Технологический процесс нанесения и закрепления цветных эмалей

Размещено на http: //www. allbest. ru/

ВВЕДЕНИЕ

Искусство художественного эмалирования имеет более чем трех тысячелетнюю историю.

Искусство наплавления стекла на металл развивалось с 7-го в. до н. э. на территории Азербайджана, Греции, северной Италии. Более поздняя техника перегородчатой эмали появилась, очевидно, как вариант инкрустации металла драгоценными камнями и цветной смальтой. Эта техника была широко развита в Древнем Египте с 2000 г. до н. э. На золотую пластину устанавливались золотые перегородки, промежутки между ними заполнялись цветными вставками. Кусочки ляпис-лазури, малахита, коралла, бирюзы, смальты, цветного стекла обрабатывались по форме ячеек и закреплялись с помощью специального клея.

Несмотря на это, настоящая эмаль появилась в Египте только в греко-римский период. Однако именно египтяне создали художественные основы цветовой отделки металла камнем и эмалью, которые до сих пор не потеряли своей ценности. В 5-м в. до н. э. у кельтских племен Франции и Британии получила развитие выемчатая эмаль на бронзе. В специальные ячейки на поверхности литых изделий вплавлялось непрозрачное стекло насыщенных цветов.

В это же время искусство эмали развивается в странах Азии: Персии, Индии и Китае. Китайская перегородчатая эмаль стала уникальной и самобытной техникой, традиции китайских эмальеров живут и по сей день. Египетское и ближневосточное искусство значительно повлияло на культуру Византии, следующий центр эмальерного искусства. Византийские перегородчатые эмали считаются классическими. Впервые эмаль была использована не как имитация камней, а как самостоятельное изобразительное средство. Расцвет византийской эмали приходится на период до 12 в. н. э.

Опыт Византии оказал кардинальное влияние на развитие техники европейской средневековой эмали. Из Византии искусство эмалирования распространилось на соседние страны: Грузию, Армению, Сербию, Киевскую Русь, где были созданы самобытные школы эмалирования.

С середины 17-го века благодаря большому развитию химии появились окислы металлов, при нанесении которых на белую эмалевую основу и последующем обжиге можно было достичь передачи тончайших цветовых оттенков, благодаря чему стало возможным создание миниатюр на эмали, где металл, даже если это было золото, служил только подложкой и покрывался сплошным слоем.

В 19 веке получает применение техническая бытовая эмаль на стали и чугуне. Эмалью покрываются предметы домашнего обихода (посуда, детали каминов и печей) для улучшения их эксплуатационных свойств.

На рубеже 19-20 вв. на волне стиля модерн художественная эмаль переживает новый подъем. Эмаль становится популярным способом оформления украшений и декоративных изделий. Благодаря успехам в области химии силикатов была разработана большая палитра эмалей различных оттенков и свойств.

В России долгое время стальную эмалированную посуду выпускала лишь одна хорошо оборудованная Варшавская фабрика «Вулкан». Позже аналогичные эмалировочные заводы появились в городах Луганске и Лысьве. К 1940 году в Советском Союзе уже имелось 20 заводов, выпускающих стальные и чугунные изделия: хозяйственную посуду, предметы домашнего обихода.

За последние годы эмалировочная промышленность значительно увеличила выпуск эмалированной посуды с одновременно улучшением ее качественных показателей. Современные отделения эмальпокрытия оснащены полуавтоматами и а автоматическими линиями для нанесения эмалевого шликера на изделие.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Выбор ассортимента изделий и материалов, их характеристика

Для разработки технологического процесса нанесения и закрепления цветных эмалев

Таблица 1.1 Выбранный ассортимент изделий

Наименование изделий	Емкость, л	Масса ТСУ	Масса ОГП	Способ нанесения
Кастрюля	5,0	0,97	1,67	Механизированный
Крышка	-	0,3	0.350	Ручной
Кастрюля	2,0	0,54	0,95	Механизированный
Крышка	-	0,21	0.30	Ручной
Миска	2,0	0.24	0.47	Механизированный
Кружка	1 ,0	0.34	0,58	Ручной
Поднос	2,0	0.82	1,14	Ручной

В настоящее время эмалированная посуда является одной из самых распространенных видов посуды. Благодаря множеству положительных сторон она не выходит из моды и пользуется большим спросом у населения. Эмалированная посуда является универсальной, так как незаменима для приготовления и хранения пищи. Главным достоинством посуды является то, что эмаль не вступает в химическое взаимодействие с кислотами и щелочами, является экологически чистой и защищает пищу от проникновения ионов металла. Неприхотлива в обслуживании, ее можно использовать на всех типах нагревательных приборах. Внешний вид эмалированной посуды очень разнообразен и привлекателен, используются разнообразное цвета эмаль. Украшена термостойкими изображениями, сохраняющими свой первоначальный вид практически весь срок ее службы. Уход за эмалированной посудой довольно прост: для того чтобы ее помыть можно использовать обыкновенные чистящие средства и воду.

Стоимость эмалированной посуды довольно невысокая в сравнении с другой посудой, что тоже является дополнительным плюсом при выборе именно этого вида емкости для приготовления и хранения пищи.

