陶瓷墙地砖常见缺陷分析＊

2015-11-26刘畅

陶瓷 2015年4期

关键词：粉料坯体窑炉

刘畅

（佛山石湾鹰牌陶瓷有限公司广东佛山 528000）

前言

在陶瓷生产过程中，从原料、配方、球磨、制粉、成形、烧成到磨边倒角等，各个工序均会产生不同的缺陷。结合实践，笔者就常见的几种缺陷进行分析和探讨，供陶瓷企业的生产技术人员借鉴参考。

1 夹层

夹层（分层）是坯体内部有层片状空隙或分层现象。夹层的产生主要是在粉料制备和压砖机成形工序。

1.1 粉料原因分析

1）坯体中使用的软质粘土量过多不利于成形排气。在保证坯体有一定强度的情况下，减少软质粘土的用量。

2）粉料的含水率太高或太低，都会造成砖坯成形时排气不顺畅。粉料的含水率一般控制在4%～7.5%，含水率的大小要根据实际的需要及生产砖的类别不同而定，针对不同的砖坯，要设定合理的控制参数。且粉料要有足够的陈腐均化时间，一般需要陈腐2～3 d，使粉料的水分均匀。

3）粉料的颗粒级配不合理。粉料中超细粉粒过多，导致粉料透气性差，在成形压制过程中因排气困难而阻碍了气体的逸出，从而造成坯体夹层。粉料的颗粒级配一般用震动筛进行分析检测，不同种类的砖最佳的颗粒级配见表1。

表1 不同种类的砖粉料压制成形的最佳颗粒级配表

1.2 压砖机原因分析

压砖机施压过急或磨具配合不当，导致粉料中的气体不能排出，产生坯体夹层。可以适当调整压砖机的冲压频率和施压制度，以适应粉料的性能；同时改善上下磨具的配合度，磨具的安装和调试精度都应在规定的范围内。

2 变形

2.1 膨胀系数不匹配

坯釉膨胀系数、底面料膨胀系数不匹配。调整配方，使坯体的膨胀系数略大于釉的膨胀系数，底料的膨胀系数等于或略大于面料的膨胀系数，使得产品面层处于压应力状态。

2.2 配方不合理

针对仿古砖和全抛釉砖的变形，若铝含量太低，而硅含量又偏高，即Si∶Al偏高，生成的玻璃相必然增多，晶相相对减少，增大产品变形的可能性。在陶瓷行业，要合理调整硅铝比例，一般仿古砖铝含量不能低于17%，全抛釉的铝含量不能低于20.5%，且配方中的K∶Na的比例最好控制在2∶1～1∶1之间。

2.3 坯体中的可塑性原料用量过多

需要减少坯料配方中可塑性原料粘土、泥料的用料，以降低坯体的收缩率。一般情况下，吸水率＜0.5%的瓷质砖，总的收缩率控制在9%以内；吸水率在3%～6%的细炻砖，总的收缩率控制在6%以下；二次烧成釉面砖控制在0.6%以下；一次烧成釉面砖控制在1.0%以下。

2.4 窑炉的影响

出窑的砖太拱时，主要是窑炉底、面温差大，最直接的办法就是适当地提高烧成高温区的面温。

2.5 非规律性变形

产品非规律性变形经常出现，主要是窑炉烧成工序，并且伴随着其它许多问题出现，比如一排砖色差严重，尺码、吸水率变化较大。其根本原因是：

1）产品在烧成时受热不均匀，产生不均匀的内应力，从而产生变形。

2）同一件砖的不同部位吸水率不同，导致后期吸水膨胀不同，产生不同的应力，随着时间的延长，出现产品后期变形的现象。解决方案：调整烧成温度，使产品吸水率控制在一定范围内，比如，抛光砖的吸水率控制在0.08%以内，砖坯边角和中间的吸水率的差值应该≤0.03%，且砖泡水后的砖形反弹变化≤0.3%；同时把窑炉烧嘴衬砖平直度、水平度进行检测和更换，以便使窑内温度均匀。

2.6 压机导致的边部上凸、下凹变形

主要是砖边部坯体的上、中、下层的吸水率不均匀所致，要从压砖机处调整。这种变形，一般是比较有规律的，压砖机的某边部压力不够，导致上下层和中层的致密度相差太大。

3 黑心、黑斑

陶瓷产品的黑心是指坯体在烧成的过程中，有机物、硫化物、碳化物等因氧化不足而生成碳粒和铁质的还原物，致使坯体中间呈现黑色或者黑色的夹心，黑心缺陷会影响产品的强度、吸水率和色泽等性能指标。产生黑心的关键是有机物、硫化物、碳化物等氧化不够充分。烧制过程中的氧化反应如下：

在此阶段如果氧化气氛不足，有机物的分解和上述的氧化反应就无法完全地进行，未完成氧化的C、FeS2和FeO等过多地残留积聚在坯体内而使坯体呈黑色、灰色、黄色。在实际生产中要消除产品黑心，须在600～650℃使有机物开始燃烧，在300～850℃让有机物、铁化合物和碳充分氧化，也就是说，应在预热带保证足够的氧化气氛。另外，在烧成的低温阶段，烟气中的CO会被分解，形成2CO2C↓＋O2↑的反应，这一分解在800℃以上时会比较明显，而在800℃以下时，有一定催化剂的情况下反映也很明显（游离态的FeO就是很好的催化剂）。如果在低温阶段窑内的氧化气氛不足，且存在还原气氛的情况下，由于在还原气氛中存在FeO，因此会与CO激烈反应而析出C。在低温阶段由于坯体的气孔率较高，析出的C很容易被吸附在坯体气孔的表面而形成黑斑缺陷。