Изразцы

ИзразецИЗРАЗЦЫ, облицовочный материал для комнатных печей; Изразцы состоят из пластины а и румпа b (фиг. 1). Поверхность пластины, противоположная румпу (т. е. при заделке наружная сторона), почти всегда покрывается глазурью и делается или совершенно гладкой или же с рельефными украшениями. Румп, находящийся на задней стороне изразца, представляет собой четырехугольное кольцо с округленными углами и служит для примазывания изразца к кладке печи, причем внутренность румпа заполняется кирпичным щебнем с раствором. Кроме обыкновенного изразца, изображенного на фиг. 1, вырабатывают еще угловые изразцы (фиг. 2), а также карнизные. Изразцы должны прежде всего выдерживать без повреждений и вообще существенных изменений быстрое нагревание печи. Для изготовления изразцов могут служить любые пластичные, дающие не слишком сильную усадку при обжиге, глины. Натуральный цвет глин для приготовления изразцов роли не играет, т. к. обыкновенно наружная поверхность изразца покрывается белою или окрашенною, но не просвечивающею, глазурью или же ангобом, покрытым в свою очередь прозрачною свинцовою глазурью.

ИзразцыВ отношении состава изразцовых глин следует отметить существенное влияние на качество приготовляемых изразцов содержания в них углекислой извести. Опыт показал, что для изразцовых масс допускается в среднем содержание 25—30% углекислой извести. Обыкновенно в качестве сырья для изразцов пользуются природными мергелями, и для получения изразцовых масс надлежащих качеств смешивают между собою различные глины и мергели. В случае недостатка углекислой извести в глине последняя м. б. обогащена углекислой известью добавкой к ней природного известняка или мела. Крупнозернистые песчаные примеси в глинах вредны для изготовления изразцов, и поэтому д. б. удалены путем отмучивания. Однако, к отмучиванию изразцовых глин прибегают лишь в самых крайних случаях, т. к. эта операция существенно удорожает производство изразцов. Более применим технически и более выгоден прием пропуска глины с крупнозернистыми примесями через бегуны или вальцы, где эти примеси измельчаются и одновременно тесно смешиваются с глиной. Примерный состав изразцовой глины следующий: 47,86% SiО2; 11,90% Аl2O3; 5,18% Fe2O3; 25,40% СаСO3; 1,71% MgO; 3,66% щелочи; 4,64% воды.

Подготовка массы заключается в отмучивании глины, если этого требует состав последней, и в перемешивании глины с добавляемыми к ней другими глинами, мелом или песком. Последний приходится прибавлять в тех случаях, когда глина жирна и ее не удается сделать достаточно формующейся добавкой других тощих глин. Тщательное перемешивание массы необходимо для получения доброкачественных изразцов, особенно когда в состав массы входит несколько различных по свойствам материалов. При отмучивании глины удается значительно лучше перемешать массу, но зато в дальнейшем процесс усложняется работой по удалению избытка воды. Для удешевления процесса обезвоживания жидкой глиняной массы после отмучивания ее собирают в отстойные бассейны и дают глине отстояться. Воду сверху сливают, а оставшуюся густую массу высушивают до нормальной консистенции формующегося теста. Полученное тесто пропускают обыкновенно через вертикальную глиномятку несколько раз, после чего масса готова для формовки.

Формовка изразцов может быть ручная и машинная с помощью прессов. При ручном способе формовку изразцов можно вести двояко: 1) пластину и румп готовят отдельно, затем подсушивают (до состояния кожи) и тогда соединяют вместе с помощью жидкой массы; 2) и пластину и румп формуют и тотчас же соединяют вместе. В последнем случае обычно после высушивания перед обжигом изразцы подвергают шлифовке. Формовка пластины производится на гончарном круге, употребляемом в гончарном производстве, причем для получения правильных размеров пластины пользуются металлическими или железными формами.

