گزارش کارآموزی کارخانه کاشی چینی ایران

گزارش کارآموزی کارخانه کاشی چینی ایران

گزارش کارآموزی کارخانه کاشی چینی ایران

کارخانه چینی ایران ( کاشی ایرانا ) ، اولین وبزرگترین کارخانه تولید کاشی درایران می باشد .

تعداد پرسنل این کارخانه درحال حاضر حدود 800 نفر است که 65% آنها درواحدهای تولید و35% درواحدهای اداری ، فنی ، مالی ، اشتغال دارند.

این کارخانه با نیم قرن تجربه وتلاش وبا بهره گیری از پیشرفته ترین ماشین آلات وتکنولوژی روز دنیا و توجه به نظرات مصرف کنندگان ، اقدام به تولید کاشی می نماید.

کارخانه چینی ایران ، همواره درجهت نوآوری ، نوسازی وخلاقیت گامهای اساسی وموثری برداشته است.

محصولات این کارخانه علاوه برتامین نیازهای داخل کشور ، به بیش از36 کشورجهان صادرمی گردد.

این کارخانه درراستای سیاست خدمت رسانی به صنعت سرامیک درگامی موثر ، اقدام به تولید انبوه گرانول با ظرفیت 600 تن درروز وهمچنین انواع فریت با ظرفیت 50 تن درروز نموده است.

 تا علاوه بررفع نیاز خود بتواند به دیگر کارخانجات این صنعت نیز خدمت مفیدی ارائه نماید.

همچنین درراستای ارائه خدمات آموزشی درسطوح دانشگاهی اقدام به برگزاری کارگاههای آموزشی تخصصی در رشته سرامیک نموده است .

بطور کلی علم سرامیک را می توان به دو شاخه تقسیم بندی کرد :

1ـ سرامیک فیزیکی

2ـ سرامیک صنعتی

      سرامیک فیزیکی درباره ساختار مواد سرامیکی و خواص آن ها بحث می کند . اصولاً مواد سرامیکی مخلوطی از فازهای بلوری و شیشه ای و متخلخل می باشند . اما باید توجه داشت که مواد سرامیکی کاملاً‌ شیشه‌ای یا کاملاً بلوری نیز وجود دارند . در سرامیک فیزیکی ساختار اتم ، اتصالات بین آنها و ساختارهای بلوری ، عیوب ساختاری (جاهای خالی اتمی ، نابجائی ها ، مرزدانه ها و سطوح مشترک) ، استحاله های فازی ، رشد دانه‌ها ، تبلور مجدد و مباحثی نظیر آن ها مورد بحث قرار می‌گیرد . خواص الکتریکی مغناطیسی، نوری، حرارتی و مکانیکی سرامیک ها هم مورد بحث قرار می گیرند .

      در سرامیک صنعتی ، صحبت از تکنولوژی ساخت سرامیک هاست . اصولاً برای ساخت هر قطعه ی سرامیکی ، مراحل زیر باید طی گردد :

1ـ انتخاب مواد اولیه ، تغلیظ و تخلیص آن

2ـ آماده سازی مواد اولیه (خرد کردن، دانه بندی، مخلوط کردن)

هر کدام از مراحل بالا ممکن است در خواص بدنه های سرامیکی تأثیر بسزائی داشته باشد . با انتخاب دانه بندی مناسب می توان تخلخل و وزن مخصوص قطعه ی  نهائی را کنترل نمود . مخلوط کردن ، در هموژن شدن مواد اولیه و دست یابی به خواص مطلوب اثر زیادی دارد . هموژن نبودن مخلوط مواد اولیه ، گاهی ممکن است باعث ترک خوردن و شکست قطعه در هنگام پخت گردد که ناشی از متفاوت بودن میزان انقباض و انبساط در نقاط مختلف قطعه می باشد .

