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再谈干法制粉在陶瓷生产中的运用

作者:精科机械 时间:2018-07-28 点击:117次

  专家认为,从环保、从节能降耗的观点出发,推行陶瓷坯料的干法制粉很有必要,但不能把这个生产工艺认为可以无限制的推广运用。根据目前干法制粉表现出来的工艺特征,王银川认为,在外墙砖、广场砖,低档内墙砖、高吸水率的釉面小地砖生产线上可以引进干法制粉生产工艺,但在当前的生产技术下,干法制粉并不适用于当前相对比较高档的抛釉砖、大理石、喷墨渗花砖、抛光砖等系列产品的粉料制备。
 
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  原因在于外墙砖、广场砖等几大系列的产品生产工艺相对比较简单,对粉料工艺要求的精度并不高,烧成温度控制要求也不是很严格,由于产品售价相对较低,为寻找企业生存的利润空间,引进干法制粉,大大降低生产成本是很有必要的。
 
  目前市场中主导产品:抛釉砖、喷墨砖、抛光砖、大规格仿古砖、陶瓷薄板等中高档产品,由于对坯体的成型要求较高,坯体粉料的透气性能、流动性能、锥比度以及颗粒级配的分布等均有较高的要求,因而觉得干法制粉并不适应该类产品的生产,至少在现有生产技术条件下该类产品采用干法制粉工艺并不成熟。至于有专家学者认为仿古砖可以用干法制粉来生产坯体粉料,笔者并不赞同此种观点。如果说有企业生产仿古砖在应用干法制粉进行生产,至少这个仿古砖具备两个特点:第一、产品吸水率较高(≥3%);第二,规格较小(≤600mm)。当前仿古砖的烧结度要求已是接近抛光砖的要求,质量档次高的仿古砖吸水率控制标准已低于0.2%;大规格陶瓷薄板、仿古砖,粉料化浆后要求250目筛余在1.0-1.2克,显然干法制粉目前无法达到此工艺要求。
 
  另外干法制粉工艺中,最难处理的是黏土原料,而黏土原料在抛釉砖、抛光砖、喷墨砖、大规格仿古砖、陶瓷薄板等的坯体配方中具有不可替代的作用:(1)有利于坯体成形:陶瓷坯料一般采用黏土、石英和长石等基本原料配制而成。其中石英、长石均是瘠性原料,本身缺乏可塑性,更无结合能力,因此必须依靠黏土原料特有的可塑性能、结合性能以及泥浆的悬浮稳定性能获取所需的成形性能,以便使陶瓷坯体得以成形。(2)使半成品具有一定干燥强度:成型后的半成品经干燥后,由于黏土原料的结合,使半成品具有一定的干燥强度,从而保证坯体在修粘、施釉、搬运及等各道工序中不致引起破损。(3)构成瓷坯骨架:在烧成过程中,黏土经过一系列物理化学反应将转化为莫来石晶相而成为瓷坯的主要骨架。莫来石晶体的骨架作用,不仅有效地增加了制品抵抗烧成变形能力,拓宽烧成范围,而且使烧成后的制品具有较高的机械强度与良好的热稳定性及化学稳定性。
 
  黏土的性质及工艺性能
  (1)黏土具有3种性质、即可塑性、灼烧后的固结性及微细的颗粒。黏土是各种颗粒微细的矿物组成的混合体,它在与水调和后,可塑成各种形状,干燥后保持塑成的形状,经煅烧至适当的温度仍不失厚状,且变得岩石般坚硬。
  (2)黏土的工艺性能:可塑性、结合性、收缩性、烧结性、耐火度、烧后色泽。1可塑性:是黏土原料的重要工艺性能,含适量水份的黏土团,在一定外力作用下产生形变而不开裂,除去外力仍保持其形变的性能称为可塑性。可塑性与黏土的类型、颗粒大小和形状,黏土胶粒吸附粒子、分散介子相关。2结合性:黏土的结合性是黏土粘结一定细度的瘠性物料形成可塑泥团,并有一定干燥强度的性能。通常黏土的可塑性愈强,结合性也愈好,在黏土能够形成可塑泥团的前提下,掺入标准的最高量来表示结合性的大小。3收缩性:黏土原料的收缩包括干燥收缩、烧成收缩和总收缩。干燥收缩是黏土干燥至恒重,由于气孔中和水化膜中的水分排除,空隙减小,颗粒间距离缩短而产生的长度或体积的缩小。烧成收缩是在高温下经烧成,由于结晶水排除,黏土中产生的液相填充空隙,颗粒由于表面张力的作用而靠拢,或形成新的结晶相所引起的长度或体积的缩小。总收缩则是试样干燥前至烧成后总的尺寸变化。4烧结性:黏土是由多种矿物组成,它没有固定的熔点。而是在相当大的范围内逐渐软化。黏土被加热到一定稳定(800℃),使开始剧烈收缩,随着温度升高,气孔率不断下降,密度不断提高,收缩逐步加剧,当温度升高到一定温度时,气孔率下降至最低值,密度和收缩率达到最大值,呈现烧结状态,称状态为烧结。当温度继续升高至一定值时,由于液相增加,气孔率又增加,密度下降。烧结性包括烧结温度和烧结范围,这两项参数取决于原料的化学组成和矿物组成。5烧后色泽:作为建陶产品对黏土的烧后颜色要求:要白度高.白度与矿物成份,铁质等因素有很大关系。
 
  由于黏土是软质料,水分含量大,如果为适应干法制粉而再进行烘干、制作成泥条等加工工艺,则是得不偿失的做法,也是不可取的。
 
  当然,干法制粉的最大优势在于巨大的降低了生产成本,减少了环境污染,笔者认为仍有推行的必要。在推广运用中,个人认为首推水资源匮乏地区、雨水稀少地区或冬天因气温低而无法连续生产的地区:比如非洲某些国家、中亚某些国家和我国西北部少雨缺水地区。
 
  目前非洲陶瓷砖的市场主体产品是300、400彩釉地砖和200x300、250x330、300x450小规格内墙砖为主,相当于我国上世纪90年代的产品,并且坯体呈色以红色、浅黄、橘红、浅红为主;非洲有大量富含5-11%铁元素的黏土、陶土和页岩层。而目前非洲仅有的20多家瓷砖生产企业原料配方中均以红色坯体为主。其实一直以来,人们对红坯的认识有一个直观上的误解,认为坯体必须是以红色外观为主体的砂石泥料,事实上,呈红色外观坯体的瓷砖,理论上将是以铁含量作为熔剂的陶瓷原料,其化学成份仍然包含Si2O、Al2O3、及钾、钠等主要陶瓷化学元素含量。其实某产地的页岩(化学含量如下)
 
  实际上仍是传统意义上的陶瓷中温原料,目前美洲的巴西有很多陶瓷砖生产厂家,均以单一的页岩为瓷砖生产用原料,并且采用干法制粉的加工原理,取得了良好的经济效益。笔者以为,即将到非洲淘金的投资者、企业家们,尽可大胆尝试,在原料加工过程中采用单一的页岩做陶瓷生产的原料,结合干法制粉的加工工艺,生产满足非洲市场的瓷砖产品。
另外在干法制粉生产系统中的立式磨,作为硬质料的精细加工设备,笔者倒觉得该项系统可引导原料预处理的发展方向倒是一条良好的节约成本的生产途径。
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