Sura hii inashughulikia sekta zifuatazo za bidhaa:

• kioo
• nyuzi za synthetic vitreous
• Udongo
• tile ya kauri
• kauri za viwanda
• matofali na tile
• kinzani
• vito vya syntetisk
• nyuzi za macho.

 

Inashangaza, sio tu kwamba sehemu nyingi za sekta hizi zina mizizi ya zamani, lakini pia zinashiriki michakato kadhaa ya kawaida ya jumla. Kwa mfano, zote kimsingi zinatokana na matumizi ya malighafi ya asili katika unga au umbo laini la chembechembe ambazo hubadilishwa na joto kuwa bidhaa zinazohitajika. Kwa hivyo, licha ya anuwai ya michakato na bidhaa zinazojumuishwa katika kikundi hiki, michakato hii ya kawaida inaruhusu muhtasari wa pamoja wa hatari za kiafya zinazohusishwa na tasnia hizi. Kwa kuwa sekta mbalimbali za utengenezaji zinaundwa na sehemu ndogo, zilizogawanyika (kwa mfano, utengenezaji wa matofali) na viwanda vikubwa, vya kisasa vya utengenezaji vinavyoajiri maelfu ya wafanyikazi, kila sekta inaelezewa tofauti.

Michakato ya Kawaida na Hatari

Kuna hatari za kawaida za usalama na afya zinazopatikana katika utengenezaji wa bidhaa katika sekta hizi za biashara. Hatari na hatua za udhibiti zimejadiliwa katika sehemu zingine za Encyclopaedia. Hatari mahususi za mchakato zimejadiliwa katika sehemu binafsi za sura hii.

Michakato ya malighafi ya kundi

Michakato mingi ya utengenezaji wa viwandani hupokea malighafi kavu kwa wingi au mifuko ya mtu binafsi. Malighafi nyingi ngumu hupakuliwa kutoka kwa magari ya reli au lori za barabarani hadi kwenye mapipa, hopa au vichanganya kwa mvuto, mistari ya uhamishaji wa nyumatiki, vidhibiti vya skrubu, vidhibiti vya ndoo au uhamishaji mwingine wa kiufundi. Paleti za malighafi zilizowekwa kwenye mifuko (kilo 20 hadi 50) au kontena kubwa za mifuko ya kitambaa (tani 0.5 hadi 1.0) hupakuliwa kutoka kwa trela za lori au mabehewa ya reli na lori za kuinua viwandani, korongo au vipandikizi. Mifuko ya mtu binafsi au malighafi huondolewa kutoka kwa pala kwa mikono au kwa usaidizi wa kuinua wenye nguvu. Malighafi zilizowekwa kwenye mifuko kwa kawaida huchajiwa kwenye kituo cha kutupa mifuko au moja kwa moja kwenye hopa za kuhifadhia au hopa za mizani.

Hatari zinazowezekana za usalama na afya zinazohusiana na upakuaji, utunzaji na uhamishaji wa malighafi ngumu ni pamoja na:

• mfiduo wa kelele katika safu ya 85 hadi 100 dBA. Vitetemeshi vya nyumatiki, vikandamizaji, vianzisha valvu, viendesha gari vinavyochanganya, vipeperushi, na vikusanya vumbi ni baadhi ya vyanzo vikuu vya kelele.

• yatokanayo na chembechembe zinazopeperuka hewani kutoka kwa uhamisho na mchanganyiko wa malighafi imara punjepunje. Mfiduo hutegemea muundo wa malighafi lakini kwa kawaida huweza kujumuisha silika (SiO₂), udongo, alumina, chokaa, vumbi vya alkali, oksidi za metali, metali nzito na chembechembe za kero.

• hatari za ergonomic kuhusishwa na kuinua kwa mikono au kushughulikia mifuko ya malighafi, vitetemeshi, au mistari ya uhamishaji na shughuli za matengenezo ya mfumo

• hatari za kimwili kutoka kwa magari ya reli au lori, trafiki ya lori ya viwandani, kufanya kazi kwa urefu wa juu, viingilio vya nafasi ndogo na kuwasiliana na vyanzo vya nishati ya umeme, nyumatiki au mitambo - kwa mfano, pointi za nip, sehemu zinazozunguka, gia za kuendesha gari, shafts, mikanda na pulleys.

 

Michakato ya kurusha au kuyeyuka

Utengenezaji wa bidhaa katika sekta hizi za biashara unahusisha mchakato wa kukausha, kuyeyuka au kurusha katika tanuu au tanuu. Joto kwa ajili ya taratibu hizi huzalishwa na mwako wa propane, gesi asilia (methane) au mafuta ya mafuta, kuyeyuka kwa arc ya umeme, microwave, kukausha dielectric na / au upinzani wa joto na umeme. Hatari zinazoweza kutokea kutoka kwa michakato ya kurusha au kuyeyuka ni pamoja na:

• yatokanayo na bidhaa za mwako kama vile monoksidi kaboni, oksidi za nitrojeni (NO_x) na dioksidi ya sulfuri

• mafusho na chembechembe kutoka kwa malighafi ya hewa (kwa mfano, silika, metali, vumbi la alkali) au bidhaa za ziada (km, floridi hidrojeni, kristobalite, mafusho ya metali nzito)

• moto au mlipuko kuhusishwa na mifumo ya mafuta inayotumika kwa mchakato wa joto au mafuta kwa lori za kuinua; hatari zinazoweza kutokea za moto au mlipuko zinazohusiana na matangi ya kuhifadhia mafuta yanayoweza kuwaka, mifumo ya usambazaji wa mabomba na vinukiza. Mifumo ya kuhifadhi au ya kusimama kando ya mafuta ambayo hutumiwa mara kwa mara kwa upunguzaji wa gesi asilia inaweza kuwasilisha wasiwasi sawa wa moto au mlipuko.

• mfiduo wa mionzi ya infrared kutoka kwa nyenzo za kuyeyuka, ambazo zinaweza kuongeza hatari ya cataracts ya joto au kuchomwa kwa ngozi

• nishati inayoangaza na mkazo wa joto. Mazingira ya kazi karibu na tanuu au tanuu inaweza kuwa moto sana. Matatizo makubwa ya mkazo wa joto yanaweza kutokea wakati kazi ya ukarabati wa dharura au matengenezo ya kawaida yanafanywa karibu au juu ya michakato ya kurusha au kuyeyuka. Michomo mikali ya mafuta inaweza kutokana na kugusa ngozi moja kwa moja na nyuso zenye joto au nyenzo zilizoyeyushwa (tazama mchoro 1).

 

Kielelezo 1. Fundi wa kudhibiti ubora

• hatari za nishati ya umeme. Mgusano wa moja kwa moja na nishati ya umeme yenye nguvu ya juu inayotumika kupokanzwa ili kuongeza michakato inayotumia mafuta huleta hatari ya kukatika kwa umeme na uwezekano wa wasiwasi wa kiafya kuhusu kukaribia sehemu za sumakuumeme (EMF). Sehemu zenye nguvu za sumaku na umeme zinaweza kuingiliana na vidhibiti moyo na vifaa vingine vya matibabu vilivyopandikizwa.

• mfiduo wa kelele zaidi ya 85 hadi 90 dBA kutoka kwa blowers za mwako, hoppers batch au mixers, michakato ya malisho na conveyors.

 

utunzaji katika uzalishaji, utengenezaji, ufungashaji na uhifadhi

Utunzaji wa nyenzo, uundaji na upakiaji hutofautiana kwa kiwango kikubwa katika sekta hii ya biashara, kama vile ukubwa, umbo na uzito wa bidhaa. Msongamano mkubwa wa nyenzo katika sekta hii au usanidi mkubwa huwasilisha hatari za kawaida za kushughulikia nyenzo. Kuinua kwa mikono na utunzaji wa nyenzo katika uzalishaji, uundaji, upakiaji na uhifadhi katika tasnia hii husababisha majeraha mengi ya kulemaza. (Angalia sehemu ya "Maelezo ya Jeraha na ugonjwa" hapa chini.) Jitihada za kupunguza majeraha zinalenga kupunguza kuinua kwa mikono na kushughulikia nyenzo. Kwa mfano, miundo bunifu ya vifungashio, robotiki za kuweka na kuweka pallet kwa bidhaa zilizokamilishwa, na magari ya usafiri yanayoongozwa kiotomatiki kwa ajili ya kuhifadhi yanaanza kutumika katika sehemu fulani za sekta hii ya biashara ili kuondoa ushughulikiaji wa nyenzo kwa mikono na majeraha yanayohusiana. Utumiaji wa vidhibiti, vinyanyua vilivyo na mtu (kwa mfano, viinua utupu) na majukwaa ya mkasi kwa ajili ya kushughulikia na kubandika bidhaa kwa sasa ni mbinu za kawaida za kushughulikia nyenzo (ona mchoro 2).

Kielelezo 2. Usaidizi wa kuinua utupu unatumika

Matumizi ya robotiki ili kuondoa utunzaji wa nyenzo za mwongozo ina jukumu kubwa katika kuzuia majeraha ya ergonomic. Roboti imepunguza mifadhaiko ya ergonomic na majeraha makubwa ya majeraha ambayo yamehusishwa kihistoria na utunzaji wa nyenzo (kwa mfano, glasi bapa) katika wafanyikazi wa uzalishaji (ona mchoro 3). Walakini, kuongezeka kwa utumiaji wa robotiki na otomatiki ya mchakato huleta hatari za kusonga kwa mashine na nguvu za umeme, ambazo hubadilisha aina za hatari na pia kuhamisha hatari kwa wafanyikazi wengine (kutoka kwa uzalishaji hadi wafanyikazi wa matengenezo). Miundo ifaayo ya vidhibiti vya kielektroniki na mpangilio wa mantiki, walinzi wa mashine, mazoea ya kuzima kabisa nishati na kuweka taratibu salama za uendeshaji na matengenezo ni njia za kimsingi za kudhibiti majeraha kwa wafanyikazi wa matengenezo na uzalishaji.

Kielelezo 3. Roboti zinazotumiwa katika sahani-kioo

Shughuli za ujenzi na ujenzi upya

Hatari nyingi za kiafya na kiusalama hukabiliwa wakati wa ujenzi wa mara kwa mara au ukarabati wa baridi wa tanuu au tanuu. Hatari nyingi zinazohusiana na shughuli za ujenzi zinaweza kupatikana. Mifano ni pamoja na: hatari za ergonomic na utunzaji wa nyenzo (kwa mfano, matofali ya kinzani); mfiduo wa hewa kwa silika, asbesto, nyuzi za kauri za kinzani au chembe chembe zenye metali nzito, wakati wa uharibifu, au bidhaa za kukata na kulehemu; shinikizo la joto; fanya kazi kwa urefu ulioinuliwa; hatari za kuteleza, safari au kuanguka; hatari za nafasi iliyofungwa (tazama mchoro 4); na kuwasiliana na vyanzo vya nishati hatari.

Kielelezo 4. Kuingia kwa nafasi iliyofungwa

kioo

Wasifu wa jumla

Kioo kiliundwa kiasili kutoka kwa vipengele vya kawaida katika ukonde wa dunia muda mrefu kabla ya mtu yeyote kufikiria kujaribu muundo wake, kufinyanga umbo lake au kukiweka kwenye maelfu ya matumizi ambayo inafurahia leo. Obsidian, kwa mfano, ni mchanganyiko unaotokea kiasili wa oksidi zilizounganishwa na joto kali la volkeno na kuthibitishwa (kutengenezwa glasi) kwa kupoeza hewa kwa haraka. Rangi yake isiyo wazi, nyeusi hutoka kwa kiasi kikubwa cha oksidi ya chuma iliyomo. Uimara wake wa kemikali na ugumu wake unalinganishwa vyema na glasi nyingi za kibiashara.

Teknolojia ya kioo imebadilika kwa miaka 6,000, na baadhi ya kanuni za kisasa zilianza nyakati za kale. Asili ya glasi za kwanza za syntetisk hupotea katika nyakati za zamani na hadithi. Ushirika ilitengenezwa na Wamisri, ambao walitengeneza sanamu kutoka kwa mchanga (SiO₂), oksidi maarufu zaidi ya kutengeneza glasi. Ilikuwa imefunikwa na natron, mabaki yaliyoachwa na mto wa Nile uliofurika, ambao uliundwa hasa na calcium carbonate (CaCO).₃), soda ash (Na₂CO₃), chumvi (NaCl) na oksidi ya shaba (CuO). Kupasha joto chini ya 1,000 °C kulitoa mipako ya glasi kwa kueneza kwa fluxes, CaO na Na.₂O ndani ya mchanga na mmenyuko wao uliofuata wa hali dhabiti na mchanga. Oksidi ya shaba iliipa makala hiyo rangi ya buluu yenye kuvutia.

Kulingana na ufafanuzi uliotolewa na Morey: “Kioo ni dutu isokaboni katika hali ambayo inaendelea na, na inalingana na, hali ya kioevu ya dutu hiyo, lakini ambayo, kama matokeo ya mabadiliko yanayoweza kugeuzwa ya mnato wakati wa kupoa, imefikia. kiwango cha juu sana cha mnato wa kuwa, kwa madhumuni yote ya vitendo, ngumu." ASTM inafafanua glasi kama "bidhaa isiyo ya kikaboni ya muunganisho ambayo imepozwa hadi hali ngumu bila kung'aa." Nyenzo za kikaboni na za isokaboni zinaweza kuunda glasi ikiwa muundo wao sio wa fuwele-yaani, ikiwa hazina mpangilio wa masafa marefu.

Maendeleo muhimu zaidi katika teknolojia ya kioo ilikuwa matumizi ya bomba la pigo (tazama takwimu 5), ambayo ilitumiwa kwanza katika takriban miaka 100 KK. Tangu wakati huo, kulikuwa na maendeleo ya haraka katika mbinu ya utengenezaji wa glasi.

Kielelezo 5. Bomba la pigo

Kioo cha kwanza kilipakwa rangi kwa sababu ya kuwepo kwa uchafu mbalimbali kama vile oksidi za chuma na chromium. Kioo kisicho na rangi kilitengenezwa kwa mara ya kwanza miaka 1,500 iliyopita.

Wakati huo utengenezaji wa vioo ulikuwa ukiendelea huko Roma, na kutoka hapo ukahamia nchi nyingine nyingi za Ulaya. Kazi nyingi za kioo zilijengwa huko Venice, na maendeleo muhimu yalifanyika huko. Katika karne ya 13, mimea mingi ya kioo ilihamishwa kutoka Venice hadi kisiwa cha karibu, Murano. Murano bado ni kituo cha utengenezaji wa glasi iliyotengenezwa kwa mikono nchini Italia.

Kufikia karne ya 16, glasi ilitengenezwa kote Uropa. Sasa glasi ya Bohemia kutoka Jamhuri ya Cheki inajulikana sana kwa urembo na mimea ya vioo nchini Uingereza na Ireland inazalisha vyombo vya mezani vya kioo vya risasi vya ubora wa juu. Uswidi ni nchi nyingine ambayo ni nyumbani kwa utengenezaji wa glasi za kisanii.

Katika Amerika ya Kaskazini uanzishwaji wa kwanza wa utengenezaji wa aina yoyote ulikuwa kiwanda cha glasi. Walowezi wa Kiingereza walianza kutengeneza glasi mwanzoni mwa karne ya 17 huko Jamestown, Virginia.

Leo kioo kinatengenezwa katika nchi nyingi duniani kote. Bidhaa nyingi za kioo zinafanywa kwa mistari ya usindikaji wa moja kwa moja. Ingawa glasi ni moja ya vifaa vya zamani zaidi, mali yake ni ya kipekee na bado haijaeleweka kikamilifu.

Sekta ya vioo leo inaundwa na sehemu kuu kadhaa za soko, ambazo ni pamoja na soko la glasi bapa, soko la bidhaa za nyumbani za watumiaji, soko la vyombo vya glasi, tasnia ya glasi ya macho na sehemu ya soko la bidhaa za glasi za kisayansi. Masoko ya kioo ya macho na ya kisayansi huwa yameagizwa sana na hutawaliwa na muuzaji mmoja au wawili katika nchi nyingi. Masoko haya pia ni ya chini sana kwa kiasi kuliko masoko yanayotegemea watumiaji. Kila moja ya masoko haya yameendelezwa kwa miaka mingi na ubunifu katika teknolojia maalum ya kioo au maendeleo ya utengenezaji. Sekta ya kontena, kwa mfano, iliendeshwa na uundaji wa mashine za kutengeneza chupa za kasi kubwa zilizotengenezwa mapema miaka ya 1900. Sekta ya glasi bapa iliendelezwa sana na maendeleo ya mchakato wa glasi ya kuelea mapema miaka ya 1960. Sehemu zote mbili hizi ni biashara za mabilioni ya dola ulimwenguni kote leo.

Vifaa vya nyumbani vya glasi vimegawanywa katika vikundi vinne vya jumla:

1. meza (pamoja na chakula cha jioni, vikombe na mugs)
2. vinywaji
3. bakeware (au ovenware)
4. cookware ya juu ya jiko.

 

Ingawa makadirio ya ulimwenguni pote ni magumu kupatikana, soko la vifaa vya kioo vya nyumbani bila shaka linatokana na agizo la dola za Marekani bilioni moja nchini Marekani pekee. Kulingana na kategoria mahususi, aina mbalimbali za vifaa vingine hushindana kwa ajili ya kushiriki soko, ikiwa ni pamoja na keramik, metali na plastiki.