3ـ شکل دادن :

روش های مختلفی برای شکل دادن سرامیک ها بکار می رود که مهمترین آن ها به شرح زیر می باشد :

الف ـ پرس خشک و نیمه خشک (dry & semidry pressing)

ب ـ شکل دادن پلاستیک (اکستروژن، شکل دادن با چرخ کوزه گری (Jiggering)

ج ـ شکل دادن دوغابی (Slip Casting)

د ـ ذوب و ریخته گری

      روش آخر که در مورد فلزات بسیار متداول است ، در مورد سرامیک ‌ها کمتر به کار می رود ؛ مگر برای ساخت قطعاتی مخصوص از دیگر گدازها و سرامیک ‌های ویژه . دلیل این امر، اولاً بالا بودن نقطه ذوب سرامیک ها است که تهیه قالب ها و وسائل نگهداری مذاب را دشوارمی سازد ؛ ثانیاً از نظر اقتصادی ، دست یابی به کوره‌های با درجه حرارت بالا دشوار است و به علت داشتن تکنولوژی بالاتر و مصرف سوخت ( انرژی) بیشتر، هزینه ی بیشتر و در نتیجه قیمت تمام شده ی بالاتری نیز در بردارد ؛ ثالثاً به دلیل پایین بودن هدایت حرارتی سرامیک ‌ها ، بالا بودن انقباض آن ها (پس از انجماد) و ترد بودن سرامیک ها ، امکان شکست قطعات وجود دارد .

4ـ‌ خشک کردن :

در این مرحله ، بدنه ها در دمایی حدود °C110 در خشک کن ، خشک می شوند . در غیر این صورت در هنگام پخت ، آب موجود در قطعه سریعاً تبخیر و در قطعه انقباض شدیدی ایجاد می شود که باعث ترک خوردن قطعه می گردد .

5ـ ‌پخت :

در این مرحله قطعه زنتیر می شود . در این حالت ، ذرات به هم جوش می خورند و قطعه ای متراکم‌ بدست می آید . زینتر بر دو نوع است :

الف ) زینتر در حالت جامد :

در آن زینترینگ و ایجاد گردنه بین ذرات ، صرفاً از طریق دیفوزیون (نفوذ) در حالت جامد انجام می شود و قطعه ای کاملاً متراکم ‌بدست می آید . نیروی محرکه زینترینگ ، افزایش انرژی سطحی ناشی از کاهش سطح دانه ها می باشد .

ب) زینتر در حضور فاز مایع:

در این حالت در دمای پخت ، فاز مایع (مذاب) ایجاد می شود که فواصل و خلل و فرج بین ذرات را پر می کند . این فاز عموماً در هنگام سرد کردن ، به فاز شیشه تبدیل میگردد .

      در هنگام پخت علاوه بر زینترینگ ، در اثر انجام واکنش های شیمیایی ، ترکیبات جدیدی تشکیل می شوند که با مواد اولیه مصرفی ، متفاوت هستند . یکی از تفاوت‌های زینترینگ در پودرهای فلزی و زینترینگ در سرامیک ‌ها نیز همین مسئله است . در سرامیک ها ، معمولاً زینترینگ همراه با واکنش‌های شیمیایی نیز می باشد که باعث تغییر ترکیب اولیه و تشکیل مواد کاملاً جدیدی می گردد . بنابراین نمی توان با استفاده از یک قطعه ی سرامیکی ، مستقیماً به ترکیب اولیه ی آن ها پی برد . برای این کار نیاز به اطلاعاتی درباره ی مواد اولیه و تغییرات آن ها با دما و واکنش‌های بین مواد مختلف می ‌باشد که گاهی بوسیله ی محاسبات ویژه ای ، مواد اولیه تقریبی معمول در یک صنعت مانند صنعت چینی می ‌رسند .

