关于使用钴黑色料出现泛蓝和针孔问题的答疑
问:清远陶瓷工业园某厂,主要生产瓷片类产品,有三条218m长窑炉,单条窑日产瓷片在8000~10000m2左右。近期生产的黑砖系列产品出现严重的釉面针孔问题,同时釉面呈现点状或者成片状的泛蓝现象,请问该如何解决?
答:从上述的釉面情况分析,目前主要存在以下两个质量问题: (1)釉面出现针孔;(2)釉面泛蓝点。
通常釉面出现针孔主要有两个方面的原因,一是釉料自身的问题和球磨细度导致的过烧,其次是由色料产品的细度不合格或者成分不稳定析出晶体而导致的。一般情况下,釉用色料要求全部通过325目筛。
解决方法如下:
(1) 检测仓库中使用的钴黑色料的细度,经检测,所使用的黑色产品细度均大于325目,基本符合要求。
(2) 查看色料酸碱度(用pH试纸)及是否含杂质,将100g色料粉末称量好装入杯中,加入250mL清水搅拌,查看是否有漂浮物或水的颜色是否发黄。如有浮游物或清水变成黄色,也会导致釉面针孔,经实验检测,该产品不存在以上情况。
(3)据该厂技术人员反映,该生产线之前生产的是浅色系列产品,使用同一种熔块,产品烧成温度为1080℃,未出现针孔。
以上情况说明,该厂使用的钴黑产品和熔块本身不存在质量问题。在该釉料中分别加5%、10%、15%的低温熔剂,经上窑试烧检验,发现随着低温熔剂的增加,釉面针孔有明显减少的趋势。由此,基本可以确定釉面针孔是窑内温度过高而导致的,需要说明的是,在日常生产中,黑色系列产品较浅色系列吸热明显,因此,在同一条件下,黑色系列产品需要适当降低烧成温度。
将窑炉烧成温度调低10℃后,釉面针孔现象有明显好转;调低15℃后,烧出产品基本恢复正常,釉面针孔基本消除,但釉面还存在泛蓝点或蓝片状现象。
首先通过如表1所示的系列对比试验,检查釉料细度对釉面泛蓝现象的影响。由表1可知,实验窑炉试烧的产品釉面无泛蓝现象出现;而延长球磨时间后,车间窑炉试烧的产品釉面泛蓝情况并没有明显好转,这说明产品泛蓝与釉料细度并没有直接关系,根据经验推测,泛蓝现象应该是由于窑炉气氛引起的。
如果窑内氧化气氛不足,黑色产品中未反应完全的氧化钴和游离钴离子,在还原烧成气氛条件下,在液态的熔块中分离析晶浮出釉面,从而导致了釉面泛蓝。通过窑炉技术人员的调整,加强了窑内的氧化气氛后,釉面泛蓝问题得以解决。
(秦威)
关于800mm×800mm微粉砖裂砖的答疑
问:我厂一条生产800mm×800mm微粉抛光砖的生产线,年初投产时采用翻坯干燥法干燥,生产基本正常,干燥窑尾出烂砖的情况很少,抛光后因裂纹而降级的缺陷率在3%左右。但随着产能的不断提高,抛光时在刮平机处和抛光机组内出现的烂砖越来越多,同时抛光线停机率大增,抛光产量上不去,储坯严重。通过断砖裂口发现,烧成窑出来的砖存在底部中心裂的情况。
尝试采用正坯干燥法后,在干燥窑窑尾出现60%左右的对半开边砖,基本上是靠干燥窑两边的砖全部对半开裂(同排走3件800mm×800mm微粉抛光砖)。经过再次跟踪调试干燥窑,开边砖破损率大大降低,但仍难以控制在6%以下。请问程工,生产微粉砖能不能采用正面干燥法,为何目前大多数企业采用反面干燥?另外,我厂的裂砖问题不能得到有效控制,是否与干燥窑的设计与调节方法有关?您都有哪些建议?
答:首先可以肯定的是,微粉砖可以采用正面干燥,特别是对于微粉类仿古砖和哑光或半抛微粉砖,大多采用正面干燥法。正面干燥,可以有效及时地在干燥窑尾、窑炉出口位排查出裂纹砖(还可以及时发现“粘模”、“滴油”等压机工序造成的缺陷),从而促进抛光流水线作业顺畅,还可以减少分级漏检率。
大多数企业目前仍采用反面干燥,主要是由于反面干燥法技术成熟,有以下几方面的优点:
(1) 用反面干燥法干燥微粉砖坯,因微粉料层的水分及颗粒间隙有别于基料层,又是贴着辊棒面,较厚的基料层朝上,因此干燥基料层开边出砖损的概率小;换句话说,反面干燥法干燥微粉砖,相对来说技术难度不高,在控制好底部中心裂缺陷后,微粉层的前后边裂、侧边裂产生的概率较低(因为是微粉层贴着辊棒面,而基料层在上);
(2)反面干燥法因是基料层朝上,干燥窑适应范围较宽,小范围的调试引起的干燥制度的波动,对反坯干燥砖坯基本上没有什么影响;
(3)反坯干燥法因砖坯的底纹格面(铺贴面)朝上,所以避免了装饰面出现“滴水”、“落脏”等问题。
根据您的描述,随着产能的不断提高,裂砖问题越来越严重。贵厂的裂砖没能控制在合理的范围,可能与干燥窑的设计有关,具体来所,有以下几种可能的原因:
(1)供热分风器的大小、导风板导风片、压风板不合理,造成反面干燥时关键升速排水区给热不及时;
(2)干燥窑内空高度、宽度不够,提产后干燥介质对砖面和砖边沿的冲击更加严重,出现表面过早“硬皮”,而后内部水分急剧排出冲破“硬皮”造成中心裂;
(3)砖坯边沿过高,受到介质快速冲击,而坯体内外水分扩散不同步造成边沿出现干燥收缩小裂纹,进而裂纹口扩大产生开边砖。