Для механической формовки изразцов употребляют специальные (обыкновенно ящичные) прессы с ручным и механическим приводом. Глину, помещенную в такой пресс, с помощью поршня выдавливают через соответствующий мундштук и втискивают в прижатую к мундштуку форму. Затем проволокой сформованный изразец отделяют от всей массы глины и вынимают из формы. На фиг. 3 изображен изразцовый пресс Дрешера.

Изразцовый пресс Дрешера

Одной зарядки такого пресса может хватить на 30 штук изразцов, прессуемых одновременно с румпом как одно целое. Первоначально формы готовились из гипса и для прочности связывались железными полосами. Они не требовали смазки маслом и давали изразцы с равномерной поверхностью. В последнее время формы начали делать металлические, гл. образом бронзовые. Перед наполнением глиной металлические формы смазывают маслом, чтобы сформированные сырые изразцы можно было легко вынимать из форм. Производительность такого пресса при двух рабочих - 120—180 прямых кафелей и 80—95 углов в 1 час. В прессе фирмы Дехерт и сыновья имеется приспособление для выемки сформованных изразцов, для чего форма делается составной и укрепляется на общей плите; плита, как и в предыдущем случае, делается откидной и при формовке прижимается к мундштуку пресса с помощью перекидного рычага. На фиг. 4 показаны отдельные части составной формы для этого пресса.

Отдельные части составной формы изразцового пресса Дрешера

При этом устройстве часть формы с сердечником для румпа позволяет после формовки снимать готовое сырье и выкладывать его пластиной книзу. Если же требуется после расформовывания выложить готовый изразец на румп, то пользуются особым грейфером, изображенным на фиг. 5, которым отформованный изразец подхватывается за румп, вынимается из формы и ставится пластиной кверху. Для формовки углов на прессе монтируется специальный мундштук, к которому во время формовки нажимается соответствующих очертаний форма. 

Грейфер, которым отформованный изразец подхватывается за румп, вынимается из формы и ставится пластиной кверху

На фиг. 6 показан пресс для формования углов.

Пресс для формования углов изразца

После формовки изразцы сушат; так как при процессе сушки изразцы, особенно с гладкими (без рельефов) поверхностями, коробятся и искажают свою первоначальную форму, то они в состоянии еще не вполне сухом подвергаются обработке, имеющей целью исправление дефектов сушки и сообщение им правильной и ровной поверхности, толщины и углов. Для этого подсушенные изразцы прихлопывают поверхностями о твердые полированные плиты из чугуна, гранита или мрамора, затем заглаживают деревянными правилками и, наконец, строгают и полируют специальными полировочными ножами и скалками. Углы, кроме того, проверяют по шаблонам и соответственно исправляют. Всю эту дополнительную обработку изразцов нужно производить при таком состоянии сухости, когда изделия хотя и сохраняют еще известную мягкость в обработке, но уже не имеют при дальнейшем высушивании склонности к усадке. После этих операций делается подправка поверхностных недостатков с помощью тестообразной массы, смешанной с шамотом, и, наконец, поверхность изразца заглаживается мокрой губкой или кожей; после этого изразец высушивают и иногда протирают наждачной бумагой.

Обработанные т. о. изделия подвергаются первому обжигу (утильному) в тех же самых печах, в которых производят и окончательный обжиг глазурованных изразцов. Так как при этом обжиге трудно избежать некоторого искривления поверхностей изделия, особенно гладких, то после обжига необходимо изразцы подвергнуть шлифованию, чтобы иметь совершенно ровные поверхности и чтобы растекание глазури по поверхности было вполне равномерным. Эта операция при ручном способе сопряжена с трудностями, которые при шлифовании сырых изразцов не имеют места, и, кроме того, неизбежное выделение пыли при этой операции отражается на здоровье рабочих, занятых этой обработкой. Эти затруднения устраняются применением специальных шлифовальных машин, в которых движется шлифующая плита, а изразец или остается совершенно неподвижным или же имеет только вращательное движение. На фиг. 7 представлен тип шлифовальной машины для обожженных изразцов, состоящей из медленно вращающейся железной плиты А, над которой на колоннах помещается особое кольцо В с вмонтированными гнездами для ползунов С, которые в свою очередь опираются на обоймы, охватывающие шлифуемые изразцы.

