摘 要:釉面磚產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)包括坯料和釉料的開(kāi)發(fā)，釉面磚坯釉料的配方設(shè)計(jì)和管理是個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^(guò)程，直接影響到生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量，本文主要闡述坯料的開(kāi)發(fā)和管理。

關(guān)鍵詞:釉面磚;坯料;設(shè)計(jì);管理

1 前言

釉面磚坯料是生產(chǎn)釉面磚的一個(gè)重要基礎(chǔ)，釉面磚坯料的管理，需從原料、配方、粉料加工、燒成等幾方面層層把關(guān)，才能制備出高質(zhì)量的釉面磚產(chǎn)品。

2 原材料

原材料是配方的基礎(chǔ)，重點(diǎn)是原材料質(zhì)量以及使用適合所設(shè)計(jì)配方使用要求的原材料。因此，制定原材料標(biāo)準(zhǔn)、選料以及維護(hù)原材料的穩(wěn)定性很關(guān)鍵。根據(jù)生產(chǎn)情況，在設(shè)計(jì)和管理配方時(shí)要重點(diǎn)做好以下幾方面:

2.1石灰石、硅灰石的質(zhì)量

石灰石和硅灰石是釉面磚坯料配方的重要組成部分，它們是配方中的助熔劑，在燒制過(guò)程中起促進(jìn)坯體燒結(jié)、穩(wěn)定產(chǎn)品尺寸的作用，可以有效提高產(chǎn)品強(qiáng)度及降低吸水率、降低坯體熱膨脹系數(shù)、減少產(chǎn)品吸濕膨脹、延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命。由于石灰石和硅灰石對(duì)產(chǎn)品性能的重要作用，因而對(duì)其質(zhì)量要求較高，選材上應(yīng)選取純度高、雜質(zhì)少的礦點(diǎn)，才能發(fā)揮它們?cè)谂浞街袘?yīng)有的作用。一般要求其主要質(zhì)量參數(shù)如表1所示。

2.2砂、泥類原料

針對(duì)目前原材料狀況，砂、泥類原料要注重穩(wěn)定性，包括成分、收縮率及白度等的穩(wěn)定。一般以鉀鈉含量少的高溫原料為主，也可配以適當(dāng)?shù)暮欢库涒c量的中低溫原材料，有些還選用含鎂原材料如滑石等，這要根據(jù)所設(shè)計(jì)配方、所選用原材料性質(zhì)和燒成制度而定。在選用原材料時(shí)不一定要選取“最好”的原材料，而應(yīng)選取相對(duì)穩(wěn)定的原材料礦點(diǎn)，穩(wěn)定性包括礦點(diǎn)儲(chǔ)量、質(zhì)量、成分均勻性、供貨穩(wěn)定等，特別是泥類，含鋁量相對(duì)要穩(wěn)定，有機(jī)物含量要少，這是影響磚坯生產(chǎn)及產(chǎn)品的關(guān)鍵因素。目前高質(zhì)量的泥料供應(yīng)越來(lái)越緊張，所以在選取泥料時(shí)應(yīng)充分考慮各方面的因素，總體而言，含鋁量高、燒失量小、收縮穩(wěn)定、白度穩(wěn)定、可塑性強(qiáng)、價(jià)格合理的礦點(diǎn)是較為理想的選擇。而對(duì)于砂類料，一般主要考慮其成分穩(wěn)定及白度穩(wěn)定，一般生產(chǎn)用可選砂、泥類料成分如表2所示。

2.3其它原料

對(duì)于其它原材料則需根據(jù)具體情況而定，如含鎂的滑石礦和透輝石等，目前有的坯料也用滑石，以加強(qiáng)坯體的高溫?zé)Y(jié)，降低坯體的燒結(jié)溫度，降低生產(chǎn)能耗。但滑石的使用量要控制，過(guò)量使用容易引起坯體變形及收縮率的急劇變化，生產(chǎn)難以控制，一般配方中用量不超過(guò)5%?，F(xiàn)在生產(chǎn)上一般較多用原礦滑石泥，該礦含鎂量低，且成分波動(dòng)大，但成本相對(duì)較便宜，所以在驗(yàn)收進(jìn)貨時(shí)要注意它的成分特別是氧化鎂成分的穩(wěn)定性，否則會(huì)直接影響生產(chǎn)的穩(wěn)定。還有的用透輝石，因?yàn)橥篙x石的工藝性能跟硅灰石有相似之處，也是一種助熔劑，可以促進(jìn)坯體燒結(jié)，提高產(chǎn)品強(qiáng)度，降低坯體熱膨脹系數(shù)，減小產(chǎn)品的吸濕膨脹，增強(qiáng)產(chǎn)品的內(nèi)質(zhì)性能。

