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影响抛釉砖变形的因素
发布时间:2016-06-30        浏览次数:39        返回列表

01.jpg核心提示:  1刖言2009年建材市场上开始出现了全抛釉瓷砖,全抛釉瓷砖作为一种新的产品,既有仿古砖的丰富色彩和绚丽图案,又有抛光砖的光亮。集中了仿古砖、抛光砖和石材的优点,价格又比微晶石要便宜很多。因此,自全

  1刖言2009年建材市场上开始出现了全抛釉瓷砖,全抛釉瓷砖作为一种新的产品,既有仿古砖的丰富色彩和绚丽图案,又有抛光砖的光亮。集中了仿古砖、抛光砖和石材的优点,价格又比微晶石要便宜很多。因此,自全抛釉瓷砖产品问世以来,深得市场和消费者青睐,成为不少陶瓷企业的主打产品。然而,产品变形是全抛釉瓷砖生产中的一大技术工艺瓶颈,也是影响釉瓷砖产品质量的因素之。

  全抛釉瓷砖与普通的仿古瓷砖不同之处在于砖坯表面不仅有面釉和花釉,而且在花釉上面还增加了一层抛釉,该层抛釉在烧成过程中需重新熔融。因此,全抛釉瓷砖相对仿古瓷砖来说砖形控制难度更高。在实际生产中,般根据全抛釉瓷砖产生变形的阶段可分为烧成变形和后期变形(滞后变形),烧成变形占主导地位。烧成变形主要由于坯釉的膨胀系数不匹配、坯釉的温度不匹配和烧成制度不合理等引起的;后期变形主要由于烧结程度低,在释放内应力的过程中导致成品砖变形。本文结合全抛釉瓷砖的实际生产经验,从配方和烧成工艺对全抛釉瓷砖烧成变形的原因进行了分析和探讨,并提出相应的解决对策,以期对陶瓷企业有一定的帮助。

  2坯釉膨胀系数的差异全抛釉的热膨胀系数比面釉、坯体的热膨胀系数低,为了保证瓷砖烧成后的砖型稳定,需有效控制面釉和全抛釉的热膨胀系数。在烧成高温区,由于存在大量的液相,砖坯在自身重力的作用下,基本上保持平直的形状;然而,在冷却阶段,砖坯和釉层会随着温度的降低而发生收缩,膨胀系数越大收缩越大。当釉层膨胀系数大于坯体的膨胀系数时,冷却后全抛釉砖呈现凹变形;当釉层膨胀系数小于坯体的膨胀系数时,冷却后抛釉砖呈现凸变形。

  如果坯体和釉层的膨胀系数相差越大,全抛釉砖出窖后的变形度就越大。在实际生产过程中,笔者公司初始使用了A全抛釉,发现经常出现产品凸变形,判断变形原因可能是二者的膨胀系数相差较大,因此,更换用B全抛釉,发现砖形有明显的好转,产品变形得到了有效地控制。笔者采用NETZSCH热膨胀仪对A全抛釉、B全抛釉和坯体进行了膨胀系数测定(见)。

  从可以看出,在同一温度点,A全抛釉的膨胀系数和坯体的膨胀系数相差较大,B全抛釉的膨胀系数和坯体的膨胀系数相差较小。所以,这也证实了采用B全抛釉后变形得到有效控制的原因。

  3坯体配方的稳定性全抛釉瓷砖使用的原材料是直接从矿山开采回来没有经过加工的,所以原材料的组成在一定范围内存在波动,稳定性差。如果使用从矿山上运回的原材料直接按照配方单投料,就会出现每次所用粉料的化学成份不一致问题。此外,在配料过程中,如果投料司机的责任心不强,没有严格按照配方单进行投料也会造成配方化学成份不稳定。粉料的化学成份波动,首先,会造成坯体烧成温度出现波动,使得窑炉内的温度和气流不断波动,影响到砖坯的受热,导致产品的砖形变化;其次,化学成份的变化也会造成膨胀系数的发生变化,膨胀系数的变化最终会导致产品砖形发生变化。

