عیوب اصلی در تولید کاشی و سرامیک
یكی از عیوب اصلی در تولید كاشیهای سرامیكی، كه تأثیر به سزایی در كیفیت محصول نهایی دارد، عدم یكسانی رنگ (شید رنگی) بین كاشیهایی از یك نوع است. مطالعات انجام شده نشان میدهد، منشأ این عیوب، بیثباتی و یكسان نبودن خصوصیات فیزیكی و شیمیایی موادی است كه به جهت دكور كاشیها، مانند بدنه، انگوب، لعاب، رنگ و ... مورد استفاده قرار میگیرند.
از طرفی عامل مؤثر دیگر فرآیند تولید نامناسب به ویژه در هنگام اعمال انگوب و لعاب، دكوراسیون و همین طور پخت کاشی میباشد.
امروزه سیستم اعمال لعاب در بسیاری از كارخانجات كاشی سیستم "Bell" است. با وجود اینكه استفاده از سیستمهای اعمال لعاب دیوارهای (سیستمی كه تحت عنوان Filera نامیده میشود) در سالهای اخیر رواج زیادی داشته است، هنوز بسیاری از تولیدكنندگان كاشی از سیستم Bell در اعمال لعاب و انگوب استفاده میكنند كه هزینه كمتری به تولیدكننده تحمیل مینماید.
عیوب زیادی كه وابسته به یكسانی رنگ بین كاشیهای مختلف است، بر اثر تغییرات در سرعت جریان تخلیه سیستمهای تغذیه لعابهای رایج به دلیل تنوع ویسكوزیته لعاب در همزنها و مخازن پمپها اتفاق میافتد. این تغییرات ویسكوزیته عموماً بر اثر تغییرات دمایی ایجاد شده در لعاب به دلیل هم زدن و فلوكولاسیون در دمای پیرامون میباشد كه تأثیر زیادی بر روی میزان لعاب اعمال شده بر روی كاشی داشته (گرماژ و میزان لعاب اعمالی بر روی بدنه) كه در نتیجه منجر به ایجاد تغییرات رنگ در لعاب میگردد.
تغییر سرعت جریان تخلیه، بر اثر از دست دادن انرژی مكانیكی در هنگام عبور از منبع تغذیه، موجب ایجاد تغییرات در ویسكوزیته میشود. اغلب سیستمهای تغذیه لعاب برای اعمال توسط سیستم Bell، از لولههای فلزی تشكیل شده كه لعاب از طریق آن به سیستم پمپ میشود و ارتفاع آن به حد قابل قبول برای ریزش بسته به طرح كارخانه مورد نظر می رسد. انتهای این لوله ها، دهانه مخروطی شكل كوچكی دارد كه در انتهای آن قسمت، شیر تنظیم دستی سرعت جریان لعاب به Bell وجود دارد و بنابراین مقدار لعاب اعمالی بر روی كاشی مشخص میگردد. درست بعد از این شیر، یك لوله با ضخامتی برابر لوله قبلی وجود دارد و در انتهای آن نازلی با قطر ثابت وجود دارد كه از آن طریق سوسپانسیون لعاب بر روی Bell جریان مییابد. روش كنترل برای تصحیح میزان سرعت جریان لعاب، نیاز به اندازهگیریهای مرتب گرماژ یا مقدار لعاب اعمالی بر روی صفحه كنترل فلزی به صورت دستی دارد. در بهترین حالت هر نیم ساعت یك بار، دیوارهای بر روی Bell ایجاد میكنند تا اگر میزان لعاب از اندازه مشخص آن بیشتر یا كمتر شد، اپراتور نسبت به تصحیح سرعت جریان لعاب با استفاده از شیر اقدام نماید. این روش با توجه به خصلت تناوبی آن، نمیتواند روش مناسبی برای اعمال یك مقدار ثابت لعاب بر روی بدنه باشد و در نتیجه عدم یكسانی رنگ در نمونههای نهایی ایجاد میگردد.
مسلماً افرادی که در کاخانجات تولیدی کاشی و سرامیکی کار میکنند، با این قبیل عیوب کاشی کمابیش آشنایی دارند. بحث و بررسی انواع مهم ترین عیوب مشاهده شده در کاشیها، توضیح در مورد علت شکل گیری آنها و روشهای رفع آن به صورت تیتروار در ادامه آورده شده است.
انواع حفره:
حفره نوع 1.
این عیب شامل یک حفره کوچک یا یک گودی ریز و کوچک است که در سطح لعاب قرار دارد.