2.4再利用原料

工廠在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢漿料、廢粉、廢磚坯、廢渣等生產(chǎn)廢料也可以回收利用，作為釉面磚坯料使用。要注意不同類別的廢料要分開(kāi)處理堆放、均化，具體分析它們的成分特性，然后根據(jù)配方所用原料特性及所設(shè)計(jì)的配方需要，加入適量的再回收原料。使用廢料不僅可以降低配方成本，而且可以減少?gòu)U物外排，減少環(huán)境污染，現(xiàn)在很多企業(yè)在這方面都加大研究力度，將生產(chǎn)廢料應(yīng)用于生產(chǎn)配方中。有的生產(chǎn)廠家廢料利用率已達(dá)90%以上，既響應(yīng)了國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，又為企業(yè)節(jié)約了成本，社會(huì)效益和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。

3 配方

配方設(shè)計(jì)是個(gè)綜合又關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它要充分考慮到原材料性質(zhì)、燒成性能、坯釉結(jié)合、產(chǎn)品性能、成本等因素。設(shè)計(jì)好配方后一般要經(jīng)過(guò)小試、中試、批量試生產(chǎn)幾個(gè)環(huán)節(jié)，在每個(gè)環(huán)節(jié)中要做好試驗(yàn)品的各項(xiàng)性能檢測(cè)，并與正常生產(chǎn)產(chǎn)品的性能進(jìn)行對(duì)比，只有在各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果等同或優(yōu)于正常產(chǎn)品的情況下，才能進(jìn)行下一步的試驗(yàn)。

批量試生產(chǎn)合格的配方才能投入生產(chǎn)，投入生產(chǎn)的配方，要盡可能對(duì)各種因素的關(guān)系處于中間狀態(tài)，而不能處于邊緣狀態(tài)，否則容易引起質(zhì)量事故，因?yàn)樯a(chǎn)是一個(gè)有波動(dòng)的相對(duì)平穩(wěn)過(guò)程。另外，設(shè)計(jì)配方要以穩(wěn)定為原則，要可調(diào)性強(qiáng)，即使原材料有波動(dòng)，也可以修正，使之穩(wěn)定，一般釉面磚坯料組成范圍見(jiàn)表3。

4 粉料加工

粉料加工過(guò)程是生產(chǎn)的關(guān)鍵，配方是否正確投入生產(chǎn)，與加工工序息息相關(guān)。因此，粉料加工過(guò)程控制要制定工藝標(biāo)準(zhǔn)，各工序要嚴(yán)格操作規(guī)程，過(guò)程結(jié)果要符合工藝要求。在加工過(guò)程中要抓住以下幾個(gè)重點(diǎn):

4.1配料

配料一定要正確，才能使一個(gè)設(shè)計(jì)好的配方得以實(shí)現(xiàn)，原材料水分檢測(cè)要準(zhǔn)確，這樣的配料單才能準(zhǔn)確反映配方。另外，工廠要制定制度來(lái)監(jiān)管好配料的準(zhǔn)確性，杜絕人為及機(jī)械因素帶來(lái)的配料偏差。配料按瘠性料與可塑性料交替順序，方便進(jìn)球;為了確保配方準(zhǔn)確性及方便配料操作，配料時(shí)一般要求砂泥料偏差在10kg以內(nèi)，石灰石、硅灰石及其他輔助材料如添加劑等盡可能做到無(wú)偏差。

4.2球磨

漿料細(xì)度影響坯料燒結(jié)性能及產(chǎn)品性能，細(xì)度越細(xì)越容易燒結(jié)完全，燒成收縮也越大，所以細(xì)度要結(jié)合產(chǎn)品性能和加工成本而定。試驗(yàn)設(shè)定好漿料細(xì)度后，要控制漿料細(xì)度的穩(wěn)定，生產(chǎn)中保持球石重量及配比的穩(wěn)定，根據(jù)不同規(guī)格的球磨機(jī)，設(shè)定一定的料石比，提高球磨效率。此外，還要考慮球石比重及規(guī)格大小，努力提高一次顆粒度的均勻性，這對(duì)于下工序的生產(chǎn)非常重要，對(duì)促進(jìn)產(chǎn)品燒成的均勻及完全起著重要作用。另外也要控制好料漿的水分和流動(dòng)性，目前廠家一般控制漿料細(xì)度為250目篩余2%～10%，水分33%～36%，流動(dòng)性30～80s。

4.3造粒

造粒工序應(yīng)注重顆粒度的控制，顆粒不宜過(guò)粗，但細(xì)粉也要盡可能少，以“結(jié)實(shí)”的粒狀為原則。顆粒過(guò)粗會(huì)引起半成品表面粗糙，影響釉面的平整度;顆粒過(guò)細(xì)又會(huì)影響坯體成形，容易引起坯體裂紋甚至分層。根據(jù)各廠家需要，顆粒級(jí)配在20～120目分布較合理，這樣可使顆粒的堆積密度盡可能大。另外，粉料水分的均勻穩(wěn)定性也對(duì)成形造成影響，水分太小會(huì)造成磚坯裂紋，甚至分層;水分太大又會(huì)造成粘?；蛞鹫ùu而增加窯爐的干燥壓力。一般成形粉料水分控制在6.0%~8.0%，各廠家可根據(jù)需要來(lái)制定具體的水分參數(shù)。