خط تولید کاشی :

همانند تمام صنایع سرامیک ، نخستین مرحله ی کارخانه ی کاشی ، تهیه فرمولاسیون  و مخلوط کردن مواد اولیه می باشد . پس از اختلاط ، مواد اولیه آسیاب می گردند . برای این منظور از بال میل ، شامل بال میل خشک و بال میل تر ، استفاده می شود .  در ایران از هر دو روش مذکور و به طور عمده از بال میل تر استفاده می گردد . محصول بال میل ، دوغابی با درصد آب و مواد جامد مشخص می باشد . از این دوغاب وبه وسیله ی اسپری درایر، گرانول تهیه می شود . از آنجا که روش شکل دادن برای تولید بدنه های کاشی پرس می باشد ، گرانول های حاصل ، به مخزن مربوطه منتقل و سپس توسط دستگاه پرس ، شکل داده می شوند . رطوبت گرانول ها در مرحله ی پرس حدود 5 درصد باید باشد تا گرانول ها بتوانند در اثر اعمال فشار روی هم بلغزند و فشرده شوند . در غیر این صورت ، فشار اعمالی مستقیماً به گرانول ها وارد می شود و صرف شکل دادن آن ها نمی گردد ، بنابراین گرانول ها می شکنند و در پی آن ، در اثر ایجاد قفل مکانیکی بین ذرات غیر کروی حاصل از شکست گرانول ها ، بدنه ی حاصل دارای ترکم مورد نظر نخواهد بود .

      بعد از پرس ، بدنه ها به خشک کن منتقل می شوند و در دمای حدود ° C110 خشک می شوند . پس از این مرحله ، بدنه ها برای پخت وارد کوره می شوند .

 سیستم پخت بدنه های سنتی و از جمله کاشی ها ، بر دو نوع است :

1- دو پخت :

در این سیستم ، پخت در کوره های تونلی یا کوره های رولری  انجام می شود . در کوره های تونلی ، بدنه ها روی هم در دسته های 60 تایی دسته بندی و بعد روی واگن سوار قرار داده می شوند ؛ در درایر قرار می گیرند و به کوره پخت بیسکویت منتقل می شوند . پس از این مرحله ، انگوب و لعاب روی آن ها اعمال می گردد . در حالی که در روش دوم (رولری) ، بدنه ها بعد از پرس ، به صورت مجزا به داخل درایر و سپس کوره منتقل می شوند . در ادامه روی بیسکویت ها لعاب اعمال می گردد و دوباره به کوره ی دوم منتقل می شوند تا پخته گردند (پخت لعاب) . 

      می‌توان از دو روش فوق را استفاده کرد؛ مثلاً پخت بیسکویت تونلی باشد وپخت لعاب رولری .

      دو روش فوق عمدتاً در کاشی های دیواری بکار برده می ‌شوند .

2- تک پخت :

روش جدیدتر ، روش تک پخت است که در آن پس از مراحل پرس و خشک کن ، کاشی ها مستقیماً وارد خط لعاب می شوند و بعد مستقیماً وارد کوره‌های رولری پخت لعاب می ‌شوند . این روش در مورد کاشی های کف بکار برده می شود .

البته در روش تک پخت از کوره‌های دیگری هم می ‌توان استفاده کرد . پخت رولری و تلفیقی ، روش‌های پخت سریع هستند . خشک کن‌های مورد استفاده در این جا یا تونلی یا رولری و یا عمودی هستند که خشک کن رولری ، خشک کن سریع می باشد . خشک کن های تونلی ، پیوسته هستند . در خشک کن های عمودی می باشد که مسیر را به صورت مجزا و تک تک طی می کنند و در مدت 45 دقیقه کاشی خشک می شود

کوره ی پخت بیسکویت :
مواد اولیه

یکی از فاکتورهای مهم در انتخاب مواد اولیه نوع مواد اولیه و به ویژه از لحاظ مینرالی است . در پایان تولید کاشی دیواری و حتی کاشی کف ، باید فازهای خاصی در کاشی وجود داشته باشد تا کاشی دارای خواص مطلوبی مانند‌ شوک پذیری و استحکام مناسب و ... باشد .

      مهمترین فاز، فاز آنورتیت و ولاستونیت است که به دلیل سوزنی شکل بودن بلورها و نیز ضریب انبساط حرارتی پایین آن ها ، استحکام و شوک پذیری مناسبی را به بدنه ها می دهند . بنابراین انتخاب مواد اولیه باید به گونه ای صورت گیرد که هر دو فاز مذکور ، پس از پخت جزء فازهای نهایی باشند .

