關(guān)于全拋釉仿古磚新窯爐投產(chǎn)產(chǎn)品

質(zhì)量不高的答疑

問：某廠有一條260m長的新窯爐準(zhǔn)備投產(chǎn)，窯爐設(shè)計(jì)是生產(chǎn)600mm×600mm和800mm×800mm的全拋釉仿古磚。從投產(chǎn)至今一直是生產(chǎn)800mm×800mm噴墨印花全拋釉磚，但質(zhì)量較差，投產(chǎn)兩個(gè)月以來，其磚變形和落臟這兩類缺陷約占30%。請問程工，這是由于窯爐沒控制好，還是窯爐設(shè)計(jì)上存在問題？或是坯釉配方存在不足？能否提供些解決問題的方法？

答：通過了解，貴廠260m長的窯爐，目前生產(chǎn)800mm×800mm的全拋釉仿古磚日產(chǎn)為6500m2/天，產(chǎn)量嚴(yán)重落后于一般正常窯爐的生產(chǎn)，而且質(zhì)量還不達(dá)標(biāo)。因此，現(xiàn)階段建議你們可以分步對應(yīng)處理上述兩大生產(chǎn)問題，以扭轉(zhuǎn)優(yōu)等率過低等被動(dòng)局面，提高生產(chǎn)效益。

措施一：調(diào)節(jié)輥棒面主動(dòng)邊與被動(dòng)邊的水平度，以改變被動(dòng)件走磚斜位前行造成的被動(dòng)件變形及不穩(wěn)定局面，盡可能地將該磚位在整個(gè)高溫軟化階段同主動(dòng)邊的磚位基本同步，并保持平行于輥棒軸線，以提高磚形的統(tǒng)一，減少機(jī)械走磚位影響的變形。

措施二：窯爐減壓系統(tǒng)處所有的排水閥的結(jié)構(gòu)全部用自動(dòng)排水裝置。常開式排水，以降低煤氣含水率，盡可能地提高煤氣的熱值。

措施三：窯爐的減壓系統(tǒng)處的過濾器增加過濾網(wǎng)，提高過濾網(wǎng)的目數(shù)，盡可能地將煤氣站或煤氣主管道中剝落的雜質(zhì)全部過濾掉，以提高送到窯內(nèi)燃燒燃?xì)獾募兌?。從而有效地減少噴槍口造成的磚面黑褐色落臟缺陷。

措施四：窯爐每個(gè)控制組的放水閥及窯兩邊煤氣分支管道上同樣全部采用自動(dòng)排水裝置，以降低煤氣含水率，提高煤氣熱值，從而可以降低煤氣總壓力，即管道中的煤氣流速，使得管路沿程過程中有效沉降分離雜質(zhì)。

措施五：窯爐每一只面槍統(tǒng)一安裝煤氣過濾裝置，使得窯爐內(nèi)燃燒的煤氣盡可能地提高純度，減少磚面落臟率。

措施六：提高每支噴槍的槍座至窯邊煤氣分支管之間的沉降垂直高度和沿程距離，尤其是窯爐的面噴槍，從而減少落臟的概率。

措施七：煤氣站電捕除焦、洗滌過濾、酚水分離工作的進(jìn)一步完善，以及對煤氣站送窯邊減壓系統(tǒng)處的沿管供氣管路自動(dòng)排水進(jìn)行分離檢查。

措施八：重新適當(dāng)調(diào)整窯爐的壓力制度與氣氛制度（排煙、助燃、急冷、抽熱、擋火板、擋火墻），以及調(diào)整燒成溫度曲線，促使燒成更趨合理性。

至于針對高檔全拋釉仿古磚（噴墨印花、輥筒印花）的生產(chǎn)需要，在窯爐結(jié)構(gòu)與用材方面不妥當(dāng)之處，由于目前正在生產(chǎn)也無法修正，所以就暫不作闡述。至于這條生產(chǎn)線產(chǎn)量不高，能耗特別大的問題，應(yīng)該是在提高質(zhì)量之后，首先需要考慮的問題。而配方方面的問題，建議與工藝人員和釉料公司一起探討其解決的辦法。

（程昭華）

水煤漿燃料對拋光磚質(zhì)量的影響

水煤漿是上世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種新型清潔燃料，它是利用儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉的煤炭作為主要原料，具有濃度高、流變性好、便于運(yùn)輸和耐儲(chǔ)存等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，它能像油一樣的泵送、霧化燃燒，其燃燒率可高達(dá)96%以上。因此，很快就被引入到陶瓷噴霧塔的熱風(fēng)爐中使用，取代價(jià)格高昂的柴油、重油和水煤氣等燃料。

