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仿古砖平直度差产生各种变形的原因及解决方案

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  • TA的每日心情
    开心
    2019-6-7 14:30
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2018-5-21 19:59:09 来自手机 | 显示全部楼层 |阅读模式
    针对目前陶瓷行业仿古砖、抛光砖等瓷质砖产品变形情况,严重影响了产品质量,不利于国内销售和出口,瓷质砖后期变形一直是厂家的老大难问题。下面对生产中变形进行分类,并对几个主要原因进行详细的分析。按配方—烧成—磨边(抛光)的顺序进行阐述。其实,产生变形的根本原因是:由于生产中各方面的影响导致成品砖产生不均匀的内应力或外应力(机械应力),从而使形状发生变化。我们经常可以看到一些这样的变形情况:

        ⑴出窑、磨边正常,但磨边后存放2~3天产生许多不明原因的非规律变形;

        ⑵出窑正常,磨边后发生不明原因的非规律变形;

        ⑶出窑不正常,磨边正常,存放仓库5~7天后发生不明原因的非规律变形;

        ⑷出窑不正常,磨边不正常,存放仓库5~7天后发生不明原因的非规律变形。

    那我们该如何去预防它、解决它?这便成了解决变形的关键。



        2、变形的分类

        变形种类很多,按形成原因分,可分为:
    一、配方引起的变形;
    二、烧成引起的变形;
    三、抛光、磨边引起的变形;
    四、机械变形。
    如按变形是否有规律,可分为规律变形和非规律变形,其主要与窑炉烧成有关。变形种类、原因分析与解决方案在下面——介绍。

    3、规律性变形

    3.1 上凸变形

    3.1.1 配方引起的变形
        1)釉料配方
        抛光砖不施釉,不存在坯釉膨胀系数不匹配引起的砖形变化。而仿古砖则存在这样的问题。其面釉膨胀系数正常情况下都能和坯体相适应;但做浅色、白砖(特别对白度有特殊要求的砖)时,由于其膨胀系数小,砖烧出来一般很拱。另外,有时由于效果需要(如凸釉等)釉料会调的很高温,膨胀系数很小,也存在这样的问题。
        2)坯体配方
        一般坯体配方影响主要是膨胀系数调的不合适导致砖形变化大。如果坯体膨胀系数大,则砖会很拱;反之,则会很翘。
        现在很多厂家,开始进的坯用泥沙料含铝量都很高,但是不稳定。而石粉则注意其含钾、钠量,经常可能会出现时高时低的情况。笔者曾在某厂遇到这样的情况,配方中一种石粉含钠量每车都不同,按常规方法一起取样,当时并未发现问题,生产后发现粉料不稳定。只要坯体膨胀系数一变,就会导致大量变形。我厂八月份就出现过这样的情况,其中一个石粉含铝量有所下降,含硅量和含钠量增加,导致的变形。


        含铝量太低,而含硅量又偏高,Si/AL偏大。生成的玻璃相必然增多,会融掉高温骨架物质,增加了变形的可能性;玻璃相过多,生成钠长石量增多,温度大大降低,会引起了大量变形;生成过多的钠长石,会产生钠长石玻璃相的后期水和膨胀作用,这也是引起瓷质砖后期变形的主要原因之一。在陶瓷行业,一般控制K/Na的比值为:2/1到1/1之间。
        原料最忌波动大,某厂10号的李氏石粉含硅量偏高,而20号的含钠量偏高。前段时间变形就是由于坯体含铝量偏低引起的膨胀系数小(a坯体=244.8×10-6 /a面釉=218.4×10-6)。底部烧成温度下降,而面温不变,上、下温差增大,烧出后是翘的,但磨边放置3~5 天后会产生:"中间拱,四角翘"这种变形(又称波浪形,和蛇形不同,蛇形指的只是边部;而波浪形则是整个砖面)。
        3.1.2 窑炉的影响与调节
        出窑的砖呈拱形时,在窑炉来说主要影响是底温、面温的上下温差的大小,一般出窑砖太拱的话,最直接的办法就是适当提高烧成高温区的面温。窑炉的调节方案如下:
        前温不够,中温区太短促,即过渡至高温区太急。高温不足(尺码偏大时)。拉长前温区,适当升高。
        拉长中温,适当升高,使前温至高温升温不要太急促;中温前,高温前挡火板适当升高,同时注意1000℃左右砖坯弯拱程度,弯拱过大可以增开多一组面枪。
        尺码偏大时,适当提高温度,平衡上下温差。
        适当增加窑炉正压,减抽烟总风量,抽热风机不变但是不能开度太小 (太小时,适当加大一些抽热)。注意砖的运行是否整齐?一排砖各块砖走的快慢,形状如何?进行机械性调整,检查走砖疏密;适当调节中高温区上下,平衡上、下温度。
        3.1.3 磨边、抛光的影响
        景德镇陶瓷学院材料系曾对广东省某抛光砖厂产品进行了检测分析,发现引起变形原因是坯体各层、各部位吸水不同,抛光、磨边后吸水膨胀,存放仓库一段时间以后坯体受到不均匀膨胀产生的应力而形成的,通过检测发现其砖坯每一层的吸水率不同,引起的变形非常明显。吸水率大的吸水膨胀越大,由此产生内应力也越大,一大一小,使坯体截面产生扭曲变形。这方面影响最大的是粉料的流动性、压机的压力、速度以及均匀的窑炉烧成温度。