Шлифовальная машина для обожженных изразцов

С помощью цепи (или зубчатого колеса) валы ползунов приводятся во вращательное движение, которое м. б. приостановлено для каждого вала в отдельности особыми рычагами. При сухом шлифовании верх машины устраивается конусообразным и трубой сообщается с эксгаустером для отсасывания пыли. Для хранения песка, необходимого при шлифовании, машина снабжена 3—4 цилиндрическими сосудами J, из которых песок стекает на шлифовальную плиту по трубам К. При мокром шлифовании устройства для отсасывания пыли не требуется, и на его место, на машине монтируется сосуд с водой. Рядом с большой шлифовальной плитой устраивается еще малая М для шлифования вручную места сгиба углов. Для этой плиты имеется сосуд с песком J' и к нему спускная трубка К1. Производительность машины при 10 ползунах колеблется от 800 до 2000 штук в день в зависимости от твердости шлифуемых поверхностей и шлифовального песка.

Глазурование изразцов перед вторым обжигом покрываются глухой белой или окрашенной глазурью - свинцовой глазурью, в которую для заглушения вводится окись олова или криолит. Примерный состав глазури для изразцов, выраженный в зегеровской формуле, следующий: 0,1Na2O; 0,2СаО; 0,7РЬО; 2,8SiО2; 0,2В2О3; 0,5SnО2. Получается эта глазурь предварительным сплавлением следующих материалов:

izrazcy t1

В отношении состава изразцовых глазурей можно придерживаться следующих общих правил. Глазури для масс с большим содержанием извести должны иметь такое количество кремнекислоты, чтобы при плавлении они не могли извлекать кремнезема из самой массы. Если нужно с помощью щелочей сделать глазурь более легкоплавкой, то заменяют 0,1—0,2 эквивалентов окиси свинца щелочами, не изменяя количества кремнезема в глазури. При понижении температуры плавления глазури с помощью борной кислоты нужно вводить борного ангидрида 0,2—0,3 эквивалента на 1 эквивалент окиси свинца; при этом должно сохраняться отношение окиси олова к щелочам 0,5SnO2:1RO. В глазурях для масс с малым содержанием извести при незначительном содержании кремнезема заменяют часть окиси свинца щелочами и известковым боросиликатом. Если употребляются для глазури только щелочи, то содержание окиси олова должно быть выше указанного отношения. Если глазурь обнаруживает склонность к отскакиванию или растрескиванию, то целесообразнее изменять соответственным образом состав массы, а не глазури. В случае необходимости сохранить неизменным состав массы и подгонять к ней глазурь нужно для сильно известковых масс подбирать легкоплавкие глазури со сравнительно небольшим содержанием окиси олова, добавляя в известных случаях в глазурную смесь каолин. При массах с небольшим содержанием извести следует поступать обратно, т. е. употреблять тугоплавкие глазури с большим содержанием окиси олова и совершенно не вводить в глазури каолин. Глазурование изразцов производится поливанием, для чего глазурный материал д. б. тщательно измолот и разболтан в воде до консистенции густых сливок. Поливание выполняют вручную. Подготовленный вышеизложенным способом изразец держат левой рукой в вертикальном положении, в то же время правой рукой с помощью деревянного ковша зачерпывают глазурную массу и равномерно разливают по поверхности изразца; при этом избыток глазури стекает в бак, где помещается глазурь. После подсушивания глазурного слоя зачищают ножом края и счищают щеткой избыток глазури.