（1） 水煤漿的特點(diǎn)

1） 水煤漿燃料燃燒率可高達(dá)96%以上。

2） 粘度低于重油，且控制簡單方便，安全性能高，只需要控制好泵漿的螺桿泵的轉(zhuǎn)速即可。

3） 水煤漿在初次燃燒時(shí)，需要用柴油、輕油或其它輔助燃料點(diǎn)火，但一旦著火即可以停油單獨(dú)燃燒。

4） 水煤漿在熱風(fēng)爐內(nèi)燃燒非常穩(wěn)定，不需要人工干預(yù)，可以像柴油一樣實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

5） 水煤漿的著火溫度在800℃以上，必須通過壓縮空氣霧化后才能燃燒，在常溫狀態(tài)下不可燃燒，給操作者和用戶提高了安全系數(shù)。

6） 水煤漿所有的水可以用煤制氣產(chǎn)生的酚水代替，從而解決了酚水污染的難題。

（2） 水煤漿控制注意事項(xiàng)

1） 水煤漿是一種煤基流體燃料，它通過壓縮空氣霧化后，可以在高溫條件下完全燃燒。所以在控制水煤漿燃燒時(shí)，穩(wěn)定風(fēng)壓和霧化效果是整個(gè)燃燒控制的關(guān)鍵點(diǎn)。如果水煤漿霧化不好，燃燒不完全，顆粒的煤漿被抽送到噴霧塔內(nèi)，與漿料混合形成顆粒狀的粉料，經(jīng)過窯爐燃燒之后就會(huì)顯現(xiàn)在磚表面，形成一個(gè)個(gè)細(xì)小的小泡泡，經(jīng)拋光之后成為熔洞，造成產(chǎn)品質(zhì)量下降。

2） 噴槍嘴不能出現(xiàn)水煤漿液滴和結(jié)焦現(xiàn)象，必須保持良好的霧化和穩(wěn)定的著火，同時(shí)還要合理的調(diào)節(jié)好每支槍的射程和射角，不能直接噴射到爐膛內(nèi)壁上，否則會(huì)形成結(jié)焦。當(dāng)這些結(jié)焦物被抽到粉料之中，造成污染，就會(huì)形成拋光磚表面棕褐色的雜質(zhì)缺陷。

3） 燃燒器又稱之為配風(fēng)器，是水煤漿燃燒的又一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，水煤漿助燃空氣的主要來源是依靠高溫?zé)煔獾幕亓?，這就需要對燃燒配風(fēng)進(jìn)行合理的調(diào)配，以使煤漿霧炬得到有效地加熱，能即時(shí)著火。合理的配風(fēng)可以加強(qiáng)室內(nèi)空氣流動(dòng)，提高水煤漿燃燒速度。同時(shí)，要保證熱氣和水煤漿在爐內(nèi)呈旋流形式，以提高燃燒速度及將廢渣壓向爐底內(nèi)，而不是抽向噴霧塔內(nèi)。如果這個(gè)環(huán)節(jié)處理不善，會(huì)造成大量的細(xì)微煤粉未能燒盡，而被抽到噴霧塔內(nèi)與漿料混合形成顆粒粉料，導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)藍(lán)、陰陽色，以及黑心等缺陷，增加了窯爐的處理難度。

4） 受到水煤漿污染的水或者泥漿都不能直接大量使用到原料車間的球磨中，要待沉淀后分小批量搭配使用。否則，用量過大，炭素在粉料中的含量超過一定量時(shí)，也會(huì)造成燒成之后的產(chǎn)品出現(xiàn)發(fā)藍(lán)、陰陽色或者黑心等產(chǎn)品缺陷。

（潘雄）

關(guān)于絕熱裝飾陶瓷磚導(dǎo)熱系數(shù)的答疑

問：韓工，目前一些企業(yè)開始涉足建筑絕熱裝飾陶瓷磚的研發(fā)和生產(chǎn)，導(dǎo)熱系數(shù)作為絕熱裝飾陶瓷最重的技術(shù)指標(biāo)之一，對于大多數(shù)陶瓷企業(yè)和技術(shù)人員來講還比較陌生，你能從測試方法、測試儀器以及影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素等方面談一談嗎？

