مقاله در مورد کارخانه ی کاشی مریم

بخشی از مقاله

كارخانه ي كاشي مريم

بنام خداوند جان و خرد
مقدمه
تمدن کهن ايران زمين سهم بزرگي در تکامل فرهنگ و تمدن بشري داشته است. سفال هاي به دست آمده از کاوش هاي باستان شناسي بر قدمت چندين هزار ساله هنر و صنعت سراميک در اين مرز و بوم گواهي مي دهند. به طوري که در بررسي تاريخ تکامل صنعت سراميک در جهان اذعان شده است که استفاده از چرخ کوزه گري در سرزمين ايران به حدود هزاره پنجم و کاربرد لعاب به هزاره دوم قبل از ميلاد باز مي گردد.

گرچه قرون ششم و هفتم هجري را دوره اوج شکوفايي و عصر طلايي هنر و صنعت سراميک در ايران ناميده اند اما تا چند قرن پس از آن و پيش از انقلاب صنعتي اروپا نيز شکوه و عظمت خود را حفظ کرد. اين صنعت همچون ديگر صنايع در ايران نتوانست دوره گذار به توليد انبوه صنعتي را به خئبي طي کند. بعنوان مثال پيش از آغاز بکار اولين کارخانه کاشي در سال 1339 توليذ به صورت دستي انجام مي گرفت و تعداد کارخانجات کاشي پيش از انقلاب از انگشتان يک دست تجاوز نمي کرد.
سابقه تاريخي، ذخائر مناسب مواد اوليه و همچنين توجه و همت دست اندرکاران اين صنعت در دو دهه اخير و به خصوص راه اندازي کارخانجات متعدد در چند سال گذشته، رشد چشمگيري در کميت و کيفيت کاشي در ايران بوجود آورده است به طوري که توليد امروز کاشي به مرز يکصد ميليون متر مربع نزديک شده و روز بروز در حال افزايش مي باشد. چنين پيشرفت هايي توجه بيش از پيش به منابع مطالعاتي و افزايش آگاهي هاي علمي و تخصصي در اين زمينه را مي طلبد.
در اين راستا شركت كاشي مريم در 5 كيلومتري شهر ميبد ، شهر كهن دژ ايران، شهر سفال هاي رنگارنگ و ماندگار ، در سال 1381 در زميني به مساحت 25 هكتار فعاليت خود را با تعهد والاي سرمايه گذاران ، مديران ، كارشناسان مجرب صنعت كاشي آغاز كرد.

آسيا کردن و سايش


1-1-تعريف و هدف از سايش ( آسيا کردن ) موادجامد
آسيا کردن و سايش مواد جامد شامل عملياتي است که هدف آن کاهش ابعاد و اندازه مواد است. اين عمل با خرد کردن اوليه ذرات درشت آغاز مي شود و با پودر کردن خاتمه مي يابد.
با اين وجود، هدف از خرد کردن تنها بدست آوردن ذرات کوچک از مواد درشت دانه نيست بلکه هدف از آن، فراهم کردن ذراتي با قطر متوسط و مشخص و با دانه بندي مناسب براي توليد محصول مي باشد.
به طور کلي، دلايل فراواني براي خرد کردن مواد جامد وجود دارد، با وجود اين مي توان گفت که گستردگي سطح ويژه مواد باعث مي شود که توده هاي هموژن و واکنش هاي شيميايي کامل تري را در زمان هاي کوتاه تر بدست آوريم.
2-1-اثرات ايجاد شده حين آسيا و انتخاب ماشين آلات
اعمال صورت گرفته در طي سايش عبارتند از:
a)فشردگي ساده ( خرد کردن )

b)کوبش و ضربه ( از اجزاء دستگاه به ماده )
c)ضربه( از ماده به دستگاه)
d)سايش
e)برش
کليه ماشين آلات به کار گرفته شده در فرايند خرد کردن بر اساس اصول گفته شده در فوق کار مي کنند.
به منظور شرح محدوده عملکرد ماشين آلاتي که به طور گسترده استفاده مي شوند و براي انتخاب مناسب ترين وسيله، طرح زير دنبال مي شود:
a)خرد کننده فکي (jaw crasher)
b)خرد کننده ژيراتوري (Giratory Crushers)
c) آسياهاي داراي لبه متحرک (Edge Runner) و آسياهاي دندانه دار گردان (Tooth Rolling)
d) آسياهاي پرداخت کننده و نرم ساب گردان
e) آسياهاي ديسکي (Disk Mills)
f) آسياهاي چکشي (Hammer Mills) به سرعت پايين
g) آسياهاي ميخي (Peg Mills)
h) دستگاه هاي با سرعت کم (Rod Mills,Ball Mills.Pebble Mills)
i) دستگاه هاي با سرعت متوسط (Rotary Pin-Mills,Ball Mills)
j) دستگاه هاي با سرعت زياد (Bowl Mills و آسياهاي چکشي با سرعت زياد)
در موردي مخصوص که ما به آن علاقه منديم يعني آسيا مواد خام براي مخلوط هاي سراميکي، عمدتاً مواد خام ارژيليتي (Argillaceous) که خصوصيات فيزيکي و مينرالي آنها اغلب غير يکنواخت است، به کار برده مي شود.
مثلاً رسهاي ماژوليکا و کاتوفورت(Majolica و Cottoforte ) ترکيبات طبيعي فيليوسيليکاتها (Phyllosilicates) هستند مانند:

- ايليت
- کائولينيت
- کلريت و . . .
( همه آنها با توزيع بسيار ريز اندازه ذرات زير 8 تا 10 ميکرون و ساختار صفحه اي که سختي کمي دارد و درصد بالاي رطوبت و آب ترکيبي که در بردارد، مشخص مي شوند).
علاوه بر مواد فوق، اين رسها داراي مينرال هاي سخت نيز م
- پيريت
- مينرال هاي منگنز و . . .
( اينها مواد فشرده اي هستند که سختي متوسط تا زياد و اندازه بيش از 1mm دارند و نمي توانند آب ترکيب را به دورن شبکه جذب يا رها کنند).
به هنگام استفاده از اين مواد، شرايط خاصي بايد در نظر گرفته شود:
- انحلال تقريباً کامل انواع رس يا مخلوط اجزاء
- درجه خرد کردن متفاوت بين اجزاء برخي مخلوطهاي مينرالوژيکي
- حذف ناخالصي هاي موجود در مواد خام قبل از خرد کردن.
3-1- خرد كردن خشك و مرطوب (تر)
مواد خام تشكيل دهنده بدنه هاي سراميكي يا به صورت خشك و يا به صورت مرطوب خرد يا سايش مي شوند.
تكنيك خرد كردن تر (آسياب) عموماً به منظور بدست آوردن دانه بندي بسيار ريز و همگن نمودن بهتر پودرها به كار گرفته مي شود. از طرف ديگر، وقتي كه مواد خام بسيار خالص در اختيار داريم يا زماني كه موادي را آماده مي سازيم كه كيفيت بالايي ندارند، سايش خشك رس ترجيح داده مي شود.
در طي سايش تر، مواد خام به منظور كاهش بيشتر اندازه ذرات، در آب پخش مي‌شوند.از اين گذشته، استفاده از مواد شيميايي كه ميزان آب دوغاب را كاهش مي دهد و فوايد اقتصادي متعاقب آن، باعث مي شود كه ذراتي با قطر كمتر از 10 ميكرون بدست آورند.
انتخاب مناسب ترين تكنولوژي خرد كردن تا حدي به توزيع اندازه ذرات مورد نياز براي توليد محصول بستگي دارد ولي عوامل ديگر نيز بايد در نظر گرفته شوند.

