发表论文：一次烧超大规格台面专用瓷质釉面砖试制及生产__58期刊

所属栏目：建筑设计论文发表 发布时间：2011-02-25浏览量:160 　　

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　　一次烧超大规格台面专用瓷质釉面砖试制及生产
　　杨子平
　　广东新粤建材有限公司528138）
　　摘要：本文简述了本公司一次烧超大规格瓷质釉面砖的试制，生产工艺和技术要点。
　　关键词：超大规格瓷质釉面砖配方生产
　　一、概况
　　规格为1200*2000*20（mm）的台面专用的瓷质釉面砖因其规格大，在成型施釉及烧成等各关键环节要求工艺条件高，生产很难控制，在我国几乎没有见到此类产品的成功批量生产的相关报道。但德国，意大利，西班牙等陶瓷发达国家已经批量化生产，并在我国市场上处于垄断地位。此类产品与市场的普通釉面砖产品差异大，它是经过施釉后一次烧成，产品完全瓷化。因为产品面积大，硬度和强度高，釉面耐磨度高，属于一款个性化产品，被广泛应用在家庭厨柜台面，科研院所的实验室台面，特别是应用于一些医学检验室的台面等要求清洁度高的地方；其附加值大，利润大，需求量大，市场前景光明。
　　目前，瓷质砖是用长石，粘土，石英砂，陶土等原料配制经球磨和喷雾干燥制粉料并陈腐，再经压制成型成生坯干燥后烧成。若要生产1200*2000*20（mm）型的大规格釉面砖，主要存在的主要技术难点是难成型，难施釉，难烧成；容易产生裂纹、釉面不平、釉泡和针眼、变形等缺陷。我公司结合多年生产大规格瓷质抛光砖各大规格微晶石复合板材的经经验，有效解决上述技术问题。现将试制和生产介绍以供同行参考。
　　二、配方的确定
　　（一）坯料配方
　　1、原料的选择及介绍
　　(1)中山黑坭：外观黑灰色，夹杂有少量黄白色纹，组织致密，烧成收缩8.5%；该粘土可塑性很强，能提高坯体的强度，是配方中塑性和强度的主要来源。
　　(2)4#混合坭：外观呈灰色，舒松，粘性和可塑性较中山黑坭差,烧成收缩6.8%。
　　(3)ＸＴ粘土：外观呈黑紫色，质地松软，含砂量很少，单矿烧后青白色，烧成收缩8.0%，易解胶，易球磨，可塑性略差于ＺＣ黑坭。
　　(4)QY高铝砂：红棕色，偶尔杂有肉红色，呈粉末状，烧失量高。
　　(5)XY钾砂：微红色黄色粉末状，很少杂物，细砂粒，无石块，易磨。
　　(6)GX低温砂：黄褐色，有泛青感，有少量灰色颗粒．相对较难磨，含钠量高，在配方中起到降温作用．
　　（7）GZ砂：黄白色粉状，带有少量细石粒；钾钠总含量高，单矿烧后呈蜡白，在配方中起到熔剂作用。
　　(8)LY石粉：青色或青黄色粉状，含石料少，易磨，烧后白度高。
　　（9）辅助原料：水玻璃。
　　以上主要原料的化学成份及单矿烧后情况见表１．
　　表1、原料化学份及烧后外观情况表
　　样品名称 SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O l.O.L 总计 烧后情况(1215℃,55min)
　　ＺＣ黑泥 62.37 23.23 1.18 0.83 0.04 0.11 1.17 0.26 10.58 99.57 灰白色,收缩率8.5%
　　4#混合坭 67.81 19.08 1.33 0.76 0.11 0.24 1.26 1.42 7.55 99.45 浅黄白色,收缩率6.8%
　　ＸＴ粘土 64.06 18.62 0.84 0.35 1.12 4.13 1.23 0.87 8.64 99.68 青白色,收缩率8.0%
　　ＱＹ铝砂 62.46 25.07 0.84 0.27 0.14 0.32 1.10 0.67 8.82 99.69 暗灰白色,表面粗糙
　　ＸＹ钾砂 71.88 16.98 0.79 0.04 0.16 0.06 5.28 0.66 3.52 99.37 白色,表面有油腻感
　　ＧＺ砂 69.57 19.49 1.48 0.09 0.33 0.13 4.13 3.00 1.31 99.53 青白色,表面起光泽
　　ＧＸ低温砂 65.#p#副标题#e#44 19.36 0.095 0.2 1.07 1.11 1.44 7.65 2.44 99.66 熔融好,表面油腻,光泽强
　　ＬＹ石粉 70.31 17.92 0.73 0.01 0.48 0.19 4.37 3.04 2.52 99.57 白色,表面有油腻感
　　2、坯料配方实验
　　根据过去的生产经验，结合公司的原料实际情况进行多组配方实验，10#配方的结果比较理想，确定选用其作为中试和生产。配方实验摘录部份如下表2，选定的10#坯体配方的化学组成测定见表3。
　　表2、配方实验
　　原料名
　　实验号 ＺＣ
　　黑泥 4#混
　　合坭 ＸＴ
　　粘土 ＱＹ
　　铝砂 ＸＹ
　　钾砂 ＧＺ
　　砂 ＧＸ
　　低温砂 ＬＹ
　　石粉 减水
　　剂 烧后情况
　　(1215℃,55min)
　　实验范围 4～12 3～15 3～10 10～25 8～20 10～20 10～25 8～30 0.25 -------
　　3# 6 8 5 18 12 15 16 19 0.25 浅黄白色,烧结温度偏低.