答：首先談一談什么是絕熱材料？什么是絕熱裝飾陶瓷磚？導(dǎo)熱系數(shù)是多少才算絕熱材料？

《GB4132-1996絕熱材料及相關(guān)術(shù)語》對于絕熱材料的定義為用于減少結(jié)構(gòu)物與環(huán)境熱交換的一種材料。依此，我們可以將絕熱裝飾陶瓷磚定義為一種用于減少建筑結(jié)構(gòu)物與環(huán)境熱交換的功能性建筑裝飾陶瓷磚。1970年，丹麥學(xué)者P.O.Fanger以熱舒適性方程和ASHRAE的7點(diǎn)標(biāo)度為依據(jù)，提出了預(yù)測平均投票數(shù)PMV（predictedmeanvote）指標(biāo)。根據(jù)中國居民的生活習(xí)慣最佳的室內(nèi)空氣溫度為19.91℃，相對濕度為70%。針對室內(nèi)最佳溫度和絕熱裝飾材料的溫度自我調(diào)節(jié)能力，絕熱陶瓷在不同季節(jié)有不同功用，夏季保冷、冬季保溫，所以絕熱裝飾陶瓷具有自動(dòng)調(diào)節(jié)人居環(huán)境熱適度的作用和能力，其能力的最根本體現(xiàn)就是導(dǎo)熱系數(shù)。

對于導(dǎo)熱系數(shù)是多少才算絕熱材料，不同國家在不同時(shí)期有不同規(guī)定，它代表一個(gè)國家的技術(shù)水平。我國在解放初期，參照前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)≤0.23W/m·K；《GB/T4272-84設(shè)備及管道絕熱技術(shù)通則》規(guī)定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)≤0.15W/m·K；《GB/T4272-92設(shè)備及管道絕熱技術(shù)通則》絕熱材料規(guī)定導(dǎo)熱系數(shù)≤0.12W/m·K；《GB/T4272-2008設(shè)備及管道絕熱技術(shù)通則》絕熱材料規(guī)定導(dǎo)熱系數(shù)≤0.08W /m ·K。目前執(zhí)行GB/T4272-2008，也就是說導(dǎo)熱系數(shù)≤0.08W/m·K是絕熱材料的門檻，主體材料導(dǎo)熱系數(shù)≤0.08W/m·K是絕熱裝飾陶瓷磚的門檻。

在這里筆者談一談導(dǎo)熱系數(shù)的概念和測試方法。導(dǎo)熱系數(shù)是絕熱裝飾陶瓷磚的最基本體征，它代表一個(gè)絕熱裝飾陶瓷磚產(chǎn)品人居環(huán)境熱適度的自我調(diào)節(jié)能力，也代表一個(gè)企業(yè)的技術(shù)水平。1882年法國數(shù)學(xué)、物理學(xué)家傅里葉給出導(dǎo)熱方程是導(dǎo)熱系數(shù)測試的基本方法。傅里葉導(dǎo)熱方程即在物體內(nèi)部，取兩個(gè)垂直于導(dǎo)熱方向、彼此相距ｈ、溫度分別為θ1和θ2（θ1＞θ2）的平行面，若平面面積為Ｓ，在δｔ時(shí)間內(nèi)，通過面積Ｓ的熱量δＱ滿足下式：

δＱ／＝λＳ（θ1－θ2）／ｈ （1）

其中：δＱ／δｔ為熱流量；λ為該物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)，單位為Ｗ／（ｍ·Ｋ）。其定義為相距１ｍ的兩個(gè)面積為１m2的平面，其溫度相差１℃，在１ｓ時(shí)間內(nèi)通過的熱量。

根據(jù)傅里葉導(dǎo)熱方程，導(dǎo)熱系數(shù)就是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1℃（K，℃）。在1s內(nèi)，通過1m2面積傳遞的熱量，用λ表示，單位為W/m·k（此處的K可用℃代替）。