        3.2下凹变形

        3.2.1配方的影响与调节成品下凹变形配方的影响与上凸变形类似,膨胀系数调的不合适导致砖形变化大。如果坯体膨胀系数小,则砖会很翘;反之,则会很拱。这种变形在一些成熟的仿古砖生产厂家一般不会出现,除非过火。
        3.2.2 窑炉的影响与调节坯、釉膨胀系数是否匹配,影响了成品的砖形。而坯、釉膨胀系数匹配时,出现’下凹’ 变形,则要从窑炉等其它方面进行调节。
        窑炉的调节方案如下:
        前温不足,中温偏高,高温过高,多属过火变形。
        拉长前温区,适当升高。
        适当降低中温,必要时缩短中温阶段,其中一部份作前温阶段。
        适当降低高温,必要时缩短。尤其高温区的面温,保温区面温。
        适当加大窑炉负压。适当加大抽烟总风量。
        注意砖的运行是否整齐?一排砖各块砖走快慢,形状如何?进行机械性调整,检查走砖疏密;适当调节中高温区上下,平衡上、下温度。
        3.2.3磨边、抛光的影响
        仿古砖、抛光砖等瓷质砖,出窑经过磨边、抛光(半抛)之后,会变的很翘,只要坯、釉膨胀系数匹配,成品还是会变直的。

        3.3变形

        3.3.1配方的影响与调节
        只要坯体的含铝量、硅铝比等成份达到标准要求即可。根据笔者经验,仿古砖坯体含铝量最低不得低于16.6%,这已经是最边缘了,通常这个时候都会有少量变形、波浪形出现。
        3.3.2窑炉的影响与调节窑炉的调节方案如下:
        前温、中温不足,高温区面温太高,排烟抽热偏大。
        拉长前温区,适当升高。
        中温稍升。
        高温区面温降底温,保温区面降温。
        同时适当减少抽热抽烟。
        注意砖的运行是否整齐?一排砖各块砖走快慢,形状如何?进行机械性调整,检查走砖疏密;适当调节中高温区上下,平衡上、下温度。特别注意"机械性"变形。
        3.3.3磨边、抛光的影响
        仿古砖、抛光砖等瓷质砖,出窑经过磨边、抛光(半抛)之后,会变的很翘,只要坯、釉膨胀系数匹配,成品还是会变直的。

        3.4变形

        3.4.1配方的影响与调节只要坯体的含铝量、硅铝比等成份达到标准要求即可。根据笔者经验,仿古砖坯体含铝量最低不得低于16.6%,这已经是最边缘了,通常这个时候都会出现少量变形、波浪形出现。
        3.4.2窑炉的影响与调节窑炉的影响主要是怕温度过高,产生过火;窑温不均匀,导致同块砖不同位置吸水率波动,后期吸水不同,产生变形。窑炉的调节方案如下:
        前温不够,中温不足,高温区、保温区底温过高,正压不够大。底温过高。
        延长前温区域(多开烧咀)适当升高温度,中前温区的挡火板适当升高;另外视助燃风风量可否通过加大助燃风来提
        高前温区的温度。
        适当提高中温区温度 (上下同升);中高温区交接挡火板适当升高来升温,同时检查上下枪油压偏差是否正常,因上下油压偏差过大,形成面温是" 虚温"(下油压明显高于上油压)。如底温高是下弯拱的,那么降低底温,降低末段1~2组底温,保持面温,注意尺寸变化,必要时适当升高面温,在温度不变的情况下;将面枪油压适当升高,底枪油压适当降低。
        加大窑炉正压,减少抽烟,加大抽热,同时也可升高急冷前后的挡火板(条件是烧成区与急冷区交接处有微气流向后);必要时加大窑头上抽烟,同时减下抽。必时升高中高温交接处的挡火板。
        走砖间□调疏;急冷区下风管前段(约半)转向窑前平吹;急冷下风管中支闸适当并小;适当调节中高浊区上下喷枪的助燃风大小,如下小,下大。可平衡上、下温度。
        3.4.3磨边、抛光的影响
        仿古砖、抛光砖等瓷质砖,出窑经过磨边、抛光(半抛)之后,会变的很翘,只要坯、釉膨胀系数匹配,成品还是会变直的。