دیاگرام فازی سه تایی SiO₂ و CaO  و Al₂O₃ را در نظر می ‌گیریم :

ترکیب اولیه به گونه ای انتخاب می شود که همواره در محدوده ی آنورتیت قرار داشته باشد ، بنا براین نقطه ی متناظر با این ترکیب ، همان نقطه ی واقع در مثلث داخلی ولاستونیت – آنورتیت – سیلیس است که بالای خط نقطه چین قرار دارد .

انتخاب مواد اولیه در صنعت کاشی (دیواری و کف) نسبت به صنعت چینی ، از پیچیدگی بیشتری برخوردار است . علت آن ، خلوص کمتر خاک های مورد استفاده در صنعت کاشی و وجود مینرال های بسیار متنوع در آن ها است که موجب ایجاد ترکیبات و فازهای پیچیده‌ای پس از پخت در بدنه ها  می گردد . مینرال‌های ایلیت ، کلریت ، کربنات کلسیم ، پیروفیلیت ، دولومیت ، فلدسپات ها ، میکا و ... از جمله مینرال های موجود در مواد اولیه می باشند . به این ترتیب باید اطلاعاتی از درصد مینرال های موجود در هر یک از خاک ها ، درصد مواد فرار (پرت حرارتی) و رفتار حین پخت آن ها و... داشته باشیم .

ایلیت

در خاکی که انتخاب می کنیم ، معمولاً درصدی مینرال ایلیت یا پیروفیلیت وجود دارد . ساختار کریستالی آن ها به صورت زیر است که به همین دلیل نیز ، خواص خوبی  دارند .

این نوع ساختار ، بر رفتار حرارتی آن تاثیر بسزایی دارد . پیروفیلیت و مونت موری لونیت هم دارای ساختار و خواص حرارتی مشابه هستند . از جمله خاک‌های ایلیتی    در ایران ، خاک آباده (کائولن آباده) است .

نمونه ای از آنالیز مینرالی یک خاک ایلیتی در زیر نشان داده شده است :

L.O.I	CaO	SiO2	Al2O3	MgO	Fe2O3	K2O	Na2O
1.99	0.33	77.03	15.4	0.08	0.3	4.45	0.19

خواص ناشی از یک خاک ایلیتی عبارتند از :

ـ انبساط معمولی پس از پرس :

قطعه پس از پرس منبسط می شود که این انبساط حدود 8/0 – 5/0% نسبت به ابعاد قالب پرس است که ناشی از تغییر شکل الاستیک خاک است .

ـ استحکام خشی خام و خشک خوب :

استحکام خام بیش از kg/cm² 6 ، و استحکام خشک بیش از  kg/cm²14 مطلوب است.

ـ تغییرات ابعادی :

انقباض پس از پخت در 1020 درجه سانتی‌گراد در حدود 6 – 2 درصد است .

ـ جذب آب :

که در حدود 5 – 3/1% می ‌باشد .

اگر در یک خاک ایلیتی کربنات کلسیم وجود داشته باشد ، خواص خاک را تضعیف می کند .

بنتونیت و مونت موری لونیت

از ویژگی های مهم این خاک ها ، پلاستیسیته و ریزدانه بودن آن ها است . معمولاً بنتونیت را به دو نوع سدیمی و کلسیمی تقسیم می ‌کنند . بتونیت‌های سدیمی ، پلاستیسیته قابل توجهی نسبت به نوع کلسیمی دارند که نوع سدیمی مطلوب تر است .

مشخصات تکنولوژیکی بنتونیت

ـ انبساط معمولی پس از پرس ؛

ـ استحکام خام و خشک بسیار زیاد ؛

ـ انقباض خشک زیاد ؛ حتی بیشتر از یک درصد ؛

ـ انقباض پخت بین 8 – 5% در دمای 1020 درجه سانتی ‌گراد ؛

ـ جذب آب حدود 16 – 11% ؛

بنتونیت در ایران در لتیان ، لواسانات و حوالی قزوین وجود دارد . بنتونیت دارای رنگ پیش از پخت سبز طوسی  ، و ریزدانه می باشد . رنگ پس از پخت بنتونیت نیز ، به دلیل وجود آهن (ترکیبات آهن) در آن ، قرمز می باشد .