依據(jù)傅里葉導(dǎo)熱方程確定的導(dǎo)熱系數(shù)屬于穩(wěn)態(tài)法，除了穩(wěn)態(tài)法以外還有瞬態(tài)發(fā)（也叫非穩(wěn)態(tài)法或非傅里葉方程法），穩(wěn)態(tài)法有平板法、護(hù)板法、熱流計(jì)法、熱箱法等.瞬態(tài)法有熱線法、探針法、熱盤法、熱帶法、激光法等。根據(jù)傅里葉穩(wěn)態(tài)熱阻條件，我國公布了兩個(gè)穩(wěn)態(tài)測試標(biāo)準(zhǔn)：《GB/T10294-2008絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測定：防護(hù)熱板法》和《GB/T10295-2008絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測定：熱流計(jì)法》，針對圓管也制定了《GB/T10296-2008絕熱層穩(wěn)態(tài)傳熱性質(zhì)的測定：圓管法》，其中防護(hù)熱板法是國際公認(rèn)的最準(zhǔn)確測量方法。瞬態(tài)法起步較晚，非穩(wěn)態(tài)平面熱源法(包括脈沖平面熱源法和階躍平面熱源法)是由斯洛伐克科學(xué)院物理研究所的LudovitKubica提出并加以規(guī)范化的，適合導(dǎo)熱系數(shù)在0.05 ～50 W/(m·K)范圍內(nèi)的材料，可以測量均質(zhì)固體材料、非均質(zhì)材料以及多孔材料。目前我國有一個(gè)非穩(wěn)態(tài)測試標(biāo)準(zhǔn)《GB/T10297-1998非金屬固體材料導(dǎo)熱系數(shù)的測定：熱線法》、《GB/T 22588-2008閃光法測量熱擴(kuò)散系數(shù)或?qū)嵯禂?shù)》。

目前導(dǎo)熱系數(shù)的檢測有很多種，美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM ）規(guī)定的測試方法有：ASTM C518、ASTM C177、ASTM E1461、ASTM E0714、ASTM E1952等。根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)的分類，C類為水泥、陶瓷、混凝土與磚石材料；E類為雜類(金屬化學(xué)分析、耐火試驗(yàn)、無損試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)方法等）。目前美國采用ASTM C177 的護(hù)熱板檢測法；日本等國的導(dǎo)熱系數(shù)多是采用激光散熱法檢測的，即ASTM E1461的檢測標(biāo)準(zhǔn)；而臺(tái)灣、俄國等的導(dǎo)熱系數(shù)檢測方法也是ASTM C177。

接下來談一談導(dǎo)熱系數(shù)檢測儀器。國外的導(dǎo)熱系數(shù)儀器，利用穩(wěn)態(tài)法進(jìn)行測試，耐馳的 GHP 456 Titan是比較理想的用于測量絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)的儀器。而利用非穩(wěn)態(tài)法測試的熱線法導(dǎo)熱分析儀，因?yàn)?978年就已經(jīng)推出了，可用于耐火材料導(dǎo)熱性能測試，對于本產(chǎn)品并不適合。耐馳的閃光導(dǎo)熱儀LFA447 Nanoflash、新型激光導(dǎo)熱儀LFA 457 MicroFlash以及激光導(dǎo)熱儀LFA 427由于測試溫度范圍寬，可以瞬態(tài)測試，既可以應(yīng)用常溫狀態(tài)的建筑保溫裝飾材料也可以用于高溫耐火材料，但選擇時(shí)要依據(jù)經(jīng)濟(jì)條件和測試產(chǎn)品要求。此外瑞典Hot Disk的瞬變平面熱源法技術(shù)和法國塞塔拉姆儀器公司Mathis TCi測試技術(shù)也都屬于瞬態(tài)測試方法，都具有便捷、快速的基本特征，可供選擇。

國產(chǎn)的導(dǎo)熱系數(shù)儀器，筆者公司曾購買過湖南湘潭儀器儀表公司符合GB/T10297的DRM-II型導(dǎo)熱系數(shù)測定儀，它屬于非穩(wěn)態(tài)熱線法測試方法，測量準(zhǔn)確度為±5%，室溫波動(dòng)要求嚴(yán)格控制在±1.5℃，范圍為0.035～1.7 W/(m·K)，且由于熱電偶需要放進(jìn)冰水混合物中，造成測試數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，準(zhǔn)確度不高，并不適合絕熱陶瓷磚的質(zhì)量控制。我們合作單位信陽師范學(xué)院購進(jìn)該公司的是DRH-II型導(dǎo)熱系數(shù)測試儀，符合GB/T10294-2008，測試范圍為0.01～2 W/(m·K)，測量準(zhǔn)確度為±5%，數(shù)值與河南省建材院以及中國科學(xué)院有些差別，總是偏低，而且試件總有被壓碎的情況。其原因主要是儀器溫度偏差、產(chǎn)品厚度偏差和反映測試樣品與熱板冷板接觸情況的壓力有關(guān)。所以筆者公司購進(jìn)了天津佛瑞德公司D300FX-D0型導(dǎo)熱系數(shù)儀，它可以實(shí)時(shí)在線測量試件的壓力和厚度，避免手動(dòng)測量的繁瑣和誤差，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作與測量，溫度測量精度為0.1℃，厚度測量測量范圍：5～45mm，精度為0.01mm。由于溫度、厚度、壓力，以及考慮熱上下傳導(dǎo)的偏差，該機(jī)型設(shè)計(jì)夾具和冷熱板為垂直設(shè)計(jì)，所以測量范圍為0.001～2 .2W/(m·K)，測量準(zhǔn)確度為±2.5%，重復(fù)性為±5%。