Таблица 1.2 Рецептура размола эмалей

Наименование материалов	Бостон Наружная, т	Слоновая наружная, т	Коричневая наружная, т	Светло-коричневая внутренняя, т	Бортовая т
R1820	100	-	-	-	-
R1606	-	100	-	-	-
R1704	-	-	80	100	-
ЭСП 158П/6	-	-	-	-	-
ЭСП 210	-	-	20	-	-
ЭСП 1020/1	-	-	-	-	100
Глина огнеупорная	6,5	6	6	6	6
Калий хлористый	0,18	0,1	0,18	0,18	-
Нитрит натрия	-	-	-	-	0,3
NРЕ 2501	1	-	3	-	2
N 180	-	-	2	4,5	-
N 1063	-	-	-	1	-
N 270941	-	-	-	-	-
Итого	107,68	106,1	111,18	111,68	108,3
Вода	40	40	40	40	40
Всего	147,68	146,1	151,18	151,68	148,3

Фритта - это гранулированная эмаль, полученная в результате резкого переохлаждения эмалевого расплава в виде гранул, тонких пластинок или волокон.

Глины и каолины - продукты разрушения полевошпатовых горных пород. Они представляют собой осадочную породу, состоящую из частиц пластинчатых минералов, чаще всего гидроалюмосиликатов, и сопутствующих примесей других минералов: кварца, полевого шпата, слюды, соединений железа, кальция, магния, натрия, калия и титана (см. табл. 1.2).

Глина важнейший компонент эмалевых шликеров, она служит для создания коллоидной системы и поддержания размолотых частиц эмали во взвешенном состоянии. Также глина повышает температуру, расширяет интервал обжига и является одним из основных источников выделения газов при обжиге 1, с. 97.

Цветные покровные эмали получаются за счет введения в их состав окрашивающих веществ, которые вводятся либо в шихту, либо при помоле фритты. Красители растворяются в эмалевом расплаве, а пигменты не растворяются, являясь по сути цветными глушителями.

В качестве основы для получения цветных эмалей применяются прозрачные или заглушенные фритты (см. табл. 1.2) - фтористые, циркониевые, сурьмяные или титановые. Для получения темно-синей эмали в шихту вводятся 1,5-2,5 % Co2O3; черные эмали получаются введением в шихту смеси нескольких красителей (MnO2, Co2O3, Cr2O3, CuO и др.) Для темних эмалей используются прозрачные фритты.

Ярко окрашенные эмали получаются на основе частично заглушенных фритт, особенно часто для этой цели используются фтористые эмали, красители вводятся в состав шихты. Добавлением пигментов при помоле окрашиваются фтористые, циркониевые, сурьмяные и титановые эмали. Количество пигмента, добавляемого для получения той или иной окраски, зависит от показателей преломления и растворимости пигмента в эмалевом расплаве. Чем больше разность показателей преломления пигмента и основы; чем меньше растворяется пигмент в расплаве в процессе обжига эмали, тем меньшее количество его необходимо для получения устойчивой окраски покрытия. В зависимости от составов пигмента и эмали добавки пигментов при помоле составляют 1 - 10% 2, с. 136.

Для получения коричнево-красных эмалей, окрашенных добавлением при помоле Fe2O3, в состав шихты вводится 8-12% измельченной железной окалины Fe3O4, чтобы предотвратить растворение пигмента в расплаве эмали. В основу этой эмали можно добавлять отходы белых и цветных эмалей светлых тонов.

Слабоокрашенные эмали нежных пастельных тонов получаются введением красителей в шихту сильно заглушенных эмалей: сурьмяных, циркониевых или титановых. Так, для окрашивания сурьмяных или циркониевых эмалей в синий цвет добавляется 1,0% CoO.

Нашли широкое применение светлоокрашенные эмали, полученные введением красителей в шихту заглушенных титановых эмалей. Салатный и бледно-зеленый цвета различных оттенков дает введение 1 - 4% NiO; цвета от кремового до желто-зеленого 0,0125 - 2,0% Cr2O3. Те же цвета получаются при добавлении 0,025 - 2,0% K2Cr2O7; различные оттенки от розоватого до бледно-кофейного цвета дает введение 1-2% CoO 2, с. 132.

Титановые эмали нашли широкое применение в качестве белых эмалей для посуды и других изделий домашнего обихода, что объясняется весьма сильной их заглушенностью. При толщине покрытия 0,07-0,10 мм коэффициент диффузного отражения достигает 90%. Фритты титановых эмалей получаются прозрачными. Глушение наступает в процессе обжига эмали на изделиях и обусловлено выделением мелких кристаллов анатаза или рутила. Состав титановых эмалей оказывает чрезвычайно большое влияние на их глушение. Щелочные оксиды повышают растворимость TiO2 и препятствуют ее кристаллизации. В простых силикатах натрия диоксид титана начинает выделяться в качестве первичной кристаллической фазы в том случае, когда содержание TiO2 превышает молярное содержание Na2O в расплаве. Введение в состав эмали оксидов алюминия, бора, фосфора понижает растворимость двуокиси титана, и она начинает выкристаллизовываться уже при меньшем содержании в расплаве. Заглушенность и цветной оттенок титановых эмалей зависят также от размера глушащих частиц. Наиболее белые эмали получаются при величине кристаллов двуокиси титана 0,15-0,25 мкм. При меньшей величине кристалликов эмаль приобретает синий оттенок, а при большей - желтый 2, с. 130 - 131.

Таким образом, для получения сильно заглушенных белых эмалей состав, условия изготовления и обжиг эмали должны обеспечить возможно полную кристаллизацию TiO2 из расплава, кристаллизацию в виде анатаза, а не рутила, оптимальный размер выделяющихся кристаллов.

