一次烧成大规格水晶釉面砖坯釉配方的设计.pdf

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1、一次烧成大规格水晶釉面砖坯釉配方的设计谢海洲?湖南省岳 阳兴辰建材有限公司岳阳?摘要简要介绍一次快烧大规格水晶 釉面砖工艺 流 程和主要技术 经济指标,重点论述了利用本地原料进行坯、釉配方 设计的过程一与应用。关键词一次快烧水 品 釉面砖配方设计?前言陶瓷砖一次快烧是对应二次烧成一预干燥的坯体经过约?沙?素烧,有机物、碳酸盐、硫酸盐分解和结晶水的排出,坯体充分放气?烧结后的坯体具有很好的机械强度、约巧?的吸水率足以适应淋釉、转向和多次印刷?装饰后再进釉烧窑?巧沙?烧结,将全熔块面釉熔融成高光泽平滑的玻璃表面?水晶釉面?。第一次素烧坯体已经将大部分气体排除,釉烧时可保证表面不致产生显气孔,从而得

2、到镜面效果。目前绝大部分陶瓷厂都采用二次烧成工艺来生产水晶釉面砖和内墙砖。一次快烧工艺省去了素烧工序,干坯淋釉、印花进窑炉?巧?一?烧制而成的技术。保证干坯机械强度,避免釉面气孔及坯釉配合是一次快烧工 艺的技术关键。一次快烧坯体高温成瓷阶段主要发生如下化学反应?,?偏高岭石?斗?,?,一?无定形?”?在?左右?二次莫来石晶体?丫一?一?在?以上?牛土土?游离氧化铝?二氧化硅?漠来耐?一次莫来石晶体?升?必?丰上?偏高岭石?莫来石?从釉料配方到转变成为釉,这一过程非常复杂的,可说至今还没有完全弄清楚。他包括两个重要因素?高温处理及其所经过的时间,两者都对釉的结果有极 大的影响。釉的配方即使选择良

3、好的原料,经过细 心的粉碎和合理的调制,倘若烧成不 当就会变成完全无用 的废品。从釉料配方到转变成为釉,须经以下 阶段?原始成分的分解?化合?烧结?熔融?结晶。一次快烧水晶釉面砖工艺技术 的主要特点为?产品合格率达?,其中优等品?高效节省热能,与二次快烧相比节约?的燃油?中间产品?生坯?可 回收利用减少废渣排放?操作弹性大,装置能在不同品种和不同花色之间自由转换?无须素烧,有利于精密装饰?烧成流程短,布置紧凑?操作费用低。?酉己方设计依据?坯体配方设计原则。?要有较高的生坯强度?虽然一次快烧大规格水晶砖坯体采用自动化生产设备,但坯体在传输、淋釉、转向、丝网印刷和装卸车的过程中不可避免的要发生碰

4、撞?要有较强 的低温烧结性。这种特性是由下列条件决定 的?能源条件,产品的烧 成温度越高,能耗越多?设备 条件,辊道窑的工作温度越高越不利于辊棒的使用寿命?产品的性能要求,产品经一次快烧后要达到足够的机械强度和适宜的吸水率,这就首先要求坯体具有较好的低温烧结性?而且低温烧成可扩大色料的应用范围,有利于增加产品的花色品种?尽可能低的气体逸 出量,坯体中的挥发性气体应尽可能少,而且所含的挥发份应在?兮?之前排除干净。一方面是为了使坯体在低温快烧条件下达到质地均匀,不产生色差,黑芯等缺陷?另一方面也为了不使釉面产生棕眼、气泡等缺陷?中等的膨胀系数和线膨胀性,一次快烧坯体应具有 中等的膨胀系数,这样既

5、不会因坯体的膨胀系数过大和突然的体积变化而造成产品在快速冷却过程中发生炸裂,又不致因坯体的膨胀系数过小而给匹配的釉料造成困难?坯体的经济性,一次快烧坯体要求原料来源广泛、价格低廉来降低产品成本。而岳阳本地区的原料就具有这方面的优势。?底釉、面釉配方的设计思路。釉用原料都要经过严格的精选或精制才能用于砖的生产。水晶釉是对高光泽高透明表面釉的俗称,传统的水晶釉砖采用二次烧?素烧坯、釉烧釉?,通用配方是,?高岭土?低温水晶熔块“,由于水晶熔块是经过高达?熔融淬冷而成,几乎没有烧失,具有 良好的高温流动性和低的膨胀系数,产生晶莹剔透有如玻璃般的光泽。一次烧成温度较高,我们仍然采用”高岭土十水晶熔块”配

