Dörr, J.: Pore-forming with carboniferous clay blends - without strength loss but with a simultaneous energy saving. ZI Ziegelindustrie International, 2006, 5, 122-129

20. Kettler, H.: Kiln car engineering and energy conservation. ZI Ziegelindustrie International, 2006, 5, 130-133

21. anonymous: „International Brick Plant Operator’s Forum” in Clemson (USA) with focus on energy saving. ZI Ziegelindustrie International, 2006, 12, 8-13

22. Mori, G.: Röben clay roofi ng tile plant in Sroda Slaska - designed for 40 million tiles and 4 million accessories per year . ZI Ziegelindustrie International, 2006, 9, 18-27

23. Rieger, W.: New design of a tunnel kiln structure made of prefabricated lightweight chamotte elements and replacement of the kiln cars by fi ring pallet circuit. ZI Ziegelindustrie International, 2007, 6/7, 45-55


115

24. Kettler, H.: BurcoLight - Results from practical operations. ZI Ziegelindustrie International, 2008, 5, 21-28

25. Industrie Pica S.p.A.: A new innovative clay roofi ng tile works at Portacomara. ZI Ziegelindustrie International, 2008, 8, 46-52

26. Unieco Fornace di Fosdondo: Newly developed dryer for the brick factory Fornace di Fosdondo. ZI Ziegelindustrie International, 2008, 1/2, 51-54

27. Strohmenger, P.: Energy saving Bogie-hearth furnace with heat Exchanger-System, Keramische Zeitschrift, 2003, 5, 350-352

28. Kartal, A.: Untersuchungen zur Erstellung von Hartporzellan bei verringerten Brenntemperaturen. cfi /Ber. DKG, 2004, 5, D20-D22

29. Rambaldi, E.: Glass recycling in porcelain stoneware tiles: Firing behaviour. cfi /Ber. DKG, 2004, 3, E32 - E 36

30. Coudamy, G.: Energy Saving and optimised fi ring thanks to new technology: „Entropy+”. cfi /Ber. DKG, 2003, 9, E53-E60

31. Hansen, H.: Intelligente HAT-Herdwagenöfen. cfi /Ber. DKG, 2006, 11/12, D15-D16

32. Müller-Zell, A.: Niedrig sinternde Fertigmassen für Geschirr. cfi /Ber. DKG , 2008, 11, D15-D16

33. Fischer, M.: Möglichkeiten und Grenzen der Energieeinsparung. cfi /Ber. DKG , 2009, 2, D14-D18

34. Slater, A.: Fire more or less. cfi /Ber. DKG , 2009, 2, E35-E39

35. Junge, K.: Sintering aids for reducing the fi nal fi ring temperature and energy saving. ZI Ziegelindustrie International, 1998, 10, 686-687

36. Leisenberg, W.: Ways to effi cient use of energy. ZI Ziegelindustrie International, 1998, 7, 434-440

37. Bohlmann, C.: Reduction of mixing water with additives - a contribution to energy cost saving. ZI Ziegelindustrie International, 1998, 1/2, 35-43

Podręcznik CGR

116

38. König, R.: The „Laminaris” at the Staudacher Brickworks - a further advance in drying technology. ZI Ziegelindustrie International, 1999, 9, 67-71

39. Masatishi Nakashima, J.: Clay roofi ng tile production in Japan. ZI Ziegelindustrie International, 1999, 3, 11-17

40. Riedel, R.: Combustion air preheating. ZI Ziegelindustrie International, 1999, 11, 30-39

41. Rapis-Ziegel Schmidt GmbH: New drying technology in the Rapis brickworks. ZI Ziegelindustrie International, 1999, 9, 73-78

42. Vogt, S.: Way to effi cient use of energy. ZI Ziegelindustrie International, 1998, 8, 496-501

43. Junge, K.: Effects of the ban on Sunday working on the energy consumption of heavy clay works. ZI Ziegelindustrie International, 1998, 6, 327-335

44. König, R.: The Laminaris rapid dryer at the Tonwerk Venus in Schwarzach. ZI Ziegelindustrie International, 1998, 8, 502-508

45. Denissen, J.A.M.: Energy effi cient drying, Part 1: Energy effi ciency of various techniques in convective drying. ZI Ziegelindustrie International, 1998, 8, 509-517