تكنولوژي خرد كردن خشك معمولا براي آسيا كردن مخلوط هايي كه حداكثر از دو يا سه نوع رس تشكيل شده اند و خواص فيزيكي و ساختار مينرالي مشابه دارند، به كار برده مي شود.
ميزان باقي مانده هاي لايه اي، شني و يا درشت در خاك هاي رس بايد خيلي كم باشد. به اين دليل هر گاه كه مواد خام با خصوصيات فوق در دسترس باشند، پودر حاصل از خرد كردن خشك استفاده مي شود تا فراورده هاي زير توليد شوند:
- بيسكويت ماژوليكا و كاتافورت
- بيسكويت استون ور و نيمه استون ور (Semi

-Stoneware , Stoneware) و محصولات تك پخت متخلخل مربوطه
- كاشي هاي كف و ديواري تك پخت متخلخل
خرد كردن تر براي مخلوط هاي طبيعي آرژيليتي كه اندازه مواد سخت به اندازه اي است كه امكان گرانول سازي مناسب از طريق سيستم هاي خرد كردن خشك وجود ندارد، به كار برده مي شود.
همچنين زماني آماده سازي بدنه به روش تر انجام مي شود كه تركيبات سراميك از چند ماده مختلف با خواص فيزيكي متفاوت (سختي، وزن مخصوص، اندازه ذرات) تشكيل شده باشند.
اين موضوع در مورد بسياري از كارخانه هاي سراميك كه مواد خام مناسب در اختيار ندارند صادق است تا بتوانند كاشي هاي ماژوليكا و كاتافورت و نيز محصولات شيشه اي شده يا ويتريفه (Vitrified) و تك پخت متخلخل با استفاده از خاك رس قرمز، ماسه، سنگ آهك و دولوميت توليد كنند.
شايد SACMI اولين كارخانه اي باشد كه اين تكنولوژي را در قسمت هاي مختلف جهان از جمله مجارستان، برزيل، كشورهاي حوزه مديترانه و شمال آفريقا و.. به كار برده است.
همچنين به منظور خارج كردن ناخالصيهايي كه قابل انحلال در آب هستند، آنها را به روش تر آسيا مي كنند. در اين مورد، ماده ابتدا حل شده و سپس از طريق غربال مناسب الك مي شود.
بالاخره، زماني كه محصولات شيشه اي شده (ويتريفه) توليد مي شوند يا سيكل پخت بسيار سريع است، تكنولوژي ترسايي ترجيح داده مي شود. در واقع، سايش تر امكان تصحيح آسان تركيب و دستيابي به پودرهاي اسپري دراير شده مناسب براي پرس را امكان پذير مي سازد.

از مطالب فوق به اين نتيجه مي رسيم كه از نقطه نظر تكنولوژيكي هيچگونه رقابت و دوگانگي بين تكنولوژي سايش خشك و تر وجود ندارد. اگر آناليز مواد خام به دقت انجام شود و خصوصيات تكنيكي فراورده چنانكه بايد و شايد به حساب آورده شوند، تنها يك انتخاب امكان پذير است.

4-1-دستگاه ها و ماشين آلت متداول خرد کردن
1-4-1- دستگاه ها و ماشين آلات خرد کردن خشک
a) خرد کردن و آسيا کردن خاک رهاي رس
خاکهاي رسي که معمولاً براي توليد کاشي به کار مي روند، داراي رطوبت ماکزيمم 4 تا 5%

هستندو خرد کردن اوليه، اندازه ذرات را از حدود 20cm به ماکزيمم اندازه نهايي 6cm مي رساند.
اين عمل معمولاً بوسيله ريل ( قرقره) يا غلتک هاب استيل دوار دندانه دار (kibbler Rolls) انجام مي شود. خرد کردن بعدي خاک رس ( خرد کردن ثانويه) بوسيله خرد کننده هاي ضربه اي با صفحع آهني متحرک ( آسياي ضربه اي) صورت مي گيرد. اندازه ذرات ماده به دانه بندي Tout Venant با ماکزيمم اندازه 5mm مي رسد.
با توجه به ميزان ريزبودن مورد نياز، خرد کردن توسط Peg Mills، آسياهاي چکشي ثابت يا متحرک و يا Biwl Mills صورت مي گيرد.
b) خرد کردن و آسيا کردن شاموت ( رس نسوز کلسينه شده) يا ديگر مواد سخت
مواد مورد استفاده داراي رطوبت ماکزيمم 0/1 تا 0/1% مي باشند خرد کردن اوليه توسط خردکننده هاي فکي انجام مي شودکه مواد از ماکزيمم اندازهcm20-10 به دانه بندي Tout Venant با ماکزيمم اندازه ذرات حدود cm6-4 مي رسند. دانه بندي بعدي بوسيله خردکننده هاي ضربه اي تا رسدن به ماکزيمم اندازه cm1-5/0 صورت مي گيرزد. خرد کردن نهايي معمولاً بوسيله آسياي چرخ Rinng Mille براي بدست آوردن توزيع اندازه ذرات متوسط يا بوسيله Bowl Mille براي بدست آوردن ذرات ريزتر انجام مي شود.
2-4-1. دستگاه ها و ماشين آلات خرد کردن تر
مواد خامي که ماکزيمم رطوبت 12 تا 16% دارند، خرد و آسيا مي شوند تا به ابعاد زير برسند:
خاک هاي رس: ماکزيمم اندازه 6 تا 8 سانتيمتر
مواد سخت: ماکزيمم اندازه 4/0 تا 6/0 سانتيمتر.
اين خاک هاي رس بوسيله همزن هاي مخصوص و نيز آسياهاي غلتکي (Drum Mill) پيوسته و غير پيوسته به صورت سوسپانسيون در آورده مي شوند. در عوض مواد خام سخت معمولاً توسط آسياهاي غلتکي پيوسته و غير پيوسته خرد مي شوند. ميزان ريز بودن پودر به طور قابل توجهي، با نوع محصول مورد نظر تغيير مي کند.

اهميت دانستن خصوصيات مواد خام براي انتخاب تکنولوژي مناسب
1) مهم ترين پارامترهاي فيزيکي
براي کسب بهترين نتايج، هر نوع فراوذده بايد طبق مناسب ترين چرخه تکنولوژيکي خرد شود. اين مسأله با توجه به تعدادي از پارامترهاي پايه تعيين مي شود.
a) خواص فيزيکي مواد خام مثل اندازه، رطوبت، سختي و غيره
b) نوع دانه بندي خواسته شده براي پودرهاي پرس. اين موضوع، در محدوده مشخصي خاص فراورده مورد نظر است.
c) ناخالصي ها نوع موادي که ناخالصي هاي مواد اوليه را تشکيل مي دهند و ابعاد اوليه مربوط.
2) تشکيل دهندگان مينرالي برخي از بدنه هاي سراميکي
در صفحات آينده شرح کوتاهي در مورد مواد خام تشکيل دهنده بدنه کاشي ها بيان خواهد شد.
ترکيبات طبيعي آرژيليتي براي کاشي هاي ديواري و کف متخلخل (ماژوليکا، کاتوفورت و مونوپروزا)
مينرال هاي تشکيل دهنده اين خاک هاي رس عبارتند از:
ايليت، مونتموريلونيت، کائولينيت و کلريت: از 40 تا 60%
کلسيت و دولوميت : از 10 تا 25%
کوارتز آزاد : از 10 تا 20%
مينرال هاي آهن : از 5 تا 15%

