读者信箱
2015-02-12
问：陶瓷墙地砖坯体缺陷产生的原因有哪些？其解决措施是什么？
答：陶瓷墙地砖坯体的缺陷主要有：开裂、变形、尺寸偏差、黑心与鼓泡、斑点与溶洞等。
1 开裂
坯体开裂主要有层裂、边裂、开口裂、风裂和后期龟裂。
1.1 产生原因
1）配方中引入过多的颗粒游离石英，在升温和冷却过程中会产生晶型转换，引起预热裂和惊裂。
2）原料中结晶水含量高水分解温度集中。
3）可塑性原料使用过少，导致坯料的可塑性差，坯体强度低，在烧成前已开裂；可塑性原料过多，坯体干燥、收缩过大，水分难以排出引起开裂。
4）坯釉膨胀系数不适当，釉面在冷却时受到张应力引起开裂。
5）坯料中片状原料用量不当（如滑石、反解石）在压制过程中排气不畅产生分层开裂。
6）配方中K、Na含量过高，易产生后期龟裂。
7）坯料加工工序对开裂的影响：①浆料细度过细，导致坯体干燥和烧成时收缩过大，引起边裂及开口裂；过粗，则坯体成形后强度低在预热排湿时易产生各种开口裂；②泥浆含水率；泥浆输送压力；进热风温度；排风温度；塔内负压；排风管负压；喷枪数量；喷枪孔径均会对坯体产生影响。③粉料流动性、容重、级配、含水率也会有影响，粉料结块会引起鼓泡和鸡爪纹。
8）压制的影响：①加压不均匀、排气时间不一致引起层裂；②加压操作不当，第一次加压过急压力过大无法及时排气，第二次加压与第一次加压时间间隔太短引起层裂；③模具不合理，上下冲成与内衬间距过小，脱模时侧面受磨擦力，使坯体侧面产生极细小的不规则裂纹；④出坯速度过快会引起坯体开裂。
9）干燥的影响：①干燥制度不合理，速度过快，坯表面过早硬化，因表面收缩过大，应力集中引起开裂；②坯体各部位受热不均造成部位收缩不一致，强度差；③干燥时抽湿不够使水汽凝聚在冷坯上，坯体各部位水分不均匀继续干燥，收缩不均匀引起开裂；④坯体水分含量高，易炸坯；坯体水分含量低，则入窑前吸湿会出现大量微细裂纹。
10）烧成的影响：①坯体入窑水分含量高，窑炉升温过快，传热速率大于水分向外蒸发传质速率，水分排不出引起开裂、大口裂；②升温过快；③预热排湿不够，水分凝聚在坯表面产生大量微细裂纹；④冷却不当，当冷却温度在800℃以下时坯表面开始硬化，如再降温过快，会引起风裂，500～600℃时石英晶型转换，坯体体积产生变化且速度快，冷却速度过快均易造成风裂；⑤辊棒与孔砖密封不严，由于缓冷段窑内负压易吸入冷风引起开裂；⑥过度低温快烧。
1.2 解决措施
1）配方组成，尽量选用结晶水含量少、有机质含量少、无气体分解、无晶型转变的低温快烧原料，避免在烧成时由于原料的各种加热反应导致坯体内部应力不均引起的各种坯裂；在熔剂原料使用上尽量少用钾钠原料，多使用钙镁原料，避免后期免裂。
2）严格控制泥浆细度；控制粉料的各项性能；加强粉料在运输过程中的过筛除铁，避免引起鸡爪纹。
3）控制压机操作过程和压力，尽量使其排气顺畅。4）控制坯体干燥速度，温度，水分和出干燥温度。5）制订合理的烧成制度，必须改变纯粹为提高产能和降低生产成本而过分强调低温快烧的观念。
2 变形
2.1 产生变形的原因
1）坯配方中软质原料烧成量大，熔剂性原料用量过多，烧成时体积收缩过大产生变形。
2）坯釉膨胀系数不匹配产生凹凸变形。
3）粉料水分不均匀，陈腐时间不够，干燥时坯体内部收缩不均匀。
4）颗粒级配不合理，致使各部位收缩不均匀。5）压砖机布粉不均匀；成形后生坯放置不当。
6）干燥温度不均匀导致坯体内外或上下收缩不一致。