После глазурования изразцы подвергаются второму обжигу, во время которого нанесенный глазурный слой сплавляется и равномерно растекается по поверхности изделия. Т. к. свинцово-оловянные глазури легко восстанавливаются, причем глазурь в этом случае темнеет и содержит черные вкрапления, то следует при обжиге избегать сильно коптящего пламени, особенно в тот момент, когда глазурь только начинает сплавляться. Регулирование состава печной атмосферы легко достигается при употреблении в качестве топлива дров; кроме того, необходимо озаботиться также и защитой обжигаемых изделий от непосредственного воздействия пламени. Печные установки для обжига изразцов следует выбирать такие, чтобы в них м. б. легко получать окислительное пламя. Чаще всего для этой цели употребляются лежачие печи кассельского типа. В большинстве случаев такие печи представляют в плане прямоугольник, при чем короткая сторона снабжена топками, а противоположная ей - отводом для дымовых газов.

На фиг. 8 представлен тип кассельской печи, имеющей следующие размеры: длина (включая топочную камеру) 5 м (длина рабочего пространства 4,25 м), ширина 2 м, высота в середине 1,70—1,80 м.

Кассельская печь для отжига изразцов

Передняя стенка печи снабжена тремя печными отверстиями, из которых среднее делается обыкновенно больше крайних. Печное пространство от топочного отделяется ширмой в кирпич (25 см) толщиной, отстоящей от передней стенки на 50—60 см.
Печь с обратным движением пламениШирма эта сверху, более чем до половины, снабжена отверстиями для прохода пламени, внизу же на самом поду сделаны три широких отверстия, от которых по длине печи вплоть до задней стенки при установке обжигаемых изделий оставляются каналы для нижнего прогрева печного пространства. Задняя стенка печи снабжена входом для посадки изделий в печь, который во время обжига закладывается кирпичом и плотно замазывается. Отверстие над входом в печь служит для посадки изделий (сравнительно малоценных) в пространство под трубой. Как на вариант такой печи можно указать на печь с обратным движением пламени (фиг. 9). В этой печи, имеющей такую же форму, как и описанная выше, топочные отверстия, вход в печь и дымовая труба находятся в передней части печи. Пламя из топок идет низом по каналам под подом, поднимается около задней стенки, проходит через решетчатую ширму и движется по печному пространству в обратном направлении. Преимущество этой печи то, что получается чистое, беззольное пламя и легко достигается окислительная атмосфера, но зато, благодаря очень длинному пути пламени, изделия, находящиеся в печи у выхода печных газов в трубу, слабо обжигаются.

Чтобы вполне защитить изделия от непосредственного соприкосновения с пламенем, применяют при обжиге изразцов муфельные печи. Примером таких печей является печь Ришера, изображенная на фиг. 10.

Муфельная печь Ришера для обжига изразцов

Внутри она представляет собой закрытый со всех сторон муфель. Топочные газы проходят внизу под подом муфеля по направлению к противоположной муфельной стенке; здесь они, поднимаясь, изменяют свое направление и возвращаются по боковым каналам с тем, чтобы затем направиться по верхним, лежащим над сводом, каналам в трубу. Каналы а подводят под колосники подогретый воздух. Канал b служит для подведения подогретого воздуха внутрь муфеля, чтобы с помощью его можно было удалять испаряемую изделиями влагу через отверстие d. В первый период обжига оставляется открытым также и смотровое отверстие с для входа в муфель внешнего воздуха. Когда температура в печи доходит до тёмно-красного каления, воздушный канал b закрывают, т. к. к этому времени вся влага уже удалена. В отношении размеров печи рекомендуется строить ее емкостью в 11—12 м3. В виду весьма длинного пути, который должны проходить газы, необходимо для обжига выбирать лишь длиннопламенные сорта топлива. Муфельные печи, при всех своих положительных качествах, обладают тем недостатком, что потребляют сравнительно много топлива. Для сбережения топлива при обжиге строят многоярусные печи, в которых обжигаемые изделия постепенно нагреваются горячими газами, идущими от одного яруса вверх к последующим, где с помощью особых топок окончательно дожигаются. На фиг. 11 изображена трехъярусная печь Фейльнера, которая состоит из трех поставленных друг на друга кассельских печей.