ميکا : از 0 تا 5%
در اين مورد براي مشخص کردن تکنولوژي خرد کردن مناسب، دانستن ميزان رطوبت و اندازه مواد آرژيليتي و نيز دانه بندي کربنات و ميزان ريز بودن سيليس آزاد ضروري است.
کربنات هاي موجود در توده آسيا شده، به صورت ذراتي با قطر بيش از mm2/1-3/0 وجود دارند که باعث ايجاد عيب لخته هاي کربنات کليسم بر روي بدنه مي گردند. با سيستم هاي خرد کردن توسط ضربه، ذرات کوارتزي درشت در معرض خرد شدن بيشتر که براي بدست آو

ردن يک مخلوط خوب لازم است قرار نمي گيرند.
به دو دليل آسيا کردن شديد براي کاشي هاي ماژوليکا و کاتوفورت لازم نيست: بدنه هميشه لعاب زده مي شوذ، مشکلات ناشي از پرس و انقباض پس از پخت ايجاد نمي شود.
در حاليکه، در مورد کاشي هاي تک پخت متخلخل، مواد خام بايد تا اندازه اي که براي توليد فراورده هاي شيشه اي شده يا ويتريفه لازم است خرد شوند. شرح اين مطلب در زير آمده است:
b)ترکيبات آرژيليتي براي کاشي هاي کف شيشه اي شده يا ويتريفه( با بدنه رنگي)
اين خاک هاي رس شامل ترکيبات مينرالي زير هستند:
ايليت، کائولينيت، کلريت و مونتوريلونيت: از 50 تا 80%
مينرال هاي آهن : از 5 تا 15%
ميکا : از 0 تا 10%
کربنات هاي کليسم و منيزيم : از 0 تا 3%
براي اين دسته از محصولات، خاک هاي رس بايد بسيار ريز آسيا شوند به گونه اي که واکنش پذيري مينرال هاي آهن و ترکيبات قليايي را افزايش دهند و سطوحي بدون حفره س

وزني (Pin hole) و تا حد ممکن صاف و هموار بدست آورند.
خرد کردن شديدتر عموماً باعث افزايش دامنه شيشه اي شدن مي گردد. در حالي که از طرف ديگر به ميزان قابل توجهي انقباض پخت (Firing Shrinkage) را افزايش مي دهند. اما، از آنجايي که با کاشي هاي کف با تخلخل کم سروکار داريم، ميزان انقباض پس از پخت حتي با ذرات درشت پودر نيز زياد است. به اين دليل دسته بندي محصول مطابق اندازه، تقريباً هميشه لازم است.
c) مخلوط هاي مرکب
اينها با مخلوطي از مواد خام نسبتاً خالص و با پخت سفبيد ( محصولاتي که رنگ

پس از پخت سفيد دارند) که خصوصيات مينرالي دقيقي دارند، تهيه مي شوند. (ارتن ور، استون ور، کلينکر، فراورده هاي تک پخت شيشه اي شده و متخلخل و...) مواد خام استفاده شده براي تهيه اين بدنه ها، کمابيش به صورت زير مي باشند:
محصولات متخلخل
خاک رس : 40 تا 50%
خاک چيني : -
ماسه کوارتزي : 0 تا 20%
کليست و يا دولوميت: 0 تا 30%
شاموت : 0 تا 30%
فلدسپات يا فلدسپاتوئيدها: 0 تا 30%
محصولات شيشه اي شده
خاک رس: 20 تا 40%

خاک چيني: 10 تا 15%
ماسه کوارتزي: 0 تا 10%
کليست و يا دولوميت:-

شاموت:-
فلدسپات و فلدسپاتوييدها: 20 تا 40%
انتخاب مناسب ترين تکنولوژي خرد کردن و آسيا کردت اهميت زيادي دارد:
- کاهش ميزان ناخالصي ها
- همگن نمودن تشکيل دهندگان مختلف که گاهي داراي مقادير مختلف سختي، وزن مخصوص و غيره مي باشند.
- آسيا کردن بسيار رزي مواد غير آرژيليتي
- لزوم رسيدن به دانه بندي بسيار ريز براي بدست‌ آوردن سطوح تميز و صاف.
5-1.شارژ محصول يا فراورده
در مورد مقدار ماده اي که در آسيا ريخته مي شود، قوانين کلي وجود ندارد اما برخي از دستور العمل ها رعايت مي شوند.
مقدار فراورده اي که در معرض خرد شدن و سايش قرار مي گيرد( به صورت تر يا خشک)، حداقل به اندازه اي است که قلوه سنگ ها و گلوله ها را کاملاً بپوشاند. مقادير کمتر در زمان بسيار کوتاهي خرد مي شوند و بنابراين باعث ايجاد گرماي بيش از حدمي گردند. علا

وه بر اين گلوله ها و ديواره در معرض سايش قابل ملاحظه اي قرار مي گيرند.
حداقل مقدار سارژ آسيا با حجم فضاي خالي ميان آنها داده مي شود. مثلاً اگر شارژ گلوله ها به 505 حجم آسيا برشد، ميزان فراورده برابر با 20% حجم آسيا خواهد بود، يعني
پيشنهاد مي شود تا مقدار اضافي از فراورده در آسيا شارژ شود تا بعنوان حفاظ و

صفحه مانع اصطکاک گلوله هايي که داراي حرکت آبشاري هستند، عمل کند. البته مقادير بسيار زياد فراوذده باعث طولاني تر شدن زمان سايش خواهد شد. نمودار 7 روند زمان سايش را مطابق با شارژ مشخص p که به صورت درصد حجم آسيا بيان شده ، نشان مي دهد. حد نهايي

شارژ فراوذده با حداقل آزاد موجود در آسيا نشان داده مي شود. اين فضا تقريباً 25% حجم استوانه است، بنابراين حد نهايي شارژ تقريباً 45%= 25+ 20 حجم آسيا خواهد بود.
البته با چنين شارژ قابل ملاحظه اي زمان لازم براي سايش کوتاه تر خواهد بود اگر چه بازده سايش(kgs فراورده خرد شده در ساعت) کاهش مي يابد. اما در موارد خاصي که آسيا

براي توليد فراورده هاي خاصي کار مي کند( يعني لعاب هاي چيني که حداقل 5 ساعت طول مي کشد) يا زماني که تعداد اپراتورها به اندازه اي نيست و شارژ و تخليه آسيا بايد در ساعات خاصي صورت گيرد بازده سايش و خرد کردن کاهش مي يابد.