　　6# 10 4 8 10 18 20 22 8 0.25 暗灰白色,烧结温度适中.
　　8# 12 6 5 8 20 10 15 24 0.25 青灰白色,烧结好.
　　9# 10 5 9 18 15 15 20 8 0.25 发黄,生烧.
　　10# 5 7 8 18 12 19 18 13 0.25 青白色,烧结温度造中.
　　12# 8 3 10 20 10 12 18 19 0.25 烧结不好.
　　14# 8 6 3 25 16 10 20 10 0.25 发青,烧结度差.
　　表3、坯体配方的化学组成
　　SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O l.O.L 总计
　　68.12 19.23 0.75 0.22 0.48 0.21 2.37 3.51 4.68 99.57
　　（二）釉料及配方
　　因为本产品是台面专用釉面产品，要求产品的釉面必须具有耐磨性，耐酸碱性，表面细腻，平整度良好的特性。根据生产实际和成本情况，全部采用生料配釉配配制成亚光釉，从实验结果观察，8#配方比较理想。釉料配方试验选择摘录如表４。
　　表４、釉料配方试验情况摘录且
　　原料名
　　实验号 钾长石 石英
　　粉 高岭
　　土 硅酸
　　锆 氧化
　　锌 滑石 碳酸
　　钡 碳酸
　　钙 烧后情况
　　(1215℃,55min)
　　实验范围 15～28 8～18 3～10 10～25 2～8 10～30 2～10 12～30 -------
　　1# 15 20 3 14 3 28 3 14 釉面不光滑,表面毛糙.
　　2# 18 20 3 14 3 26 3 13 质感不够细腻
　　5# 20 15 4 12 3 20 3 18 表面不细腻
　　8# 23 15 5 11 3 28 3 12 质感细腻,绸缎一样光滑
　　9# 23 13 5 11 3 27 3 15 较8#方质感差
　　10# 25 12 5 10 3 28 3 14 釉面不光滑
　　12# 25 12 4 12 3 25 3 16 较8#方质感差
　　（三）坯釉的适应情况
　　表5、坯釉适应情况测试项目表
　　测试项目
　　试样名 熔融点
　　(℃)&nb#p#副标题#e#sp;热膨胀系数(×10-6)
　　  500℃ 600℃ 熔融点℃
　　8#釉配方制成熔块试样 955.8 7.5964 8.5373 7.2568
　　10#坯配方熟坯测试样 965.1 7.7759 8.7391 7.3734
　　上述的坯料和釉料配方经过中试，在同一窑炉分别烧成后切样做热膨胀测试，测量数据如表5。经过测试对比，所选定的坯体始熔温度高于釉的始熔温度，有利于烧成，减少黑心和气孔针眼缺陷的产生。在500～600℃之间，坯和釉的热膨胀系数相差很小，坯釉适应性好，也有利于窑炉的调节在烧成时减少变形的发生。
　　三、生产流程及过程概述
　　（一）工艺流程
　　各坯用原料均化配料球磨泥浆均化泉喷雾干燥制粉多仓粉料均化陈腐
　　压制成型干燥施釉干燥烧成成品
　　釉料配料球磨釉料
　　（二）主要工艺技术参数（见表6和表7）
　　表6、浆、粉和坯的主要技术参数
　　名称 细度 泥浆水份 粉料容重 陈腐时间 压机压力 坯厚 施釉前坯温 干燥后坯的水份
　　参数 250目筛余
　　<1.0% 33～37% 0.91～1.2
　　T/m3 24～48h 7200型
　　320bar 21.5CM ＜50℃ ＜0.2%
　　表7、釉的主要技术参数
　　名称 细度 球磨时间 料:磨:水 出球比重 施釉比重 施釉粘度 施釉量 烧成温度 烧成时间
　　参数 325目筛余
　　0.2～0.8% 8～12h 1：1.5：0.4 1.79～1.92