Michakato ya Viwanda

Kioo ni bidhaa isokaboni ya muunganisho ambayo imepozwa hadi hali ngumu bila kung'aa. Kioo kwa kawaida ni kigumu na nyufa na kina mvunjiko wa kiwambo. Kioo kinaweza kutengenezwa kwa rangi, kung'aa au giza kwa kubadilisha nyenzo zilizoyeyushwa za amofasi au fuwele zilizopo.

Kioo kinapopozwa kutoka kwenye hali ya joto iliyoyeyushwa, inaongezeka polepole katika mnato bila fuwele juu ya anuwai kubwa ya joto, hadi inachukua tabia yake ngumu na brittle. Upoezaji hudhibitiwa ili kuzuia ufuwele, au matatizo ya juu.

Ingawa kiwanja chochote ambacho kina sifa hizi za kimaumbile kinadharia ni glasi, glasi nyingi za kibiashara huanguka katika aina tatu kuu na kuwa na aina mbalimbali za utunzi wa kemikali.

1. Miwani ya soda-chokaa-silika ni glasi muhimu zaidi kwa suala la wingi zinazozalishwa na aina mbalimbali za matumizi, ikiwa ni pamoja na karibu glasi zote tambarare, kontena, vyombo vya kioo vya ndani vinavyozalishwa kwa gharama ya chini na balbu za mwanga za umeme.
2. Miwani ya risasi-potash-silica huwa na uwiano tofauti lakini mara nyingi wa juu wa oksidi ya risasi. Utengenezaji wa glasi ya macho hutumia index ya juu ya refractive ya aina hii ya kioo; vyombo vya kioo vya ndani na vya mapambo vinavyopigwa kwa mkono hufanya matumizi ya urahisi wa kukata na polishing; maombi ya umeme na elektroniki inachukua faida ya upinzani wake wa juu wa upinzani wa umeme na ulinzi wa mionzi.
3. Miwani ya Borosilicate kuwa na upanuzi wa chini wa mafuta na ni sugu kwa mshtuko wa joto, ambayo huwafanya kuwa bora kwa tanuri ya ndani na kioo cha maabara na kwa nyuzi za kioo kwa ajili ya kuimarisha plastiki.

Kundi la glasi la kibiashara lina mchanganyiko wa viungo kadhaa. Walakini, sehemu kubwa zaidi ya kundi imeundwa kutoka kwa viungo 4 hadi 6, vilivyochaguliwa kutoka kwa nyenzo kama mchanga, chokaa, dolomite, soda ash, borax, asidi ya boroni, vifaa vya feldspathic, risasi na misombo ya bariamu. Salio la kundi lina viambato kadhaa vya ziada, vilivyochaguliwa kutoka kwa kikundi cha nyenzo 15 hadi 20 zinazojulikana kama viambato vidogo. Nyongeza hizi za mwisho huongezwa kwa nia ya kutoa utendakazi au ubora fulani mahususi, kama vile rangi, ambao utatekelezwa wakati wa mchakato wa kuandaa glasi.

Mchoro wa 6 unaonyesha kanuni za msingi za utengenezaji wa glasi. Malighafi hupimwa, vikichanganywa na, baada ya kuongeza kioo kilichovunjika (cullet), huchukuliwa kwenye tanuru kwa kuyeyuka. Vyungu vidogo vya uwezo wa hadi tani 2 bado vinatumika kwa kuyeyusha glasi kwa vyombo vya fuwele vinavyopeperushwa kwa mkono na glasi maalum zinazohitajika kwa kiasi kidogo. Vyungu kadhaa huwashwa pamoja kwenye chumba cha mwako.

Mchoro 6. Michakato na nyenzo zinazohusika

Katika utengenezaji wa kisasa zaidi, kuyeyuka hufanyika katika tanuu kubwa za regenerative, recuperative au umeme zilizojengwa kwa nyenzo za kinzani na joto na mafuta, gesi asilia au umeme. Kuongeza umeme na kuyeyuka kwa juu kwa baridi kulifanywa kibiashara na kutumika sana ulimwenguni mwishoni mwa miaka ya 1960 na 1970. Kichocheo kikuu cha kuyeyusha umeme kwa sehemu ya juu ilikuwa ni udhibiti wa utoaji hewa chafu, huku uongezaji umeme ulitumiwa kwa ujumla ili kuboresha ubora wa glasi na kuongeza upitishaji.

Mambo muhimu zaidi ya kiuchumi kuhusu matumizi ya umeme kwa ajili ya kuyeyuka kwa tanuru ya kioo yanahusiana na gharama za mafuta ya mafuta, upatikanaji wa mafuta mbalimbali, gharama za umeme, gharama za mtaji kwa vifaa na kadhalika. Hata hivyo, katika matukio mengi sababu kuu ya matumizi ya kuyeyuka au kuongeza umeme ni udhibiti wa mazingira. Maeneo mbalimbali duniani kote tayari yana au yanatarajiwa hivi karibuni kuwa na kanuni za kimazingira ambazo zinazuia kwa ukamilifu umwagaji wa oksidi mbalimbali au chembe chembe kwa ujumla. Kwa hivyo, watengenezaji katika maeneo mengi wanakabiliwa na uwezekano wa kupunguza kiwango cha kuyeyusha vioo, kusakinisha vyumba vya kuhifadhia mizigo au vimiminika ili kushughulikia gesi za moshi au kurekebisha mchakato wa kuyeyuka na kujumuisha kuyeyuka kwa umeme au kuongeza kasi. Njia mbadala za urekebishaji kama huo katika hali zingine zinaweza kuwa kuzima kwa mimea.

Sehemu yenye joto zaidi ya tanuru (muundo mkuu) inaweza kuwa 1,600 hadi 2,800°C. Upoezaji unaodhibitiwa hupunguza joto la glasi hadi 1,000 hadi 1,200 ° C mahali ambapo glasi huondoka kwenye tanuru. Kwa kuongeza, aina zote za kioo zinakabiliwa na baridi iliyodhibitiwa zaidi (annealing) katika tanuri maalum au lehr. Usindikaji unaofuata utategemea aina ya mchakato wa utengenezaji.

Kupuliza kiotomatiki hutumiwa kwenye mashine za kutengeneza balbu za chupa na taa pamoja na glasi ya kawaida inayopeperushwa kwa mkono. Maumbo rahisi, kama vile vihami, matofali ya glasi, nafasi zilizoachwa wazi za lenzi na kadhalika, hubonyezwa badala ya kupulizwa. Michakato mingine ya utengenezaji hutumia mchanganyiko wa kupiga na kushinikiza kwa mitambo. Kioo cha waya na kilichofikiriwa kimevingirwa. Kioo cha karatasi hutolewa kutoka kwa tanuru kwa mchakato wa wima ambao huipa uso wa kumaliza moto. Kwa sababu ya athari za pamoja za kuchora na mvuto, upotoshaji mdogo hauepukiki.

Kioo cha sahani hupitia rollers zilizopozwa na maji kwenye lehr ya annealing. Haina upotoshaji. Uharibifu wa uso unaweza kuondolewa kwa kusaga na polishing baada ya kutengeneza. Utaratibu huu kwa kiasi kikubwa umebadilishwa na mchakato wa kioo wa kuelea, ambao ulianzishwa katika miaka ya hivi karibuni (tazama takwimu 7). Mchakato wa kuelea umewezesha utengenezaji wa glasi ambayo inachanganya faida za karatasi na sahani. Kioo cha kuelea kina uso wa kumaliza moto na hauna uharibifu.

Kielelezo 7. Mchakato wa kuelea unaoendelea

Katika mchakato wa kuelea, utepe wa kioo unaoendelea hutoka kwenye tanuru inayoyeyuka na kuelea kwenye uso wa bafu ya bati iliyoyeyuka. Kioo kinafanana na uso kamili wa bati iliyoyeyuka. Wakati wa kupita juu ya bati, halijoto hupunguzwa hadi glasi iwe ngumu vya kutosha kulishwa kwenye rollers za lehr ya annealing bila kuashiria chini ya uso wake. Hali ya ajizi katika umwagaji huzuia oxidation ya bati. Kioo, baada ya kuchujwa, hakihitaji matibabu zaidi na kinaweza kusindika zaidi kwa kukata na kufunga kiotomatiki (tazama mchoro 8).

Mchoro 8. Utepe wa kioo cha kuelea kinachotoka kwenye lehr

Mwenendo wa usanifu mpya wa makazi na biashara kuelekea kuingizwa kwa eneo la ukaushaji zaidi, na hitaji la kupunguza matumizi ya nishati, imeweka mkazo zaidi katika kuboresha ufanisi wa nishati ya madirisha. Filamu nyembamba zilizowekwa kwenye uso wa glasi hutoa uzalishaji mdogo au sifa za udhibiti wa jua. Uuzaji wa bidhaa kama hizo zilizofunikwa unahitaji gharama ya chini, teknolojia ya uwekaji wa eneo kubwa. Kama matokeo, idadi inayoongezeka ya mistari ya utengenezaji wa glasi ya kuelea imewekwa na michakato ya kisasa ya mipako ya mtandao.

Katika michakato ya kawaida ya uwekaji wa mvuke wa kemikali (CVD), mchanganyiko changamano wa gesi huguswa na substrate ya moto, ambapo humenyuka kwa pyrolytic kuunda mipako kwenye uso wa kioo. Kwa ujumla, vifaa vya mipako vinajumuisha miundo inayodhibitiwa na joto ambayo imesimamishwa juu ya upana wa Ribbon ya kioo. Wanaweza kuwa katika umwagaji wa bati, pengo la lehr au lehr. Kazi ya vifuniko ni kutoa kwa usawa gesi tangulizi juu ya upana wa utepe kwa mtindo unaodhibitiwa na halijoto na kutoa kwa usalama bidhaa za gesi ya moshi kutoka eneo la uwekaji. Kwa safu nyingi za mipako, mipako mingi hutumiwa katika mfululizo kando ya Ribbon ya kioo.

Kwa ajili ya matibabu ya bidhaa za gesi za kutolea nje zinazozalishwa na taratibu hizo za kiasi kikubwa, mbinu za kusafisha mvua na vyombo vya habari vya kawaida vya chujio ni kawaida ya kutosha. Wakati gesi za maji taka hazifanyiki kwa urahisi au kulowekwa na miyeyusho ya maji, uchomaji ndio chaguo kuu.

Baadhi ya miwani ya macho huimarishwa kwa kemikali na michakato inayohusisha kuzamisha glasi kwa saa kadhaa katika bafu zenye halijoto ya juu zenye chumvi iliyoyeyushwa ya, kwa kawaida, nitrati ya lithiamu na nitrati ya potasiamu.

Kioo cha usalama ni ya aina mbili kuu:

1. Kioo kilichopigwa hutengenezwa kwa kusisitiza kabla kwa kupasha joto na kisha kupoeza kwa haraka vipande vya glasi bapa ya umbo na ukubwa unaotakiwa katika oveni maalum.
2. Kioo kilichochafuliwa huundwa kwa kuunganisha karatasi ya plastiki (kawaida polyvinyl butyral) kati ya karatasi mbili nyembamba za kioo gorofa.

 

Nyuzi za Synthetic Vitreous

Wasifu wa jumla

Nyuzi za syntetisk vitreous hutolewa kutoka kwa vifaa anuwai. Ni silicates za amorphous zinazotengenezwa kutoka kioo, mwamba, slag au madini mengine. Nyuzi zinazozalishwa ni nyuzi zinazoendelea na zisizoendelea. Kwa ujumla, nyuzi zinazoendelea ni nyuzi za glasi zinazotolewa kupitia nozzles na hutumiwa kuimarisha vifaa vingine, kama vile plastiki, kuzalisha vifaa vya mchanganyiko na sifa za kipekee. Nyuzi zisizoendelea (hujulikana kama pamba) hutumiwa kwa madhumuni mengi, mara nyingi kwa insulation ya mafuta na acoustical. Nyuzi za syntetisk vitreous, kwa madhumuni ya mjadala huu, zimegawanywa katika nyuzi za kioo zinazoendelea, na pamba za insulation za kioo, mwamba au slag, na nyuzi za kauri za kinzani, ambazo kwa ujumla ni silikati za alumini.

Uwezekano wa kuchora glasi iliyolainishwa na joto kwenye nyuzi laini ulijulikana kwa watunga glasi hapo zamani na kwa kweli ni mzee kuliko mbinu ya kupuliza glasi. Vyombo vingi vya mapema vya Wamisri vilitengenezwa kwa kukunja nyuzi za glasi mbaya kwenye udongo wenye umbo linalofaa, kisha kupasha moto unganisho hadi nyuzi za glasi zilipotiririka ndani ya nyingine na, baada ya kupoa, kuondoa msingi wa udongo. Hata baada ya ujio wa kupuliza glasi katika karne ya 1 BK, mbinu ya nyuzi za glasi bado ilitumika. Watengenezaji glasi wa Venetian katika karne ya 16 na 17 waliitumia kupamba vyombo vya glasi. Katika kesi hiyo, bahasha za nyuzi nyeupe zisizo wazi zilijeruhiwa kwenye uso wa chombo cha kioo kilichopeperushwa na uwazi (kwa mfano, glasi) na kisha kuunganishwa ndani yake kwa joto.

Licha ya historia ndefu ya matumizi ya jumla ya mapambo au kisanii ya nyuzi za glasi, utumiaji mwingi haukutokea tena hadi karne ya 20. Uzalishaji wa awali wa kibiashara wa Marekani wa nyuzi za kioo ulifanyika katika miaka ya 1930, wakati huko Ulaya matumizi ya awali yalitokea miaka kadhaa mapema. Pamba za mwamba na slag zilitolewa miaka kadhaa mapema kuliko hiyo.

Utengenezaji na utumiaji wa nyuzi sintetiki za vitreous ni tasnia ya kimataifa ya mabilioni ya dola kwani nyenzo hizi muhimu zimekuwa sehemu muhimu ya jamii ya kisasa. Matumizi yao kama vihami kumesababisha kupunguzwa kwa mahitaji ya nishati kwa ajili ya joto na kupoeza majengo, na uokoaji huu wa nishati umesababisha kupungua kwa uchafuzi wa mazingira unaohusishwa na uzalishaji wa nishati duniani. Idadi ya utumizi wa nyuzi za glasi zinazoendelea kama viimarisho kwa wingi wa bidhaa, kutoka kwa bidhaa za michezo hadi chips za kompyuta hadi programu za angani, imekadiriwa kuwa zaidi ya 30,000. Maendeleo na kuenea kwa biashara ya nyuzi za kauri za kinzani ilitokea katika miaka ya 1970, na nyuzi hizi zinaendelea kuwa na jukumu muhimu katika kulinda wafanyakazi na vifaa katika michakato mbalimbali ya utengenezaji wa joto la juu.

Michakato ya Viwanda

Filaments za kioo zinazoendelea

Nyuzi za glasi huundwa kwa kuchora glasi iliyoyeyuka kupitia vichaka vya metali yenye thamani hadi kwenye nyuzi laini zenye kipenyo cha karibu sare. Kwa sababu ya mahitaji ya kimwili ya nyuzi wakati zinatumiwa kama nyongeza, kipenyo chao ni kikubwa ikilinganishwa na wale walio katika pamba za insulation. Karibu filaments zote za kioo zinazoendelea zina kipenyo cha 5 hadi 15 μm au zaidi. Vipenyo hivi vikubwa, pamoja na anuwai nyembamba ya kipenyo zinazozalishwa wakati wa utengenezaji, huondoa athari zozote za kupumua kwa muda mrefu, kwani nyuzi ni kubwa sana haziwezi kuingizwa kwenye njia ya chini ya upumuaji.

Fiber za kioo zinazoendelea zinafanywa na upunguzaji wa haraka wa matone ya kioo kilichoyeyuka kinachotoka kupitia pua chini ya mvuto na kusimamishwa kutoka kwao. Usawa wa nguvu kati ya nguvu za mvutano wa uso na upunguzaji wa mitambo husababisha kushuka kwa glasi kuchukua umbo la meniscus iliyoshikiliwa kwenye ufunguzi wa annular wa pua na kupunguka kwa kipenyo cha nyuzi inayotolewa. Ili kuchora nyuzi kufanikiwa, glasi lazima iwe ndani ya safu nyembamba ya mnato (yaani, kati ya 500 na 1,000 poise). Katika mnato wa chini, glasi ni kioevu kupita kiasi na huanguka kutoka kwa nozzles kama matone; katika kesi hii mvutano wa uso unatawala. Katika viscosities ya juu, mvutano katika nyuzi wakati wa kupungua ni juu sana. Kiwango cha mtiririko wa glasi kupitia pua pia inaweza kuwa chini sana kudumisha meniscus.

Kazi ya bushing ni kutoa sahani iliyo na nozzles mia kadhaa kwa joto la sare na kuweka kioo kwa joto hili la sare ili nyuzi zinazotolewa ziwe za kipenyo cha sare. Mchoro wa 9 unaonyesha mchoro wa kielelezo cha sifa kuu za kichaka kilichoyeyuka moja kwa moja kilichowekwa kwenye sehemu ya mbele ambayo inachukua ugavi wa glasi iliyoyeyuka karibu sana na halijoto ambayo glasi itapita kupitia pua; katika kesi hii, kwa hiyo, kazi ya msingi ya bushing pia ni kazi yake pekee.

Kielelezo 9. Mchoro wa bushing moja kwa moja-melt

Katika kesi ya bushing inayofanya kazi kutoka kwa marumaru, kazi ya pili inahitajika-yaani, kwanza kuyeyusha marumaru kabla ya kuimarisha kioo kwa joto sahihi la kuchora nyuzi. Kichaka cha marumaru cha kawaida kinaonyeshwa kwenye takwimu ya 10. Mstari uliovunjika ndani ya bushing ni sahani ya perforated ambayo huhifadhi marumaru isiyoyeyuka.