2. اسپري دراير
1-2. کليات
خشک کردن پاشيدني (Spray-Drying) فرايند شناخته شده اي براي جدا کردن آب يا هر مايع ديگري از محلول يا سوسپانسيون مي باشد.
فرايند فوق در ماشين آلات خاصي به نام (Spray-Dryer) صورت مي گيرد که عمدتاً براي توليدات صنعتي به کار مي رود. تبخير هر مايعي پس از حرارت دادن مناسب آن و با توجه

به قوانين فيزيکي شناخته شده آغاز مي شود.
به طور کلي اسپري داريرها به دو گروه اصلي تقسيم مي شوند:
a) اسپري دراير با حرارت مستقيمريال که گرماي مورد نياز براي تبخير مايع بوسيله

گازهاي حاصل از احتراق يا با هوايي که به طور مناسبي گرم شده است، فراهم مي شود که باعث تبخير مايعات مي گردد( همرفت يا کنوکسيون)
b) اسپري بعدي، با حرارت غير مستقيم، که گرما از طريق هدايت يا رسانش به ماده مورد نظر انتقال مي يابد.
2-2. وظيفه و نقش اسپري درايرها
بديهي است که تبخير يک مايع زماني سريع تر است که سطحي که فرايند در آن انجام مي گيرد، بزرگتر باشد. در اسپري درايرها اين اصل با پخش کردن بسيار زير مايع ( که مي تواند محلول يا سوسپانسيون باشد) با استفاده از وسايل مناسبي که به دو گروه اصلي متفاوت تعلق دارند، به کار برده مي شود:
A) اسپري کننده ها يا پاشنده هاي ديسکي (Disk Sprayers)
B) افشانک يا نازل هاي پاشنده (Spray-N0zzles)
هنگامي که مايع اسپري مي شود، با جريان گاز گرم برخورد مي کند و باعث تبخير سريع آب مي گردد. گاز با بخار آب مخلوط مي شود و از طريق يک سيستم خروجي مناسب تخليه مي شود.
اکنون ماده خشک شده از مايع محتوي آن جدا شده است و به شکل پدر يا دانه ها و ذرات با اشکال مختاف جمع آوري مي شود، مزيت اسپري دراير کردن عمدتاً امکان توليد ماده اي با خواص فيزيکي و شيميايي ويژه و به شکل دانه اي که باعث لغزيدن آسان آنها مي گردد، مي باشد که تمام اينها توسط فرايند بسيار ساده اي قابل حصول است.

شكل ذره خشك سايي شده شكل ذره حاصل از اسپري دراير

بعنوان مثال در توليد کاشي که فرايند پرس ضروري و اساسي است، آماده سازي پودرها که از خرد کردن تر (Wet Grinding) آغاز مي گردد به صورت زير است:
a) آماده سازي دو غاب( اين مرحله و اسپري دراير کردن در کليه روش ها يکسان است)
b) فيلتر پرس کردن (Filter Pressing)
c) خروجي فيلتر پرس به دراير براي کيکها (Cakes) و به مخلوط کننده (Mix

ing Machine)
d) خشک کردن کيکها (Cakes) يا رشته ها (Spaghetti)
e) سايش مواد خشک
f) کنترل اندازه ذرات
g) کنترل رطوبت که تقريباً هميشه ضروري است و باعث ايجاد تغييرات مناسب و عملي در کل جرم يا قسمت هايي از فراورده مي گردد.
توجه: اگر رطوبت کاملاً ثابتي مورد نياز باشد، محصول کاملاً خشک مي شود (0% رطوبت) و سپس مجدداً مرطوب مي شود تا به ميزان مطلوب برسند.
h) انتقال و حمل به انبارهاي

با به کار بردن اسپري دراير بر خلاف قسمتي که در بالا شرح داده شد، چرخه به صورت زير است:
a)آماده سازي دو غاب
b)اسپري کردن و خشک کردن متعاقب آن در اسپري دراير
c)جمع آوري فراورده
d)انتقال و حمل به انبارهاي ذخيره
اين فرايند باعث مي شود که پودرها رطوبت دقيقي داشته باشند زيرا مقادير ثابت با اختلافي که هرگز بيش از نيست، بدست مي آيند.
3-2. آماده سازي دو غاب
آماده سازي دو غاب هاي سراميک، فرايندي است که به طور مستقيم به اسپري دراير مربوط است. چون بهينه سازي سياليت( قابليت ريخته گري) بدنه هاي سراميکي پيچيده و دشوار است و نيز به دليل جنبه هاي اقتصادي خشک کردن، روش معتبري براي تمامي کاربردها قابل تعريف نيست.
در واقع تعدادي اصول پايه به شرح زير در نظر گرفته مي شوند:
- روان سازي مناسب دو غاب (Defloccilation)
- تحقيق در مورد مناسب ترين مواد روان ساز يا مخلوط هايي که دو غاب را دي فلوکوله (Deflocculate) مي کنند. (پراکنده کردن ذرات رسي در يک سوسپانسيون رسي)
- آناليز منحني هاي دي فلوکولاسيون، براي تنظيم بهترين دامنه ويسکوزيته براي فرايند اسپري دراير کردن.
- محاسبات براي برآورد بهترين جنبه اقتصادي و بدست آوردن ويسکوزيته بهينه دوغاب
تمامي اطلاعات داده شده با اندازه گيري هاي فوق باعث ارزيابي و انتخاب بهترين شرايط خشک شدن با توجه به روشي معتبر از لحاظ اقتصادي و تکنيکي خواهند شد.
در اينجا، شرح فرايند عملي براي بدست آوردن اطلاعات فوق را بيان مي کنيم.

اثبات شده است که هنگامي که از خاک هاي رس يا بدنه هايي با مقدار کم نمک هاي محلول استفاده مي شود، اين روش براي تحقيق در کاربردهاي صنعتي مناسب است.
a)آزمايشات مقدماتي روانسازي (Deflocculation)
روان سازهايي (Deflocculant) که عمدتاً استفاده مي شوند، به شرح زيرند:
- تري سديم فسفات
- سيليکات سديم
- مخلوط سيليکات سديم و سود سوزآور به نسبت 3:1
- مخلوط تري سديم فسفات و سيليکات سديم به نسبت2:1

- مخلوط سيليکات سديم و سود سوزآور solvay به نسلت 3:1
- Reotan L
- سديم تانات
الکتروليت هاي فوق بعنوان گونه هاي استاندارد مشخص مي شوند زيرا در بين فراورده هاي مورد استفاده با صرفه ترند و به فراواني در بازار يافت مي شوند. علاوه بر اين، پس از آزمايشات جامع و کاربردهاي عملي، اثبات شده که آنها کار آمدترين و موثرترين روان سازها هستند و در نتيجه بر ديگر روان سازها ترجيح داده مي شوند.
b)روش انتخاب روان ساز

مقدار ماده خشک مورد نياز براي مشخص کردن روان ساز، 1200 گرم است ماده خشک با آب مخلوط مي شود( پس از خرد کردن و عبور از غربال با مقدار رطوبت صفر يا در مورد مواد متراکم خرد شدن در Wet Mill).
سپس دو غاب در Heater خشک مي شود و آب به طور متوالي و پي درپي به ماده خشک اضافه مي شود تا به درصد معين (100=آب+ خاک رس) برسند:
- Red Gres حاصل از خاک رس طبيعي 35 تا 45% آب
- ماژوليکا و کاتوفورت از خاک هاي رس طبيعي 35 تا 45% آب