6、方体系,必须根据坯体的烧结性能和表面光泽来调整高岭土和高温水晶熔块的配 比确定生产用配方。底釉?又称化妆釉?在一次烧成水晶砖技术中有着至关重要的作用?要求有好的白度,除了加人优良的白色乳浊剂一?硅酸错之外,必须选用除铁充分的精选矿物原料?阻止釉面棕眼产生,因本地原料矿的不稳定会引起坯体烧结性能波动,尤其到烧成段坯体仍会排气,加人氧化铝来提高釉 的始熔温度,同时产生致密的烧结层封闭气体的排 出路线?坯和面釉的过渡层,要求它的膨胀系数小于坯大于面釉。有别于引人乳浊熔块,我们创新采用大比例加人锉长石和石英,显著降低膨胀系数?锉长石中的锉,其化学特性比钾钠要强,助熔作用比钾钠要强得多,可降低烧成温度,

7、主要表现在对石英有很强的助熔作用上?用性能超群的锉长石取代熔块,显著降低成本。?印花釉的配制。通常说的配色。基础配方与面釉类似,因加人较多的色料,固要求基础釉一釉粉温度低于面釉,以便印花釉能很好地融人面釉中。基础釉配方选定为巧?高岭土?低温水晶熔块?,。每一种不同颜色印花釉配制时,印油与釉粉的比例不变,只是色料的种类和数量在变。印油在印花釉中的作用不能忽视,它是一种添加剂对烧结没有任何影响,但对连续的釉线丝网印刷过程有重要作用。选用的印油要求它的适印性优良?保湿性好,与?让?的釉面接触不干?流动性好,有利于印花釉在网版上 的分散?不漏釉、不粘网、不扩散,能得到精美的图案。?坯体配方的确定及烧结

8、性能?泥料的化学组成表?配方泥料的化学组成?门名称?,?,?四?刃?,?了?月?,?一?了了?一?配方的化学组成和坯式依据上述设计原则,结合实际经验与本地区原料性能,经过多次反复试验,筛选 出?一坯体配方作为生产配方。?一?坯体配方的化学组成列如下表?一?坯体学组成?,?表?刃?!夕30一54Ca o0.57配方的Mgo1 78K,O0.76Na,03.8Tio,0.06陶沈科 学与艺术一9配方坯式如下:烧结性能:收缩4.5 5.5%,吸水率6.0-10.0%wt.,断裂模数24.的2.oMPa。0.987A12030.013FeZO34底釉和面釉配方的确定及烧结性能月氏刻咭K N C倒、00

9、4,、气、/0490 2 010 0 0 0!百!.、l!OK88一9用于60 0X 600m m水晶砖生产按O K 88一9坯体配方投料球磨,细度控制在325目(64协m网孔)筛余9一11%w t;以400ba而2压制成型(632X 632X 9.8);过素烧窑T ma x=250、114住1150月 16介1170(面 温刁氏温)、周 期39 4 3m in:釉用矿物原料和化工料的化学组成龙岩土、铿长石、烧滑石、石英粉、高温水晶熔块等原料都是经过精选、精制处理的矿物原料,氧化铝、超细A TO硅酸错和CM C、六偏磷酸钠为工业纯。表5釉用矿物原料和化工料的化学组成(%w幼名称ZrOZ510,

10、MgoK,0Na,0T IO,0.0 10 0 7 0.3 85 6 8 5-0 8 0.6 50 90 4了了硅酸错龙岩土铿长石烧滑石石英透明熔块氧化铝65.0了厂厂了ZnO5.9 5了IJi,O了34.1548.10678 96 4.7698.56A I刃、05 0了.6 036.9018石40.380.48凡20:0.030.28O一020一660.07CaO厂0.0 80.350.8 30.15了了了0.12了2.1912.202.8 533.0 90.110.3057.4 813.2 90.102.950.743.940.0698.300 04了了了0 02,了了Pb3O41.45了

11、了0.13B:O,6.5 61.0DY lo底釉配方的化学组成和釉式一次烧成水晶砖工艺及坯体配方确定后,根据坯釉配合原则,经过反复在老线模拟试验、调整,确定DY1 0底釉和SYB3面釉及SYB I釉粉配方投入大生产使用。DY10底釉配方釉式如下:0 0810230027O23to14 0KZO_Na0物0M gOLi20O995A1203O.0()5F eZO3表6Zx心,L一,(DY 10底釉配方的化学组成(%wt.)510:A I必:凡203Cao Mgo K20 Na必TIOsYB3面釉配方的化学组成和釉式3.900.万,4673918.210.100251681.782.460刀l表7

12、SY B 3面釉配方的化学组成(%讯ZnOLi,0510、AI,OFe必30.127CaOMgoK,OBZO35.0580.25556SYB3面釉釉式如下:07316.8322.5200.6293.678Na,O4.830Pb3041.2335.576、w e l s e e s、11夕仇夕A l几F e6 52 4 2 46气、内、0 0 0了I s e e s l少、l、e e l w e e e l!r a e s e s含,苦、e s0.158KZO0.314Na。O0.180CaO0.063MgO0035LiZO0.250Zno釉的烧结性能D Y1 0底 釉:细度32 5目(6 4林