(4)排湿结构布置不合理,造成干燥窑内排水阶段分段不明显;
(5)供热主管供入干燥窑的位置不合理,造成干燥窑内局部段温度过高而湿度不足等等。这里有必要说明的是,产品类型和规格以及设计产量不同,对干燥窑的结构设计要求是明显不同的。如有的干燥窑在生产渗花砖或仿古砖时,没有出现干燥缺陷,而生产微粉砖就不适应了。所以应该先分析每种产品的干燥排水特性后,结合生产实践经验有针对性地选择干燥窑。
要解决干燥裂砖问题,需有清晰的干燥窑调控思路,建议从以下几个方面考虑:
(1) 正面干燥时,最先排水的是微粉层,由于微粉层水分含量相对较低、颗粒间隙小,将阻碍内部基料层水分的扩散排水,干燥排水需要较长的过程才能达到同步,容易引起边裂;而反面干燥,最先排水的是基料层,基料层水分高、颗粒间隙大,这样微粉料扩散排水的阻力小,干燥同步性需要的过程相对短些。也就是说,正面干燥与反面干燥,在干燥窑的前中段、两者的干燥窑温度控制、压力控制、抽温斗开度分布等方面,都有很大的不同;
(2) 就反坯干燥来说,随着产量的不断提升,坯体的排水阶段对应干燥窑箱体来说,是不断往中后段推移的,那么对应的抽湿斗开度、供热分风器开度应该适当后移,注意不同产量时,干燥窑的不同箱体区域起着不同的作用;
(3) 气候变化对干燥窑的影响不容忽视,尤其是采用正面干燥法时要特别注意,过高温容易出现前后边裂纹。年初投产时的气温和空气湿度,与5、6、7月份存在较大的不同,这一点也要引起注意;
(4) 贵厂投产初期基本正常,后来裂砖逐步增多,干燥窑设备本身有可能发生了变化。最常见的是辊棒不转、被动边弹簧头脱位、辊棒口塞棉松脱了、主动边棒头套变形晃动、主动边底斜齿轮移位等等;另外也经常出现干燥窑内辊棒变形弯曲、干燥入口辊棒弯曲、干燥窑内辊棒棒面结粉渣成钉团造成棒面不平等等。因此,干燥窑设备的细节检查与保养往往很重要。
(程昭华)
对越南某公司抛光砖二次反弹问题的答疑
问:越南某公司有三条生产线,其中一条生产抛光砖,生产一直不太正常。该公司的抛光砖出窑砖拱变形0.2mm左右,抛光后放置一两天出现凹返变形1.0mm左右。请问如何解决二次变形问题?是否可以通过调整底料配方的收缩率来改善?
答:越南陶瓷产区与国内陶瓷产区不同,主要表现在以下几方面:一是执行的质量标准不同;二是原料结构不同;三是配套技术力量薄弱。解决技术问题时,首要任务就是了解设备状况、管理结构状况、执行的质量标准、该国原燃料情况和配套技术力量情况。针对质量缺陷和配方调整,不主张大刀阔斧地整改原配方,要以生产调整为主,配方小修小补为辅,否则容易出现比较大的失误;其次,要注意与生产各车间如原料、压机、窑炉、抛光、质检等部门沟通好。经仔细了解,该厂所用原料的化学组成见表1;产品配方和化学组成分别见表2和表3;表4为烧成温度曲线;表5为所用主要设备和生产工艺参数。
抛光砖二次变形的问题,要考虑吸水率、膨胀系数和窑炉温度不合理形成的滞后应力等方面。也就是说,要充分考虑配方和烧成两个工段的技术路线,尤其是两者的配合问题。由表2可知,抛光砖原底料配方结构为莫来石-长石结构;面料配方结构虽也为莫来石-长石结构,但由于含有大量硅酸锆和滑石,增加了多元晶体结构和烧成时共晶共融情况,造成面料膨胀系数低、收缩大的情况,这也是国内超白料的共同垢病。但与国内配方结构不同的是,底料温度过低,而面料中为了提高百度,加入了大量的R1高岭土、锂铝钾砂和钾长石,使面料的烧成温度较高。为了解决底面料玻化温度的差异,采用了底温低、面温高的烧成工艺和底料细、面料粗的球磨工艺来弥补,但由于窑炉上下温度的差别和底面材料膨胀系数及收缩的差别,导致生产工艺更加复杂和调控困难。
从调整底料配方着手解决二次变形问题是对的,表2中的新底料配方基本与国内配方结构一致,但有可能会加重二次变形的凹返变形。所以要尽早测试同一条件下烧制的面料和底料试条的吸水率,或者测试正面抛光砖和反面抛光后的吸水率和防污性,并相应调整温度曲线,尤其是底温(辊下温度)曲线。
吸水率检测结果见表6,从吸水率的情况看,该厂的抛光砖二次凹变形基本上不是底料吸水率偏高引起的吸水膨胀二次返变和膨胀系数问题的应力返变,基本上是由于窑炉上下温不一致引起的热应力造成的,尤其是在窑炉的冷却段。因此,应该首先将底料的烧成温度调整至和面料烧成温度基本一致或高于面料(要考虑热往上传),收缩率可以略大一点,膨胀系数也可略大一点,建议在原配方基础上适当提高硅和铝的含量及硅铝比,并和窑炉技术人员沟通让窑炉温度曲线更合理。
经调试,新底料配方经中试,窑尾砖略微凹变0.8mm,配合调整窑炉后,砖凹变0.2mm,抛后不产生二次变形,达到了调试目的。 (韩复兴)
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