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读者信箱

2014-02-11

陶瓷 2014年5期
关键词:卫生陶瓷窑内釉料

问:生产不同陶瓷发光釉料产品的工艺步骤有哪些?应注意事项有哪些?答:生产不同的陶瓷发光釉料产品,应采用不同的工艺步骤。发光釉料产品大体分为3大类,其生产工艺步骤如下:

1发光内墙釉面砖

1)将TGB-45M系列发光陶瓷釉料与水按质量比1∶0.6~0.7在球磨机中球磨混合约20 min,制备釉浆。

2)用喷釉、浇釉、淋釉等方法,在白色陶瓷素坯上形成200~400 μm厚的釉层。

3)干燥。

4)在1 000~1 080 ℃,35~50 min的条件下快速烧成,可以得到发光内墙釉面砖产品。

2发光地砖(图案砖)

1)将TGB-45H系列发光陶瓷釉料与适量的丝网印油充分混合,制得丝网印刷浆料。

2)在未经烧过的地砖白色釉层上面,丝网印刷发光釉浆,形成发光图案。

3)在图案表面,浇一层透明釉料。

4)在1 100~1 180 ℃,35~45 min的条件下烧成,得到发光图案地砖产品。

3发光内墙图案砖(三次烧成)

1)将TGB-45L系列发光陶瓷釉料与合适的丝网印油混合,制备丝网印刷浆料。

2)在烧过的白色内墙釉面砖表面,丝网印刷发光图案。

3)用丝网在发光图案上面,堆积透明干釉粉。

4)在900~1 000 ℃,40~50 min的条件下烧成,形成具有立体效果的发光图案内墙装饰釉面砖。

此外还应注意:

1)避免发光釉与金属强烈摩擦,否则会影响发光效果。

2)如果釉浆沉降,可加入2%的澎润土,增大釉浆的悬浮性。

3)采用相匹配的透明釉产品。

问:高白瓷生产的关键技术有哪些?答:1优质原料是前提

提高瓷器白度有3个途径:①采用高品位的优质原料;②坯料中引入增白添加剂;③使用高白乳浊釉。因使用昂贵的化工原料,成本较高,而且有些质量问题不易解决,如乳白釉因高温粘度大,釉面缺陷较多。

提高瓷器白度的途径,在技术上难度不大,从成本上讲,对靠近原料产地的厂家增加不大。陶瓷原料的矿山价一般在30~50元/t,由于长距离的公路、铁路运输,才使原料进厂提高几倍或十余倍之多。如福建龙岩土到河北宣化价格:原矿为300多元/t,淘洗精泥400多元/t。高白瓷生产厂家大都是在优质原料的产地或距矿山不远。如福建德化、湖南界脾、湖南醴陵、广东潮州、浙江绍兴、山东、山西等。生产高白瓷器的坯料含FeO量应控制在0.25%以内,釉料含FeO量应在0.05%以内(指透明釉),含Fe和YiO量低的石英、长石、方解石、滑石等矿不难找到,但煅烧后白度高的粘土矿物稀少。

选定原料后,根据企业技术工艺条件设计试验室配方,从中优选出中试配方,后经生产验证后,确定合理的坯釉生产配方。在坯料中加入万分之七至十的氧化锆,以屏蔽铁钛的黄色调。制备高白瓷坯釉料,配料时必须将所有原料(特别是软质原料)由人工捡选,剔除铁杂质如黄铁矿、水锈皮、云母、褐铁矿等。石质原料要冲洗干净,软质强可塑粘土尽量淘洗后使用。

2严格工艺控制是生产高白瓷的保障

1)坯釉料浆球磨细度。国内日用陶瓷坯釉细度一般采用万孔筛控制,泥浆为250目筛余0.2%~0.3%,釉浆为筛余0.03%~0.05%。有的陶瓷厂球磨能力不足,采用加粗控制筛至220目,或加大筛余量,造成铁质点扩大和瓷质滋润度不够,有机物多的坯料因碳素质点大,不易氧化完全而成为小黑点,均影响白度。国外高档瓷坯料控制细度在325目筛余,釉料控制400目筛余。

2)烧成工艺控制。北方高白瓷采用氧化焰烧成,烧成温度为SK10锥,接近止火期可用中燃焰或弱还原气氛;南方绢云母质高白瓷,烧成至980 ℃左右要充分氧化,此后采用弱还原气氛。