В качестве бортовых эмалей применяются специальные составы эмалей. В результате больших тангенциальных напряжений, возникающих на малых радиусах закруглений, бортовые эмали с малым коэффициентом термического расширения подвержены сколам. Кроме того, в процессе обжига эмалированных изделий борт нагревается быстрее, чем другие части изделия. Поэтому бортовая эмаль должна обладать более высоким по сравнению с покровной эмалью коэффициентом термического расширения и широким температурным интервалом обжига. В состав бортовых эмалей вводятся оксиды сцепления, увеличивающие прочность сцепления эмали с металлом. Темные бортовые эмали хорошо гармонируют с цветными наружными эмалями. Составы бортовых эмалей в большинстве случаев не содержат глушителей, которые понижают эластичность эмалей 1, с. 175.

Цветные покровные эмали получаются за счет введения в их состав окрашивающих веществ, которые вводятся либо в шихту, либо при помоле фритты. Красители растворяются в эмалевом расплаве, а пигменты не растворяются, являясь по сути цветными глушителями 1, с. 102.

1.2 Выбор и характеристика технологического процесса

Для разработки технологического процесса нанесения и закрепления цветных эмалевых шликеров на стальные посудные изделия выбираем метод эмалирования.

Эмалирование-это процесс нанесения эмали на подготовленную поверхность металла и их закрепления.

Эмалирование изделий можно осуществлять сухим или мокрым способом. При эмалировании сухим способом используется эмаль в виде пудры. При мокром способе в виде эмалевых шликеров методом окунания (облива). С учетом заданной технологии курсового проекта выбираем технологический процесс нанесения и закрепления цветных эмалевых шликеров на стальные посудные изделия методом окунания (облива) и выполнять его будем механизированным способом и вручную. (См.табл.1.1)

Форма большинства посудных изделий такова, что покрытие их эмалью может быть выполнено только методом окунания (облива). Метод окунания и (облива) имеет ряд преимуществ, которые делают целесообразным его применение также для покрытия плоских изделий (способ струйного облива). К ним относятся: отсутствие потерь эмали при нанесении; быстрота нанесения, универсальность способа; возможность нанесения шликера на изделия любой формы. При правильно подобранных характеристиках шликера окунание (облив) обеспечивает заданную толщину и равномерность слоя покрытия.

К недостаткам метода окунания (облива) относятся большая зависимость нанесения от свойств шликера и сложность движений при нанесении эмали. Разравнивание шликера на изделие после окунания (облива) основано на разрушении структуры шликера и сообщения ему подвижности путем различного вида движений. Равномерный слой шликера заданной толщины можно получить лишь при соответствии параметров процесса нанесения структурно-механическим свойствам шликера. Процесс нанесения характеризуется числом, частотой, амплитудой и траекторией непрерывных и периодических (возвратных) движений изделия (возвратно-вращательное, возвратно-поступательное, качание, вибрация и т. п). Подбор этих параметров обычно производится эмпирически 2, с. 139.

Эмалирование осуществляется на участке эмальпокрытия, куда поступают эмалевые шликера и годные загрунтованные изделия. Старшая эмалировщица контролирует шликера на предмет соответствия их параметров рабочим, для чего в случае необходимости она их корректирует. После чего выполняется технологическая проба на нескольких изделиях и пропускается по всему технологическому процессу. При удовлетворительной пробе эмалевые шликера запускаются в серийное производство. Вначале наносим наружное покрытие, сушим его, затем наносим внутренне покрытие и отправляем по конвейеру в электрическую конвейерную печь, где в зоне рекуперации осуществляется сушка, а в зоне обжига- обжиг эмалевых покрытий.

1.2.1 Эмалирование вручную:

Нанесение наружного покрытия.

Годную загрунтованную посуду уложенную в следующем порядке подаем для нанесения на рабочий стол эмалировщика:

- миски, тарелки, тазы - стопкой в «елочку»;

- кастрюли, бидоны, чайники, баки - пирамидой;

- кофейники, салатники, горшки -в шахматном порядке;

- крышки, кружки- в тележках насыпью;

- дужки чайников -в тазах насыпью.

Нанесение покровной эмали на наружную поверхность изделия производим способом окунания вручную при помощи макального инструмента (клещей, щипцов) 3, с. 3.

При эмалировании изделие погружаем в шликер так, чтобы наружная поверхность, включая ручки и другую арматуру, были покрыты шликером, затем вынимаем его из ванны и соответствующими встряхивающими и круговыми движениями распределяем шликер равномерным слоем по поверхности. Избыток шликера с борта изделия снимаем при помощи влажной губки или салфетки и устанавливаем вверх дном на ножи сушила или подвешиваем крючком за ушко. Установку производим на исправный чистый инструмент сверху вниз, съемку -снизу вверх, во избежание загрязнения нижестоящих изделий 3, с. 4 - 5.

1.2.2 Сушка изделий

Сушку изделий производим в конвейерном сушиле типа СЕО 8.5.480/15-3-2-Х2 при температуре 150-220 ° С со скоростью движения конвейера 2,0-3,5 м/мин.

Нанесенный на изделия эмалевый шликер всегда содержит значительное количество влаги, которая должна быть удалена до обжига изделий, так как бурное удаление ее при высокой температуре приводит к вскипанию и разрывам эмалевого слоя. В процессе сушки в первую очередь происходит испарение свободной влаги, химически не связанной с солями, растворенными в ней. Одновременно начинает удаляться вода, адсорбированная глиной, составляющая значительную часть содержащейся воды. Эта вода в виде оболочки окружает каждую коллоидную частицу глины. Выделение ее происходит на протяжении всего процесса сушки. Толщина эмалевого слоя невелика, но несмотря на это во время процесса сушки происходит перенос растворимых солей из внутренних слоев в поверхностный слой. Это явление связано с капиллярной диффузией влаги, а вместе с влагой переносятся и растворимые соли. Перемещение влаги происходит и вдоль поверхности. В процессе сушки удаляется почти вся свободная влага. Гидратная вода, связанная с солями и глиной, удаляется только в процессе обжига изделий 2, с. 157.

