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釉面砖产生针孔缺陷分析及解决方法

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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 2018-5-22 09:54:09 来自手机 | 显示全部楼层 |阅读模式
    釉面砖经常会出现针孔(开口泡)、痱子(敝口泡)、釉面不平(起皱)、落脏等缺陷。这些问题严重影响了产品的质量,并且降低了产品的档次。解决这些问题克不容缓。现笔者将对针孔产生的原因进行分析。
    釉面砖使用的熔块釉有:有光透明、有光锆白和哑光白釉。一般哑光釉不会有针孔,透明釉即使有一点,但由于它本身透明,看起来也不明显。因此,现在主要谈一下有光锆白釉的釉面针孔问题。下面按着坯料-釉料-烧成(燃料)的顺序来介绍,并提出解决方案,以供参考。由于小编水平有限,不妥之处望能指正。



    1、 坯料对针孔的影响

        1.1坯用原料的影响
    坯用原料应尽可能选用烧失量低的原料,保证生产坯料配方的烧失量不超出要求范围。一般二次烧釉面砖的烧失保持在9﹪以下。特别注意要选用一些含钙高的泥沙料,这样可降低硅灰石(降成本)和碳酸钙(降烧失量)的用量。三水新明珠陶瓷有限公司就用了一种含钙很高的的沙来代替硅灰石和碳酸钙。

       1.2坯料的细度的影响
    坯料的细度应控制在一定范围之内。太粗了,排气不净,反应不完全。堆积不紧密,坯体表面粗糙、空隙多,易吸烟。釉烧时易产生针孔。一般二次烧釉面砖坯料细度保持在:(3﹒0~3﹒5)g/100ml(比重1.700±)。
       1.3坯粉的纯洁度的影响
    现在很多厂家为了降低生产成本,都采用水煤浆炉喷雾干燥塔。它的工作原理是:把球磨到一定细度的水煤浆喷到炉膛燃烧,排出的热气用来干燥粉料。如果水煤浆燃烧不完全,就可能会有碳粒混入热空气一起进入喷雾塔;因此要过滤好热空气。另外,输送粉料的皮带磨损后,混入的粉料中的橡胶粒也会对釉面产生一点影响。
       1.4坯体成型压力的影响
    在一定范围内,坯体成型压力越大,堆积密度越大,越不易排气,导致坯体有机物质太多(黑心)某厂25×33规格砖成型压力如表(1)所示:
       1.5坯用添加剂的影响
       一般坯用添加剂都是无机的,不会有多大的影响。

    2、 釉料对针孔的影响

       2.1底釉(化妆土)配方的影响
          ⑴ 底釉尽可能采用经过煅烧的原料,如烧滑石、烧高岭、煅烧土、煅烧氧化铝及熔块。在使用之前检测原料是否完全煅烧。
          ⑵ 底釉不允许使用碳酸盐,如碳酸钙、碳酸钡等。这类型烧后分解气体的化工料。
          ⑶ 尽可能用含有多种组份的原料来代替含单一组份的原料。如用硅灰石代替石英和碳酸钙,用熔块代替长石、烧滑石等熔剂,用高岭土(瓷石)代替石英、铝粉。
          ⑷ 底釉细度一般在(0﹒5~0﹒7)/100ml(比重1.820±)。
          ⑸ 配方实例:煅烧土(用部分气刀土)55 +煅烧刚玉粉(含有石英,温度较铝粉低)6 +锆白熔块(底釉用)24    另外加一些烧滑石、石英、长石、锂瓷石等,降低成本。配方调好后要打饼试烧测烧失、白度、膨胀系数和吸水率(烧结程度)等参数。