Kielelezo 10. Mchoro wa kichaka cha marumaru

Ubunifu wa bushings kwa kiasi kikubwa ni wa majaribio. Kwa sababu za kupinga mashambulizi ya kioo kilichoyeyuka na utulivu kwa joto linalohitajika kwa kuchora nyuzi, bushings hufanywa kutoka kwa aloi za platinamu; zote 10% ya rhodiamu-platinamu na 20% ya rhodiamu-platinamu hutumiwa, ya mwisho ikiwa sugu zaidi kwa kuvuruga kwenye joto la juu.

Kabla ya nyuzi za kibinafsi zinazotolewa kutoka kwenye kichaka hukusanywa na kuimarishwa kwenye kamba, au wingi wa nyuzi, huwekwa kwa ukubwa wa nyuzi. Saizi hizi za nyuzi kimsingi ni za aina mbili:

1. ukubwa wa mafuta ya wanga kwa kawaida hutumiwa kwa nyuzi zilizokusudiwa kufuma katika vitambaa vyema au shughuli zinazofanana
2. wakala wa keying pamoja na saizi za zamani za filamu zinazotumika kwa nyuzi zilizokusudiwa uimarishaji wa moja kwa moja wa plastiki na mpira.

 

Baada ya nyuzi kuundwa, mipako ya kinga ya ukubwa wa kikaboni hutumiwa kwa mwombaji na filaments inayoendelea hukusanywa kwenye strand ya multifilament (angalia takwimu 11) kabla ya kuvikwa kwenye bomba la vilima. Waombaji hufanya kazi kwa kuruhusu shabiki wa nyuzi, wakati wa upana wa 25 hadi 45 mm na wanapoelekea kwenye kiatu cha kukusanya chini ya mwombaji, kupita juu ya uso wa kusonga uliofunikwa na filamu ya ukubwa wa nyuzi.

Kielelezo 11. Filaments za kioo za nguo

Kuna kimsingi aina mbili za maombi:

1. waombaji wa roller, iliyotengenezwa kwa mpira, kauri au grafiti, ambayo nyuzi hupita juu ya uso wa roller iliyofunikwa na filamu ya saizi ya nyuzi.
2. waombaji wa ukanda, ambao kwa upande mmoja ukanda hupita juu ya roller inayoendeshwa ambayo huchovya ukanda kwenye saizi ya nyuzi na mwisho mwingine hupita juu ya upau wa chuma wa chrome uliowekwa mahali ambapo nyuzi hugusa ukanda ili kuchukua ukubwa.

 

Mipako ya kinga na mchakato wa kukusanya nyuzi zinaweza kutofautiana kulingana na aina za nguo au nyuzi za kuimarisha zinazozalishwa. Kusudi la msingi ni kupaka nyuzi kwa saizi, kuzikusanya kwenye kamba na kuziweka kwenye bomba linaloweza kutolewa kwenye kola na mvutano mdogo wa lazima.

Mchoro wa 12 unaonyesha mchakato wa utengenezaji wa glasi unaoendelea.

Kielelezo 12. Utengenezaji wa kioo wa filamenti unaoendelea

Utengenezaji wa pamba ya insulation

Tofauti na nyuzi zinazoendelea, nyuzi za pamba za insulation na nyuzi za kauri za kinzani zinafanywa katika michakato ya juu ya nishati ambayo nyenzo za kuyeyuka hutupwa kwenye diski zinazozunguka au safu ya magurudumu yanayozunguka. Njia hizi husababisha utengenezaji wa nyuzi zenye kipenyo cha upana zaidi kuliko inavyoonekana kwa nyuzi zinazoendelea. Kwa hivyo, pamba zote za insulation na nyuzi za kauri zina sehemu ya nyuzi na kipenyo cha chini ya 3.0 μm; hizi zinaweza kupumua ikiwa zitavunjika kwa urefu mfupi (chini ya 200 hadi 250 μm). Data ya kina inapatikana kuhusu mfiduo wa nyuzi sintetiki za vitreous zinazopumua mahali pa kazi.

Taratibu kadhaa hutumiwa kutengeneza pamba ya kioo, ikiwa ni pamoja na mchakato wa kupiga mvuke na mchakato wa kupiga moto; lakini maarufu zaidi ni mchakato wa kutengeneza mzunguko uliotengenezwa katikati ya miaka ya 1950. Michakato ya mzunguko kwa kiasi kikubwa imechukua nafasi ya michakato ya kupuliza moja kwa moja kwa ajili ya uzalishaji wa kibiashara wa bidhaa za insulation za kioo-nyuzi. Michakato hii ya mzunguko yote hutumia ngoma tupu, au spinner, iliyowekwa na mhimili wake wima. Ukuta wa wima wa spinner umetobolewa na mashimo elfu kadhaa yaliyosambazwa sawasawa kuzunguka mduara. Kioo kilichoyeyushwa kinaruhusiwa kuanguka kwa kasi inayodhibitiwa katikati ya kipigo, kutoka ambapo kisambazaji fulani kinachofaa huilazimisha hadi ndani ya ukuta uliotoboka wima. Kutoka kwa nafasi hiyo, nguvu ya centrifugal huendesha kioo kwa nje kwa njia ya nyuzi za kioo zisizo na maana zinazotolewa kutoka kwa kila utoboaji. Kupunguza zaidi kwa nyuzi hizi za msingi kunapatikana kwa kiowevu cha kupuliza kinachofaa kinachotoka kwenye pua au pua zilizopangwa karibu na kuzingatia na spinner. Matokeo yake ni utengenezaji wa nyuzi zenye kipenyo cha wastani cha 6 hadi 7 mm. Kioevu kinachopuliza hufanya kwa mwelekeo wa kushuka chini na kwa hivyo, pamoja na kutoa upunguzaji wa mwisho, pia hugeuza nyuzi kuelekea uso wa kukusanya ulio chini ya spinner. Njiani kuelekea kwenye uso huu wa kukusanya, nyuzi hunyunyizwa na kifunga kinachofaa kabla ya kusambazwa sawasawa kwenye uso wa kukusanya (angalia mchoro 13).

Mchoro 13. Mchakato wa rotary wa kufanya pamba ya kioo

Katika mchakato wa kuzunguka, nyuzi za pamba za glasi hutengenezwa kwa kuruhusu glasi iliyoyeyushwa kupita kwenye safu ya vipenyo vidogo ambavyo viko kwenye kipicha kinachozunguka na kisha kupunguza filamenti ya msingi kwa kupuliza hewa au mvuke.

Pamba ya madini, hata hivyo, haiwezi kuzalishwa kwenye mchakato wa rotary spinner na kihistoria imekuwa zinazozalishwa katika mchakato na mfululizo wa mandrels mlalo inazunguka. Mchakato wa pamba ya madini hujumuisha seti ya rotors (mandrels) iliyowekwa katika uundaji wa cascade na inazunguka kwa kasi sana (angalia mchoro 14). Mto wa mawe ya kuyeyuka huhamishiwa kwa moja ya rotor ya juu na kutoka kwa rotor hii inasambazwa kwa pili na kadhalika. Kuyeyuka huenea sawasawa kwenye uso wa nje wa rotors zote. Kutoka kwa rotors, matone hutupwa nje kwa nguvu ya centrifugal. Matone yameunganishwa kwenye uso wa rotor kwa shingo ndefu, ambayo, chini ya urefu zaidi na baridi ya wakati huo huo, hukua kuwa nyuzi. Kurefusha ni, kwa kweli, ikifuatiwa na kupungua kwa kipenyo ambacho, kwa upande wake, husababisha baridi ya kasi. Kwa hivyo, kuna kikomo cha chini cha kipenyo kati ya nyuzi zinazozalishwa katika mchakato huu. Usambazaji wa kawaida wa kipenyo cha nyuzi karibu na thamani ya wastani, kwa hivyo, hautarajiwi.

Mchoro 14. Mchakato wa pamba ya madini (mwamba & slag)

Nyuzi za kauri za kinzani

Fiber za kauri zinazalishwa hasa kwa kupiga na kuzunguka kwa njia zinazofanana na zile zilizoelezwa kwa pamba za insulation. Katika mchakato wa kupuliza kwa mvuke, malighafi kama vile alumina na silika huunganishwa kwenye tanuru ya umeme, na nyenzo iliyoyeyushwa hutolewa na kupulizwa kwa mvuke ulioshinikizwa au gesi nyingine ya moto. Nyuzi zinazozalishwa hukusanywa kwenye skrini.

Sawa na mchakato wa kusokota kwa nyuzi za mwamba na slag, zile za nyuzi za kauri hutoa sehemu kubwa ya nyuzi ndefu za hariri. Kwa njia hii, mtiririko wa nyenzo za kuyeyuka hutupwa kwenye diski zinazozunguka kwa kasi na kutupwa kwa tangentially kuunda nyuzi.

Sekta ya Ufinyanzi

Wasifu wa jumla

Utengenezaji wa vyombo vya udongo ni mojawapo ya ufundi wa zamani zaidi wa wanadamu. Kwa karne nyingi mitindo na mbinu mbalimbali zimesitawi katika sehemu mbalimbali za dunia. Katika karne ya 18, sekta iliyositawi katika sehemu nyingi za Ulaya iliathiriwa sana na uagizaji wa bidhaa nzuri na zilizopambwa sana kutoka Mashariki ya Mbali. Japani ilikuwa imejifunza sanaa ya kauri kutoka Uchina miaka 400 mapema. Pamoja na Mapinduzi ya Viwanda na mabadiliko ya jumla ya hali katika Ulaya Magharibi, uzalishaji ulikua haraka. Kwa sasa, karibu kila nchi hutengeneza baadhi ya bidhaa kwa ajili ya matumizi ya nyumbani, na ufinyanzi ni bidhaa muhimu ya kuuza nje kutoka kwa baadhi ya nchi. Uzalishaji sasa ni wa kiwango cha kiwanda katika sehemu nyingi za ulimwengu. Ingawa kanuni za msingi za utengenezaji hazijabadilika, kumekuwa na maendeleo makubwa katika njia ambayo utengenezaji unafanywa. Hii ni hivyo hasa katika kuunda au kuunda ware, katika kurusha kwake na katika mbinu za mapambo zinazotumiwa. Kuongezeka kwa matumizi ya vichakataji vidogo na roboti husababisha kuanzishwa kwa viwango vya juu vya otomatiki katika maeneo ya uzalishaji. Walakini, bado kuna kila mahali vyombo vingi vya ufundi wa ufundi.

Mbinu za kuunda

Njia ya awali ya kutengeneza vyombo vya udongo ilihusisha njia ya kujenga mikono. Coils ya udongo ni jeraha kuzunguka, moja juu ya nyingine, na kushikamana pamoja na kushinikiza kwa mikono. Udongo kwanza unafanywa kuwa hali laini kwa kuufanyia kazi kwa maji. Kisha kitu hicho kinatengenezwa na kufinyangwa kwa mkono, mara tu coils zimezingatiwa.

Gurudumu la mfinyanzi limekuwa chombo cha kuunda vyombo vya udongo. Kwa njia hii ya kutengeneza, rundo la udongo huwekwa kwenye sahani ya mviringo inayozunguka na hutengenezwa na mikono ya mvua ya mfinyanzi. Maji hayo huzuia mikono ya mfinyanzi kushikamana na udongo na kufanya udongo uwe na unyevu na ufanyike kazi. Hushughulikia, spouts na protrusions nyingine kutoka udongo inazunguka huwekwa juu tu kabla ya kitu kurushwa.

Akitoa mara nyingi hutumiwa leo wakati udongo wa ubora wa juu unapohitajika na wakati kuta za chombo zinapaswa kuwa nyembamba sana. Mchanganyiko wa udongo na maji, unaoitwa slip, hutiwa kwenye mold ya plasta-ya-Paris. Plasta inachukua maji, na kusababisha koti nyembamba ya udongo kuwekwa pande zote ndani ya ukungu. Wakati amana ya udongo ni nene ya kutosha kuunda kuta za vase, sehemu iliyobaki hutiwa, na kuacha kipande cha ware ndani ya fomu. Hii inapokauka hupungua kwa kiasi fulani na inaweza kuondolewa kutoka kwenye ukungu. Kawaida molds hujengwa hivyo kwamba wanaweza kuchukuliwa mbali.

Wakati kipande kinakauka kabisa, husafishwa na kutayarishwa kwa mchakato wa kurusha. Imewekwa kwenye sanduku la udongo la moto linaloitwa a sagger, ambayo hukinga kipande hicho dhidi ya miali ya moto na gesi zinazotolewa wakati wa mchakato huo, kama vile tanuri inavyolinda mkate unaookwa. Saggers huwekwa moja juu ya nyingine katika a joko. Tanuru ni jengo kubwa ambalo limejengwa kwa matofali ya moto na limezungukwa na mifereji ya maji ili miali ya moto iweze kuzunguka vyombo kabisa lakini kamwe visigusane navyo. Moshi ungebadilisha rangi vipande vipande ikiwa havikulindwa kwa njia hiyo.

Vipande vingi vinapigwa moto angalau mara mbili. Mara ya kwanza kupitia tanuru inaitwa biski kurusha, na kipande cha udongo kinaitwa a biskuti or kipande cha bisque. Baada ya kurusha, bidhaa ya biskuti imeangaziwa. Mng'ao ni mipako ya glasi, yenye kung'aa ambayo hufanya ufinyanzi kuvutia zaidi na kutumika. Glazes ina silika, mtiririko wa kupunguza joto la kuyeyuka (risasi, bariamu na kadhalika) na oksidi za metali kama rangi. Wakati glaze inatumiwa kwenye chombo na kikauka kabisa, huwekwa tena ndani ya tanuru na huwashwa kwa joto la juu sana kwamba glaze huyeyuka na kufunika uso mzima wa chombo.

Aina za ufinyanzi

• Jiwe ni mfinyanzi uliotengenezwa kwa udongo mwepesi au mweusi. Inaangaziwa kwenye mwili ambao haujachomwa aidha kabla ya kuweka katika tanuru au kwa njia ya chumvi wakati wa mchakato wa kuchoma na kuchomwa moto kwa hali mnene, ngumu.

• Porcelain ni nyeupe, vitrified ware. Ni translucent. Katika porcelaini, mwili na glaze huletwa kukamilika na kukomaa kwa kuchomwa moja na sawa, ambayo hufanyika kwa joto la juu sana.

• China ni bidhaa inayofanana na porcelain. Mwili na glaze huletwa kukamilika na kukomaa kwa kurusha sawa, kwa joto la juu sana.

• China ya mifupa ni aina ya Uchina ambayo mfupa uliochomwa hutumiwa kama kiungo, ikiwa ni pamoja na 40% ya uzito.

• Udongo ina mwili nyeupe au karibu nyeupe. Inatolewa na kurusha mbili, kama Uchina, lakini mwili wake unabaki kuwa na porous. Glaze ni sawa na ile ya China lakini imetengenezwa kwa nyenzo za bei nafuu.

• Ushirika ni chombo cha udongo chenye glazed kinachotumika kwa madhumuni ya mapambo na mapambo. Kawaida hakuna jaribio la kuzalisha mwili mweupe, na glazes mara nyingi hupigwa rangi.

 

Michakato ya Viwanda

Tabia za kimwili za ufinyanzi hutofautiana kulingana na muundo wa mwili na hali ya kurusha. Mwili kwa matumizi yoyote maalum huchaguliwa haswa kwa mali yake ya mwili, lakini miili nyeupe kawaida huchaguliwa kwa vifaa vya meza.

Bidhaa za viwandani (kwa mfano, kinzani, vihami umeme, vibeba vichocheo na kadhalika) zina mali nyingi tofauti kulingana na matumizi yao ya baadaye.

Malighafi. Viungo vya msingi katika chombo cha ufinyanzi vinaonyeshwa katika jedwali 1, ambalo pia linaonyesha uwiano wa kawaida katika aina za sampuli za miili.

Jedwali 1. Vijenzi vya kawaida vya mwili (%)

 

Nepheline-syenite wakati mwingine hutumiwa kama flux, na alumina inaweza kuchukua nafasi ya baadhi ya au yote ya kujaza quartz katika miili ya aina ya porcelaini. Cristobalite (mchanga uliokaushwa) hutumika kama kichungi katika baadhi ya vyombo vya udongo, hasa katika tasnia ya vigae vya ukutani.

Muundo wa mwili umedhamiriwa kwa sehemu na mali zinazohitajika za bidhaa ya mwisho na kwa sehemu na njia ya uzalishaji. Msingi wa plastiki ni muhimu kwa bidhaa ambazo zina umbo wakati unyevu, lakini sio kwa michakato isiyo ya plastiki, kama vile kukandamiza vumbi. Msingi wa plastiki sio muhimu, ingawa udongo bado ni kiungo kikuu katika bidhaa nyingi za kauri, ikiwa ni pamoja na zile zinazotayarishwa kwa kusukuma vumbi.

Keramik za viwandani hazijaonyeshwa kwenye jedwali la 1, kwa vile muundo wao unatoka kwa udongo wote wa udongo au fireclay, bila flux ya ziada au kujaza, hadi karibu alumina yote, yenye kiasi kidogo cha udongo na hakuna flux iliyoongezwa.