　　g/cm3 1.65g/cm3 流速
　　15～20秒 850
　　g/m2 1215℃ 110min
　　（三）生产过程概述
　　1、原料堆放与均化
　　生产所用的粘士和砂料等原料，在入库堆放前须用挖机或铲车适当均化，在入库堆放陈腐后用铲车转仓堆放，以达到分均化作用，从而稳定原料的组分和保证配方的准确，使后工序生产更稳定。
　　2、泥浆的制备及均化
　　根据配料单数量，用铲车把原料依次加入喂料机，称量配料。配料完成，由皮带输送到送入球磨机，球磨细度控制在250目筛余小于0.8%，水份控制在32~36%，流速30~70秒。以确保喷雾制粉的质量。球磨出的合格浆应多球放入大池混合并搅拌，各大池的泥浆用气动泵循环均化，以使浆料更均匀。
　　3、喷雾制粉及粉料均化
　　决定喷嘴雾化的主要因素量：旋片结构、喷嘴孔的磨损程度，泥浆的浓度和粘度。增加泥浆的粘度或浓度，喷雾锥角变小，粘度变粗，喷嘴孔经变大也会使粘度变粗，增加泥泵压力，喷雾锥角变大、粘度变细。上述各工艺参数会相互影响，操作中如多供了燃料，进风温度粘度，在喷泵量不变的情况下，粉料小份就要下降。总之：粉料的容量控制在0.91~1.2%㎡为优，粉料水份7.8~8.4%，100目以下细粉量≤3%，经过喷雾干燥进仓后的粉料，应进行多仓同时等比例出仓转仓均化陈腐，使粉料的性能均一稳定，有利于压制和烧成的稳定。
　　4、压制成型
　　这种超大规格的特殊砖坯的压制成型，7200型压机压力为320bar，因砖坯厚度大，粉料量大、排气量大，在压制时采用多次长时间排气；在装模具时采用反打的压制方法，使砖坯的排气孔在非施釉面，压制后经翻坯使砖坯正面进干燥窑。
　　5、生坯干燥
　　成型后的砖坯需经过干燥辊道窑干燥后方具有一定的强度和硬度，确保在釉线输运过程中不损坏；为了减少施釉后坯体的水份，干燥后的砖坯含水量必须小于0.2%以下。在出干燥窑后生坯的温度为40℃～50℃为佳，确保后工序的施釉质量。
　　6、施釉
　　经过多次实验这种特大型的釉面砖，采用一个釉柜甩釉的施釉方式，对控制釉面的平态度和控制色差比较理想。甩头的转速砖坯在甩施柜的走速，施釉比重，施釉量、釉的粘度等参数，应根据现场中试生产质量情况确定。
　　7、烧成前干燥
　　因#p#副标题#e#砖坯厚，施釉后排水困难，在施釉柜后的釉线安装多排太阳灯干燥，让太阳干燥灯尽量使砖坯在进入预干燥窖前更多地将水份蒸发排出，以提高预干燥窑的干燥效率。
　　预干燥窑为18米，窑温为40～200℃，经过预干燥窑后的施釉坯水份减到0.5%。
　　8、烧成
　　烧成采用0#柴油明焰辊道窖烧成。烧成涡度范围为1200~1215℃，成品合格率＞96%。
　　四、结束语
　　1、大规格台面资质釉面砖的技术要求
　　（1）吸水率≤0.1%；
　　（2）抗冻性:30次不裂(-20℃～室温)；
　　（3）热稳定性：150~20℃（10次循）；
　　（4）耐磨性：0.005g/㎡；
　　（5）抗折强度：≥38mpa；
　　（6）耐污染性：水泥泵鞋印A级、黑水A级；
　　（7）耐腐蚀性：分别用10%盐酸和10%的NaOH溶液浸泡24小时后釉面质量不腐蚀。
　　2、应用前景。我国是陶瓷大国，但不是陶瓷强国。如果我们产品在开发创新和深加工方面有所突破，以满足客户的个性化需求，那么我们就可以在市场上夺得先机，领先站在市场的至高点。超大规格台面专用的资质釉面砖作为一款具有明显差异化的产品，常被广泛用于有的化学腐蚀等工业场所，特别是用在厨柜台面、医疗实验室和化验室的台面等。它是陶瓷深加工市场提供一种优质材料选择，也为企业带来丰厚的利润。
　　参考文献：
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