    2.2面釉(有光锆白熔块釉)的影响
        2.2.1熔块釉的组成
    作为乳浊剂的锆英石加入会提高釉的高温粘度。一般釉的粘度越高针孔就会越多;反之,越少。釉中含有较多的碱性氧化物、氧化钡和氧化硼,造成表面张力过大,釉融体中的气泡不易排除,易产生针孔。锌哑光熔块釉中的氧化锌加入量过多,则会提高釉的温度而影响熔融性,将使釉面容易留下针孔(痱子)。高要市将军陶瓷厂刚开始用的就是锌哑光釉,使用一段时间后釉面起了大量的痱子(敝口泡)。改用钙哑光釉,外加一些生料(增白),烧出来没有问题,但白度始终达不到锌哑光熔块釉。当有光和哑光砖混烧时,极容易产生釉面问题,这时哑光砖最好用半熔块半生料配方(因为这种配方可根据窑炉进行调整,实用范围广)。
        2.2.2熔块的制备
    熔块熔制温度过高、熔融时间长,致使低熔物大量挥发,釉的高温粘度增大,釉烧时不利于排气,
    针孔增多。熔制温度过低、熔融时间短,熔块没有化合好,熔融物中出现夹生料,在釉烧时,再次氧化分解而导致针孔。我们在选用熔块时一定要做好来样检测工作,不磨的熔块粒放在素坯上和已磨好淋釉的砖一起烧,看釉面效果。
        2.2.3熔块配方
    A 配制熔块用的原料细度
    一般配制熔块时用原料的细度并不是都相同。某熔块厂用的石英粉在100目左右。也并不是熔剂原料细度就要粗。因此要控制好原料的细度,使配方能到最高烧成温度共熔。
    B 熔块配比
    一般按表(2)中的化学组成,计算出几个配方试烧,应该相差并不是很大。使用温度决定熔制温度。
    C 熔块始熔温度
    有许多厂在熔块使用时,都会出现针孔现象。特别是一些自已生产熔块的陶瓷厂家。大多数陶瓷厂都有反应熔块始熔温度偏低。笔者曾在三水凡第诺仿古砖上线,成釉烧出来都有大量而密集的针孔,怎么也找不到原因。最终找出原因是原料始熔温度过低,与窑炉烧成曲线不相适宜。
       2.2.4添加剂的影响
    陶瓷厂在使用熔块釉时都会加(5-8)﹪的高岭土,0﹒15%的甲基,0﹒25%的三聚。这其中要特别注意添加剂的ph值,应尽可能保持在中性。

       2.3色料的影响
        由于色料行业竞争激烈,价格战早已搬上了桌面。随着价格的降低,厂家为了保证利润,大都会在成品色料中外加一部分超细石英粉。这样做虽然能增强发色能力;但是往往由于石英的细度不够,温度太高致釉面大量针孔。现生产釉面砖的厂家在检测原料时,应加入面釉中烧成看是否有针孔。另外,色料也存在熔制熔块同样的问题。未熔透和过熔。色料配方不合理,矿化剂使用不恰当,都会导致釉面针孔。与进口色料相比,国产色料的发色能力和细度远远达不到进口的。

       2.4印刷釉的影响
        印刷釉一般细度都很小,丝网印刷釉一般要过250目以上,辊筒印刷釉要过325目以上。印刷釉影响釉面针孔的因素主要是印刷釉的加工方式。绝大多数陶瓷生产厂家做丝网印刷釉都是用透明面釉直接球细过筛使用。有的厂家是用有光(哑光)透明熔块,外加超细石英粉和高岭土配成。然后湿磨、喷雾干燥、干磨。这种加工方式。加工的印刷粉超细,表面能大,发色能力强,悬浮性能好。由于是干粉,因此在加工花釉和花釉配方时加入量精确。而用透明面釉直接球磨做为印刷釉,其未脱水,长时间存放,必然存在问题(如Na﹢离子析出、添加剂的分解、发酵以及杂质的带入),这些问题就可能导致釉面针孔。另外,其在配方中的加入量不但不确定,而且水也是引起釉面针孔的原因之一。其配成花釉印在砖上,会导致生釉面水份太高,釉面结构会随水重排,凸露出许多毛细孔,而烧成时也会由于水的蒸发、吸热、降低烧成温度而生烧。