- بدنه هاي متخلخل سفيد ( فرمول بدنه) 30 تا 35% آب
- بدنه هاي سفيد شيشه اي ( فرمول بدنه) 30 تا 40% آب
دو غابي که به اين طريق بدست آمده( پس از وزن کردن و تعيين حجم) به 6 قسمت مختلف تقسيم مي شود، به هر قسمت درصدهاي فزاينده يکي از الکتروليت هاي استاندارد اضافه مي شود. به اين طريق، مي توان الکتروليتي را مشخص کرد که دو غاب مناسب تري بدست مي دهد.
c)منحني هاي روانسازي دو غاب هايي با مقدار متفاوت آب
براي اندازه گيري مقاديز ويسکوزيته، از يک ويسکوزيمتر چرخشي استفاده مي شود که به وسيله اي مجهز است که ويسکوزيته مطلق را در محدوده 10000-1 سلنتس پواز در دماي ثابت 15 درجه سانتيگراد اندازه گيري مي کند.
با دانستن مناسب ترين الکتروليت يا مخلوطي از الکتروليت ها، مي توان 3 يا 4 منحني ويسکوزيته تعريف کرد که پارامترهاي ويسکوزيته و درصد الکتروليت در دستگاه مختصات کارتزين نشان داده شده اند.
ويسکوزيته دو غاب تابعي از افزايش تدريجي الکتروليت بر حسب درصد است( با داشتن مقدار ثابت آب بر حسب درصد تا رسيدن به ويسکوزيته بهينه 300-200 سانتي پواز).
هر منحني ويسکوزيته با مقدار دقيق درصد آب مطابقت دارد. طرح 3 را ببينيد. مقادير آب تابعي از آزمايشات دقيقي و خاصي است( به مورد b مراجعه کنيد).
d)ويسکوزيته بهينه
نقطه تقاطع هر منحني که معاول ويسکوزيته 250 سانتي پواز است با محور xها، مقادير مربوط به روان ساز- آب دو غاب را مشخص مي کند.
اگر مقادير فوق را در يک طرح ارتوگونال ترسيم کنيم که درصد روان ساز در محور xها و درصد آب موجود در دو غاب در محور yها نشان داده شوند، نتيجه، خط شکسته اي است که ويسکوزيته ثابت را نشان مي دهد. شکل زير را ببينيد.

e)تعيين اقتصادي ترين هزينه

منحني ويسکوزيته ثابت، در تمام نقاطش، مقدار الکتروليت هايي را که بايد به هر ميزان آب موجود در دو غاب اضافه شود تا بهترين ويسکوزيته بدست آيد، نشان مي دهد. با دانستن هزينه تبخير هر ليتر آب در طي فرايند اسپري دراير، مي توان هزينه تبخير مربوط را که با ميزان آب موجود در دو غاب مطابقت داردف روي نمودار نشان داد.
پودرهايي که قرار است پرس شوند تا ميزان رطوبت باقي مانده در آنها 5% برسد خشک مي شوند، بنابراين خط شکسته اي که هزينه تبخير را نشان مي دهد، موازي خط م

ربوط به ويسکوزيته ثابت است، اگر چه روي محور yها، متناسب با مقدار آب تبخير نشده، يک مقدار پايين تر نشان داده شده است . علاوه بر اين از آنجايي که درصد روان ساز به مقدار ماده خشک نسبت داده مي شود و مقدار ماده خشک تابع درصد آب دو غاب است، بعد از محاسبات مناسب و صحيح مي توان منحني هزينه روانسازي را در قسمتي از نمودار که منحتي ويسکوزيته را در بر گرفته است، مشخص نمود. اين منحني از رسم هزينه الکتروليت ها روي محور yها و نسبت دادن آن به مقادير الکتروليت ها بر حسب درصد روي محور xها بدست مي آيد. مجموع هزينه تبخير و روان ساز، منحني هزينه کل را بدست مي دهد( شکل زير را ببينيد).

پايين ترين نقطه در منحني فوق، اقتصادي ترين مقدار در نسبت آب- الکتروليت دو غاب را در بهترين شرايط ويسکوزيته براي اسپري دراير کردن نشان مي دهد.
تبخير در اسپري دراير
فرايند تبخير به شرح زيررخ مي دهد:
a)مايع ( دو غاب سراميکي) درون محفظه خشک کن که داراي دماي تقريبي 100 درجه سانتيگراد است ( در فشار 760mmHg ) بصورت ريز اسپري مي شود.
b)در دماي تقريبي 100 درجه سانتيگراد تمام آب به سرعت تبخير مي شود.
توجه: تبخير سريع يکي از مهم ترين مزاياي اسپري درايرها است. در واقع دومن اثر و نتيجه اين فرايند اينست که تبخير سريع، فراورده را نسبتاً سرد مي کند.
به طور کلي در ميان فراوذده هاي آلي و مواد غذايي، شرط ذکر شده ( سرد شدن محصول) يک عامل عمده و اساسي است.
c)به محض اينکه فرايند تبخير پايان پذيرفت، بخار آب شکل مي گيرد که تحت فشار مطلق تقريبي 1atm مي باسد و تا دمايي که براي تعادل گرمايي گاز ورئدي با بخار آب لازم است، گرم مي شود.
d)با پايان يافت تبخير در مواد اسپري دراير شده، ذرات و دانه هاي کروي توليد مي شود که با توجه به مدت زماني که در محفظه خشک کن مي مانند، هنوز قادر به جذب گرما هستند، سپس آنها مي توانند رطوبت باقي مانده را آزاد کنند.
e)بسياري از توليد کنندگاني که اسپري درايرها را به وسايل خاصي مجهز مي کنند اين هدف را دنبال مي کنند که فراورده را در دماي پايين تر از دمايي که در انتهاي فرايند خشک شدن لازم است، سرد کنند. يکي از پر استفاده ترين روش ها، ورود مواي اتاق به درون محفظه خشک کن است که معمولاً تحت شرايط خلاً کار مي کند و اين هوا به پودر خروجي برخورد مي کند.

4-2.بررسي هاي عملي در فرآبند خشک کردن پاشيدني (Spray-Dryong)
تجهيزات لازم براي اسپري دراير دو غاب ها
وسايلي که بيشترين مورد مصرف را براي اسپري دراير دو غاب ها ارند، به شرح زيرند:
- افشانک ها يا نازل هايي (Nozzle) که تحت فشار اسپري را انجام مي دهند.
- ديسک هاي گريز از مرکز يا سانتريفوژ (Centifugal Disks)
- افشانک يا نازل هايي (Nozzle) که تحت هواي فشرئه، اسپري کردن را انجام مي دهند.
در توليدات سراميک نوعي از اسپري دراير که مجهز به افشانک هايي است که تحت هواي فشرده کار مي کنند، به ندرت استفاده مي شود در حالي که ديسک هاي گريز از مرکز بيشتين نوع اسپري دراير در مواقعي استفاده مي شود که پودرهاي بسيار زير (Very Fine) مورد نياز باشد.
اسپري دراير ديسکي، پودرهايي با دامنه محدودي در اندازه ذرات توليد مي کند و عموماً ذرات اسپري شده بسيار يکنواخت و با قطر نسبتاً کمي موجودند، در نتيجه پودرهاي توليد شده، وزن مخصوص ظاهري کمي دارند( ماکزيمم تراکم و غلظت ذرات بين 150- 60 ميکرون).
خصوصيات فوق مشکلات زيادي را در طي عمليات پرس ايجاد مي کنند.
براي دو غلب هاي بدنه هاي سراميکي قديمي، تکنيکي ترين و اقتصادي ترين روش، استفاده از اسپرس درايري است که داراي افشانک هايي باشد که تحت فشار کار ني کنندو با ورودي هواي گرم در جريان مخالف هستند.
تجهيزات افشانک هاي اسپري کننده، دامنه گسترده تري براي محدوده اندازه ذرات فراهم مي کنند با استفاده از اين تجهيزات مي توان پودرهايي با اندازه ذره اي از 60 تا 550 ميکرون توليد کرد که البته بيشترين تمرکز ذرات بين 400- 300ميکرون( 60 تا 70 درصد ) مي باشد.
سيستم عملکرد افشانک اسپري دراير
پودرهاي توليد شده بايد خصوصبات دقيقي داشته باشند تا نتايج راضي کنندگان در مرحله بعد يعني پرس بدست آيد. مهمترين اين مشخصات ميزان رطوبت و اندازه ذرات است.
1- رطوبت
اين مسأله که ميزان رطوبت براي فراورده هايي که پرس مي شوند، بهينه باشد، اهميت زيادي دارد. در واقع، ميزان رطوبت بسيار کم پودرها باعث ايجاد عيوبي در عمل پرس مي گردد مانند خارج کردن مشکل هوا از پودر ( و نبابراين عيب Foliation يا ورقه شدن و مقاومت تنشي کم قطعه). در حالي که مقداربسيار زياد رطوبت باعث ايجاد مشکلاتي در تميز کردن قالب پرس و خشک شدن مشکل مي گردد.
مقدار آب موجود از 4 تا 7% براي بيشتر پودرهايي است که پرس مي شوند، در حالي که با در نظر گرفتن يک پودر منفرد، محدوده تلورانس يا خطاي مجاز باريکتر يعني 1% (5/0+) است. در طي عملکرد استاندارد اسپري دراير، در مواردي که به هر دليلي ميزان رطوبت تنظيم شده تغيير کرده است، تنظبم مقدار رطوبت مطلوب پودرها آسان است.