Плоские изделия и изделия с открытой внутренней поверхностью, покрытые грунтовым или эмалевым шликером, при прочных равных условиях всегда высыхают быстрее, чем изделия сложной конфигурации и с замкнутой внутренней поверхностью. Это объясняется тем, что внутри изделия сложной конфигурации недостаточная циркуляция воздуха. Воздух, находящийся внутри сосуда, быстро насыщается парами воды и процесс сушки замедляется. При большом насыщении воздуха влагой возможны случаи конденсации паров влаги на внутренних поверхностях изделий; в этом случае наблюдается стекание покрытия.

Температура сушки и скорость движения конвейера регулируется в зависимости от степени загрузки сушила и качества сушки наружного эмалевого покрытия. Сушка изделий обычно производится при температурах воздуха 70-90°С, продолжительностью сушки 15-60 мин в зависимости от вида изделий.

Изделия с высушенным эмалевым слоем осторожно снимаем с конвейера сушила и устанавливаем на стол, покрытый чистым мягким материалом. Запрещается установка необожженных изделий штабелями и стопками. Не просушенные и имеющие дефекты изделия под дальнейшее эмалирование не допускаются, а отправляются на повторную сушку или смыв слоя эмали 2, с. 158.

1.2.3 Нанесение внутреннего покрытия

Изделия с высушенным наружным покрытием снимаем с конвейера и устанавливаем на стол для нанесения маркировки, необожженные изделия требуют осторожного обращения. Снятие их с конвейера производим снизу вверх. Перед нанесением маркировки остатки шликера с внутренней поверхности и борта изделия снимаем влажной салфеткой. После нанесения маркировки изделия передаем эмалировщику для покрытия внутренней эмалью. Нанесение внутренней эмали производим способом облива, для чего захватываем изделие клещами, ковшиком наливаем эмаль внутрь изделия и определенными движениями равномерно распределяем шликер по поверхности. Изделия на 10-15 сек. устанавливаем на шины вверх дном для закрепления слоя эмали. Избыток шликера с борта изделия снимаем специальной резинкой с вырезом по величине борта. Необходимо следить, чтобы резина срезала слой шликера ровной линией, не оставляя следов внутренней эмали на острой кромке борта. Обводочную эмаль на борт изделия наносим пальцами в резиновых напальчниках 3, с.4 - 5.

1.2.4 Эмалирование крышек

Нанесение шликера покровной эмали на крышки осуществляем методом окунания, при этом крышку вставляем в клещи ручкой вовнутрь.

После эмалирования вкладные ручки устанавливаем на специальную металлическую сетку или на влажную ткань для снятия излишков эмали на острой кромке. Накладные крышки устанавливаем на доску с чистыми острозаточенными иголками. После равномерного распределения шликера по поверхности крышки помощник эмалировщика берет крышку щипцами за ручку. При этом цент ручки должен быть свободен от щипцов. Захватывающая часть щипцов должна быть слегка смочена шликером. Удерживая крышку в щипцах, помощник эмалировщика снимает с борта крышек излишки шликера при помощи резинки вместе с щипцами передает ее обводчику борта. Обводчик борта, удерживая крышку в щипцах, наносит на борт крышки черную бортовую эмаль равномерным слоем пальцами в напальчниках, затем передает крышку установщику. Установщик захватывает крышку крючком за ручку и подвешивает на обжиговый инструмент конвейера электропечи 3, с. 5.

1.2.5 Эмалирование на полуавтоматах

Нанесение наружного покрытия.

На эмалировочных полуавтоматах в основном эмалируются крупногабаритные изделия.

При приеме смены наладчик и старший эмалировщик проверяют исправность полуавтомата, его настройку и состояние рабочей ванны. Перед началом работы заливаем в чистую ванну подготовленный к работе шликер или доливаем его. Проверяем параметры шликера, которые должны соответствовать рабочим. Годную загрунтованную посуду подаем на рабочий стол эмалировщика, укладываем следующим образом: тазы -стопкой «елочкой»; ведра -стопкой; баки -в тележках.

Включение полуавтомата производим при помощи кнопки «пуск». После подготовки полуавтомата и шликера делаем технологическую пробу на 10-15 изделиях и при необходимости корректируем параметры шликера. Эмалируемое изделие устанавливаем в захваты механизма вращения дном вверх. Окунание и облив изделий, сброс излишков шликера с поверхности происходит автоматически. При срабатывании пневмоцилиндра поворота и вращения эмаль распределяется равномерно по всей наружной поверхности без наплывов, натеков на бортах и зигах. Покрытое изделие снимаем с полуавтомата вручную с помощью вилки, если это ведро, или рукой, держась за внутреннюю поверхность изделия, если это таз или бак. Бак и таз после эмалирования устанавливаем на шины вверх дном на 10-15 сек. для закрепления слоя эмали. Избыток шликера с борта изделия снимаем при помощи влажной губки или салфетки и устанавливаем изделия вверх дном на ножи сушила. (см. р. 1.2.2.) Установку изделий на конвейер сушила и сушку изделий производим аналогично тому, как при эмалировании вручную 3, с. 5 - 6.

