کارورزی کاشی چینی ایران

کارخانه چینی ایران ( کاشی ایرانا )

کارخانه چینی ایران ( کاشی ایرانا ) ، اولین وبزرگترین کارخانه تولید کاشی درایران می باشد .
تعداد پرسنل این کارخانه درحال حاضر حدود ۸۰۰ نفر است که ۶۵% آنها درواحدهای تولید و۳۵% 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 از۳۶ کشورجهان صادرمی گردد.
این کارخانه درراستای سیاست خدمت رسانی به صنعت سرامیک درگامی موثر ، اقدام به تولید انبوه گرانول با ظرفیت ۶۰۰ تن درروز وهمچنین انواع فریت با ظرفیت ۵۰ 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 كلی علم سراميک را می توان به دو شاخه تقسيم بندی كرد :
۱ـ سراميک فيزيكی
۲ـ سراميک صنعتی

سراميک فيزيکی درباره ساختار مواد سراميكی و خواص آن ها بحث می كند . اصولاً مواد سراميكی مخلوطی از فازهای بلوری و شيشه ای و متخلخل می باشند . اما بايد توجه داشت كه مواد سراميكی كاملاً‌ شيشه‌ای يا كاملاً بلوری نیز وجود دارند . در سراميک فيزيكی ساختار اتم ، اتصالات بين 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 نظير آن ها مورد بحث قرار می‌گيرد . خواص الكتريكی مغناطيسی، نوری، حرارتی و مكانيكی سراميک ها هم مورد بحث قرار می گيرند .
در سراميک صنعتی ، صحبت از تكنولوژی ساخت سراميك هاست . اصولاً برای ساخت هر قطعه ی سراميكی ، مراحل زیر باید طی گردد :
۱ـ انتخاب مواد اوليه ، تغليظ و تخليص آن
۲ـ آماده سازی مواد اوليه (خرد كردن، دانه بندی، مخلوط كردن)
هر كدام از مراحل بالا ممكن است در خواص بدنه های سراميكی تأثير بسزائی داشته باشد . با انتخاب دانه بندی مناسب می توان تخلخل و وزن مخصوص قطعه ی نهائی را كنترل نمود . مخلوط كردن ، در هموژن شدن مواد اوليه و دست يابی به خواص مطلوب اثر زيادی دارد . هموژن نبودن مخلوط مواد اولیه ، گاهی ممكن است باعث ترک خوردن و شکست قطعه در هنگام پخت گردد که ناشی از متفاوت بودن ميزان انقباض و انبساط در نقاط مختلف قطعه می باشد .
۳ـ شكل دادن :
روش های مختلفی برای شكل دادن سراميک ها بكار می رود كه مهمترين آن ها به شرح زير می باشد :
الف ـ پرس خشک و نيمه خشک (dry & semidry pressing)
ب ـ شكل دادن پلاستيک (اكستروژن، شكل دادن با چرخ كوزه گری (Jiggering)
ج ـ شكل دادن دوغابی (Slip Casting)

د ـ ذوب و ريخته گری
روش آخر كه در مورد فلزات بسيار متداول است ، در مورد سراميک ‌ها كمتر به كار مي رود ؛ مگر برای ساخت قطعاتی مخصوص از ديگر گدازها و سراميک ‌های ويژه . دليل اين امر، اولاً بالا بودن نقطه ذوب سراميک ها است كه تهيه قالب ها و وسائل نگهداری مذاب را دشوارمی سازد ؛ ثانیاً از نظر اقتصادی ، دست يابی به كوره‌های 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 هدايت حرارتی سراميک ‌ها ، بالا بودن انقباض آن ها (پس از انجماد) و ترد بودن سرامیک ها ، امکان شکست قطعات وجود دارد .

۴ـ‌ خشک كردن :

در اين مرحله ، بدنه ها در دمایی حدود C110 در خشک کن ، خشک می شوند . در غير اين صورت در هنگام پخت ، آب موجود در قطعه سريعاً تبخير و در قطعه انقباض شدیدی ایجاد می شود که باعث ترک خوردن قطعه می گردد .