        3.5前后变形

        3.5.1配方的影响与调节只要坯体的含铝量、硅铝比等成份达到标准要求即可。根据笔者经验,仿古砖坯体含铝量最低不得低于16.6%,这已经是最边缘了,通常这个时候都会有少量变形、波浪形出现。
        3.5.2窑炉的影响与调节
        这种变形一般窑炉进砖太密,砖受挤压容易产生这种变形。当然还有一些其它原因。
        窑炉的调节方案如下:
        前温不够,中温过高,高温区、保温区上温度,过高,正压过大。
        升高前温区温度,并适当拉长前温区。
        降低中温区温度着重降低面温,必要时把中温区前段温度降低作前温区用。
        如底浊高是下弯拱的,那么降低底温,降低末段1~2 组底温,保持面温,注意尺寸变化,必要时适当升高面温,在温度不变的情况下;将面枪油压适当升高,底枪油压适当降低。
        减少窑炉正压,加大抽烟,同时加大下抽,减少上揣着小抽热风机,必要时升高中温前的挡火板。
        走砖间□调密,急冷底管 (前段部份)向后平吹;在合理的窑压下,上急冷风支制开大,下急冷风支制关小,适当调节器中高温区上下喷枪的助燃风磊小,上大下小,平衡上下温度。
        3.5.3磨边、抛光的影响
        仿古砖、抛光砖等瓷质砖,出窑经过磨边、抛光(半抛)之后,会变的很翘,只要坯、釉膨胀系数匹配,成品还是会变直的。

    4、非规律性变形

        非规律变形也经常出现,引起的最大原因是窑炉烧成。并且伴随着其它许多问题出现,如一排砖色差严重,尺码、吸水率变化较大等等。窑炉引起的变形,其根本原理是:
        ⑴ 受热不均匀,产生不均匀内应力,而产生变形;
        ⑵ 吸水率不均匀,导致后期吸水膨胀不同,产生不同应力,产生后期变形。某厂在这方面问题相当严重,吸水率经常不合格,同一块砖上不同地方吸水率不同,随着时间变化快。它是产生后期变形的根本原因。
        某厂经过调整后,把吸水率控制在0.2%以下,并且把窑炉烧嘴衬砖平直度、水平度进行检测和更换。最终解决了后期变形问题。现对一些非规律变形进行整理,逐个分析。
        4.1翘角、耷角
        1)产生原因
        1、压机压力不均匀,角部偏厚或偏薄,导致受热不均;
        2、粉料水份偏高、滚棒变形,完全干燥前砖坯体发生变形;
        3、烧成窑高温区滚棒变形引起走砖不正常和边角部受力不均,并引起受热不均,导致变形;
        4、窑炉温度不均,导致角部变形。
        2)解决方案
        1、调节粉料的颗粒级配,增加粉料流动性;
        2、调整压机的平衡度,降低压机压制速度;
        3、对干燥前变形的滚棒进行检查、更换;
        4、检查窑炉高温段末端 (1020℃~1100℃)保温阶段,均化温度,减小上下温差。
        4.2翘边、耷边
        1)产生原因
        1、压机压力不均匀,某边部偏厚或偏薄,导致受热不均;
        2、窑炉横向温差严重,高温区某支枪温度过高;
        2)解决方案
        1、调节粉料的颗粒级配,增加粉料流动性;
        2、调整压机的平衡度,降低压机压制速度;
        3、对干燥前变形的滚棒进行检查、更换;
        4、检 查窑炉高温 段末端 (1020℃~1100℃)保温阶段,均化温度,减小上下温差。检查高温区烧嘴。
        4.3单边、角部蛇形
        砖的边、角部蛇形所产生原因与前两项一样,只是情况更严重。减小窑内温差。
        4.4边部上凸、下凹
        产生此种问题,主要是其边部坯体上、中、下层吸水率不均匀所致,要从压机处着手调整。
        此种变形,一般比较有规律。压机某边部压力不够,导致上下层与中层致密度相差太大所致。
        4.5不定型变形
        过烧容易产生不定型变形,高温区坯体太软,由于重力作用,产生蛇形等不定变形。
        1)产生原因
        1、压机压力不均匀,导致整块砖厚薄不一,导致受热不均(9月13日三车间4#釉线,过了胶滚经常可以看见有掌心大小印不到花,就是这种情况);
        2、窑炉温度不均匀,导致砖坯受热不均;
        3、施釉不均,我厂三车间采用甩釉的方式施釉,经常可看到由于釉泵压力不稳,喷出来的釉一道一道的,不均匀。
        2)解决方案
        1、注意调节中温阶段(1050℃~1170℃)的升温速度和温度设置,此阶段最容易出现变形、针孔、黑心等缺陷;
        2、如果可能的话,采用喷釉的方式施釉,避免甩釉不匀引起的大砖色差和变形;
        3、调节雾化风、助燃风压和油压,均化窑炉截面左、中、右温度。