Трехъярусная печь Фейльнера

Пламенные газы из нижней печи поступают во вторую печь через отверстия, сделанные в своде, и таким же образом из второй печи поступают в третью, откуда уходят в трубу. Когда обжиг в нижней печи закончен, сообщающиеся со второй печью отверстия закрывают, и продолжается обжиг изделий, уже достаточно подогретых во второй печи, и т. д. На фиг. 12 изображена двухэтажная печь Крафта с угольной экономической топкой и с камерой муфельного типа.

Двухэтажная печь Крафта с угольной экономической топкой и с камерой муфельного типа

Муфель (на фиг. не показан) строится из отдельных плит таким образом, что его под выстилается из плит на поставленных на ребро кирпичах (см. разрез), боковые стенки также строятся из плит и упираются на выпущенные из стенок печи кирпичи. Свод муфеля выводится каждый раз после окончания посадки изделий или из шамотных плит или же из необожженных изразцов. Топочные газы проходят внизу, омывая со всех сторон муфель, поднимаются у задней стенки печи вверх, проходят в обратном направлении через междуэтажную полость и попадают во второй этаж, откуда уже выводятся через свод в трубу.

При посадке изразцов в печь устраивают сначала по длине печи шуровые каналы высотой около 25 см и шириной 15—20 см. Затем тотчас же за ширмой устанавливают вертикальный ряд бракованных изразцов, лучше всего углов. Этот ряд сохраняется в продолжение нескольких обжигов и служит для задерживания золы и предохранения остальных изделий от действия остроконечного пламени, идущего непосредственно из топок. Далее следуют четыре ряда сырых (неглазурованных) изразцов и углов, затем ставят белый политой товар, и, наконец, последняя четверть печного пространства устанавливается изделиями с легкоплавкой глазурью или же сырым товаром. Под самой трубой снова укладывают, по возможности свободно, с большими промежутками, бракованные изделия. Изразцы ставят на ребро попеременно обращенными друг к другу глазурованными поверхностями и румпами, по возможности близко друг к другу - с промежутками в 1—2 см. Для большей устойчивости изделия укрепляют глиняными подставками. Отдельные горизонтальные ряды разделяют особыми плитами. Обжиг ведется сначала медленно, при осторожном повышении температуры. При начале плавления глазури, как было указано, следует избегать коптящего пламени, чтобы не было восстановительных процессов. По окончании обжига печь оставляют медленно остыть. За обжигом следят через смотровое окно с помощью зегеровских пироскопов и пробных черепков. Окончание обжига происходит обыкновенно при SK 010. Остуженный товар вынимают из печи и сейчас же сортируют.

Торговые сорта изразцов на русском рынке имеют полуторные размеры 22x40 см или 22x44 см и ординарные - 22x18 см и 27 х 18 см. Немецкие (берлинские) кафели имеют размер 22x25 см. Производство изразцов в СССР распространено в различных районах, из которых наиболее известными являются: ленинградский, тверской, ржевский, копысевский, клинский, гжельский. В Москве производство весьма высоких по качеству изразцов развито на заводе Власова. На Нижегородском заводе Костина в настоящее время восстанавливается бывшее на этом заводе еще до войны 1914—18 гг. производство изразцов. Довоенное производство печных изразцов для 1912 г. выражалось в 1511400 пудов причем это производство не удовлетворяло всей потребности в этого рода изделиях, и часть изразцов, приблизительно около 300000 пудов, в том же году была ввезена, гл. образом из Германии и Финляндии. Стоимость изразцов на московском рынке, согласно данным Московской товарной биржи, на 1927 г. колеблется в пределах 1,5—40 коп. за штуку франко Москва-склад, в зависимости от сорта изразцов.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 9 - 1929 г.

Печь с изразцами

Печь с изразцами

Изразцы

Изразцы

Изразцы

Изразцы