۵ـ ‌پخت :
در اين مرحله قطعه زنتير می شود . در این حالت ، ذرات به هم جوش می خورند و قطعه ای متراکم‌ بدست می آيد . زينتر بر دو نوع است :

الف ) زينتر در حالت جامد :
در آن زینترینگ و ایجاد گردنه بین ذرات ، صرفاً از طريق ديفوزيون (نفوذ) در حالت جامد انجام می شود و قطعه ای كاملاً متراکم ‌بدست می آید . نيروی محركه زینترینگ ، افزایش انرژی سطحی ناشی از کاهش سطح دانه ها می باشد .

ب) زينتر در حضور فاز مايع:
در اين حالت در دمای پخت ، فاز مايع (مذاب) ایجاد می شود كه فواصل و خلل و فرج بين ذرات را پر می کند . اين فاز عموماً در هنگام سرد كردن ، به فاز شيشه تبدیل میگردد .
در هنگام پخت علاوه بر زينترینگ ، در اثر انجام واكنش های شيميایی ، تركيبات جديدی تشكيل می شوند كه با مواد اوليه مصرفی ، متفاوت هستند . يكی از تفاوت‌های زينترینگ در

پودرهای فلزی و زينترینگ در سراميک ‌ها نیز همين مسئله است . در سراميک ها ، معمولاً زينترینگ همراه با واكنش‌های شيميایی نيز می باشد كه باعث تغيير تركيب اوليه و تشكيل مواد كاملاً جديدی می گردد . بنابراين نمی توان با استفاده از یک قطعه ی سرامیکی ، مستقيماً به تركيب اوليه ی آن ها پی برد . برای اين كار نیاز به اطلاعاتی درباره ی مواد اوليه و تغييرات آن ها با دما و واكنش‌های بين مواد مختلف می ‌باشد که گاهی بوسيله ی محاسبات ویژه ای ، مواد اوليه تقریبی معمول در یک صنعت مانند صنعت چينی می ‌رسند .

خط تولید کاشی :
همانند تمام صنايع سراميک ، نخستین مرحله ی كارخانه ی كاشی ، تهيه فرمولاسیون و مخلوط كردن مواد اولیه می باشد . پس از اختلاط ، مواد اولیه آسياب می گردند . برای این منظور از بال میل ، شامل بال میل خشک و بال میل تر ، استفاده می شود . در ايران از هر دو روش مذکور و به طور عمده از بال میل تر استفاده می گردد . محصول بال ميل ، دوغابی با درصد آب و مواد جامد مشخص می باشد . از این دوغاب وبه وسیله ی اسپری دراير، گرانول تهیه می شود . از آنجا که روش شكل 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 ۵ 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 :
۱- 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 ۶۰ تایی دسته بندی و بعد روی واگن سوار قرار داده می شوند ؛ در درایر قرار می گیرند و به كوره پخت بيسكويت 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) .

مي‌توان از دو روش فوق را استفاده كرد؛ مثلاً پخت بيسكويت تونلی باشد وپخت لعاب رولری .
دو روش فوق عمدتاً در كاشی های ديواری بکار برده می ‌شوند .
۲- تک پخت :

روش جديدتر ، روش تک پخت است که در آن پس از مراحل پرس و خشک كن ، كاشی ها مستقيماً وارد خط لعاب می شوند و بعد مستقيماً وارد كوره‌های رولری پخت لعاب می ‌شوند . اين روش در مورد كاشی های كف بکار برده می شود .

البته در روش تک پخت از كوره‌های ديگری هم می ‌توان استفاده كرد . پخت رولری و تلفيقی ، روش‌های پخت سريع هستند . خشک كن‌های مورد استفاده در اين جا يا تونلی يا رولری و یا عمودی هستند كه خشک کن رولری ، خشک كن سريع می باشد . خشک کن های تونلی ، پيوسته هستند . در خشک كن های عمودی مي باشد كه مسير را به صورت مجزا و تک تک طی می کنند و در مدت ۴۵ دقيقه كاشی خشک می شود .