5 燒成

素?zé)乔懊鎺讉€(gè)工序的集中體現(xiàn)，目的是要生產(chǎn)出合格的半成品，有了合格的半成品，也就等于產(chǎn)品成功了一半。半成品外觀及內(nèi)在質(zhì)量要符合標(biāo)準(zhǔn)要求，否則要結(jié)合批量生產(chǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)果，考慮是否修正配方或者調(diào)節(jié)燒成制度。素?zé)v究燒成制度的合理及穩(wěn)定，否則會(huì)影響半成品性能，甚至產(chǎn)品性能，所以說(shuō)配方穩(wěn)定和燒成穩(wěn)定是一致的，過(guò)程的波動(dòng)應(yīng)通過(guò)其他手段調(diào)節(jié)，避免對(duì)燒成溫度作大的調(diào)整。另外，燒成制度跟配方結(jié)構(gòu)也有密切關(guān)系，石灰石結(jié)構(gòu)和石灰石加硅灰石結(jié)構(gòu)的配方，在燒成制度上應(yīng)有所不同。石灰石重點(diǎn)在穩(wěn)定產(chǎn)品尺寸，硅灰石重點(diǎn)在促進(jìn)產(chǎn)品燒結(jié)，所以含硅灰石的配方在1000℃溫度時(shí)要有足夠的燒成時(shí)間，才能充分發(fā)揮硅灰石的作用。

6 產(chǎn)品性能

產(chǎn)品性能和坯料的設(shè)計(jì)與管理息息相關(guān)，一般包括外觀品質(zhì)和內(nèi)質(zhì)性能，所以配方在設(shè)計(jì)時(shí)不但要充分考慮它的生產(chǎn)可行性，還要充分考慮所獲得產(chǎn)品的性能如何。產(chǎn)品的外在品質(zhì)主要包括產(chǎn)品的平整度和釉面情況，產(chǎn)品的平整度需要有良好的坯釉匹配，這要和內(nèi)質(zhì)性能綜合考慮。內(nèi)質(zhì)性能一般包括吸水率、抗折強(qiáng)度、抗熱震性和后期龜裂等。相對(duì)來(lái)說(shuō)產(chǎn)品吸水率小、抗折強(qiáng)度大為好，所以在生產(chǎn)其它環(huán)節(jié)許可的條件下，配方的設(shè)計(jì)要盡可能減小吸水率，提高抗折強(qiáng)度。產(chǎn)品的抗熱震性注重良好的坯釉匹配，合理的膨脹系數(shù)匹配可以兼顧到產(chǎn)品的平整度和抗熱震性能。而產(chǎn)品的吸濕膨脹則關(guān)系到產(chǎn)品的耐龜裂性能，吸濕膨脹越小，產(chǎn)品的耐龜裂性能越好;吸濕膨脹跟配方結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，配方中適當(dāng)增加鈣鎂含量可以減少產(chǎn)品的吸濕膨脹。表4和表5是兩種坯料配方成分的產(chǎn)品的吸濕膨脹對(duì)比。

兩個(gè)配方的坯料在同一條件下成形、素?zé)⒘苡?、釉?以300mm×450mm產(chǎn)品規(guī)格為例)，產(chǎn)品做蒸壓試驗(yàn)，分別測(cè)量蒸壓前產(chǎn)品的變形量，以及蒸壓后的產(chǎn)品變形量，結(jié)果列入表5，通過(guò)對(duì)表5的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，得到產(chǎn)品的變形量隨蒸壓次數(shù)變化的情況，如圖1所示。

從圖1可以看出，配方B坯料的防后期龜裂性能要比配方A好，因?yàn)榕浞紹吸濕膨脹較小，從而可以減小給釉面造成的張應(yīng)力，延長(zhǎng)釉面磚的使用壽命。

7 總結(jié)

在實(shí)際生產(chǎn)中，坯料的管理還有許多其他控制因素，在生產(chǎn)中對(duì)出現(xiàn)質(zhì)量或者性能偏差時(shí)要綜合考慮，找到具體的解決辦法?？傊沾缮a(chǎn)是個(gè)多環(huán)節(jié)過(guò)程，每個(gè)環(huán)節(jié)都緊密聯(lián)系，每個(gè)工序都有它適用的工藝參數(shù)或工藝標(biāo)準(zhǔn)，只有每個(gè)環(huán)節(jié)都做好，才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。