1.2.6 Механизированное нанесение внутреннего покрытия

Настройку полуавтомата, подготовку шликера к работе производим аналогично эмалированию наружного покрытия. Изделия с высушенным наружным покрытием снимаем с конвейера сушила и ставим на стол для нанесения маркировки. Необожженные изделия требуют осторожного обращения. Снятие с конвейера сушила производим снизу вверх. Обрабатываемое изделие устанавливаем дном на электромагнитный патрон механизма вращения. Нажимаем кнопку «пуск». Электромагнит патрона удерживает изделие в данном положении, а с помощью дозатора в изделие заливается порция эмали. После заливки срабатывает пневмоцилиндр переворота и вращения, при этом залитая в изделие эмаль равномерно распределяется по внутренней поверхности. Изделие возвращается в исходное положение, электромагнит патрона отключается. Покрытое изделие снимаем с эмалировщика вручную и устанавливаем вверх дном на шины для стекания излишков эмали и закрепления ее на поверхности. Избыток шликера снимаем с борта изделия специальной резинкой с вырезом по величине борта. Необходимо следить, чтобы резина срезала слой шликера ровной линией и не оставляла следов эмали на острой кромке борта. Обводочную эмаль наносим пальцами в резиновых напальчниках 3, с. 6 - 7.

1.2.7 Эмалирование на полуавтомате типа «MF-1»

На эмалировочный полуавтомат типа «MF-1» наносим загрунтованные покровные эмали на внутреннюю, наружную поверхность и на борт. Полуавтомат типа «MF-1» предназначен для эмалирования цилиндрических и конических изделий, имеющих диаметр 100-300 мм с максимальной высотой 300мм, вместимостью до 12,0 л.

Подготовленный к работе эмалевый шликер заливаем в предназначенные для него емкости, после чего делаем технологическую пробу на 10-15 изделиях и по внешнему виду определяем качество эмалевого покрытия. Если покрытие удовлетворяет качественным требованиям, то старший эмалировщик корректирует параметры шликера, корректировку плотности рекомендуется производить добавлением свежего шликера с более высокой или низкой плотностью. Понижение плотности нужно производить добавление воды. Повышение консистенции производим добавлением электролита, который добавляем в шликер при тщательном перемешивании. Для нанесения внутренней эмали наладчик полуавтомата должен установить изделие вверх дном на качающиеся плечо -держатели и нажать. При этом струя эмали обливает внутреннюю поверхность, после чего наладчик поднимает изделие и делает несколько круговых движений для предварительного разравнивания слоя эмали и удаления излишков. 3, с. 7

Установку производим следующим образом: нажимаем педаль, берем изделие двумя руками за ручки и располагаем его так, чтобы захват находился внутри, затем отводим изделие донышком до упора тележки. Отпускаем педаль, чтобы захват раскрылся, и тележка вернулась в первоначальное положение. Устройство наружного эмалирования автоматически наносит покровную эмаль на наружную поверхность. Удаление излишков и равномерное распределение шликера по поверхности производится при помощи заданных движений захватов вращении, встряхивании, спусков и подъемов. После подсушки эмали в сушиле на специальном устройстве автоматически производится обтирка и нанесение обводочной эмали на борт изделия. Уровень обводочной эмали необходимо поддерживать не ниже 1 см от борта. Съемку подсушенных изделий производим специальной вилкой при сжатых захватах. Сняв изделие, внимательно осматриваем покрытие изделий и устанавливаем или подвешиваем его на острый исправный обжиговый инструмент электропечи типа СЕО для сушки или обжига. 3, с. 8.

Высушенное изделие снимаем с конвейера сушила. На дно изделия наносим маркировку с номером бригады при помощи резинового штампа маркировочной мастикой. Устанавливаем изделие на вращающийся стол, покрытый мягкой тканью. Предварительно затираем наплывы сухой эмали пальцем в напальчнике. По мере выработки шликера в емкостях необходимо добавлять свежий шликер до первоначального уровня, при тщательном перемешивании и контроле параметров шликера. 3, с. 9.

1.2.8 Процессы при обжиге покровных эмалей

Обжиг изделий с наружным и внутренним покрытием производим в электрических конвейерных печах СЕО 8.5.180.12/10-2-ХI.

Обжиг изделий, покрытых слоем шликера, осуществляется в зоне обжига нагреванием до полного оплавления эмалевого слоя и появления блеска. Этот процесс носит название обжига. Обжиг эмали, нанесенной по грунту или по предыдущему эмалевому слою, представляет в основном процесс оплавления эмалевого слоя и соединения его с нижележащим слоем грунта или эмали. До оплавления эмали происходит выделение гигроскопической и конституционной воды и пузырьков воздуха, а при дальнейшем нагревании - плавление солей в самой эмали. Одновременно с расплавлением эмали размягчается грунт, благодаря чему эмалевый слой прочно сплавляется с ним, для чего температура обжига эмали должна быть ниже температуры обжига грунта на 30-40°С. В процессе обжига эмали должны быть созданы условия для получения максимального глушения и блеска эмалевого покрытия. Для этого требуется определенное время и соответствующий температурный режим обжига. Во многих случаях максимальное глушение достигается через 1,0-1,5 мин после оплавления эмали и появления блеска. Недопустимы недожёг и пережёг эмалевого покрытия 2, с. 181 - 182.

В конвейерных печах применяем обжиговый инструмент в виде съемных этажерок с двумя или тремя полками. На каждой полке имеются ножи или иглы, которые можно заменять без съема этажерки. Изделие устанавливаем на подготовленный обжиговый инструмент чистыми сухими руками с соблюдением зазоров между изделиями. Способ установки изделий и конструкция обжигового инструмента должны обеспечивать отсутствие деформаций изделий при обжиге и минимальное количество следов от инструмента 2, с. 190.