Wakati wa kurusha, flux inayeyuka kwenye glasi ili kuunganisha viungo. Wakati kiasi cha flux kinaongezeka, joto la vitrification hupungua. Fillers huathiri nguvu ya mitambo ya clayware kabla na wakati wa kurusha; katika kutengeneza vyombo vya meza, quartz (kama mchanga au mwamba uliokaushwa) hutumiwa jadi, isipokuwa kwamba majivu ya mfupa hutumiwa kutengeneza china cha mfupa. Matumizi ya alumina au fillers nyingine zisizo za siliceous, ambazo tayari zimeajiriwa katika utengenezaji wa keramik za viwanda, zinaongezwa kwa utengenezaji wa bidhaa nyingine, ikiwa ni pamoja na bidhaa za ndani.

Inayotayarishwa. Michakato ya msingi katika utengenezaji wa ufinyanzi ni pamoja na:

• maandalizi ya viungo vya mwili

• kutengeneza na kutengeneza

• kurusha biskuti

• matumizi ya glaze

• kurusha glost

• mapambo.

 

Michakato ya maandalizi ya calcining, kusagwa na kusaga ya jiwe au jiwe inaweza kufanyika katika kuanzishwa tofauti, lakini ni kawaida kwa michakato yote inayofuata kufanyika katika kiwanda kimoja. Katika nyumba ya kuingizwa, viungo vya mwili vinachanganywa katika maji; udongo wa plastiki kisha huzalishwa kwa kuchuja na kuziba; slaidi ya kutupwa basi hutayarishwa kwa kuteleza kwa uthabiti wa krimu. Vumbi kwa kushinikiza huandaliwa kwa kukausha na kusaga.

Uainishaji wa jadi wa michakato ya kuchagiza huonyeshwa kwenye jedwali la 2. Katika kutupwa, kusimamishwa kwa maji kwa mwili hutiwa kwenye mold ya kunyonya na kutupwa huondolewa baada ya kukausha sehemu. Uundaji wa udongo wa plastiki kwa kutupa sasa ni nadra katika uzalishaji wa viwanda; mitambo kueneza juu au katika mold plasta (jiggering na jolly) na kujitenga kutoka mold baada ya kukausha ni karibu wote katika kufanya tableware. Kushinikiza kwa udongo wa plastiki au extrusion ni mdogo kwa keramik za viwanda. Vifungu vinavyobanwa na vumbi vinatolewa kwa kugandamiza vumbi la mwilini lililokaushwa awali kwa mkono au ukandamizaji.

Jedwali 2. Michakato ya utengenezaji

 

Baada ya kutengeneza, ware inaweza kukaushwa na kumaliza kwa fettling, towing au sponging. Kisha ni tayari kwa kurusha biskuti.

Baada ya kurusha biskuti, glaze hutumiwa kwa kuzamishwa au kunyunyizia dawa; kuzamisha kunaweza kuwa kwa mkono au kwa makinikia. Ware glazed ni basi fired tena. Wakati mwingine, kama ilivyo kwa bidhaa nyeupe za usafi, glaze hutumiwa kwenye kipengee cha udongo kilichokaushwa na kuna kurusha moja tu.

Mapambo yanaweza kutumika chini au juu ya glaze na inaweza kuwa kwa uchoraji wa mikono, uchapishaji wa mashine au uhamisho; mapambo ya juu-glaze inahusisha kurusha tatu; na wakati mwingine kurusha tofauti kwa rangi tofauti ni muhimu.

Katika hatua za mwisho, bidhaa hupangwa na kupakiwa kwa usafirishaji. Mchoro wa 15 unabainisha njia mbalimbali zinazofuatwa na aina mbalimbali za vyombo vya udongo na kauri wakati wa utengenezaji wao.

Mchoro 15. Chati ya mtiririko kwa aina ya kauri

Tile ya kauri

Wasifu wa jumla

Kauri ni neno ambalo wakati mmoja lilifikiriwa kurejelea tu usanii au mbinu ya kutengeneza vyombo vya udongo. Etimolojia ya neno hilo inaonyesha kwamba linatokana na Kigiriki keramos, maana yake “mfinyanzi” au “finyanzi”. Hata hivyo, neno la Kigiriki linahusiana na mzizi wa zamani wa Kisanskriti, unaomaanisha “kuchoma”; kama ilivyotumiwa na Wagiriki wenyewe, maana yake ya msingi ilikuwa tu "vitu vilivyochomwa" au "ardhi iliyochomwa". Dhana ya kimsingi iliyomo katika neno hili ilikuwa ni ile ya bidhaa iliyopatikana kupitia kitendo cha moto juu ya nyenzo za udongo.

Kauri ya kitamaduni, katika muktadha wa kifungu hiki, inarejelea bidhaa zinazotumiwa sana kama vifaa vya ujenzi au ndani ya nyumba na tasnia. Ingawa kuna tabia ya kusawazisha kauri za jadi na teknolojia ya chini, teknolojia za utengenezaji wa hali ya juu hutumiwa mara nyingi katika tasnia hii. Ushindani mkali kati ya wazalishaji umesababisha teknolojia kuwa bora zaidi na ya gharama nafuu kwa kutumia zana ngumu na mashine, pamoja na udhibiti wa mchakato unaosaidiwa na kompyuta.

Bidhaa za kale za kauri zilitoka kwa nyenzo za kuzaa udongo. Wafinyanzi wa mapema walipata asili ya plastiki ya udongo kuwa muhimu katika kuunda maumbo. Kwa sababu ya tabia yake ya kuonyesha kiasi kikubwa cha kupungua, miili ya udongo ilirekebishwa kwa kuongeza mchanga na jiwe kubwa, ambayo ilipunguza kupungua na kupasuka. Katika miili ya kisasa yenye msingi wa udongo, nyongeza za kawaida zisizo za udongo ni unga wa silika na madini ya alkali ambayo huongezwa kama fluxes. Katika uundaji wa jadi wa kauri, udongo hufanya kazi ya plastiki na binder kwa vipengele vingine.

Maendeleo ya sekta

Uzalishaji wa vigae vya udongo vilivyokaushwa na kuchomwa moto vina asili ya zamani sana ya watu wa Mashariki ya Kati. Sekta ya tile nyeupe ilikua kwa kiasi kikubwa huko Uropa, na mwanzoni mwa karne ya 20 uzalishaji wa tiles za sakafu na ukuta ulipata kiwango cha viwanda. Maendeleo zaidi katika uwanja huu yalitokea baada ya Vita vya Kidunia vya pili. Ulaya (Italia na Hispania, hasa), Amerika ya Kusini na Mashariki ya Mbali sasa ni maeneo muhimu zaidi ya uzalishaji wa tile ya viwanda.

Sekta ya vigae vya sakafu na ukutani ya tasnia ya bidhaa nyeupe imeona maendeleo makubwa tangu katikati ya miaka ya 1980 kwa kuanzishwa kwa teknolojia mpya, otomatiki na ujumuishaji wa mtiririko wa uzalishaji katika mchakato wa utengenezaji. Baadaye, tija na ufanisi uliongezeka, wakati matumizi ya nishati na gharama zimepunguzwa. Utengenezaji wa vigae sasa unaendelea katika uzalishaji wa vigae mvua na kavu, na mimea mingi leo ina karibu 100% ya otomatiki. Ubunifu mkubwa katika tasnia ya vigae katika miaka kumi iliyopita ni pamoja na kusaga kwa mvua, kukausha kwa dawa, ukandamizaji wa kavu wa shinikizo la juu, ukaushaji wa roller na teknolojia za kurusha haraka.

Thamani ya usambazaji wa soko la vigae vya kauri vya Marekani (usafirishaji wa kiwanda cha Marekani pamoja na uagizaji) iliongezeka kwa makadirio ya 9.2% kuongezwa kila mwaka kati ya 1992 na 1994. Mauzo ya dola yalikadiriwa kufikia dola za Marekani bilioni 1.3 mwaka 1994. Wakati huo huo, kiasi cha mauzo kilipanda 11.9 % hujumuishwa kila mwaka hadi futi za mraba bilioni 1.3. Hii inalinganishwa na kiwango cha ukuaji wa soko cha 7.6% kulingana na mauzo ya dola, na 6.9% kulingana na mauzo ya kiasi kati ya 1982 na 1992.

Uainishaji wa matofali ya kauri

Redware na nyeupe

Aina nyingi za tile ya kauri zinapatikana kwenye soko. Zinatofautiana kulingana na hali ya uso, rangi ya mwili (nyeupe au nyekundu), teknolojia ya utengenezaji, malighafi na matumizi ya mwisho. Tofauti kati ya tiles "nyekundu" na "nyeupe" iko katika kiasi cha madini ya chuma yaliyomo katika mwili. Kwa kuguswa na vijenzi vingine vya mwili, vinaweza kutoa rangi zaidi au kidogo na kurekebisha tabia ya mwili wakati wa kufyatua risasi.

Uainishaji kamili na kamili ni mgumu sana kwa sababu ya utofauti mkubwa wa bidhaa za vigae, usindikaji wao na sifa zinazofuata. Katika sura hii, viwango vya Ulaya (EN) na ASTM vinazingatiwa.

Viwango vya EN huainisha kwa upekee vigae vya kauri kama kazi ya ufyonzaji wa maji (ambayo inahusiana moja kwa moja na ugumu) na mbinu ya kuunda (kupasua au kubofya). Njia za uundaji zimeainishwa kama ifuatavyo:

• mchakato wa kuunda A (tiles za sakafu zilizopanuliwa). Utaratibu huu ni pamoja na vigae vilivyogawanyika na vigae vilivyotolewa kibinafsi.

• mchakato wa kuunda B (sakafu iliyoshinikizwa kavu na tiles za ukuta).

 

Kiwango cha EN 87 cha Ulaya, kilichoidhinishwa mnamo Novemba 1981, kinabainisha kuwa "Vigae vya kauri na vigae vya sakafu ni vifaa vya ujenzi ambavyo kwa ujumla vimeundwa kutumika kama vifuniko vya sakafu na ukuta, ndani na nje, bila kujali umbo na ukubwa".

Vipimo vya Taasisi ya Kitaifa ya Viwango vya Marekani (ANSI) kwa kigae cha kauri (ANSI A 137.1) kina ufafanuzi ufuatao:

• Tile ya mosaic ya kauri huundwa kwa njia ya kushinikizwa na vumbi au plastiki, kwa kawaida 6.4 hadi 9.5 mm (1/4 hadi 1/8 in.) na ina eneo la uso la chini ya 39 cm.² (6 ndani² ) Matofali ya mosai ya kauri yanaweza kuwa ya porcelaini au muundo wa udongo wa asili, na yanaweza kuwa wazi au yenye mchanganyiko wa abrasive kote.

• Tile ya ukuta wa mapambo ni glazed tile na mwili nyembamba kwamba ni kawaida yasiyo ya vitreous na yanafaa kwa ajili ya matumizi ya ndani mapambo ya makazi ya ukuta ambapo kuvunja nguvu si mahitaji.

• Paver tile Kaure iliyoangaziwa au isiyoangaziwa au vigae vya udongo asilia vilivyoundwa na njia ya kushinikizwa na vumbi yenye sentimita 39.² (6 ndani² ) au eneo la uso zaidi.

• Tile ya kaure ni kigae cha kauri cha mosaiki au kigae cha paver ambacho kwa ujumla hutengenezwa kwa njia ya kushinikizwa na vumbi na kusababisha muundo wa vigae ambao ni mnene, usioweza kupenya, ulio na punje laini na laini, na uso ulioundwa kwa kasi.

• Tile ya machimbo ni tile iliyoangaziwa au isiyo na glasi, iliyotengenezwa na mchakato wa extrusion kutoka kwa udongo wa asili au shale, kwa kawaida huwa na cm 39.² (6 ndani²) au eneo la uso zaidi.

• Tile ya ukuta kigae kilichoangaziwa chenye mwili ambacho kinafaa kwa matumizi ya ndani na kwa kawaida si ya vitreous na haihitajiki kuhimili athari nyingi au kuwa chini ya hali ya kuganda na kuyeyusha.

• Alama za mtu binafsi za vigae vyeupe ni pamoja na vigae ambavyo havijaangaziwa (kigae cha mosai cha kauri, kigae cha machimbo, kigae cha paver) na vigae vilivyoangaziwa (tile ya ukutani iliyong'aa, kigae cha kauri kilichong'aa, kigae cha machimbo kilichong'aa, kigae cha paver iliyoangaziwa) (ANSI 1988).

 

Matofali yanatengenezwa na michakato ya kawaida ya kauri. Tiles za kauri za ukuta na sakafu hutayarishwa kutoka kwa mchanganyiko wa udongo wa mpira, mchanga, fluxes, mawakala wa rangi na malighafi nyingine za madini, na hufanyiwa usindikaji kama vile kusaga, uchunguzi, kuchanganya na wetting. Wao ni umbo na kubwa, extrusion, akitoa au mchakato mwingine, kwa kawaida katika joto la kawaida, na hatimaye kukaushwa na hatimaye moto katika joto la juu. Tiles inaweza kuwa glazed, unglazed au engobed. Miale ni kama glasi, mipako isiyoweza kupenya, na engobes ni mipako ya matte, ya udongo ambayo inaweza pia kuwa na vinyweleo. Matofali ya ukuta na sakafu ya glazed hutolewa ama kwa kurusha moja au hatua mbili.

Miili ya kauri ya jadi huundwa kwa maumbo kwa kutumia mbinu nyingi tofauti. Mchakato mahususi wa uundaji unaagizwa na mambo mengi, ikiwa ni pamoja na sifa za nyenzo, ukubwa na umbo la sehemu, vipimo vya sehemu, mavuno ya uzalishaji na mazoea yanayokubalika ndani ya eneo la kijiografia.

Miili yenye msingi wa udongo ni michanganyiko mingi ya udongo mmoja au zaidi na poda moja au zaidi zisizo za udongo. Kabla ya kufikia umbo la mwisho, poda hizi hupitia mlolongo wa shughuli za kitengo, kurusha na operesheni za baada ya moto (ona mchoro 17).

Kwa miili mingi ya kitamaduni, mbinu za uundaji zinaweza kuainishwa kama uundaji wa plastiki laini, uundaji wa plastiki ngumu, ukandamizaji na utupaji.

Shinikizo linalotumika hutumika kupanga upya na kusambaza tena malighafi katika usanidi uliojaa vizuri zaidi. Tabia ya rheological ya miili yenye msingi wa udongo inatokana na uingiliano wa madini ya udongo na maji, ambayo hutoa plastiki kwa kundi. Katika miili isiyo ya kawaida, aina hii ya tabia inaweza kupatikana kwa kuongeza plasticizers.

Viwanda vya kauri

Wasifu wa jumla

Keramik hutofautiana na vifaa vingine vya uhandisi (chuma, plastiki, bidhaa za mbao, nguo) katika idadi ya mali ya mtu binafsi. Labda tofauti tofauti zaidi kwa mbuni au mtumiaji anayeweza kutumia ware za kauri ni umbo la kipekee na saizi ya kila kipande cha kauri. Keramik haifanyiki kwa urahisi au kufanya kazi baada ya kurusha, isipokuwa kwa kusaga kwa gharama kubwa sana; kwa hivyo, kawaida lazima zitumike kama zilivyo. Isipokuwa kwa tiles rahisi, fimbo na maumbo ya bomba ya ukubwa mdogo, keramik haziwezi kuuzwa kwa mguu au kwa yadi, wala kukatwa ili kutoshea kazi.

Mali yote muhimu, ikiwa ni pamoja na sura na ukubwa, lazima itolewe mapema, kuanzia na hatua za awali za usindikaji wa kauri. Uadilifu wa muundo wa kila kipande lazima uhifadhiwe kupitia aina mbalimbali za mfiduo wa dhiki ya joto na mitambo wakati wa usindikaji na mpaka kipande kimewekwa na katika huduma. Iwapo kauri itashindwa kufanya kazi kwa sababu ya sababu mbalimbali (kuvunjika kwa brittle juu ya athari, mshtuko wa joto, kuvunjika kwa dielectri, abrasion au kutu ya slag inayoyeyuka), hakuna uwezekano wa kurekebishwa, na kwa kawaida lazima ibadilishwe.

Maendeleo makubwa yamepatikana katika uelewa wa kimsingi na udhibiti wa kiteknolojia wa sifa za keramik, na matumizi yao katika matumizi mengi mapya, yanayohitaji, na ya kiufundi sana. Sekta kwa ujumla, na sehemu zake za kiufundi na za elektroniki za kauri haswa, zimebuni mbinu za uzalishaji na udhibiti wa kutengeneza maumbo changamano kwa wingi katika miili iliyodhibiti kwa uangalifu sifa za umeme, sumaku na/au mitambo huku ikidumisha ustahimilivu wa hali ambayo ni nzuri ya kutosha. kuruhusu kusanyiko rahisi na vipengele vingine.

Keramik nyingi zinazalishwa kwa kiasi kikubwa kama vitu vya kawaida. Matofali ya kinzani na maumbo, crucibles, muffles, zilizopo za tanuru, vihami, zilizopo za ulinzi wa thermocouple, dielectri ya capacitor, mihuri ya hermetic na bodi za nyuzi huwekwa mara kwa mara na idadi ya wazalishaji wa kauri katika aina mbalimbali za nyimbo na ukubwa. Kwa kawaida ni haraka na nafuu zaidi kutumia bidhaa za hisa wakati wowote inapowezekana. Wakati vitu vya hisa havitakidhi hitaji, watengenezaji wengi wako tayari kutengeneza bidhaa maalum. Kadiri mahitaji ya mali fulani ya kauri yanavyokuwa magumu, au kadiri mahitaji ya michanganyiko mahususi ya mali, saizi na maumbo yanavyokuwa magumu zaidi, ndivyo vigezo vinavyokubalika vya utunzi, muundo mdogo na usanidi wa kauri. Kwa hivyo gharama na ugumu wa utengenezaji ni mkubwa zaidi. Watengenezaji wengi wa kauri wana wahandisi na wabunifu wenye uzoefu ambao wana sifa ya kufanya kazi na wateja wanaowezekana juu ya maelezo ya muundo wa bidhaa za kauri.

masoko

Soko kuu la kauri za hali ya juu limekuwa na litaendelea kuwa katika vifaa vya elektroniki, lakini mipango madhubuti ya utafiti na maendeleo ulimwenguni kote inaendelea kutafuta programu mpya na kubainisha njia za kuboresha sifa za kauri ili masoko mapya yaweze kufikiwa.