13、m网孔)筛 余0.5习名%wt.,比重l78一1.80,施 釉 量1809(632X 632X 9.8):SY B3水 晶面釉:细度32 5目(64林 m网孔)筛余3 5 4.0%wt.,比重l82-1.84,施釉 量2409(632X 632X 9.8);烧成温度:1140一1150飞刀16Jll70(面温夕氏温)、Seienee&Art周期39-43min;烧结性能:坯釉结合良好,产品平整度、尺寸偏差都在控制范围内。底釉烧结、致密、白度很好、略有光泽但吸脏;面釉光亮如镜,几乎没有气孔;花纹鲜艳与表面釉浑然一体。5工艺流程简述大规格水晶砖生产采用一次烧结工艺技术的工艺流程与早期的彩釉砖工艺基

14、本一致,主要包括制浆、制粉、压砖、干燥、施釉装饰、烧结和磨边检选等工序,其工艺流程简述如下:!一一!一h a!一l一减水剂一釉釉料称量配料料加加水球磨制釉釉过过筛人地下池池除除铁过筛筛高高位浆池陈腐腐一一,!一!一l一一l一!一!一l一卜一!一一!一l一丝网制版一储坯车一检检选包装装图1一次快烧大规格水晶釉面砖总流程图淘沈科学与艺术一次快烧大规格水晶砖工艺技术的主要技术经济指标主要消耗指标:原料耗新鲜水:4 5O k梦粉料;重油:3 5.0 k寥粉料;电:sl.3kw从粉料;烧成耗13#重柴油:0.9 5k咖2产品;新鲜水:5.s lk创1 12产品;电:l.33kw卜俪2产品。主要工艺指标6

15、o oX6(刃水晶砖质量:生坯损耗3%,成品率 9 5%(其中优等 8 0%);废渣排放量:2 00k沙r。7结束语在竞争激烈的陶瓷行业,能利用本地区资源采用一次快烧技术生产大规格水晶砖,大量节约能源,显著降低成本。稳定配方加稳定的工艺,出品质优 良的产品,经权威部门检测600X 60 0一次烧水晶砖符合GT 41004一1 9 9 9的要求。(收稿日期:2 002一5一2 7)参 考文献1.杜海清.陶瓷釉彩,湖南科学技术出版社,1 99 42.郑德海,郑军民,沈青 编.丝 网印刷技术,印刷工业出版社,1 9953.范文标.建筑卫生陶瓷生产技术,山东大学出版社出版发行,1991(上接第1 1页

16、)表51700 x4h烧后试样空气中放置12 0天后体积密度二次细磨条件A认)B(2 0)编号体积密度(砂m3)0 703.123.0 41703.0 43.092703.083.(X)3703.112.98用,隔离了方钙石与水的接触,从而提高了Mgo-CaO材料的抗水化性。C(40)D(80)4结论3.1 73.1 2,3.043.013.233223.003.16表5所列17()0锻烧后试 样在 大气 中存放12 0天后其平均体积密度为3.0 9砂m3,与165 0烧后系列试样平均体积密度3.2 5妙m 3相比其平均降低率为5.1 8%,与17 00烧后系列试样平均体积密度3.329乞 m

17、3相比其平均降低率为7.4 4%,这表明烧后试样具有 良好的抗水化性。对各烧后试样进行水浸 3 0天的抗水化试验 均未发现明显变化。对C2 65试样水浸48 h后进行x一Ra y衍射分析,方镁石的衍射强度与未浸试样相同,方钙石相 的衍射强度有所降低,并出现Ca(OH)2谱线。此结果表明,方镁石相 的直接结合结构的稳定性不因部分方钙石相的损失而破坏。同时显示出以连续基体相存在的方镁石包裹了方钙石晶粒,对方钙石有 良好屏蔽作(1)在同一锻烧温下,对该类型矿物(低杂质高钙菱镁矿)烧结活化剂对促进烧结无明显影响,而粉料的细度对烧结性有明显影响。(2)该类型低杂质高钙型菱镁矿,在1550锻烧温度时已完成固相烧结过程,随着缎烧温度的提高,主要是实现主晶相晶格的完善和二次再结晶,提高烧结密度。(3)方镁石相形成连续的基体,方钙石相包裹于其 中,方镁石相对方钙石相具有屏蔽作用,此种结构有利于提高MgO一CaO材料的抗水 化性能。(收稿日期:2002一0 6一01)参考文献【l 陈肇友吴学 真等,氧气转 炉渣对M凶一CaO等材 料的侵蚀,硅 酸盐学报,1982,(10一l):92习312 饶 东生硅酸盐 物理化学,冶 金工业出版社,199 1旧四亚.日日目娥蒸Ceram iesS cience&Art