Установку посуды на иголки конвейера производим сверху вниз во избежание загрязнений нижестоящих изделий. Инструмент для обжига должен быть заточенным, исправным и очищенным от окалины, иголки должны быть смазаны огнеупорной глиной. Настройку обжигового инструмента необходимо производить в зависимости от вида обжигаемых изделий с учетом установки их на три точки. Для уменьшения прогибов дна от обжигового инструмента иголки необходимо расставлять так, чтобы они были максимально удалены от центра дна изделия. Особое внимание обращают на контроль температуры и продолжительность обжига. Продолжительность обжига зависит от температуры, количества и размеров изделия, толщины металла, веса обжигового инструмента и конструкции печи 3, с. 10.

обжиг эмалировочный полуавтомат посуда

1.2.9 Правка изделий

В процессе обжига под действием высокой температуры может происходить деформация изделий. Особенно легко деформируются тонкостенные изделия. Чаще всего деформация происходит из-за неправильного выбора обжигового инструмента, небрежной установки изделий и провисания их в процессе обжига и т.д. Причинами деформации могут также быть неравномерное нагревание изделий и низкое качество применяемого металла. При высоких температурах обжига деформация изделий усиливается. Из посудных изделий наиболее часто деформируется крышки кастрюль, кастрюли больших размеров и некоторые другие изделия.

Для придания эмалированным изделиям первоначальной формы их подвергаем правке в горячем состоянии. Остывшие изделия, на которых эмалевое покрытие затвердело и стало хрупким, править нельзя, так как при этом на эмали появляются трещины. Нельзя также править изделия сразу же после выгрузки из печи, когда температура их равно 700-800?С. Вязкость эмали при этих температурах сравнительно невелика, в результате чего на покрытии остаются следы от приспособлений и подставок, применяемых при правке. Обычно правку производим при снижении температуры изделий до 400-500?С. При этих температурах эмаль еще не полностью затвердевает и может подвергаться пластическими деформациями.

Для правки изделия снимаем с решетки и устанавливаем на стальную плиту, покрытую слоем асбеста, предохраняющего от быстрого охлаждения. На изделия вручную осторожно опускаем приспособления для правки соответствующей формы. Правильные приспособления изготавливаем из стали с длинной ручкой. В приспособлениях для правки полых изделий (ведер, кастрюль) предусматриваем отверстия для выхода горячего воздуха. Перед правкой изделий правильные приспособления подогреваем. 2, с. 191.

1.3 Характеристика технологического оборудования и приспособлений

1.3.1 Электрическое конвейерное сушило

Назначение - в последнее время на крупных эмалировочных производствах получили широкое распространение горизонтальные электрические конвейерные сушила, предназначенные для сушки эмалевых покрытий (см. табл. 1.4).

Рисунок 1.1 Электрическое конвейерное сушило

Электрическое конвейерное сушило представляет собой П-образную камеру через которую движется конвейер с подвешенным к нему этажерками.

В зоне расположения электрических нагревателей внутренняя часть стены выполнена из шамотного кирпича, а наружная из легковесного кирпича. В зоне теплообмена сушила выполнены из шамотного кирпича. Подвесной свод состоит из металлических коробок, набитых шлаковой ватой. Сушильный инструмент при помощи штанг подвешен к цепи конвейера. По всей длине сушила на своде имеется щель, которая перекрывается металлическими пластинками - чешуей, закрепленной на штангах и перемещенной вместе с этажерками. Нихромовые нагреватели располагаются частично на поду сушила. У входа в сушило имеется воздушная завеса. Для контроля за температурным режимом сушки установлены две термопары; температура сушки 120-180 єС 2, с. 161 - 163.

Вдоль наружной части ветви конвейера установлены ванны для окунания, после покрытия изделия устанавливают на сушильный инструмент конвейера. По мере выхода изделий из сушила с другой стороны камеры их снимают и передают на обжиг. Удаление влажного воздуха из конвейерного сушила происходит за счет циркуляции воздушных потоков, возникающих вследствие разности удельных весов горячего и холодного воздуха. Воздух удаляется через щель на своде сушила. Свежий воздух подсасывается из помещения через окна загрузки и выгрузки. Кроме конструкции электрического конвейерного сушила, имеются сушила с поднятой зоной сушки. 4.

1.3.2 Эмалировочный полуавтомат МF-1

ЭПА МF-1 применяем для эмалирования внутренней и наружной части и кромки посуды, имеющей формы: расширенную и коническую, уже загрунтованную (см. табл. 1.1).



Рисунок 1.2 Эмалировочный полуавтомат типа MF-1 1 - рама; 2 - конвейер; 3 - плечи-держатели изделий; 4 - агрегат эмалирования; 5 каналы или ванны-сборники; 6 устройство предварительной сушки; 7 устройство мойки кромки и эмалирования кромки; 8 устройство окончательной сушки; 9 разгрузочное устройство

1. Рама-это основная металлическая структура, сконструированная из специальных высококачественных профилей, соединенных между собой при помощи электросварки сплошным швом. Концам структуры придана полукруглая форма в связи с размещением ведущего колеса с одной стороны и ведомого колеса конвейера с другой стороны. Помимо конвейера, на эту же структуру прикреплены неподвижные вспомогательные элементы эмальавтомата. Для обеспечения транспортировки и отгрузки, основная структура разделена на две части, которые легко и быстро соединяются между собой.