علتهای احتمالی:
این عیب به دلیل حبس حبابهای هوا میتواند باشد. این مشکل در حین اعمال لعاب (وقتیکه از سیستم بل استفاده میشود) حاصل میگردد.
راهحل پیشنهادی:
برای ممانعت از حبس هوا لازم است سیستمهای اعمال لعاب را در بهترین شرایط قرار دهیم (نه زیاد پر و نه در حد مینیمم) این سیستمها میتواند لولهها و غیره باشد.
حفره نوع 2.
عیب شامل یک حفره کوچک با ابعاد حدودی یک میلیمتر میباشد و عیب از سطح لعاب تا بدنه نفوذ میکند.
علتهای احتمالی:
منشأ اصلی عیب عدم چسبندگی لعاب به بدنه میباشد و میتواند به علت وجود ذرات خارجی که اثر عایق بودن را دارا هستند ایجاد شود.
راهحل پیشنهادی:
1- قبل از اعمال لعاب سطح بدنه کاملاً تمیز شوند.
2- همچنین نشتی احتمالی مواد ضد آب، مثل روغنها و گریس در طول خط که ممکن است روی قطعه قبل از اعمال لعاب بیفتد را باید چک کرد.
حفره نوع 3.
عیب به دلیل حفرههای کوچک در سطح لعاب که ابعاد آنها یک دهم میلیمتر میباشد ایجاد شده و با گودی و فروفتگی کوچکی در سطح ظاهر میشود.
علتهای احتمالی:
این عیب از گاز های بدنه ناشی میشود واین گازها به دلیل حضور ناخالصیهایی است که ماهیت آلی دارند.
راهحل پیشنهادی:
لازم است چک شود که آیا مواد اولیه دارای مواد آلی است یا نه. بالاخص کانیهایی که دارای ترکیبات رسی هستند. لازم است مواد اولیه با الک ریزتری الک شوند. الک 125 میکرون پیشنهاد میگردد. همچنین پیشنهاد میشود آسیاب بدنه را افزایش داد. (زمان سایش را زیاد کرد)
حفره نوع 4.
این عیب از وجود حفره بزرگ و دایرهای شکل بر روی سطح لعاب ایجاد میشود. ابعاد حفرهها حدود یک میلیمتر است لعاب اطراف منقبض شده بهطوریکه یک قسمت از بیسکویت خالی از لعاب میباشد.
علتهای احتمالی:
این عیب به علت عدم چسبندگی لعاب با بدنه حاصل میشود و به این دلیل است که سطح بیسکوئیت کثیف بوده و یا ناخالصیهای درشت در بدنه سرامیک پایه وجود دارد که غالباً در حین فرآیند خشک شدن ایجاد میگردد.
راهحل پیشنهادی:
سطح بیسکویت باید کاملاً برس کشیده شده و تمیز شود. برای کاهش بروز عیب پیشنهاد میگردد که قطعه قبل از اعمال لعاب و یا انگوب کاملاً خیس شود. آنالیز دقیق از باقیمانده دوغاب بدنه روی الک پیشنهاد میگردد. (زبره دوغاب بدنه آزمایش شود)
لعاب نگرفتگی نوع 1.
عیب عبارت است از فقدان قسمتی از لعاب در طول یک ضلع یا قسمتی از سطح کاشی. فقدان لعاب اغلب چند میلیمتر است که با یک انقباض قابل توجهی در منطقه معیوب همراه است. این عیب میتواند پدیده خزش و حلقهای شدن لعاب را به دنبال داشته باشد.
علتهای احتمالی:
این عیب میتواند در فاصله انتقال از خطوط لعاب تا ورودی کوره ایجاد شود. در این حالت قطعه به صورت ناگهانی دچار سایش و خراشیدگی میگردد. این عیب اغلب تحت شرایط زیر ایجاد میشود:
1- تماس با راهنماها و دیگر کاشیها در حین انتقال
2- در مجاورت ذخیره کنندهها و ماشینهای بارگیری رولر باکسها و یا کوره
راهحل پیشنهادی:
باید پس از اعمال لعاب، کلیه خطوط انتقال به دقت بازرسی گردد و توجه زیادی به راهنماها و مناطق انتقال در ماشینهای تخلیه و بارگیری و یا تسمههای خطوط شود.
لعاب نگرفتگی نوع 2.
این عیب زمانی وجود دارد که لعاب در نزدیکی ضلع کاشی وجود نداشته باشد.
علتهای احتمالی:
این عیب احتمالاً به دلیل چسبندگی بین بدنه، انگوب و لعاب میباشد و میتواند به عنوان مثال از طریق وجود یک ذره دوباره پرس شده و بعضی آلودگیهای ضد آب مثل گریس و روغن و غیره ایجاد شود. این عیب در مرحله لعابکاری ایجاد میشود و احتمال جوش و تاول و ترک نیز وجود دارد و بههرحال بعداز پخت قابل رویت خواهد بود.
