烤彩窑炉输送带的防氧化处理*
2020-06-06蔡彦英
蔡彦英
(广东健诚高科玻璃制品股份有限公司 广东 潮州 515658)
日用陶瓷产品在生产中通常是采用窑炉进行烧结或者烧成。日用陶瓷包括的日用玻璃陶瓷成形后，有不少要再经烤彩。在烧结和烧成的窑具中，通常是将产品放置于窑车的碳化硅板或晶石板上(在辊道窑炉中，产品可以直接放置于陶瓷辊道上)。而产品的烤彩是对产品表面加以彩绘或贴花装饰的花面进行温度处理，使花面与产品表面牢固粘结附着。产品烤彩温度通常低于烧成温度，可以采用隧道式金属网带输送产品的加热窑炉进行生产。这种窑炉造价低，生产效率高，操作方便，具有广泛的适用性。金属网带是用不锈钢等金属丝线编织和焊接而成，形成环型网带，生产中可不用窑具，减少能耗。金属网带在加热和窑炉的氧化气氛中会产生表面氧化，氧化物会脱落污染产品，或粘附在产品底部，造成产品外观缺陷。采用磷化处理形式，可以减少金属网带表面的氧化。如果将金属网带拆卸下窑炉进行磷化处理，成本较高，且会引起停产。笔者讨论和研究的内容，是针对不停产和不下窑炉情况下，对金属网带进行周期性的磷化处理，减少落渣和污染现象。经过研究和实践，已取得初步效果。
1 设备配置及专用磷化处理液配制
设备配置是针对烤彩生产需要，配置相适应的窑炉，包括设备总长度、金属网带的宽度和密度、配置的加热功率等。配置通用和常规问题不在本文中讨论，生产者可根据产品特点、产量，并借用行业现有经验进行配置。笔者在此主要研究与窑炉运行机构相配套的磷化处理机构，包括针对窑炉上磷化所使用的磷化液。
1.1 设备运行机构及磷化处理机构
设备运行机构及磷化处理机构如图1所示。
1.2 设备部件构成及作用
如图1所示，设备运行机构包括1～8部分，是窑炉常规的配置。设备的加热装置可根据实际需要作位置和形式上的调整。设备的磷化处理机构包括9～22部分，是清洁和磷化组合功能的机构。清洁辊组是一对滚轮，在清洁时下压金属网带；17清洁轮带有钢丝刷，对金属网带表面进行清扫，去除氧化物；18 除尘罩、19抽风管、20抽风机、21过滤器、22废料箱，是将掉落氧化物及粉尘收集后，送到废料箱贮存。在除尘时可根据实际情况，在窑炉周边增加临时除尘设备，对窑炉内及周边作除尘清洁。磷化处理机构包括10雾化喷组、11回收槽、12滤网、13储液罐，14输送泵、15输液管道、16回收管道。储液罐可用工程塑料板材制作，也可采用塑料槽，其具有抗腐蚀作用。经配制的磷化处理液存放于储液罐中；输送泵通过送液管道，将磷化处理液泵送至雾化喷组，对金属网带进行雾化喷涂，多余和滴落的余液通过回收槽并经过滤网和回收管道，送回储液槽作循环利用。
图1 设备运行机构及磷化处理机构
1.3 磷化处理液配制
按质量百分比称量：由10%三聚磷酸钠、0.1%气相二氧化硅、0.01%硝酸钠、0.01%亚硝酸钠、89.88%清水组成。
为防止三聚磷酸钠结块影响溶解效果，在称量好所需清水后，在搅拌状态下逐步加入三聚磷酸钠，然后在搅拌状态下继续加入其它材料。
采用三聚磷酸钠、气相二氧化硅和亚硝酸钠，能满足施工中液体雾化要求，有利于液体与金属网表面的均匀和良好附着，增强磷化效果，生成有利于金属网带表面抗氧化的磷化膜层。
2 金属网带防氧化处理的方法和步骤
根据实验和生产线上的实践应用，每15 d左右可对金属网带进行一次磷化处理。由于金属网带是在加热和磨擦的状态下工作，磷化膜层会受到不同程度的破坏。当生产的产品有较严格的防污染要求时，可增加磷化处理的频次。磷化处理前，应先停止产品进窑，让金属网带慢速空转，窑内温度保持在60℃左右。
2.1 窑炉及金属网带清洁
开启清洁装置进行清扫除尘。清洁除尘可进行多遍，让金属网带作循环运行。在金属网带清洁除尘的同时，可采用其它除尘装置，如吸尘器等，对窑腔及窑炉的周边进行清洁，提高除尘和清洁效果。
2.2 金属网带磷化处理
磷化处理前，清洁除尘应停止，金属网带保持慢速运行。将配制好的磷化处理液放入储液罐，开启输送泵，送液至雾化组进行雾化处理。雾化处理完成后，金属网带空转1 h以上，让磷化处理液与金属网带表面反应并生成磷化膜层。磷化膜层形成后，窑炉可慢速升温，使窑温达到生产要求的温度后进入正常生产。
2.3 防氧化和防污染效果的验证
窑炉使用的金属网带，包括不锈钢材质的网带，在几百度的温度烘烤中，容易产生氧化并脱屑，这些脱屑粘在产品底部，或形成灰尘污染窑炉和产品。经过试验，所采用的磷化处理方法，能有效地防止金属网带的氧化，脱屑现象减少，窑炉污染基本消除。在生产线上应用该处理方法后，产品合格率大幅度提高。
3 结论
烤彩窑炉输送带的防止氧化处理方法是可行和有效的。磷化处理前的清洁，有效地提高磷化处理效果；磷化处理液雾化处理能达到均匀、附着力好、磷化膜层抗氧化效果好；其方法对于生产具有适用性，有助于产品质量的提高。本方法的磷化处理液配制及部分核心技术已申报专利。