Keramik ya hali ya juu huzalishwa nchini Japani, Marekani na Ulaya Magharibi. Malighafi zinazotumiwa katika sekta hiyo zinauzwa kwa misingi ya kimataifa, hasa kama poda, lakini pia kuna kiasi kikubwa cha usindikaji wa ndani.

Matumizi kuu ya keramik ya viwanda ni:

• Oksidi. Nyenzo kuu za oksidi zinazotumiwa leo ni alumina katika plugs za cheche, substrates na maombi ya kuvaa; zirconia (ZrO₂) katika sensorer za oksijeni, kama sehemu ya piezoelectrics ya risasi-zirconium-titanate (PZT), matumizi ya kuvaa na mipako ya kizuizi cha joto; titanates katika capacitors bariamu titanate na PZT piezoelectrics; na feri katika sumaku za kudumu, vichwa vya kurekodi sumaku, vifaa vya kumbukumbu, vihisi joto na sehemu za magari ya umeme.

• Carbides na nitridi. Carbides (hasa silicon carbudi na boroni carbide) hutumiwa katika matumizi ya kuvaa, wakati nitridi (hasa nitridi ya silicon na Sialon) hutumiwa katika matumizi ya kuvaa na zana za kukata. Alumini nitridi, pamoja na upitishaji wake wa hali ya juu wa mafuta, ndio nyenzo kuu inayoshindaniwa kwa sehemu ya soko la substrate ya kielektroniki inayotawaliwa na alumina kwa sasa.

• Keramik ya oksidi iliyochanganywa. Utafiti wa keramik na juhudi za maendeleo zinalenga idadi ya maombi mapya ya keramik ambayo yote yana uwezo mkubwa sana. Programu tatu muhimu ni: (1) viboreshaji vya kauri, (2) keramik kwa seli za mafuta ya oksidi thabiti na (3) vijenzi vya kauri vya injini za joto.

 

Superconductors za kauri zinatokana na idadi ya mifumo mchanganyiko ya oksidi ambayo ni pamoja na yttrium, bariamu, shaba, strontium na shaba (YBa).₂Cu₃O_7-8, Bi₂Sr₂CaCu₂O₈, Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O₁₀) imetulia na oksidi ya risasi. Keramik za seli za mafuta ya oksidi imara zinatokana na vikondakta vya ioni ambapo zirconia iliyoimarishwa ya hali ya juu ndiyo nyenzo ya kuchagua kwa sasa. Vipengee vya injini ya joto ya kauri vinavyochunguzwa vinaundwa na kabudi ya silikoni, Sialoni na zirconia, ama kama kauri za awamu moja, viunzi vya kauri-kauri au viunzi vya chuma-tumbo (MMCs).

Michakato ya Viwanda

Maendeleo ya teknolojia ya utengenezaji

Inachakata ubunifu. Shughuli ya utafiti na maendeleo inazalisha teknolojia mpya kwa ajili ya uzalishaji wa vifaa vya kauri. Keramik inayotokana na mtangulizi ilikadiriwa kuwa na thamani ya soko ya dola za Marekani milioni 2 mwaka wa 1989, sehemu kubwa ambayo ilikuwa katika CVD (86% ya jumla ya thamani ya soko). Sehemu zingine za soko hili linalokua ni pamoja na uingizaji wa mvuke wa kemikali (CVI), sol-gel na pyrolysis ya polima. Bidhaa ambazo zinazalishwa kwa ufanisi kwa njia hizi ni pamoja na nyuzi za kauri zinazoendelea, composites, utando na unga wa hali ya juu/utendaji wa hali ya juu.

Michakato inayotumiwa kubadilisha malighafi hizi kuwa bidhaa zilizokamilishwa ni pamoja na usindikaji wa ziada wa poda (kwa mfano, kusaga na kukausha kwa dawa) kabla ya kuunda maumbo ya kijani ambayo hutupwa chini ya hali iliyodhibitiwa. Michakato ya uundaji ni pamoja na ukandamizaji wa kufa, ukandamizaji wa isostatic, utupaji wa kuteleza, utupaji wa tepi, extrusion, ukingo wa sindano, ukandamizaji wa moto, ukandamizaji wa moto wa isostatic (HIP), CVD na kadhalika.

Viungio vya kemikali kusaidia usindikaji wa kauri. Kila hatua katika mchakato wa utengenezaji inahitaji udhibiti wa uangalifu ili mali za bidhaa za mwisho zipatikane kwa ufanisi wa juu wa uzalishaji na kemikali muhimu za athari hutumiwa kuboresha matibabu ya poda na kuunda kijani. Kemikali zenye athari ni pamoja na visaidizi vya kusaga, vifungashio na vifungashio, vilainishi vya kutoa bidhaa wakati wa kukandamiza na kupunguza uchakavu wa sehemu za kufa, na viunga vya plastiki kusaidia usagaji na uundaji wa sindano. Orodha ya kemikali hizo imeonyeshwa katika jedwali 3. Wakati nyenzo hizi zina jukumu muhimu la kiuchumi katika uzalishaji, zinateketezwa wakati wa kurusha na hazishiriki sehemu katika kemia ya mwisho ya bidhaa. Mchakato wa kuchomwa moto unapaswa kudhibitiwa kwa uangalifu ili kuzuia mabaki ya kaboni katika bidhaa zilizokamilishwa, na mchakato wa utafiti na maendeleo unaendelea kuchunguza njia za kupunguza viwango vya athari za kemikali zinazotumiwa.

Jedwali 3. Viungio vya kemikali vilivyochaguliwa vinavyotumiwa kuboresha matibabu ya poda na uundaji wa kijani wa keramik

 

Mbali na kuzalisha bidhaa za kauri na teknolojia za utengenezaji wa kauri kwa matumizi mapya, ushawishi wa sekta ya juu ya keramik kwenye tasnia ya keramik ya jadi haipaswi kupuuzwa. Inatarajiwa kwamba nyenzo na michakato mingi ya teknolojia ya juu itapata matumizi katika tasnia ya kauri ya kitamaduni huku tasnia hii ikijitahidi kupunguza gharama za utengenezaji, kuboresha ubora na kutoa thamani bora katika huduma kwa mtumiaji wa mwisho.

Malighafi

Kuna nyenzo fulani muhimu ambazo hutumiwa moja kwa moja na tasnia ya keramik au ambazo zinawakilisha mahali pa kuanzia kwa utengenezaji wa vifaa vya kuongeza thamani:

• silika

• udongo

• alumina

• magnesia

• titania

• oksidi ya chuma

• zircon/zirconia.

 

Mjadala huu utazingatia sifa za silika, alumina na zircon/zirconia.

Silika, pamoja na matumizi yake katika refractories na whitewares, pia ni hatua ya mwanzo katika utengenezaji wa silicon ya msingi, carbudi ya silicon na tetrakloridi ya silicon. Silicon, kwa upande wake, ni mahali pa kuanzia kwa nitridi ya silicon, na tetrakloridi ya silikoni ndiyo mtangulizi wa aina mbalimbali za viumbe vya silicon ambazo zinaweza kuingizwa kwa pyrolyzed chini ya hali zinazodhibitiwa hadi kabonidi ya silicon ya ubora wa juu na nitridi ya silicon.

Silicon nitridi na vitokanavyo na Sialon, pamoja na silicon carbudi, licha ya tabia yao ya kuongeza oksidi, zina uwezo wa kufikia malengo mengi ya mali yaliyowekwa na soko la injini ya joto. Kipengele cha silika na vifaa vya kauri vinavyotokana na silika ni kwamba vipengele vyote vinapatikana kwa urahisi katika ukanda wa dunia. Katika suala hili, nyenzo hizi hutoa uwezekano wa urahisi wa usambazaji katika sehemu zote za dunia. Katika mazoezi, hata hivyo, kuna pembejeo muhimu ya nishati inayohitajika kuzalisha silicon na carbudi ya silicon. Kwa hivyo, utengenezaji wa nyenzo hizi kwa kiasi kikubwa ni mdogo kwa nchi zilizo na nguvu za umeme za bei nafuu na zinazopatikana kwa urahisi.

Alumina hupatikana katika ukoko wa dunia kama sehemu ya madini ya aluminosilicate. Uchumi unaamuru kwamba alumina itolewe kutoka kwa bauxite kwa kutumia mchakato wa Bayer. Bauxite imeenea katika ukanda wa ikweta katika majimbo tofauti ya usafi, na imegawanywa katika uainishaji mbili: ore ya daraja la kinzani na madini ya metallurgiska.

Bauxite ya daraja la kinzani hutolewa na Uchina na Guyana kama kalsini ya halijoto ya juu ya madini asilia: diaspore (Al₂O₃· H₂O) nchini Uchina na gibbsite (Al₂O₃· 3H₂O) nchini Guyana. Wakati wa kuhesabu, mkusanyiko wa awamu tata ya corundum (Al₂O₃), mullite, glasi ya silika na viwango vidogo vya titanate ya alumini huundwa. Matumizi ya bauxite ya daraja la kinzani yanazidi tani 700,000 kwa mwaka duniani kote.

Bauxite ya daraja la metallurgiska huchimbwa nchini Australia, Jamaika na Afrika Magharibi, na ina viwango vya alumina vinavyobadilika pamoja na uchafu mkubwa kama vile oksidi ya chuma na silika. Alumina iliyo katika madini ya metallurgiska hutolewa kutoka kwenye ore inapoyeyushwa na hidroksidi ya sodiamu, ikitoa myeyusho wa alumini ya sodiamu ambayo hutenganishwa na oksidi ya chuma na silika, ambayo hukataliwa kama bidhaa ya taka kwa namna ya matope nyekundu. Kimsingi, hidroksidi safi ya alumini hutiwa maji kutoka alumini ya sodiamu na kisha kukokotwa hadi idadi ya darasa la alumina.

Alumina za usafi wa hali ya juu zinazotumiwa katika tasnia ya keramik na zinazotokana na mchakato wa Bayer zimeainishwa kama alumina ya jedwali, alumina iliyounganishwa au alumina maalum iliyochangwa.

Alumina ya tabular hutokezwa na halijoto ya juu (~2,000°C au 3,630°F) ukokotoaji wa alumina iliyokaushwa yenye halijoto ya chini katika tanuu kubwa za mzunguko zinazowashwa na mafuta. Alumini iliyounganishwa huzalishwa na kuyeyuka kwa umeme kwa alumina ya calcined. Alumina ya jedwali na iliyounganishwa huuzwa kwa tasnia ya kinzani katika hali iliyokandamizwa na kuwekwa hadhi kwa matumizi katika anuwai ya bidhaa za ubora wa juu, kama vile viboreshaji vya uwekaji mfululizo (kwa mfano, lango lenye ncha moja au milango ya SEN/slaidi), vigeuzi vya monolithic. kwa matumizi katika tanuu za mlipuko na tasnia ya petrokemikali.

Poda maalum za aluminiumoxid ni malighafi kuu inayotumika katika tasnia ya hali ya juu ya kauri kwa matumizi ya kielektroniki na kihandisi. Poda hizo huzalishwa katika aina mbalimbali za madaraja kulingana na vipimo maalum vya kemia, saizi ya chembe na aina ya fuwele, ili kukidhi matumizi mbalimbali ya bidhaa za mwisho.

Kuna biashara iliyoanzishwa ya kimataifa ya alumina za ubora wa juu. Watengenezaji wengi wa kauri wana vifaa vya kusaga ndani ya nyumba na kukausha dawa. Ni wazi kuna kikwazo kwa ukuaji wa usambazaji wa mifumo iliyokaushwa kwa dawa na hitaji linaloendelea la kusambaza alumina zinazolingana na mitambo ya wateja ili matumizi ya mifumo hiyo kuboreshwa kwa bei inayokubalika. Alumina ni nyenzo muhimu ya kauri ambayo inapatikana kwa kiwango cha juu cha usafi. Nafasi kuu ya alumina kama malighafi ya kauri hutokea kwa sababu ina mali inayohitajika kwa gharama ya chini. Ufanisi huu wa gharama unachangiwa na asili ya bidhaa ya biashara inayotokana na mahitaji makubwa ya alumini na tasnia ya alumini.

Zircon na zirconia. Chanzo kikuu cha zirconia ni zircon ya madini (ZrO₂  NdiyoO₂), ambayo inapatikana kwenye mchanga wa ufuo hasa Australia, Afrika Kusini na Marekani. Zircon inayotolewa kwenye mchanga wa ufuo ina takriban 2% ya oksidi ya hafnium na athari za Al₂O₃ (0.5%), Fe₂O₃ (0.1%) na TiO₂ (0.1%). Kwa kuongeza, zircons zote zina athari za uranium na thorium. Zircon huchakatwa kwa kusaga vizuri ili kutoa aina mbalimbali za bidhaa za kusaga za ukubwa wa chembe uliobainishwa. Bidhaa hizi zimepata matumizi katika utengenezaji wa uwekezaji, msingi, bidhaa za kinzani na kama kitoa mwangaza katika glaze za bidhaa nyeupe.

Zircon pia ni chanzo kikuu cha zirconia. Zirkoni inaweza kutiwa klorini kukiwa na kaboni ili kutoa zirconium na tetrakloridi za silicon ambazo hutenganishwa na kunereka. Tetrakloridi ya zirconium inayozalishwa inaweza kutumika kutayarisha zirconia moja kwa moja au kama malisho ya kemikali zingine za zirconium. Kunyunyizia na oksidi za alkali au alkali za ardhi pia hutumiwa kuoza zircon. Silika huchujwa kutoka kwa bidhaa za mtengano na maji, na kuacha hidroksidi ya zirconium isafishwe zaidi na kuyeyuka kwa asidi na urejeshaji. Zirconia ni basi kupatikana kwa calcining hidroksidi. Zircon pia hubadilishwa kuwa zirconia na silika katika plazima katika 1,800°C (3,270°F) na kupoeza haraka ili kuzuia kuunganishwa tena. Silika ya bure huondolewa kwa kufutwa katika hidroksidi ya sodiamu. Zirconia iliyounganishwa hutengenezwa katika vinu vya umeme vya arc kutoka kwa malisho ya baddeleyite au zircon/carbon. Katika mchakato wa mwisho sehemu ya silika ya zircon hupunguzwa kwa joto kwa silicon monoxide, ambayo hubadilika kabla ya kuunganishwa kwa zirconia iliyobaki.

Muhtasari

Sekta ya kauri ya viwanda ni tofauti sana na kuna usindikaji mwingi wa ndani. Shughuli nyingi za mwisho za utengenezaji ziko katika mazingira ya aina ya foundry. Mifumo ya kushughulikia nyenzo katika shughuli hizi huwasilisha malighafi nzuri ambapo vumbi linaweza kuwa suala. Nyenzo huinuliwa hadi joto la juu sana na kuyeyuka au kuunganishwa katika maumbo yanayohitajika kwa sehemu za mwisho. Kwa hivyo, maswala mengi ya usalama ambayo yapo katika tasnia yoyote ya halijoto ya juu pia yapo katika tasnia ya keramik ya viwandani.

Matofali na Tile

Wasifu wa jumla

Matofali na vigae vilivyotengenezwa kwa udongo vimetumika kama nyenzo ya ujenzi tangu zamani zaidi katika sehemu nyingi za dunia. Inapotengenezwa vizuri na kuchomwa moto, ni ya kudumu zaidi kuliko mawe mengine, sugu kwa hali ya hewa na mabadiliko makubwa ya joto na unyevu. Matofali ni mstatili wa saizi ya kawaida, inatofautiana kidogo kutoka mkoa hadi mkoa lakini kimsingi inafaa kwa kushughulikiwa kwa mkono mmoja na fundi matofali; tiles za paa ni slabs nyembamba, ama gorofa au curved; tiles za udongo pia zinaweza kutumika kwa sakafu.

Sekta ya matofali imegawanyika sana. Kuna wauzaji wengi wadogo walioko kote ulimwenguni. Utengenezaji wa matofali huwa unahusisha wauzaji wa ndani na masoko ya ndani kutokana na gharama ya usafirishaji wa bidhaa iliyokamilishwa. Mwaka wa 1994, kulikuwa na viwanda vya kutengeneza matofali 218 nchini Marekani, na mwaka wa 1992 idadi ya wazalishaji wa bidhaa za udongo wa miundo nchini Uingereza iliorodheshwa kwa 182, kwa mfano. Watengenezaji wa matofali kwa ujumla wako karibu na amana za udongo ili kupunguza gharama ya usafirishaji wa malighafi.

Nchini Marekani, matofali hutumiwa hasa katika ujenzi wa makazi kama nyenzo ya kubeba mzigo au kama nyenzo ya facade. Kwa kuwa tasnia ya matofali imeunganishwa kwa karibu sana na tasnia ya makazi, shughuli za utengenezaji hutegemea sana tasnia ya ujenzi wa makazi na karibu kabisa inategemea tasnia ya pamoja ya ujenzi wa makazi na yasiyo ya kuishi.