    2.5印油的影响
        2.5.1丝网印油(印膏)
        A 印膏:
          黑印膏:腐钠加水、甲基搅拌而成(还会加一点乙二醇)。
          白印膏:甲基加水、三聚球磨而成(还会加一点乙二醇)。
          透明印膏:甲基加水搅拌而成(其中甲基必须是低粘的)。
          这三种印膏是陶瓷厂用的最多的,特别是仿古砖,但由于其含水量大和原材料的问  题,使用时容易导致釉面针现象。
        B 印油:
          分散剂(丙三醇等)+稀释剂(乙二醇、二甘醇、聚乙二醇、水等)+悬浮剂(酰胺、   乙醇胺等)+消泡剂+防腐剂+流变剂+防针孔剂+…
    丝网印油配方用原料基本和辊筒印油相同,只是丝网印油分散剂要多,而辊筒印油稀释剂要多。
        2.5.2辊筒印油
          辊筒印油内的悬浮剂如果用氯化胺,那么注意用量要保证在(0.2~0.8)%之内。超过0.8%会使釉面产生大量的针孔。如果流变添加剂用三聚磷酸钠,那么要控制其用量,避Na+离子过多引起釉面针孔。辊筒印油加入水量少,也是其针孔少的因素之一。
    我国对添加剂方面的研究较少。现国外所用的添加剂都是合成添加剂。它避免了单一添加剂的缺陷。现在进口辊筒印油比国产的好,其原因也就在这里,国内原材料受局限。
    为什么辊筒印花砖烧出来的釉面比丝网印花砖烧出来的釉面要好?大概原因就是这些吧。

    2.6球磨和陈腐
        2.6.1球磨时间
        球磨时间适当,可减少或消除釉泡和针孔。球磨时间短,釉料颗粒粗,施在坯上的粗颗粒易架空成间隙而存储气体,细颗粒熔融后,粗颗粒仍未充分熔融填满间隙,待粗颗粒熔融后,釉面已封闭,这时,排也间隙中的气体就可能造成釉泡或针孔。球磨时间过长,球石和内衬磨损,使釉中的高温物质(Al2O3、SiO2)含量增多,熔融体的高温粘度提高,使逸出气体的气孔不易熔平,造成针孔。一般二次烧釉面砖的细度为(0﹒7~0﹒9)g/100ml(比重1.820±)。
        2.6.2陈腐时间
        釉浆的陈腐时间过长,易受杂质(粉尘等)污染,增加造气物质;同时,碱性物质还会溶于水,而改变釉的成份,尤其储釉地方温度高,碱类溶解度过大,釉浆易发酵,导致釉烧后产生釉泡和针孔。

    3、烧成对釉面针孔的影响

       釉窑烧成曲线对釉面针孔的影响大概在以下几个方面:生烧、过烧、始熔温度点调节不当。干燥窑出来砖水份一般在0.5%以下。因此干燥窑在正常情况下的不影响釉面针孔;但注意阴雨天气抽湿烟囱抽力的影响。

    3.1生烧、过烧
    生烧针孔有刀口,针孔较小,并且不是很密集,过烧,针孔无刀口,针孔也很小,但很密集。一般在生产之初要用电炉试烧,并在最高烧成温度(一般为1080℃±)附近不同温度点各取一片,看釉面烧成情况,确定烧成温度。

    3.2始熔温度点
    首先把熔块球细,制成棒状,烘干。先用电炉烧一下,并在最高烧成温度附近不同温度点各取出一条釉棒,看烧成情况,确定始熔温度。如果始熔温度点低,那么生产时会由于釉面过早熔融,封闭砖面无法排气,导致釉面针孔。

