蔡彥英

(廣東健誠(chéng)高科玻璃制品股份有限公司 廣東 潮州 515658)

日用玻璃陶瓷是由復(fù)合材料制成的日用微晶玻璃制品，其生產(chǎn)工藝與普通玻璃制品的生產(chǎn)工藝相近似。日用玻璃陶瓷的材料是通過(guò)熔煉制成玻璃漿，供制品成形生產(chǎn)使用。目前，日用玻璃陶瓷的顏色以乳白色為主，也有部分其它顏色的制品，如黑色、粉紅色等。當(dāng)熔爐配制一種顏色材料后，再配制其它不同顏色材料時(shí)，顏色只能加深，直至配制黑色材料后，熔爐必須隨時(shí)大修消除污染后，才能重新配制淺色材料。當(dāng)前，市場(chǎng)要求日用玻璃陶瓷制品為多顏色制品的配套，以乳白色制品為主，配套少量的其它顏色制品。生產(chǎn)企業(yè)很難具備很多座熔爐，而且是大小不同的熔爐來(lái)滿足不同顏色制品的生產(chǎn)。部分規(guī)?；a(chǎn)企業(yè)，已對(duì)大熔爐配置多個(gè)出料道，以滿足同一顏色的不同器型制品的同步生產(chǎn)。通過(guò)對(duì)料道的技術(shù)改造，配制熔塊型著色材料，在料道中進(jìn)行基礎(chǔ)玻璃和著色材料混和并進(jìn)行著色，輸出色漿來(lái)制備顏色制品，這種方法，可避免在大熔爐中進(jìn)行材料染色，而是由料道來(lái)進(jìn)行材料染色，這種方法能延長(zhǎng)大熔爐的使用壽命，也能使多顏色制品并舉生產(chǎn)。采用這種方法時(shí)，必須針對(duì)性地進(jìn)行料道改造，增加一些裝置；同時(shí)也應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)玻璃配方，熔塊型著色劑的配方進(jìn)行研究和試驗(yàn)，并在料道著色工藝技術(shù)方面進(jìn)行系統(tǒng)研究和實(shí)踐。

1 著色料道的研究

目前，應(yīng)用于日用玻璃陶瓷生產(chǎn)的大熔爐是冷頂熔煉爐。這類熔爐容量可達(dá)到幾十噸，生產(chǎn)時(shí)從爐頂投料、爐下端出料、生產(chǎn)效率高、比較環(huán)保，適用于連續(xù)式生產(chǎn)。部分生產(chǎn)企業(yè)對(duì)大熔爐配置多道的出料道，方便不同規(guī)格制品的成形生產(chǎn)。對(duì)料道進(jìn)行技術(shù)改造，使料道可進(jìn)行材料著色，生產(chǎn)出不同顏色的制品，這種方法經(jīng)研究和實(shí)踐，證明是有效和可行的。經(jīng)技術(shù)改造的可著色料道的形式如圖1所示。

著色料道包括混色區(qū)和勻色區(qū)；混色區(qū)包含投料口4、下沉道3、混料池7、多層螺紋攪拌棒6、硅碳加熱棒5；其中投料口4位于下沉道3上方，下沉道3連接混料池7，混料池7上方設(shè)有多層螺紋攪拌棒6和硅碳加熱棒5；勻色區(qū)包含3個(gè)閘板、3個(gè)窯坎、3個(gè)硅鉬電極組、3個(gè)燃?xì)饣饦?、排渣?7和単層螺紋攪拌棒20；其中所述閘板和窯坎依次排列，并且閘板離料道底部的距離等同于窯坎的高度，均為10 cm；以上所述窯坎位于燃?xì)饣饦屜路?，?硅鉬電極組11安裝于第2閘板12兩側(cè)，第2硅鉬電極組16安裝于第3閘板15兩側(cè)，第3硅鉬電極組21位于單層螺紋攪拌棒20和料盆22之間，排渣孔17位于第3窯坎18與第2硅鉬電極組16之間，單層螺紋攪拌棒20位于第3窯坎18與第3硅鉬電極組21之間。