7）烧成时辊棒上下存在较大温差，从而产生上凸下凹的平面变形，有翘角、角下弯、平行上弯、扭曲等。
8）烧成温度过高。
9）辊棒表面不干净，且辊距过大。
10）坯体底部耐火材料涂得厚度不当，砖坯太薄。2.2解决措施
1）可用部分熟料替代软质料，避免烧失量过大，以Ca、Mg代替K、Na，减少烧成收缩过大产生的变形。
2）坯釉膨胀系数的匹配，可按以下方法调整，增加SiO2含量，降低坯中K、Na含量或加钙镁含量。
3）控制好陈腐时间；控制好压机压力和布料均匀。4）使干燥塔内温度分布均匀。
5）根据产品平直度调整上下温度。
3 尺寸偏差
尺寸偏差缺陷主要有大小头、厚度偏差、缩腰、鼓腰等。
3.1 产生的原因
1）可塑性原料过多、干燥与烧成可收缩大；矿物成分波动；坯体中SiO2含量过多；色料的加入；球磨时间过长，球磨介质磨损过大，导致坯料成分变化从而产生尺寸变化；粉料、水分、颗粒度等性能的影响。
2）成形的影响：①布料是否均匀，推料太前出现产品前大后小，推料器太后，导致前小后大；②模框上开过早，产品前小后大，模坯上开过慢，产品前大后小。
3）烧成：①窑内存在水平温差，致使产品出现大小头，烧成周期波动，使产品整体偏大或偏小；②窑底有积坯，其蓄热量使窑内局部温差大。
3.2 解决措施
1）控制收缩大的原料加入量和SiO2含量。
2）改善坯料制备工艺尤其是细度。
3）注意球磨介质的磨损，检查球磨介质决定适当减少SiO2或Al2O3的加入量。
4）控制粉料水分、级配和陈腐时间。
5）烧成周期与温度应严格控制。
4 黑心与鼓泡
产生黑心的主要原因是碳和铁氧化不够。
4.1 产生原因
1）坯中有机物、碳素、氧化铁化合物过多。
2）坯料中塑性料过多瘠性料少，成形后过于致密烧成时水汽有机物氧化、分解气体不能及时排出。
3）釉料始融温度过低，坯内气体未及时排出，釉面已封闭。
4）釉料高温粘度过高坯体气体无法从釉层排出。
5）坯料过度细磨成形后致密度高气体无法排出。
6）粉料的水分含量高，易使水分填充于坯体色细孔中使有机物燃烧后气体不能排出，细料过多成形时细颗粒随排出气体飘散到砖四周引起坯四周致密度太大，有机产物的气体无法排出。
7）压制不当也是引起黑心一个重要因素。压力过大使坯体密度高，使有机物燃烧后的气体无法排出，在坯内产生还原现象生成残留碳及低价铁化合物在砖坯内形成黑心。
8）过分快烧。坯体内氧化反应尚未结束，即已有玻璃相生成，这是低温快烧产生黑心的主要原因。
9）烧成温度曲线不合理。预热及氧化阶段时间太短，有机物分解后气体及水汽不能及时排出。
4.2 解决措施
1）可塑性原料少时，应适量加入腐性料如石英等。
2）釉料始融温度应调整至高于坯体氧化温度。
3）适当控制球磨细度。
4）控制好成形粉料的各项性能。
5）注意成形压力，加压速度及坯的厚度。控制砖坯的入窑水分，相应延长氧化反应时间并减少水蒸气与有机物反应形成还原性气体的机会。
6）提高窑内空气过剩方数，形成充分氧化气氛或延长氧化时间。
5 斑点与溶洞
5.1 产生原因
1）坯原料中所含Fe3O4的颗粒较粗时，烧成时低熔组分烧成温度不一致引起。
2）坯料在球磨成形时，因机械磨损而混入。
3）粉料在运输过程中混入杂质。
4）坯体表面有铁屑或滴有油污。
5）燃料中硫含量过高，燃烧时与坯中铁反应生成硫化铁黑点。
5.2 解决措施
加强除铁过筛；改善现场卫生环境；加强对原料中的铁的控制；控制燃料中硫的含量不高于2.5%。