به دو طريق مي توان عمل کرد:
a)هنگامي که تغييرات رطوبت تنظيم شده بسيار زياد باشد، بهتر است که کنترل مولد گرما تنظيم شود تا در مواردب که پودرها به ترتيب خشک و مرطوب هستند، دما کاهش يا افزايش يابد.
يادآوري مي کنيم که براي ايمني و طول عمر بيشتر اسپري دراير، ماکزيمم دماي عمل نبايد از 650 درجه سانتيگراد بيشتر باشد، در حالي که با در نظر گرفتن توليد و عملکرد اسپري دراير، حداقل دماي عمل نبايد کمتر از 450 درجه سانتيگراد باشد.

b)هنگامي که تغييرات و نوسانات رطوبت تنظيم شده کوچک باشد، يعني در محدوده 1%، امکان تنظيم فشار پمپ دو غاب با افزايش يا کاهش آن در مورد پودرهايي که به ترتيب خشک و مرطوب هستند، وجود دارد. نوسانات و تغييذات فشار مي تواند در محدوده 2-3atm باشد.
در اسپري درايرهايي که توليد گرما توسط هيدروکربن هاي گازي مثل متان يا L.P.G. تأمبن مي شودف تجهيزات تنظيم اتومانيک رطوبت، با کارآيي زيادي کار مي کنند.
اين تجهيزات، مشعل را با توجه به دناي هواي خروجي به کار مي اندازند، سپس وقتي که اسپري دراير به کار انداخته مي شود، هر گونه تغيير و نوسان کوچکي در رطوبت پودرها توسط اين وسيله اتوماتيک موازنه مي شود.
علاوه بر اين، وسايل کنترل کننده اي وجود دارند که به طور مستقيم رطوبت پودرهاي خروجي از اسپري دراير را مي خوانند.
پس از تنظيم مقدار رطوبت خواسته شده، مي توان مشعل را به طور اتوماتيک توسط يک ريز پردازنده (Microprocessor) به کار انداخت.
در ميان عواملي که به رطوبت پودر مربوطند، مشخصات و ويژگي هاي خاک رس (Clay) زياد اهميت ندارد زيرا کافي است که با کم و زياد کردن انرژي گرمايي براي دو غاب اسپري شده، آب را تبخير نمود.
توليد پودرهايي با ميزان رطوبت 5% ازدو غابي که 30 يا 50% آب دارد، امکان پذير است.
2-دانه بندي
پارامترهاي اسپري دراير کردن که تأثيرات اساسي بر روي اندازه ذرات دارند، فراوان و به شرح زيرند:
a) ميزان درصد آب دو غاب
b) ويسکوزيته دو غاب
c) فشار پمپ دو غاب
d) قطر سوراخ خروجي افشانک (Nozzle)
e) ضخامت و نوع قسمت حلزوني افشانک (Nozzle)
f) نوع اسپري دراير
فهريت فوق تفاوت در فرمول بدنه را بعنوان پارامتر تغيير اندازه ذرات در نظر نمي گيرد، زيرا اختلاف بين مواد خام علاوه بر تعيين خصوصيات شرح داده شده در نکات a و b بر اسپري دراير کردن ساده و آسان اثر مي گذارد. در اينجا تغييذات اندازه ذرات را با توجه به پارامترهاي مختلفي که به آن مربوطند، بررسي مي کنيم.
نکته a
مقدار آب موجود در دو غاب، اسپري شدن راحت يا مشکل آن را از خروجي اف

شانک تعيين مي کند.
به طور کلي، افزايش درصد آب، باعث بهتر اسپري شدن دو غاب مي گردد زيرا قطذات کوچکتر دو غاب ايجاد مي شوند، بنابراين پودر اسپري شده ذراتي با اندازه ريز (Fine) توليد مي کند.
نکته b
تأثير ويسکوزيته دو غاب مشابه مقدار آب است. ويسکوزيته بالا ( بيش از ) ذراتي با اندازه درشت تر پديد مي آورد.
در مواردي که ذرات با اندازه ريز مورد نياز باشد، بعتر است که از دو غاب هاي با ويسکوزيته کمتر از استفاده نشود. در واقع، ابر قطراتي که با چنين ويسکوزيته اي شکل مي گيرند، از ناحيه بهترين عملکرد در محفظه اسپري درايرر شدن که قبلاً شرح داده شد، به سمت کناره ديواره يا به سمت مخروط (Cone) حرکت مي کند و با گرداب هواي نزولي مخلوط مي شود.

نکته c
فشار پمپ بر روي اسپري کردن و زاويه خروج مواد و ذرات اسپري شده از افشانک ها اثر مي گذارد.
نکته d
بديهي است که با فشار دو غاب يکسان، افشانک هاي با قطر بزرگتر سوراخ خروجي، پودرهايي با اندازه ذرات درشت تر فراهم مي کنند.
نکته e
قسمت حلزوني که دو غاب را در حرکت چرخشي قرار مي دهد بر روي مسير و خط سير ذرات و ابعاد آنها و نيز ارتفاع توده اسپري شده اثر مي گذارد.
با فرض اينکه قطرهاي سوراخ خروجي افشانک يکسان باشد، ضخامت زياد قسمت حلزوني، دو غاب اسپرس شده اي را بوجود مي آورد که در قسمت بالاتر توده دو غاب تعريف شده جمع مي شود. اين عمل باعث تشکيل قطرات بزرگتر دو غاب و در نتيجه ذرات بزرگتر مي شود.
لازم به يادآوري است که افزايش ضخامت قسمت حلزوني باعث افزايش مقدار دو غاب خروجي از افشانک مي گردد، اين افزايش به ازاي هر 2mm ازياد ضخامت به اندازه 20%-15 محاسبه مي شود.
نکته f
آزمايشات ثابت کرده که تحت شرايط يکسان، اسپري درايرهايي که به برج خشک کم بزرگتري مجهز هستند، ذراتي با اندازه بزرگتر توليد مي کنند. اين مسأله احتمالاض به علت مقادير بيشتر دو غاب اسپري شده است که در توده دو غاب اسپري شده، قطرات بزرگتر را شکل مي دهد و بنابراين ذرات به شکل توپ (Ball-Shaped) با قطر بزرگتر توليد مي شود.
نتيجه گيري
اگر بخواهيد اندازه ذرات پودرهاي اسپري دراير شده را تغيير دهيد

، مي توان بر روي هر يک از پارامترهايي که قبلاً ذکر شد، کار کرد اما معمولاً ترجيح داده مي شود که براي بدست آوردن دامنه وسيع تر براي قواعد عملي و مناسب بر روي چند متغير به طور همزمان کار کرد.