    3.3烧成气氛(零压位)
    一定要保证产品在:微还原气氛-零压位-强氧化气氛这样的环境下烧成。

    3.4 燃料的影响
        燃料的影响主要是它的纯度和雾化程度。现许多新投产的陶瓷厂为了降低成本,都采用发生炉煤气生产。要注意其成份的各项指标合格。

    4、解决办法和预防措施

    4.1严格控制坯用、釉用原料的烧失量。
    4.2选择合适窑炉烧成制度的熔块。
    4.3调好化妆土,保证低烧失量尽可能用优质原料。
    4.4色料、印刷釉、印油,选用时应检测,保证其对釉面针孔无影响。
    4.5严格控制釉浆细度和存放时间。
    4.6提高淋釉质量,避免气泡的带入。
    4.7加强素窑的氧化气氛。
    4.8拉开素烧与釉烧温度,素烧温度应高于釉烧温度(80~120)℃。
    4.9保证燃料的纯度和雾化度。
    4.10合适的釉烧温度及充分的氧分气氛。



    5、 实 例(对当前产品质量问题的看法和解决措施)

    对近期技术部和制成车间的分析:
    1、  检查高岭土后发现其酸性偏高,更换高岭土后有一定好转,但未能彻底解决问题。
    2、  检查熔块认为熔块质量有问题,更换佛山各厂家熔块均有此类缺陷。
    3、  对煅烧高岭土、石英粉、长石粉、烧滑石粉、三聚磷酸钠、甲基纤维素的排查均未能发现问题。
    4、  对球釉球磨内衬、球石全面检查后未能发现不合格。
    5、  调整球磨细度后也未能解决问题。
    6、  更换化妆土也未能解决问题。
    7、  车间多次调整窑炉烧成曲线和烧成时间后有一定好转,但只是因温度的降低,针孔开口变小,同时带来釉面不平也未能解决问题。
    8、  同时将别厂产品拿来烧也存在此类问题。
    9、  将我厂产品拿到别厂烧成有一定的效果,但个别厂家也同样存在问题,只是好许多。
    10、 降低煤气压力、加强排水后未能解决问题。
    11、 在管道加过滤后火焰有改善,但产品时好时坏未能彻底解决问题。

    意见、看法和解决措施:
    1、  从前期的排查看均未有效果,认为与材料无大的关系,全佛山那么多厂商的熔块都试验过均没有效果是不可能的事情。
    2、  在别厂试烧情况看均好过我厂效果。
    3、  从以上情况看主要问题在煤气质量上,从时间上推算产生问题恰恰在气站改造后,前期并没有此类问题产生,各类熔块在烧成温度内均没有大的问题出现。其二、气站改造后窑炉排酚水量增加达100%。从气体分析成份上看似没有问题,但其中含灰尘量和含水量无法检测。其三、气站改造后炉况比前期畅通许多,炉况也相对稳定,但畅通后也带来一定的负面影响,由于畅通气体温度高了、带来的酚水也就多了、带来的粉尘量也就多了、带来的焦油量也就多了。其四、气站改造后上段温度明显降低了40度,(原120度、现在80度)这样以煤气的水份气化不利。其五、炉内空层与其它同行单位炉况高,许多单位在1-1.5米,个别厂无空层,而我们控制在2米。其六、改造后上下段煤气比例不合理,上段煤气量大等等。
    4、  当然前天在管道上接连加了过滤器。从增加过滤器后的火焰看有好转,酚水量也减少了许多,但釉面缺陷改善不明显,这其中有两个可能性;其一原管道中存留杂质过多要有几天的过渡。其二过滤器本身就是治标不治本,它有一定帮助但要解决问题还需从气站的源头抓起。在保证煤气炉稳定的条件下继续对供气质量上对气站进行调整。
    其实问题早已明白,继续做一些试验和调整只会将问题复杂化和增加生产中产生更多的问题。特别是烧成温度上的调整后对前期产品的对色产生严重影响,严重影响生产计划的完成,使产品长时间处于不稳定状况。确定和稳定烧成温度和烧成曲线才能有序的将问题解决,变数条件太频繁不利于有序的解决问题。

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