3)防止泥料二次污染。泥料存放、运输过程必须苫盖以防止污染,盛放回头泥和废坯的容器和车面应铺钉铝皮塑料板。回头泥、割边泥、废坯回收时,须进行质量验收交接。

4)坯釉泥浆多次过细筛反复除铁。坯料泥浆在滤泥前过50目-80目-200目多层筛3~5次,同时经高强磁选机除铁处理3~5次,若采用高强永磁铁,可将除铁槽加长至3 m以上。釉浆使用前经过180目-200目-240目筛3~5次,反复除铁。定期检测过筛余物和吸出的铁粉,做好记录。

问:造成煤气发生炉冷运转的原因及解决方法有哪些?答:1冷运转现象

1)煤气发生炉出口温度低于正常值。

2)煤气发生炉内料层呈现一片黑色或暗黑,略带红色。

3)煤气含水分过多,质量不达标,H2含量增加,CO2含量增加,CO含量减小,灰渣含碳量高,窑炉趋于下限范围。

2冷运转危害性

1)灰层薄易烧坏炉栅或炉裙。

2)炉内温度低,氧化还原反应不充分,气化效率低,煤气质量满足不了窑炉的能耗要求。

3)由于氧化层温度降低,灰层变薄,气化剂预热受影响,原料气化不完全,灰渣含炭量增高,则原料消耗量增大。

3造成冷运转的原因

1)饱和温度高于正常温度控制值。

2)气化原料中粉末过多,料层阻力增大,透气性变差。

3)除灰过多,火层低于炉栅顶端,而总层又偏高。

4冷运转解决办法

1)根据炉内状况适当降低饱和温度以提高氧化层温度,但不允许长时间超过规定范围。

2)适当增加入炉空气量,加快氧化燃烧速度,提高灰层厚度和氧化层温度以及气化剂预热温度。

3)煤气发生炉出气温度偏低时,尽量延长投料时间。

4)火层较低时,停止灰盘转动除渣,培养火层。

5)筛去10 mm以下的煤灰。

问:现代建筑卫生陶瓷窑炉具有哪些先进的工艺技术特点?答:现代建筑卫生陶瓷行业窑炉先进的工艺技术特点有:使用了清洁的能源,采用了全自动化控制高速喷嘴;新型节能型窑炉大量采用了轻质隔热的耐火材料;窑炉设计为宽断面明焰裸烧型结构;节能型窑炉更能够适宜流行的低温快烧生产方式。

1清洁能源与全自动化高速喷嘴

目前,大多数陶瓷窑炉由于采用了高速喷嘴,清洁高热效能源已成为陶瓷烧成燃料的主流。纵观陶瓷发展史,适宜于陶瓷烧成的能源种类,有固体燃料、液体燃料及气体燃料。随着历史发展,烧成技术不断提高,有的能源地位上升,有的则被淘汰。例如,用于传统陶瓷制品烧成的木柴与煤炭等,由于其热效率低及对环境污染严重等原因,在建筑卫生陶瓷生产方面已经基本完成了其历史使命。重油与液化石油气热值高,便于低温快速烧成,尤其是液化石油气在新兴建筑卫生陶瓷行业已成为最受青睐的能源种类。由于液化石油气热值高,燃气内杂质含量少,且容易快速升温与降温,非常适用于陶瓷的低温快烧工艺。

新型全自动化控制高速喷嘴由于强力的喷燃系统,可以降低窑内温差,迅速提高窑温,实现快速等温烧成。因此,陶瓷窑炉的节能今后将取决于新型全自动化控制高速喷嘴的不断改进。

2明焰裸烧方式

从陶瓷烧成的发展历史看,陶瓷工业窑炉的烧成方式分为明焰装匣烧 (传统煤烧隧道窑)、明焰露烧(马弗窑)及明焰裸烧(辊道窑、梭式窑、电窑)等方法。

2.1 明焰装匣烧成方法

此类烧成方式是以木柴或煤炭作为能源。产品装匣钵的目的:一是为了避免木灰或煤渣的污染;二是为了增加产品的装载量。由于制品是先放入匣钵内,再组装成匣钵柱后入窑烧成,产品不是直接受热,大量的能量消耗在窑具上,因此明焰装匣烧成方法能耗非常高,窑内上下温差大,而且烧成周期很长。此种烧成方法造成产品废品率高,经济效益低,长期以来制约了国内陶瓷工业的发展。