Michakato ya Viwanda

Nyenzo na usindikaji

Nyenzo za msingi ni udongo wa aina mbalimbali na mchanganyiko wa loams, shales na mchanga, kulingana na usambazaji wa ndani na mahitaji, kutoa mali zinazohitajika za texture, plastiki, mara kwa mara na shrinkage, na rangi.

Uchimbaji wa udongo sasa mara nyingi hutengenezwa kikamilifu; utengenezaji kawaida hufanyika kando ya shimo la uchimbaji, lakini kwa kazi kubwa udongo wakati mwingine hupitishwa kwa skids kwenye njia za kamba. Usindikaji unaofuata wa udongo hutofautiana kulingana na katiba yake na bidhaa ya mwisho, lakini kwa ujumla ni pamoja na kusagwa, kusaga, uchunguzi na kuchanganya. Tazama mchoro wa 16 kwa operesheni ya kawaida ya utengenezaji wa matofali.

Mchoro 16. Utengenezaji wa matofali na vigae

Udongo kwa matofali ya kukata waya huvunjwa na rollers; maji huongezwa kwenye mchanganyiko; mchanganyiko umevingirwa tena na kisha kulishwa kupitia pugmill ya usawa. Udongo wa plastiki uliotolewa hukatwa kwa ukubwa kwenye meza ya kukata waya. Nyenzo za plastiki zilizokauka nusu na ngumu hutolewa kwa kukunja na kuchunguzwa na kisha hulishwa kwa mashinikizo ya mitambo. Baadhi ya matofali bado yanatengenezwa kwa mkono.

Ambapo nyenzo za plastiki hutumiwa, matofali yanapaswa kukaushwa na jua na hewa, au mara nyingi zaidi katika tanuu zilizodhibitiwa, kabla ya kurusha; matofali yaliyotengenezwa kwa plastiki ya nusu-kavu au ngumu yanaweza kuchomwa moto mara moja. Ufyatuaji risasi unaweza kutokea katika tanuu za pete, ambazo mara nyingi hulishwa kwa mkono, au kwenye viunzi vya handaki, vinavyolishwa kimitambo. Mafuta yanayotumika yatatofautiana kulingana na upatikanaji wa ndani. Glaze ya kumaliza hutumiwa kwa matofali fulani ya mapambo.

Tafakari

Wasifu wa jumla

Nyenzo za kinzani kwa kawaida hufikiriwa kuwa zisizo za metali ambazo hustahimili uharibifu wa gesi babuzi, vimiminika au vitu vikali kwenye joto la juu. Nyenzo hizi lazima zihimili mshtuko wa joto unaosababishwa na kupokanzwa haraka au baridi, kutofaulu kwa sababu ya mafadhaiko ya joto, uchovu wa mitambo kwa sababu ya nyenzo zingine zinazowasiliana na kinzani yenyewe na shambulio la kemikali lililoamilishwa na mazingira ya joto la juu. Nyenzo hizi zinahitajika kwa ajili ya utengenezaji wa bidhaa nyingi za kauri na zinahitajika hasa katika tanuri, dryers, tanuu na sehemu za injini zenye joto la juu.

Refractories ilibaki karibu na msingi wa madini hadi kufikia karne ya 20. Bado wanateknolojia ambao walikuwa na ujuzi wa madini walikuwa makini. Wataalamu wa madini ya metali wamekuwa wakifanya majaribio ya asidi na mazoea ya kimsingi ya utelezi tangu Enzi za Kati na walikuwa wameorodhesha baadhi ya manufaa ya kila moja. Mafundi kinzani walikuwa wamefanya majaribio sawa na ganister, na madini mengine karibu safi ya silika na magnesite, ambayo hasa ni MgCO.₃ madini ambayo yalitolewa kwa MgO. Wakati kigeuzi cha kutengeneza chuma cha Bessemer kilipovumbuliwa mwaka wa 1856, kikichanganya halijoto ya kufanya kazi ya zaidi ya 1,600ºC na slagging ya asidi babuzi, vinukuzi vya "asidi" vya silika vilikuwa tayari. Wakati tanuru ya tanuru ya Siemens ilipofuatwa mwaka wa 1857 kwa joto la juu zaidi, na utengenezaji wa chuma ulipita katika hali zote mbili hadi slagging ya msingi ya babuzi, bitana za "msingi" za magnesite zilianzishwa hivi karibuni. Vipingamizi vya msingi vilivyotengenezwa kutoka kwa dolomite (MgO-CaO) vilitengenezwa wakati wa Vita vya Kwanza vya Kidunia, wakati usambazaji wa magnesite wa Ulaya ulikatwa kutoka kwa Washirika. Baadaye, pamoja na maendeleo ya rasilimali nyingine za madini duniani kote, magnesite ilijisisitiza yenyewe.

Jedwali 4. Matumizi ya kinzani na tasnia nchini Marekani

 

Wakati huo huo, matofali ya kaboni yaliyounganishwa yalitolewa nchini Uingereza kuanzia mwaka wa 1863 na hatimaye kupata njia ya kuingia kwenye tanuru ya mlipuko wa kuyeyusha chuma huku halijoto yake ya kufanya kazi ikipanda zaidi. Pia waliingia haraka kwenye seli za Hall-Héroult kwa utengenezaji wa alumini (1886).

Chokaa kilikuwa kimetengenezwa kwa miaka 5,000 hivi kwa kutumia udongo na tanuru za matofali ya moto. Utengenezaji wa saruji wa Portland kwa mara ya kwanza ulitaka kinzani kibunifu wakati tanuu za kuzunguka zilianzishwa baada ya 1877. Vitambaa vya kwanza sugu vilitengenezwa kwa klinka ya saruji iliyounganishwa na saruji. Baadaye vinzani vya kudumu vya kibiashara vilirudi kwenye tasnia hii.

Tanuri za kurejesha na kutengeneza upya, zinazotokana na utengenezaji wa chuma mchanga katika miaka ya 1850, zilianzishwa katika metallurgy zisizo na feri na utengenezaji wa glasi mwishoni mwa karne ya 19. Refractories Fireclay ilibidi kubadilishwa huko, pia. Vitambaa vya magnesite vilitumiwa katika waongofu wa shaba kutoka 1909, na katika mizinga ya kwanza ya kioo ya kisasa kuhusu miaka 10 baadaye. Tanuu za umeme zilijaribiwa kwa utengenezaji wa chuma mnamo 1853 na zikawa za kawaida baada ya 1990. Takriban kitengo cha tani 100 kilichowekwa nchini Marekani mwaka wa 1927 kiliajiri bitana ya magnesite.

Tanuu za arc za awamu tatu zilikuwepo kabla ya 1950; hapo ndipo mahitaji makubwa yalipotokea kwa vinzani vya kisasa zaidi. Katika muda uo huo, upuliziaji wa oksijeni uliletwa kwenye tanuu za Bessemer na sehemu za wazi katika miaka ya 1940. Tanuru ya msingi ya oksijeni (BOF) ilichukua udhibiti wa utengenezaji wa chuma mwishoni mwa miaka ya 1950. Kupuliza oksijeni, kwa umuhimu wake mkubwa wa kiuchumi, kulisukuma tasnia ya kinzani kwa mara ya kwanza kuanzisha vifaa vya sintetiki katika bidhaa zake kwa kiwango kikubwa.

Jambo lingine ambalo ni muhimu kuelewa utendaji wa kinzani ni uthabiti wa sura. Wakati wote wa matumizi ya viwandani, nyenzo za kinzani zinakabiliwa na mizunguko ya joto/ubaridi, ambayo husababisha vitengo vya kinzani kupanua au kupunguzwa. Mabadiliko makubwa katika vipimo yatapunguza utulivu na inaweza hatimaye kusababisha kushindwa kwa muundo wa msingi wa kinzani.

Jambo linalohusiana linalozingatiwa kwa kawaida na nyenzo za kinzani ni spalling. Spalling kwa ujumla inachukuliwa kuwa fracture, mgawanyiko au flaking ya kinzani, na kusababisha mfiduo wa molekuli ya ndani ya nyenzo. Spalling kawaida huletwa na viwango vya joto ndani ya nyenzo, ukandamizaji katika muundo kutokana na malipo ya kiasi kikubwa na tofauti za mgawo wa upanuzi wa joto ndani ya matofali. Kila juhudi hufanywa katika utengenezaji wa kinzani ili kuepusha spalling kwa sababu inapunguza ufanisi wa kinzani.

Refractories inatumika katika anuwai ya matumizi ya viwandani kuanzia matumizi makubwa katika tasnia ya chuma na chuma hadi matumizi ya kiwango cha chini katika tasnia ya saruji na huduma za umma. Kimsingi, refractories hutumiwa katika sekta yoyote ambapo joto la juu hutumiwa joto na kukausha au kuchoma nyenzo. Jedwali la 4 linatoa uchanganuzi wa sasa wa tasnia ya matumizi ya kinzani nchini Marekani.

Kama inavyoonyeshwa kwenye jedwali la 4 tasnia ya chuma ni eneo ambalo zaidi ya 50% ya kinzani inayozalishwa nchini Amerika inatumiwa. Kwa hiyo, mahitaji ya sekta ya chuma kwa kiasi kikubwa yamesababisha maendeleo ya kinzani ambayo yametokea.

---

Refractories za kisasa

Keramik ilikuwa imeongezeka kwa kiasi kikubwa kutoka kwa ufundi hadi sayansi ya matumizi. Jumuiya ya Kauri ya Amerika ilikuwa ilianzishwa mnamo 1899, Jumuiya ya Kauri ya Uingereza mnamo 1901. Michoro ya awamu ya oksidi ilianza kuonekana katika fasihi katika miaka ya 1920. Mbinu za petrografia ziliendelezwa vizuri, na taratibu za kina za uharibifu wa kinzani na kuvaa zilianza kueleweka. Wazalishaji wa kinzani wa Marekani walikuwa wamejipanga upya kwa kiasi kikubwa, wameunganishwa na wenye uwezo wa kufanya utafiti wao wenyewe. Zana za usanisi wa kinzani na vyombo vya uchunguzi vyote vilikuwa vikiongezeka.

Kaboni za viwandani za syntetisk hazikuwa mpya. Coke ilitengenezwa kibiashara kutoka kwa makaa ya mawe katika miaka ya 1860, na kutoka kwa mafuta ya petroli muda mfupi baadaye. Grafiti ya syntetisk na carbide ya silicon ilionekana karibu wakati huo huo mwanzoni mwa karne, kufuatia uvumbuzi wa Acheson wa tanuru ya umeme yenye joto la kujitegemea mwaka wa 1896. Bidhaa hizi, zikiwa na mali tofauti kabisa na zile za oksidi, zilichochea haraka matumizi na masoko yao wenyewe.

Alumina ya syntetisk, Al₂O₃, ilikuwa imepatikana tangu mchakato wa Bayer ulipoanza kulisha uzalishaji wa alumini mnamo mwaka wa 1888. Magnesia ya Synthetic (MgO) ilitengenezwa kwa mara ya kwanza kutoka kwa maji ya bahari nchini Uingereza mwaka wa 1937 na Marekani mwaka wa 1942, ikichochewa na mahitaji ya wakati wa vita ya magnesiamu. Zirconia ilikuwa inapatikana, pia ilichochewa na jeshi. Chokaa imekuwa bidhaa kuu kwa miaka mingi. Kemikali zingine nyingi zilikuwepo kwa kuzingatiwa kama vijenzi vya kinzani au kama viungio vidogo na mawakala wa kuunganisha. Sehemu pekee muhimu ya kinzani za oksidi ambayo kwa sehemu kubwa imepinga uingizwaji na synthetics ni silika (SiO).₂) Miamba ya silika na mchanga wa hali ya juu hupatikana kwa wingi na hutumiwa katika tasnia hii na pia katika uundaji wa glasi.

Matumizi ya sintetiki katika utengenezaji wa kinzani yamesaidia sana; lakini malighafi za madini hazijahamishwa kwa vyovyote vile. Synthetics inagharimu zaidi, na gharama hiyo lazima ihalalishwe. Nyenzo zingine za syntetisk huunda shida kali katika usindikaji wa kinzani, na njia mpya lazima zipatikane ili kuzishinda. Matokeo bora mara nyingi yamepatikana kwa mchanganyiko wa malighafi ya syntetisk na madini, pamoja na pembejeo za ubunifu katika usindikaji wao.

Mchanganyiko wa udongo na kaboni ulikuwa umetumiwa kwa mstari wa crucibles na ladi tangu chuma kilipomwagika; na matofali ya silika yenye kaboni yalitengenezwa nchini Ufaransa katika miaka ya 1860. Tangu 1960, mbinu na utunzi umebadilika sana. Matumizi ya kinzani za oksidi inayobeba kaboni yameongezeka, kuanzia na MgO+C. Msukumo wa kwanza unaweza kuwa umetolewa na BOF; lakini leo hakuna aina yoyote ya hali ya juu ya kinzani ya oksidi ambayo haiwezi kuwa na au bila kaboni iliyoongezwa au kitangulizi cha kaboni kwa utendakazi bora katika programu mahususi.

Arc-fused refractory grain or aggregate imetengenezwa tangu mwanzoni mwa miaka ya 1900, na matofali ya kinzani iliyounganishwa ya nyimbo kadhaa yalifuatwa katika miaka ya ishirini na thelathini, hasa ya mullite, alumina, magnesia-alumina-silica na alumina-zirconia-silika. Mara nyingi zaidi kuliko sio, bidhaa hizi zilifanywa kabisa kutoka kwa malighafi ya madini.

Kwa kweli, vinzani vya msingi wa madini yote vinabaki leo kuwa sehemu muhimu ya menyu ya bidhaa. Zina bei nafuu kabisa, mara nyingi zinafanya kazi kwa kupendeza na bado kuna maombi mengi ya mahitaji madogo na vile vile yale ya mahitaji muhimu kwa viwango vya juu vya kinzani na upinzani wa kutu.

Sekta ya kinzani

Refractories itapatikana katika matumizi katika tasnia nyingi kwa boilers za bitana, tanuu na tanuu za kila aina, lakini asilimia kubwa zaidi hutumiwa katika utengenezaji wa metali. Katika tasnia ya chuma, mlipuko wa kawaida au tanuru ya wazi inaweza kutumia aina nyingi tofauti za kinzani, zingine kutoka kwa silika, zingine kutoka kwa chrome na/au magnesite na zingine za udongo wa moto.

Kiasi kidogo zaidi hutumiwa pia katika tasnia zifuatazo: gesi, coke na bidhaa za ziada; mitambo ya kuzalisha nguvu; kemikali; bake oveni na jiko; saruji na chokaa; keramik; kioo; enamels na glazes; locomotives na meli; vinu vya nyuklia; mitambo ya kusafisha mafuta; utupaji wa taka (vichomaji moto).

Michakato ya Viwanda

Aina ya kinzani ambayo inatumika katika maombi yoyote inategemea mahitaji muhimu ya mchakato. Kwa mfano, michakato ambayo inahitaji upinzani dhidi ya kutu ya gesi au kioevu inahitaji porosity ya chini, nguvu ya juu ya kimwili na upinzani wa abrasion. Masharti ambayo yanahitaji conductivity ya chini ya mafuta yanaweza kuhitaji kinzani tofauti kabisa. Hakika, mchanganyiko wa refractories kadhaa kwa ujumla huajiriwa. Hakuna mstari ulioimarishwa wa uwekaji mipaka kati ya nyenzo hizo ambazo ni na zile ambazo sio kinzani, ingawa uwezo wa kuhimili joto zaidi ya 1,100 ° C bila kulainisha umetajwa kuwa hitaji la vitendo la vifaa vya kinzani vya viwandani.

Malengo ya kiufundi ya utengenezaji wa kinzani fulani yanajumuishwa katika mali na utendaji wake katika matumizi yaliyokusudiwa. Zana za utengenezaji zinajumuisha chaguo kati ya malighafi na kati ya njia na vigezo vya usindikaji. Mahitaji ya utengenezaji yanahusiana na vipengele vya utungaji wa awamu na muundo mdogo—kwa pamoja huitwa tabia ya nyenzo—ambazo hutengenezwa kupitia usindikaji na zenyewe zinawajibika kwa sifa na tabia ya bidhaa.

Malighafi

Hapo awali, malighafi za kinzani zilichaguliwa kutoka kwa amana mbalimbali zilizopo na kutumika kama madini ya kuchimbwa. Uchimbaji wa kuchagua ulitoa nyenzo za mali zinazohitajika, na tu katika kesi za malighafi ya gharama kubwa, kama vile magnesite, mchakato wa manufaa ulihitajika. Leo, hata hivyo, malighafi za asili zenye ubora wa hali ya juu zinazidi kuhitajika kama vile nafaka za kinzani zilizotayarishwa kwa kutumia mchanganyiko wa malighafi zisizo na ubora wa juu na zinazonufaika. Nyenzo zinazozalishwa wakati wa kurusha madini ghafi yanayochimbwa au michanganyiko ya sintetiki huitwa nafaka, klinka, klinka shirikishi au grog.

Refractories kawaida huwekwa katika aina nne: alumino-silicate, silika (au asidi), msingi na miscellaneous.