راهحل پیشنهادی:
پیشنهاد میشود که قبل از اعمال لعاب، بدنه کاملاً تمیز باشد. سپس احتمال وجود قطرات مواد ضد آب مثل گریس و روغن و غیره را که ممکن است تصادفی برروی کاشی در حین حرکت و انتقال بریزد را کنترل کرد. نهایتاً کیفیت قطعه را در حین فرایند پرس شدن بهخوبی بررسی نمود.
ترک:
ترک نوع 1.
عیب به صورت یک خط خیلی نازک که از لبه کاشی شروع شده و از یک طرف به طرف دیگر کشیده می شود ظاهر میگردد.
علتهای احتمالی:
عیب معمولاً از 2 فاکتور که میتواند توأم باهم عمل نماید باشد. اول وجود کوارتز اضافی در قطعه پخته شده و دوم گرادیان حرارتی زیاد که در حین سرد کردن ممکن است بهوجود آید.
راهحل پیشنهادی:
لازم است بازرسیهای منظمی از نمونه پس از خروج از کوره را انجام داد و پروفایل منحنی سرد شدن را اصلاح کرد. به این ترتیب میتوان توازن دمای بالا و پایین کاشی را در منطقه بحرانی انتقال فاز کوارتز (573 درجه سانتیگراد) برقرار کرد. بهعلاوه باید بررسی کرد که کوارتز و یا مواد ته مانده در مواد اولیه تغییر نکرده باشد و نهایتاً باید توجه داشت که ابعاد متفاوت کاشی، تنظیمات خاص منحنی حرارتی را نیاز دارد.
ترک نوع 2.
عیب به دلیل حضور یک ترک یا بیشتر که به بدنه میرسد و بهطور عمود بر لایه کاشی متمرکز شده است بهوجود میآید.
علتهای احتمالی:
این عیب به دلیل پیش پخت سریع میباشد. دیگر علت، اختلاف حرارتی زیاد بین دمای پایین رولر و بالای رولر میباشد. علت دیگر نیز میتواند به دلیل بعضی از فرایندهای ناصحیح در پرس باشد.
راهحل پیشنهادی:
لازم است سیکل پخت و منحنی پخت را طوری تغییر داد که از خشک شدن سریع اجتناب گردد و بهعلاوه ترتیب و جایگذاری بهتر مشعلها در حل این مشکل مفید خواهد بود و در غیر این صورت بایستی به فرآیند پرسینگ، بالاخص در رابطه با نشست قالب، هواگیری و تلرانس بین پانچها و تیغهها توجه کافی مبذول نمود.
ترک نوع 3.
عیب به صورت یک ترک چند میلیمتری یا بیشتر است که عمود بر لبه کاشی ظاهر میگردد.
علتهای احتمالی:
این عیب در حین خروج کاشی از قالب شکل میگیرد. در غیر این صورت ترک میتواند در حین خشک شدن یا در حین انتقال کاشی خام تشکیل شده باشد.
راهحل پیشنهادی:
ابتدا بایستی علت دقیق وجود عیب با کنترل اینکه این عیب در خروجی پرس و یا خروجی خشککن میباشد شناسایی گردد. سپس پارامترهای حین پرس و حین خشک شدن را تنظیم نمود. همچنین میتوان پارامتر استحکام مکانیکی بدنه خام را کنترل نمود بهطوریکه میزان پلاستیسیته بهینه گردد.
ترک نوع 4.
عیب به صورت منظمی از ترک که در لبه ها وجود دارد و لعاب را مثل بدنه تحت تاثیر قرار می دهد.
علت های احتمالی:
1- این عیب میتواند به دلیل شوک حرارتی (در مرحله پیش پخت، حرارت سریع داده شود) و یا اختلاف حرارتی زیاد بین بالا و پایین رولر باشد.
2- این عیب میتواند در حین پرسینگ هم اتفاق افتاده باشد.
راهحل پیشنهادی:
1- سیکل و منحنی حرارتی را به روشی که شوک حرارتی کاهش داده شود تغییر داد.
2- نصب مشعل در جاهای مناسب
3- انجام تنظیمات پرس به نحوی که تلرانس بین تیغهها و پانچها مناسب میباشد.
4- هواگیری بخوبی انجام شود.
خراش (Scratch):
عیب به دلیل کشیده شدن رنگ چاپ سیلک در جهات خاص ایجاد میشود.