مطابق تصوير :

کوره ی پخت بیسکویت :

مواد اوليه
يكي از فاكتورهای مهم در انتخاب مواد اوليه نوع مواد اوليه و به ویژه از لحاظ مينرالی است . در پایان توليد كاشی ديواری و حتی کاشی كف ، بايد فازهای خاصی در کاشی وجود داشته باشد تا کاشی دارای خواص مطلوبی مانند‌ شوک پذيری و استحكام مناسب و … باشد .
مهمترين فاز، فاز آنورتيت و ولاستونيت است كه به دلیل سوزنی شکل بودن بلورها و نیز ضريب 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 .
دياگرام فازی سه تایی SiO2 و CaO و Al2O3 را در نظر می ‌گيريم :

تركيب اوليه به گونه ای انتخاب می شود که همواره در محدوده ی آنورتيت قرار داشته باشد ، بنا براین نقطه ی متناظر با این ترکیب ، همان نقطه ی واقع در مثلث داخلی ولاستونیت – آنورتیت – سیلیس است كه بالای خط نقطه چين 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 تركيبات و فازهای پيچيده‌ای پس از پخت در بدنه ها می گردد . مينرال‌های ايليت ، كلريت ، كربنات كلسيم ، پيروفيليت ، دولوميت ، فلدسپات ها ، ميكا 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 .

ايليت
در خاكی كه انتخاب می كنيم ، معمولاً درصدی مينرال ايليت يا پيروفيليت وجود دارد . ساختار كريستالی آن ها به صورت زیر است که به همین دلیل نیز ، خواص خوبی دارند .

اين نوع ساختار ، بر رفتار حرارتی آن تاثير بسزایی دارد . پيروفيليت و مونت موری لونيت هم دارای ساختار و خواص حرارتی مشابه هستند . از جمله خاک‌های ايليتی در ايران ، خاک آباده (کائولن آباده) است .
نمونه ای از آنالیز مينرالی يک خاک ايليتی 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 معمولي پس از پرس :
قطعه پس از پرس منبسط می شود كه اين انبساط حدود ۸/۰ – ۵/۰% نسبت به ابعاد قالب پرس است كه ناشی از تغيير شکل الاستيک خاک است .
ـ استحكام خشي خام و خشك خوب :
استحکام خام بيش از kg/cm2 6 ، و استحكام خشك بيش از kg/cm214 مطلوب است.
ـ تغييرات ابعادی :

انقباض پس از پخت در ۱۰۲۰ درجه سانتي‌گراد در حدود ۶ – ۲ درصد است .
ـ جذب آب :
که در حدود ۵ – ۳/۱% می ‌باشد .
اگر در يک خاک ايليتی كربنات كلسيم وجود داشته باشد ، خواص خاک را تضعیف می کند .

بنتونيت و مونت موري لونيت
از ویژگی های مهم اين خاک ها ، پلاستيسيته و ریزدانه بودن آن ها است . معمولاً بنتونيت را به دو نوع سديمی و كلسيمی تقسيم می ‌كنند . بتونيت‌های سديمی ، پلاستيسيته قابل توجهی نسبت به نوع كلسيمی دارند كه نوع سديمی مطلوب تر است .

مشخصات تكنولوژيكی بنتونيت
ـ انبساط معمولی پس از پرس ؛
ـ استحكام خام و خشک بسيار زياد ؛
ـ انقباض خشک زياد ؛ حتی بيشتر از يک درصد ؛
ـ انقباض پخت بين ۸ – ۵% در دمای ۱۰۲۰ درجه سانتی ‌گراد ؛
ـ جذب آب حدود ۱۶ – ۱۱% ؛
بنتونيت در ايران در لتيان ، لواسانات و حوالی قزوين وجود دارد . بنتونیت دارای رنگ پیش از پخت سبز طوسی ، و ریزدانه می باشد . رنگ پس از پخت بنتونيت نیز ، به دلیل وجود آهن (ترکیبات آهن) در آن ، قرمز می باشد .
تالک

مينرالی سه لايه‌ای (تری اكتائدر) و دارای ساختار بسيار نرم می باشد که به راحتی خرد می شود . تالک جزء رس های غير پلاستيک به شمار می رود . در كاشی ديواری از تالک به عنوان ماده خنثی استفاده می ‌شود؛ زیرا دمای پخت آن در حدی نيست كه به عنوان گدازآور(فلاكس)عمل كند، در حالی که در كاشی كف–به علت دمای پخت بالاتر-به عنوان فلاكس عمل میکند.تالک،منبع وتامين كننده MgO می‌باشد

مشخصات تكنولوژيكی تالک
– انبساط معمولی بعد از پرس
ـ استحكام خام و خشک كم ؛

چون تالک ماده ای غير پلاستيک است ، استحكام آن زير kg/cm2 6 است .
ـ‌ جذب آب بسيار زياد (بیشتر از ۲۵%) بعد از پخت در ۱۰۲۰ درجه سانتی ‌گراد

ـ انبساط پس از پخت ؛
ـ انبساط پس از خشک كردن ؛
يكي از دلايل استفاده از تالک ، انبساط پس از پخت آن است .
– قرمز بودن رنگ پس از پخت آن ؛ ناشی از تبدیل آهن ۲ به آهن ۳ .