最后談一談?dòng)绊懖牧蠈?dǎo)熱系數(shù)的因素和影響測試結(jié)果的因素。影響絕熱裝飾陶瓷磚導(dǎo)熱系數(shù)的宏觀因素是材料的體積密度、吸水率和溫度，微觀因素是氣泡大小、氣泡形態(tài)、氣泡形狀、氣泡化學(xué)成分、材料化學(xué)成分及晶體結(jié)構(gòu)組成。絕熱裝飾陶瓷磚在體積密度、導(dǎo)熱系數(shù)等關(guān)鍵性能與JC/T 1095-2009輕質(zhì)陶瓷磚有極大差別，輕質(zhì)陶瓷磚只是將建筑陶瓷輕質(zhì)化、減量化和資源化，也就是說它僅指體積密度≤1.5 g/cm3的陶瓷，它距離建筑陶瓷功能化還差一定的距離。絕熱陶瓷裝飾磚指導(dǎo)熱系數(shù)<0.08W/（m·K）的裝飾陶瓷產(chǎn)品，針對絕熱性能，體積密度也比輕質(zhì)陶瓷低得多，一般≤0.4g/cm3。

絕熱裝飾陶瓷磚的導(dǎo)熱系數(shù)是材料的本身特征，它與體積密度一樣不隨厚度、測試儀器冷熱板溫度變化而變化。JGJ 144-2008系統(tǒng)耐候性間接規(guī)定了絕熱裝飾陶瓷磚的使用環(huán)境溫度為-20～70℃，所以導(dǎo)熱系數(shù)的測定溫度范圍應(yīng)在此溫度范圍內(nèi)，因此在選擇導(dǎo)熱系數(shù)儀可按此溫度范圍選擇冷板的溫度。如天津佛瑞德旋轉(zhuǎn)式低溫導(dǎo)熱儀D300FX-D30冷板溫度為-30～95℃，符合建筑保溫材料的使用條件，如果用于冷藏保冷，可能要選用D300FX-D60，即冷板溫度為-60～95℃。因?yàn)闇囟群秃蕰?huì)影響材料的導(dǎo)熱系數(shù)，所以要求控制好檢測環(huán)境溫度和濕度，一般要求環(huán)境溫度在22±3℃，濕度在20%～60%RH。

總結(jié)測試經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為測試誤差有四方面的原因：一是測量誤差，包括功率、試樣厚度、計(jì)量面積和溫度的測量誤差，如果導(dǎo)熱系數(shù)與厚度、尺寸沒有關(guān)系，那么也與測試儀器冷熱板溫度變化、夾具壓力變化沒有關(guān)系。如果冷板、熱板沒有良好平面度，試樣沒有良好的尺寸、厚度和平面度，就會(huì)導(dǎo)致熱的傳導(dǎo)不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致試樣面和方向發(fā)生變化，測試數(shù)據(jù)也發(fā)生變化的情況。而夾具壓力大小也表征冷熱板與材料的接觸與破壞的程度，材料破壞后，導(dǎo)熱系數(shù)也會(huì)發(fā)生變化；二是主、護(hù)熱板溫度不平衡誤差，即流過主、護(hù)熱板間隙的熱流引起的誤差，此誤差不可小覷，這個(gè)誤差與護(hù)熱板的材料、設(shè)計(jì)、安裝等因素均有關(guān)系；三是邊緣熱損誤差，即測定試樣周圍與外界的熱損失引起的誤差，這個(gè)誤差與熱板溫度、環(huán)境溫度以及防護(hù)條件有關(guān)，測試環(huán)境敞口和封閉都會(huì)影響測試結(jié)果；四是接觸熱阻誤差，即試樣與冷熱板之間的空氣間隙造成的誤差，此誤差與材料的加工精度，冷熱板平面度及夾具壓力控制有關(guān)。

（韓復(fù)興）

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