2.2 明焰露烧方法

马弗窑是明焰露烧方法的代表性窑型。明焰露烧方式可以部分解决窑内温差的问题,但由于产品的烧成仍然为明焰受热方式,大量的能源消耗在厚厚的耐火材料内壁上,而且明焰露烧使用的窑型小,不能形成大规模批量生产。

2.3 明焰裸烧方法

明焰裸烧方法是20世纪70年代以来陶瓷烧成最引人注目的成果。明焰裸烧方法作为最先进的烧成方法在窑温的均匀性、窑容积、生产强度和单位耗能方面均表现出最佳效果,成为现代建筑卫生陶瓷烧成的首选窑型,因此能在很短的时间内推广普及。明焰裸烧方式窑温均匀性高,这是由于此种烧成方式的产品垛阻力小、窑内压力降低、预热带负压低,因此其漏入冷空气少。

由于烧嘴的喷射作用,窑炉内的气流强烈循环、热焰剧烈扰动,对于均匀和平衡窑内温度非常有利。现在许多新型窑炉在预热带都设置了高速调温喷嘴,更加有利于直接降低窑内预热带上下的温差,保证窑内低温差烧成。传统的窑炉如明焰露烧窑,由于其加热方式仅为产品柱之间的辐射传热,而不能形成剧烈的热搅动与热循环,因此降低了烧成热效。此外,其窑内的温度均匀性也很差,均匀性差直接导致产品烧成温度不一及废品率的增加。

采用明焰裸烧烧成方式时,窑容积及生产强度最高,由于产品不需要装入匣钵内,避免了间接传热造成的热消耗。由于其产品是直接裸露于火焰中,非常利于快速传热烧成。由于窑温均匀,传热迅速,窑具与产品质量比小,明焰裸烧的烧成时间大大低于明焰装匣钵烧成方法。明焰裸烧由于不使用匣钵,增加了产品的装载密度。

3采用轻质隔热保温材料

轻质隔热窑炉的先进性表现在按照模数设计成轻型装配式外型,然后再以耐高温轻质隔热耐火材料进行严密的砌筑。窑炉的内衬采用了耐高温的陶瓷毡,外加陶瓷棉或其他隔热保温板,总厚度为450 mm。内衬为轻质高铝砖,中间及其外侧也都采用了陶瓷棉,总厚度达到600 mm。窑墙的外表为金属板,这种设计与制作保证了窑炉的耐高温实用性与节能性。由于陶瓷纤维热稳定性好,在高温烧成中不变形、不熔融,又由于其导热率低、蓄热少、密度小、质量轻,因此具有明显的节能效果。

轻质隔热窑炉的窑顶采用Z型纤维预制块组合吊挂,减轻了窑体质量,增加了保温隔热效果。在设置喷嘴和急冷风部位的窑顶加设有金属换热器 (占窑顶面积的65%以上),用以预热助燃空气及急冷风。窑墙则采用浇注捣打成形的U型耐火材料砌块(高铝、粘土质),砌块内填充有耐火纤维棉,外面采用耐火材料纤维毡或硅钙板,U型砌块与外部钢架相连接,这种结构比较稳定,热稳定性好且节能效果高。据计算,当窑内壁温度达到1 250 ℃时,窑外壁温度仅为50 ℃左右,充分说明窑体的密封性极好。窑车上的耐火材料也全部采用了耐火纤维材料,这同样降低了热能的无谓消耗。

4低温快烧技术

近年来建筑卫生陶瓷产品越来越多采用了低温快烧技术。釉面瓷砖的烧成温度从 1 180~1 200 ℃降低到现在的1 050~1100 ℃。卫生陶瓷的烧成温度已经从过去的1 300 ℃降低到了现在的1 150~1 200 ℃。据测算,从1 200 ℃烧成到1 300 ℃时,耗费的能源是产品烧成总能耗的40%左右。这样看来,节能效果就非常明显。低温快烧方法除了节能外,还可以缩短生产周期,节约人力物力。

低温快烧技术除了对窑炉有特别技术要求外,还必须研制与开发出适宜于低温快烧的陶瓷原料。目前,此类原料有硅灰石、珍珠岩、透辉石、叶蜡石等。国外为了降低烧成温度与降低产品的成本,大量使用了含铁量较多的红土原料、紫砂原料等,也有使用工业废料制作瓷砖坯体的。在利用劣质原料方面,国内陶瓷企业做的还远远不够。

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