1-熔化池 2-上升道 3-下沉道 4-投料口 5-硅碳加熱棒 6-多層螺紋攪拌棒 7-混料池 8-第1閘板 9-第1燃?xì)饣饦?10-第1窯坎 11-第1硅鉬電極組 12-第2閘板 13-第2燃?xì)饣饦?14-第2窯坎 15-第3閘板 16-第2硅鉬電極組 17-排渣孔 18-第3窯坎 19-第3燃?xì)饣饦?20-單層螺紋攪拌棒 21-第3硅鉬電極組 22-料盆

圖1 著色料道示意圖

由圖1可知，著色料道生產(chǎn)時(shí)的操作: 將制備好的濃縮著色劑通過(guò)著色料道上的投料口按比例投入料道中與基礎(chǔ)玉玻璃液混合，根據(jù)所需玻璃顏色的深淺調(diào)整濃縮著色劑的投入量。為了達(dá)到較好的效果，濃縮著色劑的添加量一般應(yīng)控制在料道出料量的10%以內(nèi)。濃縮著色劑由基礎(chǔ)玻璃液帶入混料池，再依次經(jīng)過(guò)著色料道的混色區(qū)和勻色區(qū)，經(jīng)攪拌混合、澄清均化，得到均勻著色玻璃液，最后經(jīng)料盆流至成形機(jī)成形;混料池溫度應(yīng)維持在1 200～1 250 ℃，以使得濃縮著色劑能得到充分熔化；勻色區(qū)的第1硅鉬電極組的電流為175 A，隨后在其他電極組間以5～10 A的幅度遞減，控制著色玻璃液流至料盆區(qū)域的溫度為1 050～1 100 ℃。

2 相關(guān)材料配制

根據(jù)顏色玻璃的生產(chǎn)要求，配制基礎(chǔ)玻璃和濃縮著色劑?；A(chǔ)玻璃液由冷頂大熔爐熔煉而成，濃縮著色劑由熔塊爐預(yù)制而成。

2.1 基礎(chǔ)玻璃

按質(zhì)量百分比(%):氧化硅65，氧化鈉7.5，氧化鋁3.5，氟13.5，氧化硼4.5，氧化鋇0.25，氧化鈣5，氧化鋅0.75準(zhǔn)確稱量各種原料后在冷頂電熔爐中1 400 ℃進(jìn)行熔制，得到基礎(chǔ)玻璃液。

2.2 濃縮著色劑(以仿玉玻璃陶瓷為例)

按質(zhì)量百分比(%):氧化硅47.5，氧化鈉27.5，氧化鋁3，氟1.75，氧化硼4，氧化鈣7.75，氧化鉻8.5，準(zhǔn)確稱量各種原料后在熔塊爐中1 200 ℃熔化4 h，經(jīng)雙輥軋機(jī)淬冷，研磨篩分后得到顆粒尺寸1～2 mm的濃縮著色劑。

2.3 使用

將濃縮的色劑按料道出料量的10%的比例投入著色料道，熔化后與玻璃基礎(chǔ)液充分混合、澄清、均化，利用壓制或離心的方式成形為所需產(chǎn)品形狀，隨后經(jīng)過(guò)480～530 ℃退火1 h，在605～610 ℃峰值溫度下鋼化得到仿玉玻璃陶瓷制品。

2.4 制品測(cè)試

對(duì)所得產(chǎn)品性能進(jìn)行測(cè)試，包括 25～200 ℃溫度范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)， 380～780 nm 波長(zhǎng)范圍內(nèi)可見(jiàn)光的透光率，以 QB/T 4064-2010 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試耐熱溫 差性能，產(chǎn)品表面維氏硬度，表征結(jié)果見(jiàn)表 1。

表1 仿玉玻璃陶瓷性能

3 結(jié)語(yǔ)

利用出料道進(jìn)行玻璃材料染色的方法具有實(shí)用性和可操作性，有利于大熔爐的多品種生產(chǎn)。生產(chǎn)企業(yè)可進(jìn)行更多的探索和實(shí)踐，包括對(duì)原料配方的研究和改進(jìn)，生產(chǎn)更多種類的產(chǎn)品。