46. Häßler, A.: A new continuous system for drying, fi ring and transport. ZI Ziegelindustrie International, 1998, 8, 519-521

47. Hobohm, F.: Maßnahmen zur Energieeinsparung. www.keramikinstitut.de, 2008

48. Bartusch, R.: Potential for saving energy in the Ceramic Industry. Keramische Zeitschrift, 2002, 1, 6-10

49. Vogt, S.: Fortschrittliche Trocknungstechnik. www.keramikinstitut.de, 2008

50. Jaegermann, Z.: Information Polish table ware branch, personally, 2009, 3.


117

51. Cartlidge D:: New techniques in the brick industry of the UK, personally, 2009, 3.

52. Petersminde Teglvaerk A/S, Stenstrup, Fünen, DK: A modern tunnel kiln for the manufacture of a wide assortment of facing bricks. ZI Ziegelindustrie International, 2005, 7, 14-17

53. Telle, R: Senkung der Brenntemperaturen bei Sanitärporzellan durch Lithium- Zugaben, www.keramikinstitut.de, 2007

54. Sladek, R.: Gegenwärtiger Stand der Technik im Brennverfahren für sanitär-keramische Produkte, Keramische Zeitschrift 47 (1995) 5

55. Schulle, W.: Entwicklungen und Probleme beim Schnellbrand keramischer Produkte. Keramische Zeitschrift 52 (2000) 12

56. Köhler, R.: Personal talks with German tile producers

57. Vouillemet, M.: Le séchage mixte air chaud / micro-ondes des moules en plâtre neufs pour I’industrie du sanitaire. L’Industrie Céramique & Verriére 899 , 12/94, 780-784

58. Vouillemet, M: Le séchage en céramique. Les Techniques de l’Industrie Minérale 8, 12/2000, 93-98.

59. Blanc J.J.: The real costs of the dispersion of spray dried bodies. Ceramic World Review 70, 01-01/2007, 148-155

60. Blanc J.J.: Valorisation des déchets de verre dans les céramiques vitrifi ées. L’Industrie Céramique & Verriére 953, 01/2000, 671-676

61. Vouillemet, M.: L’ apport des micro-ondes comme source d’energie en céramique. Réduction des cycles de traitement thermique et optimisation de la qualité des produits. Séchage mixte micro-ondes / air chaud des sanitares : résultats pilotes et applications possibles.

62. Blanc J.J.: La granularité des poudres en céramique. Finesse et réactivité des feldspaths pour vitreous sanitare. Mines & Carriéres 81, 07-08/99, 28-31.

Podręcznik CGR

118

63. J. Fifer: Commercial case for airless drying. Br Ceram Trans 97, No 2, 1998, p80 -82

64. Cartlidge D: Personal: Infrared burner system that can be controlled in red and blue mode with the heating surface being a Sintered Nit. 2009

65. WRAP: Glass in Bricks and Tiles. (UK website)

66. Cartlidge D: Personal: fl exi fl at roller making. 2009

67. Cartlidge D: Personal: laser decoration for sanitaryware. 2009

68. Airless drying shapes up to Tableware challenge. Global Ceramic Review, No 2/99, summer 1999

69. Cartlidge D: Use of waste glasses in sanitaryware production. 2009

70. SACMI Imola S.C: http://www.sacmi.com/System/00/01/25/12544/633600971649531250_1.pdf




74. Petzold, J: Personal recommendations about operating ceramic kilns.

Projekt zosta³ sfi nansowany przy wsparciu Komisji Europejskiej.

Wy³¹czna odpowiedzialnoœæ za zawartoœæ niniejszego podrêcznika spoczywa na autorach. Jego treœæ nie musi odzwierciedlaæ stanowiska Unii Europejskiej.

Komisja Europejska nie ponosi odpowiedzialnoœci za jakiekolwiek wykorzystanie informacji zawartych w podrêczniku.

Greek Centre of Pottery S.A(GR)

KI Keramik-Institut GmbH(DE)

Société Française de Céramique(FR)

Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych(PL)

T.Alexandridis and CO (Omega Technology)(GR)

DasKeramikinstitut

Ceramic Glaze Recipes -...

Documents

Transcript of Ceramic Glaze Recipes -...