3. پرس

1-3. مفهوم و اصول پرس
در هنگام پرس، سه عمل مختلف به طور همزمان انجام مي شود:
- شکل دادن بدنه: که به مواد خام بي شکل، شکل هندسي منظم و از پيش تعيين شده اي مي دهد.
- تراکم و فشردگي بدنه: ياعث استحکام و انسجام لازم هم در فراورده پته شده و هم در فراورده خام در برابر تنش هاي مکانيکي و شيميايي مي گردد.
- ضخيم شدن: به معني کاهش فضاهاي خالي بين ذرات بدنه است.
حذف کامل اين فضاها تقريباً غير ممکن است و موحب بدست آمدن وزن مخصوص واقعي مخلوط مي گردد.
2-3-مزاياي پرس
در مقايسه با ديگر تکنيک هاي پرس مانند اکستروژن(Extrusion) ريخته گري (Casting)، آهنگري (Forging)،Stamping، الکتروفورز(Electrophoresis) و غيره، سيستم پرس داراي مزاياي زير است:
- مقاومت خمشي خام زياد: به علت فشار شکل دادن ويژه اعمال شده بر روي ماده.
- قدرت توليد( بهره وري ) زياد: با استفاده از تکنيک پرس، ميزان توليد در ساعت با حداقل تعداد کارگر به حد چشمگيري مي رسد.اين امر به علم ماشيني کردن آسان مراحل پاياني و انتقال کاشي ها است.
- سهولت خشک شدن: اين مورد بويژه زماني که سيستم هاي پرس خشک يا نيمه خشک استفاده شوند، آشکار است.
- سهولت بدست آوردن فراورده نهايي: با اندازه و شکل دقيق.
- حداقل تغير شکل در طي مراحل بعدي خشک شدن، لعاب زدن و پخت.
- کاهش انقباض (Shrinkage): به علت کاهش فضاهاي خالي و متعاقب آن ضخيم شدن ذرات، ميزان انقباض هم پس از خشک شدن و هم پس از پخت، کاهش مي يابد.
-
3-3. انواع پرس
A- پرس هاي مکانيکي
B- پرس هاي هيدروليک
C- پرس هاي ايزواستاتيک

4-3 سيکل يا چرخه پرس
ابتدا يک چرخه کامل شکل دادن کاشي را در نظر مي گيريم. در طي اولين مرحله پر کردن قالب با مواد نرم، کشور (Drawer) که از زير قيف عبور مي کند، پودرها را جمع آوري کرده و به درون يک حفره مناسب خالي مي کند.
سپس، قالب بوسيله سنبه (Punch) هايي که توسط اجزاء پرس دستگاه حرکت مي کنند، بسته مي شود. اولين پرس با کنترل دقيق شدت و طول آن به منظور خروج 
سپس يک يا چند مرحله پرس اصلي انجام مي شود. در اين مرحله نيروي پرس دستگاه به طريف ديفرانسيلي ( تفکيک شده) به کار مي رود تا فراورده، فشردگي و استحکام خمشي مناسبي پيدا کند. آخرين مرحله چرخه پرس، باز شدن قالب و خروج کاشي هاي پرس شده مي باشد.
در اين فاصله، حفره قالب يک بار ديگر با پودر پر مي شود. اکنون چرخه کامل است. در شکل هاي A، B، D،E،F مراحل مختلف چرخه پرس را مشاهده مي کنيد.

5-3- عيوب پرس
اگر چه علل عيوب فراوان و اغلب همراه يکديگرند ولي براي سادگي اين پديد را به سه دسته گوناگون تقسيم مي کنيم:
1- عيوب مربوط به همگن بودن
عبوب مربوط به همگن بودن فراورده و خصوصيات فيکزيکي- مکانيکي آن
2- عيب مربوط به صاف و چهار گوش بودن
عيوب مربوط به تغيير شکل محصول که عمدتاً توسط پخت نشان داده مي شوند.
3- عيوب ديگر
عيوبي که در دسته هاي فوق قرار نمي گيرند.
1-5-3. عيوب مربوط به همگن بودن
A) کاهش توانايي ( قابليت) پرس
B) هاله
C) آلوده بودن قالب
D) تکنولوژي آناده سازي پودر
2-5-3. عيوب مربوط به شکل صاف و چهار گوش داشتن
اکنون رفتار و عمل سه قطعه سراميکي پايه را در طي پرس وبعد از آن بررسي مي کنيم:
A) متخلخل تک پخت، خرد کردن تر
B) شيشه اي شده تک پخت، خرد کردن تر
C) کاتوفورت دو پخت، خرد کردن خشک
به منظور تست رفتارهاي مربوط، برخي از پارامترهاي بسيار مهم مثل مقدار رطوبت پودرها و نيروي ويژه شکل دادن را تعريف مي کنيم. تغييرات ميزان رطوبت وارده شده به شکل تغيير درصد آب مشاهده مي گردد که به طور عادي در طرح هاي آماده سازي پودرها رخ مي دهد.
به طريق مشابه با ايجاد تغير در مقادير صنعتي فشار شکل دادن، مي توان تغيرات دانسيته ( تراکم و فشردگي) کاشي را به صورت نرمال با توجه به خطاهاي پر کردن قالب مث

ل شارژ بيش از حد يا کم يا ماده اي با توزيع ناهمگن اندازه ذرلت بررسي کرد.
همانگونه که در دياگرام زير گزارش شده، بر روي فراورده اي با دانسيته متغير کار مي کنيم و آن را از نظر نتايج نهايي مربوط به قطعات آزمايشي پخته شده، تست مي کنيم.
شکل زير دانسيته، فشار و رطوبت متغير جرم هاي اسپري دراير شده براي فراورده تک پخت شيشه اي شده و فراورده تک پخت متخلخل و کاتوفوزت خرد شده به روش خشک را نشان مي دهد.