Nyenzo zinazotumiwa kwa ujumla katika aina nne za kinzani ni pamoja na:

1. Kinzani za aluminosilicate. Fireclays hujumuisha hasa madini ya kaolinite [CAS 1318-74-7] (Al₂0₃  2SiO₂ 2H₂O) na kiasi kidogo cha madini mengine ya udongo, quartzite, oksidi ya chuma, titania na uchafu wa alkali. Clays inaweza kutumika katika hali ghafi au baada ya kuwa calcined. Udongo mbichi unaweza kuwa wa saizi ya panya au kusagwa laini ili kujumuishwa katika mchanganyiko wa kinzani. Baadhi ya kaolini zenye usafi wa hali ya juu zimeteleza, zimeainishwa, zimekaushwa na kuelea ili kufikia ubora thabiti, wa juu. Udongo ulioainishwa pia unaweza kuchanganywa na kuchujwa au kuchujwa na kisha kukokotwa ili kutoa grog ya sintetiki ya kaolinitic iliyochomwa, au kaolinite mbichi iliyokandamizwa kwa kiasi kikubwa inaweza kuchomwa moto ili kuzalisha grog. Baada ya kukokotwa au kuchomwa, kaolinite hutengana na kuwa mullite na glasi siliceous inayojumuisha uchafu wa madini unaohusishwa na amana ya udongo (kwa mfano, quartzite, oksidi ya chuma, titania na alkali) na kuunganishwa katika grog mnene, ngumu ya punjepunje kwenye joto la juu.
2. Refractories ya silika au asidi tumia hasa silika kwa namna ya quartzite iliyosagwa na kusagwa (ganister) (92 hadi 98%), ambayo dutu ya kuunganisha inayofaa, kama vile chokaa (CaO), huongezwa. Matofali ya silika kwa ujumla huwashwa mara mbili kwa sababu hupanua wakati wa joto (matofali ya fireclay hupungua), na ni kuhitajika kuwa upanuzi ukamilike kabla ya ukuta au bitana kujengwa.
3. Refractories ya msingi tumia dolomite, magnesite (MgO), oksidi ya chrome, chuma na alumini.
4. Vipingamizi mbalimbali. Kati ya aina nyingi za nyenzo zinazotumika sasa, zinazojulikana zaidi ni kabidi kama vile silicon carbudi, grafiti, alumina, berilia, thoria, oksidi ya uranium, asbesto na oksidi ya zirconium.

 

Mapinduzi kadhaa katika tasnia yametokea. Iliyojumuishwa katika mapinduzi haya ni mbinu zaidi za mechanized za kushughulikia yabisi ya tani, kuongezeka kwa uwezo na uwekaji otomatiki wa vifaa vya usindikaji na mbinu za upataji wa haraka na uchambuzi wa data ya udhibiti wa mchakato. Maendeleo haya yamebadilisha mazoea ya utengenezaji wa kinzani.

Mchoro wa 17 unaonyesha jinsi aina tofauti za kinzani zinatengenezwa. Kielelezo kimechorwa kwa mtindo wa "mti wa uamuzi" na matawi yanayotofautiana yakiwa na nambari kwa ajili ya utambulisho. Kuna njia mbalimbali, kila mmoja kufanya aina fulani ya bidhaa refractory.

Mchoro 17. Mchoro wa mtiririko wa utengenezaji wa kinzani

Michoro hii ya mtiririko wa jumla inawakilisha maelfu ya michakato maalum, ikitofautishwa, kwa mfano, na orodha zao za malighafi, njia ya utayarishaji na saizi na mkusanyo (ikimaanisha idadi iliyopimwa) ya kila moja, mlolongo na namna ya kuchanganya na kadhalika. Kuachwa kunaruhusiwa-kwa mfano, baadhi ya viboreshaji ambavyo havijasawazishwa huchanganyika-kavu na kamwe haviloweshwe hadi visakinishwe.

Refractories au bidhaa inaweza kuwa preformed (umbo) au kuundwa na kusakinishwa kwenye tovuti, lakini kwa ujumla hutolewa katika maumbo yafuatayo:

Matofali. Vipimo vya kawaida vya matofali ya kinzani ni urefu wa 23 cm na 11.4 cm kwa upana na 6.4 cm nene (matofali ya moja kwa moja). Matofali yanaweza kutolewa au kukandamizwa kavu kwenye mitambo au mitambo ya majimaji. Maumbo yaliyoundwa yanaweza kuchomwa moto kabla ya matumizi au, katika kesi ya lami, resin au matofali yaliyounganishwa kwa kemikali (iliyoponywa).

Maumbo ya fusion-cast. Nyimbo za kinzani huyeyushwa na kutupwa katika maumbo (kwa mfano, vizuizi vya mifereji ya glasi-tangi kubwa kama 0.33, 0.66, 1.33 m). Baada ya kutupwa na annealing, vitalu ni usahihi chini ili kuhakikisha kufaa sahihi.

Cast na refractories mkono-molded. Maumbo makubwa, kama vile vichomio na vizuizi vya kubadilika-badilika, na maumbo changamano, kama vile sehemu za kulishia glasi, saga na kadhalika, hutolewa kwa kuteleza au utepeshaji wa saruji ya majimaji au mbinu za kufinyanga kwa mkono. Kwa sababu mbinu hizi ni za nguvu kazi nyingi, zimetengwa kwa ajili ya makala ambazo haziwezi kuundwa kwa njia za kuridhisha kwa njia nyinginezo.

Kuhami refractories. Refractories ya kuhami kwa namna ya matofali ni nyepesi zaidi kuliko matofali ya kawaida ya muundo sawa kwa mujibu wa porosity ya matofali.

Michanganyiko ya kupigwa risasi na bunduki. Castables hujumuisha nafaka za kinzani ambazo binder ya majimaji huongezwa. Baada ya kuchanganya na maji, wakala wa majimaji humenyuka na kuunganisha wingi pamoja. Mchanganyiko wa bunduki umeundwa kunyunyiziwa kupitia pua chini ya shinikizo la maji na hewa. Mchanganyiko unaweza kuwa laini kabla ya kupigwa risasi kupitia bunduki, au kuchanganywa na maji kwenye pua.

Refractories ya plastiki na mchanganyiko wa ramming. Refractories ya plastiki ni mchanganyiko wa nafaka za kinzani na udongo wa plastiki au plasticizers na maji. Michanganyiko ya kukokotwa inaweza kuwa na udongo au isiwe na udongo na kwa ujumla hutumiwa pamoja na maumbo. Kiasi cha maji kinachotumiwa na bidhaa hizi hutofautiana lakini huzingatiwa kwa kiwango cha chini.

Hatari na Tahadhari za Kikazi

Jedwali la 5 linatoa taarifa juu ya hatari nyingi zinazoweza kupatikana katika sekta hii ya viwanda.

Jedwali 5. Hatari zinazoweza kutokea kwa afya na usalama zinazopatikana wakati wa utengenezaji wa glasi, kauri na nyenzo zinazohusiana

 

Matatizo ya Usalama na Afya na Mifumo ya Magonjwa

Sehemu hii inatoa muhtasari wa tasnia nzima iliyorekodiwa au matatizo yanayoshukiwa ya usalama na afya. Data ya kimataifa juu ya majeraha na magonjwa katika sekta hii ya biashara haikupatikana katika utafutaji wa fasihi na utafutaji kwenye mtandao (mwaka wa 1997). Taarifa iliyokusanywa na Idara ya Kazi ya Marekani, Utawala wa Usalama na Afya Kazini (OSHA) na Ofisi ya Takwimu za Kazi (BLS), ilitumiwa kubainisha hatari za kawaida mahali pa kazi na kueleza sifa za majeraha na magonjwa. Data hizi zinapaswa kuwakilisha hali ya ulimwengu mzima.

Hatari zilizogunduliwa wakati wa ukaguzi

Ukaguzi wa kufuata kanuni za makampuni katika utengenezaji wa mawe, udongo, glasi na bidhaa za zege (Ainisho Wastani la Viwanda (SIC) Msimbo wa 32, sawa na Msimbo wa Kitaifa wa 36) unaonyesha baadhi ya hatari zinazotokea katika sekta hii. Nukuu za kufuata kanuni zilizotolewa na OSHA zinaonyesha kuwa masuala ya kawaida ya afya na usalama yanaweza kuwekwa kama ifuatavyo:

• mawasiliano hatari ya hatari za kimwili na kiafya za dutu za kemikali mahali pa kazi

• udhibiti wa nishati hatari-taratibu za kufungia nje na kudhibiti shughuli karibu na mashine au vifaa ambapo nishati isiyotarajiwa au kutolewa kwa nishati iliyohifadhiwa kunaweza kusababisha majeraha. Nishati hatari ni pamoja na umeme, mitambo, majimaji, nyumatiki, kemikali, mionzi ya joto na vyanzo vingine.

• usalama wa umeme, ikiwa ni pamoja na vifaa vya umeme au muundo wa mfumo, mbinu za kuunganisha nyaya, mbinu salama za kazi na mafunzo

• kibali kinachohitajika kuingia kwa nafasi ndogo-utambulisho, tathmini na taratibu za kuingia salama

• vifaa vya kinga binafsi-tathmini, uteuzi na matumizi ya kinga ya macho, uso, mikono, miguu na kichwa

• mashine za ulinzi, vifaa na zana kulinda waendeshaji na wafanyakazi wa karibu kutokana na hatari katika hatua ya kazi, pointi zinazoendelea, na kutoka kwa sehemu zinazozunguka, chips kuruka au cheche; inajumuisha mashine zisizobadilika, mashine zinazobebeka na zana za umeme zinazobebeka, na urekebishaji wa walinzi na kazi hutegemea mashine za magurudumu ya abrasive (visaga) (ona mchoro 18)

 

Kielelezo 18. Ulinzi wa mashine hulinda waendeshaji

• kinga ya kupumua- uteuzi, matumizi, matengenezo, mafunzo, kibali cha matibabu na upimaji unaofaa wa vipumuaji

• mfiduo wa kelele ya kazini-udhibiti wa mfiduo kwa uhandisi, ulinzi wa usimamizi au kusikia na utekelezaji wa programu za uhifadhi wa kusikia

• kuzuia moto na maandalizi ya dharura na majibu, ikijumuisha vizima moto, njia za kutoroka, mipango na uhifadhi au matumizi ya vifaa vinavyoweza kuwaka/kuwaka.

• nyuso za kutembea na kufanya kazi, ikiwa ni pamoja na sakafu ya ulinzi na fursa za ukuta na mashimo; utunzaji wa nyumba; na kuweka vijia na vijia pasipo na hali zinazoleta hatari za kuteleza, safari au kuanguka (ona mchoro 19)

 

Mchoro 19. Hatari za safari na kuteleza

• lori za viwandani zenye nguvu-kubuni, matengenezo, matumizi na mahitaji mengine ya usalama kwa lori za kuinua uma, lori za jukwaa, matrekta, lori za mikono zenye injini au lori zingine maalum za viwandani zinazoendeshwa na motors za umeme au motors za mwako wa ndani.

• ngazi zisizohamishika na zinazobebeka, ngazi na scaffolds- kubuni, ukaguzi au matengenezo na matumizi salama

• ulinzi wa kuanguka-matumizi ya vizuizi vya kuanguka na vifaa vya kukamata kwa kazi iliyoinuliwa

• kukata na kulehemu-matumizi na taratibu salama za oksijeni/asetilini au gesi ya mafuta au vifaa vya kukata au kulehemu vya arc

• vifaa vya kushughulikia nyenzo-pamoja na korongo za juu na gantry, hoists, minyororo na slings

• udhibiti wa mfiduo wa vitu vyenye sumu au hatari, ikijumuisha vichafuzi vya hewa au kemikali zinazodhibitiwa mahususi (kwa mfano, silika, risasi, asbesto, formaldehyde, cadmium au arseniki).

 

Wasifu wa Jeraha na Ugonjwa

Viwango vya matukio ya magonjwa ya jeraha

Kulingana na rekodi kutoka Idara ya Kazi ya Marekani, watengenezaji wa bidhaa za mawe, udongo na vioo (SIC 32) wana kiwango cha jumla cha matukio "yanayoweza kurekodiwa" ya majeraha ya kazini na magonjwa ya matukio 13.2 kwa kila wafanyakazi 100 wa muda wote kwa mwaka. Kiwango hiki cha matukio ni cha juu kuliko viwango vinavyolingana kwa viwanda vyote (12.2) na sekta zote za kibinafsi (8.4). Takriban 51% ya matukio ya "majeraha ya kurekodi" katika sekta ya utengenezaji wa bidhaa za mawe, udongo na kioo haitoi siku za kazi zilizopotea (muda wa mbali na kazi).

Viwango vya matukio ya "jumla ya siku ya kazi iliyopotea" kulingana na idadi ya majeraha ya kulemaza au magonjwa yanayosababisha mfanyakazi kukosa siku za kazi kwa kila wafanyikazi 100 wa wakati wote pia vinapatikana kutoka Idara ya Kazi ya Marekani. Jumla ya kiwango cha matukio ya siku ya kazi kilichopotea kinajumuisha matukio ambapo siku za kazi zinapotea na mfanyakazi hana uwezo wa kutekeleza mawanda kamili ya kazi (jukumu lenye vikwazo au jepesi). Watengenezaji wa bidhaa za mawe, udongo na glasi wana jumla ya matukio ya siku ya kazi yaliyopotea ya kesi 6.5 kwa kila wafanyikazi 100 kwa mwaka. Hii ni ya juu kuliko viwango vinavyolingana vya utengenezaji wote (5.5) na kwa sekta zote za kibinafsi (3.8). Takriban 93% ya matukio ya siku ya kazi yaliyopotea katika sekta ya utengenezaji wa bidhaa za mawe, udongo na kioo hutokana na majeraha badala ya magonjwa ya kazini.

Jedwali la 6 linatoa maelezo ya kina zaidi kuhusu viwango vya matukio ya majeraha na magonjwa (pamoja) au majeraha (peke yake) kwa aina mbalimbali za michakato ya utengenezaji ndani ya sekta ya utengenezaji wa mawe, udongo na glasi (Msimbo wa SIC 32). Viwango vya matukio na idadi ya watu huenda zisiwe wakilishi wa taarifa za kimataifa, lakini ndiyo taarifa kamili zaidi inayopatikana.

 

---

Jedwali 6. Viwango vya matukio ya majeraha na magonjwa yasiyoweza kufa¹ kwa kila wafanyakazi 100 wa muda kwa makampuni ya Marekani katika Msimbo wa SIC 32, sekta binafsi na viwanda, 1994

 

nec = haijaainishwa mahali pengine
- = data haipatikani

¹ Viwango vya matukio vinawakilisha idadi ya majeraha na magonjwa kwa kila wafanyakazi 100 wa muda na vilihesabiwa kama idadi ya majeraha na magonjwa yaliyogawanywa na saa zilizofanya kazi na wafanyakazi wote katika mwaka wa kalenda mara 200,000 (msingi ni sawa kwa wafanyakazi 100 kwa saa 40 kwa wiki. kwa wiki 52 kwa mwaka).

² Mwongozo Wastani wa Uainishaji wa Viwanda Toleo la 1987.

³ Ajira inaonyeshwa kama wastani wa kila mwaka na ilitokana hasa na mpango wa Takwimu za Ajira za Hali ya Sasa za BLS.

⁴ Jumla ya kesi ni pamoja na kesi zinazohusisha shughuli za kazi zenye vikwazo pekee, pamoja na siku mbali na kesi za kazi zilizo na au bila shughuli za kazi zilizozuiliwa.

⁵ Siku za mbali na kesi za kazi ni pamoja na zile zinazotokana na siku za mbali na kazi, pamoja na au bila shughuli za kazi zilizozuiliwa.

Chanzo = Chanzo: Kulingana na uchunguzi wa kitaifa wa majeraha na magonjwa yanayohusiana na kazi katika sekta ya kibinafsi na Idara ya Kazi ya Marekani, Ofisi ya Takwimu za Kazi.

---

 

Idadi ya watu wa majeraha na kesi za ugonjwa

Wafanyakazi wenye umri wa miaka 25 hadi 44 walichangia takriban 59% ya kesi 23,203 za majeraha ya muda au magonjwa katika sekta ya utengenezaji wa mawe, udongo na kioo ya Marekani. Kundi lililofuata lililoathiriwa zaidi lilikuwa wafanyikazi wenye umri wa miaka 45 hadi 54, ambao walikuwa na 18% ya majeraha ya muda uliopotea au kesi za ugonjwa (ona mchoro 20).

Mchoro 20. Majeraha ya muda uliopotea & magonjwa kwa umri; Marekani

Takriban 85% ya visa vya majeraha na magonjwa vilivyopotea katika Msimbo wa SIC 32 walikuwa wanaume. Katika 24% ya kesi zilizopotea (jinsia zote mbili), wafanyikazi walikuwa na huduma ya chini ya mwaka 1 kazini. Wafanyikazi walio na huduma ya mwaka 1 hadi 5 katika kazi walichangia 32% ya kesi. Wafanyakazi wenye uzoefu na zaidi ya miaka 5 ya huduma walijumuisha 35% ya kesi za muda uliopotea.

Nature. Uchanganuzi wa wasifu wa matukio ya muda uliopotea unaonyesha hali ya kulemaza majeraha na magonjwa na husaidia kueleza visababishi au kuchangia. Matatizo na sprains ni asili inayoongoza ya majeraha na ugonjwa katika sekta ya utengenezaji wa bidhaa za mawe, udongo na kioo. Kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro wa 23, matatizo na mikwaruzo hufanya takriban 42% ya visa vyote vilivyopotea. Kukata na kuchomwa (10%) vilikuwa asili ya pili ya kawaida ya kuzima jeraha au ugonjwa. Asili nyingine kuu ya kategoria za kuumia zilikuwa michubuko (9%), fractures (7%) na maumivu ya mgongo/mengine (5%). Kuungua kwa joto, kuchomwa kwa kemikali na kukatwa viungo havikuwa vya kawaida (1% au chini).