كربنات‌ها
دلايل استفاده از كربنات ها:
۱- باعث تشکیل فاز آنورتيت و ولاستونيت می ‌‌گردد ؛

۲ـ باعث بالا رفتن استحكام می گردد ؛
۳- از ایجاد عيب بلک كور(black core) جلوگيری می نماید ؛
۴ـ باعث تثبيت ابعاد در كاشي ديواری می ‌شود .
در كاشی كف ، كربنات‌ها برعكس عمل می ‌كنند . بنابراین در این موارد از آن ها استفاده نمی کنند .
انواع بدنه‌های كاشی ديواری

 

۱ـ ماجوليكا : به دلیل داشتن آهن ، رنگ پخت آن قرمز است .
۲ـ كاتوفورت : به دلیل داشتن آهن ، رنگ پخت آن قرمز است .
۳ ـ ‌ارتن ور: رنگ پخت آن سفيد است .
۴ـ‌ مونوپروزا : تک پخت سريع است كه رنگ پخت آن قرمز يا سفيد است

.
۱ـ ماجوليکا
در بدنه های ماجوليكا ، معمولاً از خاک های رسی آهكی دارای مقادیر زيادی از كربنات ها،استفاده می شود كه معمولاً همراه با رس حاوی آهن می ‌باشد . در بین بدنه های فوق ، ماجولیکا بيشترين مواد كربناتی را داراست كه بيش از ۱۱% CaO دارند .
اين امر نشان دهنده ی وجود دولوميت در بدنه است . از مزيت‌های كربنات ها تثبيت ابعاد ، تامين جذب آب كافی ، تنظيم ضريب انبساط حرارتی و خارج كردن كوارتز از حالت آزاد از طريق تركيب با سيليس و تشکیل سيليكات می باشد .

اجزاء كمكی ديگر می تواند سيليس ، انواع فلدسپات‌ها و انواع ميكا باشد . اگر از يک رس آهكی استفاده شود ، چون در هنگام پخت انبساط زيادی دارد ، استحكام نخواهد داشت .
بنابراین از رس حاوی آهن استفاده می کنیم كه دارای بیش از ۶% Fe2O3 می باشد . کوارتز(سیلیس) اسكلت ساختار را می ‌سازد ؛ تثبيت كننده ی ابعاد است و تغييرات ابعادی را به حداقل می ‌رساند ؛ باعث افزايش استحكام و كاهش انقباض پخت و افزایش استحکام خام می گردد . علت این امر ، افزایش دانسیته ی خام در اثر افزودن سیلیس می باشد که موجب افزايش دانسيته ی خام و در نتیجه کاهش میزان تخلخل بدنه ی خام می ‌شود .

این امر نیز به نوبه ی خود ، باعث افزایش استحكام خام و پخت ، کاهش انقباض پخت و تغییرات ابعادی می گردد .
خاک رس آهکی Al2O3 5-11%
Cao 11%>
Fe2O3 7 – ۳%

از نظر مينرالی ، اين خاك ها پيچيده و دارای مينرال های فراوانی را می باشند .
آسياب كردن بدنه‌ های ماجوليكا به صورت تر انجام مي‌گيرد. زیرا زمانی كه خاک كربنات داشته باشد ، مواد كربنی به صورت خشک باقی می ‌مانند . از آنجا که درپخت بیسکویت تمام مواد تجزيه نمی ‌شوند ، این مواد در حین پخت لعاب تجزيه می ‌شوند و جوش لعاب را بوجود می ‌آورند كه در اصطلاح تجربی آن را آلوک می نمایند .
به همين دليل آن ها را با بالميل تر آسیاب می کنند كه پس از بالميل ، زبره ی دوغاب حاصل، و یا به عبارت بهتر ذرات باقي مانده روی الک ۶۳ ميكرون ، باید ۸-۵% باشد .
خشک كردن اين بدنه ها مشكل نيست ، زیرا مواد اضافی زيادی استفاده می‌‌شود .