  针对上述可能会影响配方化学成份的稳定性的因素,笔者在产品生产过程中通过以下方式加以处理:首先,增加主要原材料的储量,对进厂的所有原材料进行多次均化,在不同取样点试烧小样的烧结密度达到基本一致才可以投入使用;其次,针对投料过程中可能会造成的偏差,一方面对投料司机进行培训,使其提高投料准确性的认识;另一方面安排专职人员对铲车司机投料过程进行跟踪和监督,提高投料的准确性;最后,浆料球磨后,放入1000t以上的浆池中再次进行均化处理后才能使用。通过上述措施,瓷砖的变形有了明显的降低。

  瓷砖耐火度、硬度,及高温粘度随氧化铝含量增加而提高,提高坯体中氧化钥的含量,可以有效减少坯体在高温下的变形度。在实际生产中,大部分抛釉砖的吸水率都控制在0.1%以下。当氧化铝含量低于18%时,坯体高温强度较低,在烧成过程中容易发生变形,在实际生产中,大多数厂家的抛釉砖的氧化铝含量控制在18%~21%之间。这是因为坯体中氧化铝自身熔点高,以及高温下生成莫来石晶相能起到骨架作用,可以有效避免砖坯在高温下强度不够而发生变形。此外,为了降低配方的烧成温度,在配方中会引入一些低温料,一般情况以黏度高的钾长石为主,适当加入部分黏度较低的钠长石和滑石,并控制氧化钙的含量,以防止砖坯发生变形。

  4烧成曲线的控制笔者采用高温显微镜对全抛釉的烧成过程进行了观察,发现全抛釉在12001左右开始熔融,约12301 1220左右。在全抛釉瓷砖烧成时,上层的全抛釉需要依靠砖坯提供支撑,所以要增加砖坯在高温的强度。否则,砖坯容易发生变形。笔者通过调整窑炉烧成曲线、窑炉压力和辊棒间距以减少砖坯在高温保温阶段的受力,达到改善瓷砖砖形的目的。

  4.1烧成曲线的调整从可以看出:两条烧成曲线不同之处主要集中在1200以上温度:调整前的烧成曲线是在1201丈(33区)经升到1215后(35区),在1215丈(36区一41区)进行保温;调整后的烧成曲线在1201丈(33区一35区)进行保温后直接升到1216丈(37区),然后迅速降到1208丈,并在1208丈(39区一41区)进行保温。通过对烧成曲线的调整,抛釉砖的变形明显减小,全抛釉效果未见降低。说明通过对保温阶段面温曲线的调整,即保证全抛釉完全融平,又能减少全抛釉熔融时对砖形的影响。

  4.2辊棒间距的调整在烧成过程中,砖坯经过高温区时已经受热软化,砖坯在自身重力作用下很容易发生变形。为了减少全抛釉砖变形程度,有不少生产全抛釉产品的厂家将高温区和保温区的辊棒换成小直径辊棒(50或45)。同时,减小辊棒间的距离,通过上述技改后,全抛釉砖的变形明显改善。这是因为在辊道窖内,砖坯依靠辊棒的转动在窖炉里前进,砖坯与辊棒之间是线接触,两条辊棒的间距大(相当于力矩大),增大了砖坯自身重力作用下发生高温蠕变下坠变形,砖坯越容易向下弯曲,变形越明显;减小辊棒间距相当于减小砖坯在两条辊棒间的力矩,可以有效减小砖坯向下弯曲的程度,从而减小变形。

  4.3窑炉压力的调整为了提高砖坯的排水速度、氧化速度,以及控制瓷砖的质量,通常情况下会拉大预热带底部的排烟风闸,这样就会使辊棒底部的烟气流动速度比辊棒上部快,造成底部压力比上部小。另外,为了控制砖面质量,在高温段砖坯底温的温度往往比砖坯面部高,会造成高温烟气从底部走到上面,所以增加了底面的压力差。窑炉底面的压力差相对大气压来说很小,但是在高温下砖坯自身的强度较小的情况下,也容易造成砖坯变形。在实际生产中,点火面枪数量一般是点火底枪数量的一半左右,通过控制点火面枪的数量来控制整体压力和底面间的压力差。