Конвейер непрерывного типа, состоит из бесконечной цепи, соединенной шарнирно-карданным соединением, направляемой на всех четырех сторонах поперечной секции при помощи шарикоподшипников. Путь похождения конвейера включает два прямолинейных параллельных отрезка и два полукруглых отрезка, заканчивающихся соответственно ведущим колесом с одной стороны и ведомым колесом с другой стороны. К цепи конвейера прикреплены 34 плеча-держателя изделий, с расширением, с автоматическим и управляемым тк5рыванием и закрыванием, эти плечи прикреплены на межосевом расстоянии 609мм, по этой причине общая длина непрерывно-действующего конвейера составляет примерно 20,72 м (см. табл. 1.4).

Движение цепного конвейера управляется от электродвигателя, соединенного к ведущему колесу при помощи соответствующего моторедуктора с непрерывным изменением скорости, что позволяет осуществлять регулировку от минимума 2 м до максимума примерно 6 м/минуту.

На цепь конвейера установлены 3 крепежных и поводковых блоков плеч-держателей; каждый блок состоит, в основном, из трех подвижных стержней, заканчивающихся острыми иглами, захватывающими обрабатываемое изделие с наружной стороны под кромку. Положение трех стержней саморегулируется в связи с диаметром изделия Операция осуществляется автоматически, следовательно, оператор должен только упирать изделие против плеча, до полного захвата.

Агрегат эмалирования состоит:

- ванна погружения, которая расположена под плечами примерно на расстоянии полметра от пункта загрузки и содержит примерно 1000 кг эмали по нормальному режиму.

- устройство рециркуляции эмали. Данное устройство состоит из: регулируемого мембранного насоса, фильтра и магнитного отделителя, имеющего назначение задерживать возможные железные остатки. Эмаль возвращается в ванну посредством каскадного устройства непрерывного действия для полного нанесения эмали на изделие.

- система поддержания температуры эмали состоит из двух электрических сопротивлений, из которых одно в ванне и другое - находится в группе насоса. Данные сопротивления терморегулируются общим термостатом, вставленным непосредственно в ванне.

Каналы или ванны-сборники размещаются вокруг эмальавтомата, согласно имеющемуся наличию рабочего пространства, вдоль траектории прохода обрабатываемых изделий. Назначение этих каналов- сборка эмали, стекаемой с изделий во время выравнивания.

Устройство предварительной сушки и частичной сушки стабилизации эмали состоит из 6 электрических нагревающих элементов, расположенных рационально внутри специальной термоизолированной кабины и прикрепленной к основной структуре. Специальное регулировочное приспособление позволит осуществить частичную или меньшую сушку в зависимости обрабатываемых изделий. Высасываемый воздух вытягивается вытяжкой через центробежный вентилятор.

Устройство состоит из подвижной тележки, действующей переменным синхронизированным непрерывным движением с конвейером, на которую установлены две ванночки, отделанные трубкой и приводимые в действие от моторедуктора.

Устройство включает два подхода: первый проход, чтобы гарантировать полную чистку кромки; второй подход, чтобы нанести эмаль на ту же самую кромку. В этой фазе колесо частично погружается в ванну эмали. Обрабатываемое изделие выполняет всегда полный оборот независимо от своего диаметра.

Устройство окончательной сушки эмали состоит из 12 электрических нагревающих элементов, расположенных рационально внутри термоизолированной специальной кабины и прикрепленной на основную структуру. Специальное регулировочное устройство позволит регулировать частичную или меньшую сушку в зависимости обрабатываемого изделия. Высасываемый воздух вытягивается вытяжкой посредством центробежного вентилятора.

Разгрузка эмалированных изделий осуществляется пневматически, путем нажатия пневматической педали оператором, назначенным к разгрузке, который предусматривает перемещение данных изделий к следующей обработке (полная сушка, маркировка, обжиг) 4.

1.3.3 Электропечь типа СЕО-8.5 180 12/10-2

Электропечь СЕО-8.5 180 12/10-2 предназначена для обжига эмальпокрытий посуды, прошедшей предварительную сушку (см. табл. 1.4).

Рисунок 1.3 Электропечь СЕО-8.5 180 12/10-2

Конструктивно печь делится на 2 зоны: рециркуляции и обжига. В первой зоне входящая ветвь конвейера вместе с сырой посудой) подогревается за счет тепла второй горячей) ветви конвейера, которая выходит из зоны обжига. При этом на второй ветви конвейера посуда и инструмент охлаждаются. В зоне рекуперации установлено 5 осевых вентиляторов. В зоне обжига камера разделена по оси печи кирпичной перегородкой и конвейер проходит зону по П-образному коридору. Зона обжига разделена на 2 участка регулирования температуры. Нагреватели сечения выполнены из сплава Х20Н80Н.Удельная мощность нагревателей Iзоны обжига не одинакова, а распределена с учетом максимальной скорости подъема температуры. В первых участках регулирования температуры, т. е в I предусмотрено 2-х позиционное регулирование температуры. На входе в печь, посередине зоны рекуперации и перед зоной обжига установлены воздушные завесы. Оборудован свод печи подвесной из плоских шамотных плит, которые горизонтальными тягами крепятся к стенкам кожуха. На этих плитах сводную щель обрамляют С-образные блоки. В позах, образуемых блоками, установлены трубы, по которым скользит чешуя конвейера. Теплоизоляция свода выполнена трехслойной на плиту насухо укладывается один ряд ультролегковесного кирпича, а затем слой асбозурита с подстилкой из асбестового листа. Уплотнение сводовой щели осуществляется воздушной завесой путем подвода воздуха от вентилятора к трубам, в которых имеются прорези для выхода воздуха. Количество воздуха, подаваемого к щели, регулируются дросилями 2, с. 173