         5 、长边拱短边翘的原因答疑
        请问:我厂釉面砖出现长边拱短边翘的原因是什么?如何解决?
        答:这个问题很多陶瓷厂家都有,特别是生产大规格产品,30×45规格以上产品。仿古砖也很容易出现这个问题。一次烧成和二次烧成略有不同。
        原因分析如下:
        1、压机布料时是前后推进的;因此两个侧边的作用时间更长,相对布料更多,压制致密度更好,而前后两条边则致密度要差点,烧后可明显看到前后与两侧边的厚度有时显差别,致密度高,反应更快,烧结更好;
        2、如果是一次烧成瓷片和仿古砖(石英砖)则要注意;因为淋釉盘是圆形的,淋出来的釉幕中间薄两边厚,特别是有些厂家淋釉盘太小,更明显;
        3、二次烧成瓷片,除了淋釉盘问题,还要注意素坯是否也存在这种问题,笔者曾在某厂就发现素坯短边都会有点翘,生产胶滚印花时都会有印不到的情况。
        解决措施:
        1、如果从压机方面解决可能性不大,不过增加坯体厚度可在一定程度上缓解;
        2、釉线淋釉的调整,对于现在使用淋釉盘的厂家在淋釉时要注意。第一,淋釉时淋釉方向要一前一后,且要向淋釉方向倾斜10°,这样除了不会产生振幅之外,也会减少淋釉釉两边厚中间薄的问题;
        3、窑炉进砖方向的调整,我在某厂看到25×25规格 (3~6)%吸水率的炻质地砖出现过这个问题。后在坯体淋釉前安一个调头机,另一条线在淋完釉打完点后调头,调整后有明显好转,后一种方法较前效果更好,砖形很好。

    6、仿古砖翘、耷角问题的答疑
        请问:我厂600×600规格仿古砖出现了大量的翘、耷角,请问此问题是如何产生的?应该如何解决?
        答:翘角和耷角问题很多陶瓷厂家生产时都曾出现过。特别是从生产其它产品转产为仿古砖的陶瓷厂家,更容易出现这样的问题。并且有时整条边拱起或翘起。
        原因分析:
        产生变形根本原因是由于受不均匀外力或内应力作用,从而使瓷砖在外观上发生一些变化。而具体到翘、耷角产生的原因如下:
        1、压机模芯水平度不够,导致某个角压的过厚或过薄;
        2、由于皮带影响,产品进窑炉烧成时,砖走斜了,砖的角部挤压到前面产品;
        3、由于滚棒变形,使砖走斜,其主要分两段,一为烧成前期,一为烧成高温区;
        4、窑炉高温带砖距不合理;
        5、烧成高温带有粘棒问题,使砖角部产生碰撞变形。
        解决措施:
        1、调整压机模芯水平,使压出砖各部位厚度一致;
        2、窑炉进砖时,在窑炉入口添加挡板,使砖水平进砖;
        3、定期检查窑炉棒是否变形,主要有压机到干燥窑出口、烧成窑各段;
        4、烧成带砖距(前排和后排)不能太远,这样会使下火上蹿,温度不均匀,容易产生变形;砖距太近或紧靠着都不行,这样容易使窑炉两侧的砖靠近窑炉两侧边拱起,同时极易产生翘、耷角问题;
        5、定时检查高温带滚棒是否有粘棒现象,否则要及时更换,并进行打磨、涂高温棒浆,更替使用;
        6、检查高温烧嘴衬砖是否有破损,如有应及进更换。

    7、 关于瓷质砖前期蛇形、后期变形问题的答疑
        产生变形的原因始终是受到不均匀应力所致。而引起蛇形和后期变形最大原因是窑炉烧成和坯体不均匀的吸水率。并且伴随着有许多其它问题出现,如一排砖色差严重,尺码、吸水率变化较大。
        引起的蛇形和后期变形原因如下:
        (1)粉料流动性不佳,布料不均匀,导致压制后的坯体致密度不一;
        (2)生坯水份偏高,坯体干燥前发生变形;
        (3)坯体热塑性不好,干燥时受热变形;
        (4)受热不均匀,产生不均匀内应力,而产生变形;
        (5)吸水率不均匀,导致后期吸水膨胀不同,产生不同应力,产生后期变形。

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