Mchoro 21. Majeraha ya kazini na magonjwa

Matukio au mifichuo. Mchoro wa 22 unaonyesha kuwa bidii kupita kiasi wakati wa kuinua husababisha kulemaza kwa matukio mengine ya majeraha au kufichua. Kujitahidi sana wakati wa kuinua ilikuwa sababu ya causative katika karibu 17% ya kesi za ulemavu; mwendo unaorudiwa ulikuwa udhihirisho katika 5% ya ziada ya kesi za ulemavu. Kupigwa na kitu lilikuwa tukio lililofuata la kawaida, ambalo lilisababisha 16% ya kesi. Kupigwa dhidi ya kitu matukio yalisababisha 10% ya kesi. Matukio mengine muhimu yalinaswa kwenye kitu (9%), kuanguka kwa kiwango sawa (9%), kushuka hadi kiwango cha chini (6%), na kuteleza/safari bila kuanguka (6%). Mfiduo wa vitu vyenye madhara au mazingira ilikuwa sababu ya causative katika 5% tu ya matukio.

Kielelezo 22. Tukio au mfiduo katika majeraha ya kazi

Sehemu ya mwili. Sehemu ya mwili iliyoathiriwa mara kwa mara ilikuwa nyuma (24% ya kesi) (ona mchoro 23). Majeraha kwa ncha za juu (kidole, mkono, mkono na mkono pamoja) ilitokea katika 23% ya matukio, na kuumia kwa kidole katika 7% ya kesi. Majeraha ya chini ya chini yalikuwa sawa (22% ya kesi), na goti liliathiriwa katika 9% ya kesi.

Kielelezo 23. Sehemu ya mwili iliyoathiriwa na jeraha lililopotea siku ya kazi

Vyanzo. Vyanzo vya kawaida vya kulemaza kesi za majeraha au magonjwa vilikuwa: sehemu na nyenzo (20%); nafasi ya mfanyakazi au mwendo (16%); sakafu, njia za kutembea au nyuso za chini (15%); vyombo (10%); mashine (9%); magari (9%); zana za mikono (4%); samani na vifaa (2%); na kemikali na bidhaa za kemikali (2%) (tazama mchoro 24).

Kielelezo 24. Vyanzo vya majeraha ya kazi

Kuzuia na kudhibiti magonjwa

Maumivu ya ziada yanayohusiana na mwendo unaorudiwa, nguvu kupita kiasi na nguvu nyingi ni matokeo ya kawaida katika sekta hii ya utengenezaji. Vifaa vya roboti vinapatikana katika baadhi ya matukio, lakini mazoea ya kushughulikia kwa mikono bado yanatawala. Vifinyizi, vipeperushi, spina, vitetemeshi vya nyumatiki na vifaa vya ufungashaji vinaweza kuunda kelele inayozidi 90 hadi 95 dBA. Kinga ya kusikia na programu ya uhifadhi wa sauti itazuia mabadiliko ya kudumu katika kusikia.

Sekta hii hutumia kiasi kikubwa cha silika ya fuwele. Mfiduo lazima uwe mdogo wakati wa kushughulikia, matengenezo na kusafisha. Utunzaji mzuri wa nyumba na mfumo sahihi wa utupu au njia za kusafisha mvua zitapunguza udhihirisho unaowezekana. Uchunguzi wa mara kwa mara unapaswa kufanywa kwa kutumia vipimo vya utendaji wa mapafu na filamu za kifua ikiwa mfiduo mwingi wa silika umetokea. Mfiduo wa metali nzito unaopatikana kama malighafi, ukaushaji au rangi pia unapaswa kupunguzwa. Kutumia vibadala vya metali nzito zinazopatikana kwenye glaze pia kutaondoa wasiwasi wa kiafya kuhusu uchujaji wa metali kwenye chakula au vinywaji. Mazoea mazuri ya utunzaji wa nyumba na ulinzi wa kupumua hutumiwa kuzuia athari mbaya. Uangalizi wa kimatibabu unaojumuisha ufuatiliaji wa kibayolojia unaweza kuhitajika.

Matumizi ya vifungo vyenye formaldehyde, epoxies na silanes ni ya kawaida katika utengenezaji wa nyuzi za vitreous. Hatua lazima zichukuliwe ili kupunguza kuwasha kwa ngozi na kupumua. Formaldehyde inadhibitiwa kama kansa katika nchi nyingi. Fiber zinazoweza kupumua huzalishwa wakati wa utengenezaji, utengenezaji, kukata na ufungaji wa kioo, mwamba, slag, na bidhaa za nyuzi za kauri za kinzani. Ingawa mwonekano wa nyuzinyuzi zinazopeperuka hewani kwa ujumla umekuwa wa chini kabisa (chini ya nyuzi 1 kwa kila sentimita ya ujazo) kwa nyenzo nyingi hizi, matumizi ya kupuliza ya kujaza mara kwa mara huwa ya juu zaidi.

Mwamba, slag, na glasi ni kati ya bidhaa zilizosomwa sana za insulation za kibiashara zinazotumika leo. Uchunguzi wa magonjwa umebaini kuwa uvutaji wa sigara una athari kubwa katika vifo vya saratani ya mapafu kati ya wafanyikazi wa utengenezaji. Uchunguzi wa sehemu-mtambuo uliofanywa vizuri haujaonyesha kuwa nyuzi hutokeza vifo vingi vya mapafu au magonjwa. Tafiti za hivi majuzi za kuvuta pumzi kwa muda mrefu katika panya zimeonyesha kuwa uimara wa nyuzi za vitreous ni kiashiria muhimu cha uwezo wa kibayolojia wa nyuzi hizi. Muundo, ambao huamua uimara wa nyuzi hizi, unaweza kutofautiana sana. Ili kuepuka matatizo ya afya ya umma, Kamati ya Kiufundi ya Tume ya Ulaya hivi majuzi imependekeza kwamba usaidizi wa kibayolojia wa nyuzi za vitreous ujaribiwe kwa kuvuta pumzi ya muda mfupi. Mchanganyiko wa pamba ya kuhami joto ambayo imejaribiwa kwa kina kwa kiwango cha juu zaidi kuvumiliwa kwa kuvuta pumzi ya muda mrefu kwenye panya na kugunduliwa kuwa haitoi ugonjwa usioweza kurekebishwa inapendekezwa kama nyuzi kumbukumbu.

Masuala ya Mazingira na Afya ya Umma

Kichafuzi cha msingi cha hewa kinachotolewa wakati wa utengenezaji wa glasi, keramik, ufinyanzi na matofali ni chembe chembe. Teknolojia ya juu zaidi ya udhibiti inayoweza kufikiwa inayojumuisha ghala na vimiminiko vya mvua vya kielektroniki inapatikana ili kupunguza uzalishaji inapobidi. Vichafuzi hatari vya hewa vinavyozalishwa wakati wa kuchanganya vifungashio, taratibu za uwekaji na uponyaji vinachunguzwa. Dutu hizi ni pamoja na styrene, silane na epoxies zinazotumiwa kwenye filamenti ya kioo inayoendelea, na formaldehyde, methanoli na phenoli zinazotumiwa wakati wa uzalishaji wa mwamba, slag na kioo. Formaldehyde ni uchafuzi wa hewa hatari ambao unaendesha viwango vya udhibiti wa mistari ya mwisho ya utengenezaji. Vichafuzi vya hewa hatarishi vya metali nzito kama vile chromium vinaendesha viwango vya tanuru ya kuyeyusha vioo huku HAPANA._x na SO_x bado masuala katika baadhi ya nchi. Uzalishaji wa fluoride na boroni ni wa wasiwasi katika uzalishaji unaoendelea wa nyuzi za glasi. Boroni pia inaweza kuwa tatizo la kimazingira ikiwa nyuzi za pamba za glasi zenye mumunyifu sana zinahitajika katika baadhi ya nchi.

Kwa sababu ya kiwango cha juu cha kutokwa kwa hewa na asili ya kutengeneza na kuyeyuka kwa glasi, tasnia huvukiza kiasi kikubwa cha maji. Vifaa vingi, kama, kwa mfano, nchini Marekani, vina kutokwa kwa sifuri ya maji machafu. Maji machafu yaliyorejeshwa ambayo yana nyenzo za kikaboni yanaweza kusababisha hatari za kibiolojia mahali pa kazi ikiwa matibabu hayatatekelezwa ili kuzuia ukuaji wa kibiolojia (ona mchoro 25). Taka zinazotokana na sekta hii ya viwanda ni pamoja na metali nzito, babuzi, baadhi ya vifungashio na vimumunyisho vilivyotumika. Sekta ya nyuzi za glasi imekuwa sehemu kuu ya kuchakata chupa za glasi na glasi ya sahani. Kwa mfano, bidhaa za pamba za glasi za sasa zina glasi iliyosindika 30 hadi 60%. Vipingamizi vilivyotumika pia hurudiwa na kutumika tena kwa manufaa.

Mchoro 25. Erosoli za maji taka yaliyotumika tena

Shukrani: Shukrani za pekee kwa Dan Dimas, CSP, Libbey-Owens-Ford, kwa kutoa picha, na kwa Michel Soubeyrand, Libbey-Owens-Ford, kwa kutoa taarifa kuhusu uwekaji wa mvuke wa kemikali kwa sehemu ya kioo.

 

Back

Nyuzi za macho ni nyuzi nyembamba za nywele ambazo zimeundwa kusambaza miale ya mwanga kwenye mhimili wao. Diodi zinazotoa mwanga (LEDs) or diodi za laser kubadilisha ishara za umeme kwenye ishara za macho ambazo hupitishwa kupitia msingi wa silinda wa ndani wa kebo ya nyuzi za macho. Sifa za kuakisi za chini za ufunikaji wa nje huruhusu ishara za mwanga kuenezwa na kutafakari kwa ndani pamoja na msingi wa ndani wa silinda. Nyuzi za macho zimeundwa na kutengenezwa ili kueneza kama miale moja ya mwanga au kama miale mingi ya mwanga inayopitishwa kwa wakati mmoja kwenye msingi. (Ona mchoro 1.)

Kielelezo 1. Nyuzi za macho za aina moja na nyingi

Nyuzi za modi moja hutumiwa kimsingi kwa simu, programu za televisheni ya kebo na migongo ya chuo. Nyuzi za hali nyingi hutumiwa kwa mawasiliano ya data na katika mitandao ya majengo.

Utengenezaji wa nyuzi za macho

Nyenzo na michakato maalum inahitajika ili kutengeneza nyuzi za macho zinazokidhi vigezo vya msingi vya muundo: (1) msingi ulio na faharasa ya juu ya kuakisi na kufunika kwa faharasa ya kuakisi ya chini, (2) kupunguza mawimbi ya chini au kupoteza nguvu, na (3) mtawanyiko mdogo au upanuzi wa mwanga wa mwanga.

Vioo vya silika vilivyo na ubora wa hali ya juu na vifaa vingine vya glasi (yaani, glasi za metali nzito za floridi, glasi za chalcogenide) ni nyenzo za msingi zinazotumiwa kwa sasa kutengeneza nyuzi za macho. Nyenzo za polycrystalline, vifaa vya kioo-moja, miongozo ya mawimbi yenye mashimo na vifaa vya plastiki vya polymeric pia hutumiwa. Malighafi lazima ziwe safi kiasi na viwango vya chini sana vya metali za mpito na vikundi vinavyotengeneza haidroksili (chini ya sehemu kwa kila kiwango cha bilioni). Njia za usindikaji lazima zikinge glasi ya kutengeneza kutoka kwa uchafu katika mazingira ya utengenezaji.

Nyuzi za macho hutengenezwa kwa kutumia utayarishaji wa awamu ya mvuke isiyo ya kawaida ya preform ya kioo ambayo hutolewa kwenye nyuzi. Misombo ya silika tete hubadilishwa kuwa SiO₂ kwa hidrolisisi ya moto, uwekaji wa mvuke wa kemikali (CVD) au uoksidishaji wa joto la juu. Kisha dopants zingine huongezwa kwenye glasi ili kubadilisha sifa za glasi. Tofauti katika mchakato wa uwekaji wa mvuke huanza na nyenzo sawa lakini hutofautiana katika njia inayotumiwa kubadilisha nyenzo hii kuwa silika.

Mojawapo ya njia zifuatazo za uwekaji wa awamu ya mvuke hutumika kutengeneza nyuzi za macho zenye msingi wa silika: (1) uwekaji wa mvuke wa kemikali uliorekebishwa (MCVD), (2) uwekaji wa mvuke wa kemikali ya plasma (PCVD), (3) uwekaji wa mvuke nje (OVD), na (4) uwekaji wa axial awamu ya mvuke (VAD) (tazama mchoro 2). Silicon tetrakloridi (SiCI₄), tetrakloridi ya germanium (GeCI₄) au halidi nyingine za kioevu tete hubadilika kuwa gesi inapokanzwa kidogo kutokana na shinikizo lao la juu la mvuke. Halidi ya gesi huwasilishwa kwa eneo la athari na kubadilishwa kuwa chembe za glasi (tazama pia sura Microelectronics na semiconductors.)

Kielelezo 2. Chati ya mtiririko wa utengenezaji wa nyuzi za macho

MCVD na PCVD michakato ya. Bomba la silika lililounganishwa la ubora wa juu limeunganishwa kwenye lati ya glasi inayofanya kazi iliyowekwa na tochi ya hidrojeni/oksijeni ambayo hupita kwa urefu wake. Ugavi wa nyenzo za halide huunganishwa kwenye mwisho mmoja wa tube ya kioo na scrubber kwa mwisho kinyume ili kuondoa nyenzo za ziada za halide. Uso wa bomba la glasi husafishwa kwanza kwa ung'arisha moto wakati tochi inapovuka urefu wa bomba. Vitendanishi mbalimbali huongezwa kwenye mfumo wa mvuke kulingana na bidhaa inayotengenezwa. Mmenyuko wa kemikali hutokea wakati halidi hupitia sehemu ya bomba inayopashwa joto. Halidi hubadilika kuwa chembe za silika za "masizi" ambazo huwekwa kwenye ukuta wa bomba la glasi chini ya mkondo kutoka kwa tochi. Chembe zilizowekwa hutiwa ndani ya safu ya glasi. Mchakato wa PCVD ni sawa na MCVD isipokuwa kwamba halidi hutolewa na mfumo wa viputo, na microwave hutumiwa badala ya tochi kubadilisha nyenzo za halidi kuwa glasi.

OVD na VAD michakato ya. Katika hatua ya kwanza ya mchakato wa utengenezaji wa nyuzi, msingi na kufunika miwani ni mvuke uliowekwa kuzunguka fimbo lengwa inayozunguka ili kuunda muundo wa awali wa "masizi". Nyenzo ya msingi huwekwa kwanza, ikifuatiwa na kufunika. Preform nzima lazima iwe safi sana, kwa kuwa msingi na kufunika ni mvuke. Jiometri ya nyuzi imedhamiriwa wakati wa awamu ya utengenezaji. Baada ya fimbo ya lengo kuondolewa, preform huwekwa kwenye tanuru, ambapo imeimarishwa kwenye glasi imara, wazi na shimo la katikati limefungwa. Gesi hupitishwa kupitia preform ili kuondoa unyevunyevu uliobaki ambao huathiri vibaya upunguzaji wa nyuzi (kupoteza mawimbi ya macho kadri mwanga unavyopitisha kwenye mhimili wa nyuzi). Preforms kisha kuosha na asidi hidrofloriki ili kuhakikisha usafi wa kioo na kuondoa uchafu.

Utangulizi wa glasi iliyoimarishwa huwekwa kwenye mnara wa kuchora ili kuunda uzi unaoendelea wa nyuzi za glasi. Kwanza preform ni kubeba juu ya tanuru ya kuteka. Ifuatayo, ncha ya preform huwashwa moto na kipande cha glasi iliyoyeyuka huanza kuanguka. Kipande hiki kinapochorwa (kuvutwa), hupitia kichunguzi cha kipenyo cha ndani ili kuhakikisha kwamba nyuzi inakidhi kipenyo kilichobainishwa (kawaida hupimwa kwa mikroni.) Kipenyo cha kufunika kwa nyuzi lazima kilingane na vipimo kamili ili kuweka upotezaji wa mawimbi kwenye miunganisho ya chini. . Kipenyo cha ufunikaji wa nje hutumika kama mwongozo wa kusawazisha nyuzinyuzi wakati wa matumizi ya mwisho. Viini lazima vijipange ili uhamishaji wa mwanga ufanyike kwa ufanisi.

Acrylate polymer au mipako mingine hutumiwa na kuponywa na taa za ultraviolet. Mipako hiyo inalenga kulinda fiber ya macho kutoka kwa mazingira wakati wa matumizi ya mwisho. Nyuzi za macho hujaribiwa ili kuhakikisha ulinganifu na viwango vya utengenezaji wa nguvu, upunguzaji na jiometri. Urefu mahususi wa nyuzi huwekwa kwenye reli kwa kila vipimo vya mteja.

Idadi ya hatari zinazowezekana hupatikana wakati wa utengenezaji wa nyuzi za macho. Hizi ni pamoja na: (1) kuathiriwa na asidi hidrofloriki (wakati wa kusafisha glasi), (2) nishati inayong'aa na shinikizo la joto linalohusishwa na mazingira ya kazi karibu na lathes na michakato ya uwekaji wa mvuke, (3) mguso wa moja kwa moja na nyuso zenye joto au nyenzo iliyoyeyushwa (marekebisho ya glasi. ), (4) mfiduo wa mipako ya polima ya acrylate (vihamasishaji vya ngozi), (5) kuchomwa kwa ngozi na michubuko wakati wa kushughulikia nyuzi na (6) aina mbalimbali za hatari za kimwili zilizoelezwa hapo awali.

 

Back