Таблица 1.3 Температурный режим обжига посуды

Участок нагрева, t? C	Примечания
I 780-790 II 810-830	Резервная включается по мере необходимости. Скорость движения конвейера 2,5-6,0 м/мин.
III 820-840	Загрузка этажерки 10-15 кг
IV 830-850
V 830-860	При скорости конвейера 2,0-2,5 м/мин дополнительно включаются участки I и II
VI 820-850
VII 800-820
VIII Отключена

1.3.4 Макальные ванны

Изготавливают из сварной и оцинкованной стали. Ванна имеет козырек и емкость для шликера. В нижней части предусмотрены колесные пары для перемещения ванны; объем ванны - 200 - 300л. Применяют для доставки эмалевого шликера на рабочее место эмалировщицы. Каждая ванна имеет свой номер, а также табличку с номером эмали её параметрами.

Таблица 1.4 Техническая характеристика технологического оборудования

Наименование показателей	Величина
	Сушило	Электропечь СЕО-8.5 180 12/10-2	МF-1
Мах производительность, кг/год	300	-	-
Скорость движения конвейера, м/мин	2 - 7	2 - 7	-
Рабочая скорость, м/мин	2 - 3	-	-
Мощность нагревателей, кВт	500	-	-
Напряжение питающей сети, В	380	380	-
Число участков регулирования температур	8	-	-
Напряжение на нагреватели, В	220	220	-
Номинальная температура, ?С	180	180	-
Габаритные размеры длина ширина высота	26,7 3,6 2	-	-
Число тепловых зон	-	8	-
Мощность зон, кВт	-	62,5	-
Среда в рабочем пространстве	Воздух	Воздух	-
Масса, т	-	88	-
Размеры эмалируемых изделий, мм мах диаметр мах высота	-	-	100 - 300 300
Производительность полуавтомата, шт/мин для изделий диаметром 100 мм для изделий диаметром 300 мм	-	-	8 6
Производительность, кг/ч номинальная максимальная (нетто) максимальная (брутто)	-	2600 3000 5400

1.4 Контроль технологического процесса

Для получения качественного эмалевого покрытия наносимый шликер должен иметь для каждого вида изделий в зависимости от их конфигурации определенные характеристики, а именно: плотность, консистенцию.

1.4.1Определение консистенции шликера

Консистенция - это весьма важное свойство эмалевого шликера, в значительной степени определяющее качество эмалевого покрова. Для определения консистенции шликера используем стальной цилиндр.

Рисунок 1.4 Стальной цилиндр для определения консистенции шликера

Метод цилиндра заключается в погружении полого цилиндра в шликер и определении веса шликера, оставшегося на поверхности цилиндра после погружения. Этот метод отличается простотой и быстротой выполнения.

Прибор состоит из цилиндра определенной площади изготовленного из стали толщиной 0,8-1мм, покрытого эмалью. При определении цилиндр погружают в испытуемый шликер, медленно вынимают и дают стечь избытку шликера. Затем цилиндр взвешивают. Зная массу цилиндра с приставшим шликером, массу чистого цилиндра и его площадь, рассчитывают массу шликера, приходящуюся на 1 дм2, которая и является мерой консистенции шликера. Кроющую способность шликера рассчитываем по формуле:

, г/дм2

где , P - масса цилиндра, покрытого шликером, в г;

p - вес чистого сухого цилиндра в г;

S-площадь поверхности цилиндра в дм2

Длительность определения составляется 5-6 мин.

Консистенция шликеров покровной эмали для стали составляет 7-8 г/дм2

Плотность имеет большое значения при нанесении шликера на изделия и доведении шликера до определенной консистенции. Шликеры, сливаемые из мельниц, должны иметь несколько большую плотность, чем наносимые на изделия, так как при внесении в шликер заправки плотность уменьшается. Определение плотности шликера производят с помощью конической кружки вместимостью 0,5 л. Содержание воды в кружке можно определить, если известную навеску шликера высушить до постоянного веса. Количество сухого вещества, полученного на 100 г шликера, дает процентное содержание сухого вещества, а содержание воды находят по разности 2, с. 433 - 434.

1.4.2 Определении плотности шликера

Плотность шликера определяем при помощи мерной кружки емкостью 0,5 л, имеющей форму усеченного конуса

Рисунок 1.5 Кружка для определения плотности шликера

Кружку наполняют шликером, избыток снимают металлической линейкой и взвешивают. По разнице масс кружки со шликером и пустой, а также ее объему рассчитывается плотность шликера по формуле:

, г/см3

где,P - масса кружки со шликером в г;

p - масса пустой кружки в г;

d - плотность шликера в г/см2

После замера параметров шликера, в случае их несоответствия к требуемым параметрам, осуществляем их доводку до установленных по технологии. Доводку эмалевых шликеров до рабочих параметров производим путем добавления воды и электролитов. Для корректировки плотности применяем воду (для понижения плотности) или свежий шликер с более высокой плотностью (для повышения плотности).

Консистенция имеет решающее значение для толщины и равномерности эмалевого покрытия. Корректировку консистенции осуществляем заправочными электролитами. В качестве заправочных электролитов применяем растворы технических солей (концентрация 250 - 300 г/л) 2, с. 430 - 431.

Размещено на Allbest.ru

...