همانگونه که مشاهده مي کنيد، سه محصول پرس شده دانسيته متفاوتي دارند. علاوه بر اين اثر فشار ويژه شکل دادن بر روي دانسيته محصول زماني قابل ملاحظه است که با اثر مقدار رطوبت که باعث اختلافات کم در مقادير استاندارد متداول مي گردد، مقايسه شود.
کليه مطالعات ما روي دانسيته محصول به اين منظور است که خاطر نشان کنيم که چه مقدار و چگونه تفاوت در تراکم و فشردگي پودرها درون حفره قالب باعث ايجاد عيوبي مانند Side-Ben

ding ( خميده شدن کناره) يا Wedging ( در اثر يکنواخت نبودن ضخامت خاکريزي در قالب) مي گردد. همچنين پي برده شده که دانسيته فراورده هاي شيشه اي شده کمتر از مقدار بهينه مربوط باشد، بيشتر در معرض تغييرات چشمگير در اندازه مي گردند در حالي که پديده مغز سيا
در ارتباط با محصولات متخلخل که به صورت خشک و مرطوب (تر) خرد شده اند (نمودار 8) مشاهده مي شود که تغيير در دانسيته محصول، تغييري متناسب در مقادير تخلخل مي دهد، در حالي که ميزان انقباض کاملاً يا تقريباً بدون تغيير مي ماند.
بديهاي است که تغيير در ميزان تخلخل ماده، باعث تغييرات مشابه در پارامترهاي مربوط به فراورده نهايي مانند مقاومت خمشي، بادکردگي و انبساط مي گردد. علاوه بر اين، فراورده هاي تک پخت تغيير شکل هايي مربوط به صاف و مسطح بودن کاشي ها نشان مي دهند که با کنترل هاي ساده روي کوره ها ني توان از آنها اجتناب کرد.
در نمودارهاي زير رفتار نفوذ سنجي يا پنترومتري محصولات اسپري دراير شده را با توجه به تغييرات رطوبت و فشار ويژه بررسي مي کنيم.


از آنجايي که وجود شاموت در ترکيب کاتوفورت، جواب هاي قابل اطميناني نمي دهد، رفتار اين بدنه را آزمايش نمي کنيم.
همانگونه که به خوبي در نمودار بالا مشاهده مي کنيد، افزايش درصد آب در پودر پرس به مقادير خاصي باعث وارونگي اعداد خوانده شده از روي نفوذ سنج يا پنترومتر يا نفوذ سنج مي گردد.

مطمئناً اين امر به علت برخي از عاملهاي رئولوژيکي است که باعث رفتار دوگانه دياگرام مي گردد.
از طرف ديگر، هنگامي که متغير بر حسب مقدار فشار ويژه اعمال شده بر پودرها در رطوبت ثابت بيان مي شود، همانگونه که در نمودار زير مشاهده مي کنيد، تست نفوذ سنجي روند خطي دارد.

اگر چه پودرهاب به کار برده شده در يک پرس، رطوبت هموژني دارند ولي تا زماني که رفتار ماده و رطوبت آن مشخص نباشد، براي بدست آوردن مقادير دانسيته مربوط، از پنترومتر استفاده نمي

شود.
با اين وجود، پنترومتر يا نفوذ سنج براي تست همگن بودن دانسيته در يک کاشي يا يک پرس به کار برده مي شود. براي ايجاد ارتباط بين مقادير نفوذ سنجي بدست آمده از کاشي هاي آزمايش شده در دفعات مختلف، لازم است که مقادير مطلق را به مقادير نسبي تبديل کنيم.
بديهي است که هر ترکيب بدنه رفتار خاص خود را دارد. به منظور دانستن مقادير پارامترهاي

استاندارد پرس، دانستن خصوصيات هر ترکيب و پودر ضروري است.
همچنين اين مطالعات منجر به اين نتيجه ني شود که چگونه اختلاف در اندازه ذرات پودر باعث تغيير دانسيته فراوذده پرس شده مي گردد. مشاهده کرديد که پر کردن غير يکنواخت حفره قالب با پودرهاي درشت و ريز، باعث بي نظمب و اختلاف چشمگير در شکل فراورده نهايي مي گردد، همانگونه که مقادير دانسيته از محلي به محل ديگر بسيار متفاوت است.
عدم يکنواختي دانسيته قسمت هاي پرس شده، ممکن است به خطاهاي مربوط به مسطح بودن سنبه ها، به خصوص آنهايي که از رزين (لاستيک) درست شده اند، نسبت داده شود.
ثابت شده که خطاعاي بين 1/0 تا 2/0 ميليمتر کافي است تا باعث تغيير قابل توجه شکل هندسي در محصول پخت شده گردد.
هر چند کليه پرس هايي که امروزه استفاده مي شوند به وسادلي مجهزند که مقادير فشار شکل دادن را در يک پرس از چرخه هاي مختلف نشان مي دهند، اما مشکلات مربوط به غير يکنواختي به سه علت اصلي نسبت داده مي شود:
- اختلاف در رطوبت پودرها
- پر شدن يکنواخت قالب
- خطاهاي مربوط به صاف و مسطح بودن سنبه (Punch)
عنگامي که اولين مشکل از مشکلات فوق پديد ايدف بايد قبل از مرحله پرس بر طرف شود. روند موجود به گونه اي است که فرايند آماده سازي پودر تا حد ممکن اتوماتيک شود تا مشکلات مربوط به تغيير اندازه ذرات از مقادير استاندارد مشخص کاهش يابد.
براي جلوگيري از ايجاد عيوب مربوط به پر کردن غير يکنواخت پودر، پرس هاي مدرن در نظر گرفته شده اند:
- تنظيم دقيق سرعت حرکت سنبه (Punch) هاي بالايي و پاييني
- سرعت هاي مختلف کشو(Deawer)
- تنظيم دقيق نقطه اي که کشو (Drawer) در زمان اغاز حرکت رو به پايين سنبه (Punch) هاي بالايي قرار مي گيرد.

علاوه بر اين، شکل و ابعاد کشو (Drawer) با توجه به سايزهاي متفاوت کاشي هاي توليد شده، قابل تنظيم است. اگر کشو (Drawer) پرس به طور يکنواخت و همگم پر نشود، کليه تنظيمات شرح داده شده فوق کاملاً بدون استفاده و بي فايده خواهند بود.
3-5-3. اثرات پرس بر روي خصوصيات کاشي هاي پخته شده و خام
1-مشخصات کاشي هاي خام
A- انبساط بعد از پرس
در نتيجه تراکم و فشردگي پودرها درون حفره قالبف کاشي ها در معرض تغيير شکل تقريباً ثابت و دائمي قرار مي گيرند.
در زمان خروج کاشي ها از قالب، نيروي پرس آزاد مي شود و کاشي ها در نتيجه عکس العمل ها و تأثيرات الاستيکي کوچک، منبسط مي شوند. ميزان چنين انبساطي عموماً به تکنولوژي آماده سازي پودر و ميزان رطوبت بدنه و بيش از همه به مخلوط بستگي دارد.
هنگامي که ميزان انبساط کاشي ها از 8/0% فراتر رود، به خصوص در مورد سايزهاي بزرگ با ضخامت بيش از 15-12 ميليمتر، لازم است که به ضخامت پوشش قالب، شکل مخروطي قابل توجهي داده و از يک نيروي خارج کننده قوي استفاده کنيم.
در برخي از موارد حاد، خروج Sandwich کاشي ها به کار برده مي شود.
B- دانسيته ظاهري وزن مخصوص واقعي بدنه هاي سراميکي را تقريلاً 7/2-6/2 در نظر بگيريم، نتيجه مي شود که حجم کلي فضاعاي خالي موجود در بافت کاشي پرس شده به 25% -15 مي رسد. براي توليد محصولات متخلخل ( کاشي هاي ديواري). لزومي ندارد که از پودرهاي بسيار فشرده که براي کاشي ها مقاومت مطلوبي در برابر شوک پذيري پديد مي آوردند، استفاده شود. در مورد کاشسي هاي کف با انقباض پخت زياد و هنگاني که اجزاء با تخلخل کم توليد شده اند، کاهش فضاهاي خالي توسط پرس، دماي پخت و انقباض کلي قطعات را کم مي کند.