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一、坯體配方原料
1、原料的干燥敏感性高。
例如蒙脫石類的粘土(膨潤土等)具有較高的干燥敏感系數(shù),干燥收縮大,
或原料吸濕膨脹大,干坯吸濕后強度迅速降低,特別是坯角部先受到影響,容易在預熱前段造成掉角。
解決措施:
干燥敏感性高、吸濕膨脹大的的原料要少用。盡量保持坯體較小的干燥收縮。
適當增加瘠性原料的比例,如長石、瓷石、瓷砂、葉蠟石、預燒過的原料,
或回收的廢坯等等,以縮短坯體干燥時間,減少干燥收縮變形。
2、配方中粘土類原料用量過多,
瘠性原料不夠,排水性不好,磚坯沒有充分干燥即進入預熱段,急速升溫產(chǎn)生開裂。
解決措施:
粘土類原料的比例要合理,避免為了提高生坯強度而過量添加塑性粘土,可通過測定生坯強度來確定配方是否滿足生產(chǎn)要求。
3、坯體的游離石英過多。
石英在573℃發(fā)生晶型轉換,引起坯體快速且突然的膨脹,當坯體耐熱震性能不夠好時,產(chǎn)生開裂。
解決措施:
控制好坯體游離石英的含量,可減少預熱開裂和急冷風裂的發(fā)生。
4、坯體的熱膨脹系數(shù)較大,熱穩(wěn)定性差。
坯體隨溫度變化的體積變形大,體積穩(wěn)定性差,易產(chǎn)生開裂。
解決措施:
提高坯體的熱穩(wěn)定性,適當增加MgO、CaO的含量。
保持坯體的熱膨脹系數(shù)中等,太大易產(chǎn)生預熱開裂,太小會導致釉面磚的坯釉膨脹系數(shù)不匹配,導致炸釉龜裂。
5、黑滑石的過量使用。
由于滑石多是片狀結構,破碎時易呈片狀顆粒并較軟,故不易粉碎。
在陶瓷制品成型過程中,極易趨于定向排列,導致干燥、燒成時產(chǎn)生各向異性收縮,過量使用也會引起預熱開裂。
解決措施:
黑滑石可提高熱穩(wěn)定性,但要避免過量使用,一般控制在4%以內(nèi)。
鎂質(zhì)粘土沒有片狀結構,較易磨細,且有一定可塑性,能較好地代替黑滑石使用。
6、原料燒成黑心明顯,透氣性不好,或熔劑類原料(如鈉長石)過于低溫,導致坯體產(chǎn)生較嚴重的黑心、黃心或白心等。
這方面的影響也體現(xiàn)在二次燒成過程中。
素坯黑心導致磚坯內(nèi)部吸水率不一致,當邊角部吸水率明顯大于中心部,
會造成邊角部的膨脹系數(shù)和濕應力大于中心部,在釉燒的預熱段造成圓弧形掉角。
解決措施:
調(diào)整配方比例,易黑心的原料要少用,以減少坯體黑心的程度。
7、選用一些能適應快速燒成的原料,如透輝石、硅灰石、葉蠟石等。
透輝石和硅灰石本身不含有機物和結構水,干燥收縮和燒成收縮都很小,熱膨脹系數(shù)不大,
250~800℃時透輝石為7.5×10-6℃-1,硅灰石為6.7×10-6℃-1,
且燒后磚坯的機械強度得到提高,熱穩(wěn)定性好,吸濕膨脹較小,
在二次燒成的釉面磚生產(chǎn)中,也有利于釉燒窯的預熱快燒。
二、燒成溫度制度
1、窯頭溫度過高,預熱段升溫太急,溫度梯度大。
特別是第1、2組燒槍開度太大,磚坯無法承受急劇升溫帶來的應力導致開裂。
通常為了消除磚坯的黑心而過度升高前溫,增加了預熱開裂的風險。
另外,在573℃時,坯體中的石英晶型轉換,此段升溫控制不好,也易產(chǎn)生裂紋。
需注意的是,空窯或頻繁稀窯時,窯頭溫度較高,若控制不當,則產(chǎn)生“掉角”。
解決措施:
調(diào)整排煙支閘等降低窯頭溫度,調(diào)小或關閉預熱帶輥棒下第1、2組燒嘴,以避免預熱帶開始時溫度升得太快。
視情況降低第1至3區(qū)的底、面溫度設定,保證平穩(wěn)的溫度梯度。
不要為了調(diào)整黑心缺陷而過度升高前溫。盡量減少空、稀窯。
在預熱帶中后期也要保持升溫平穩(wěn),防止晶型轉換產(chǎn)生開裂。
2、預熱段橫截面的溫差大。
窯體漏風或擋火墻設計不合理、窯底堆積碎坯、堵槍等引起的橫截面溫差過大時,磚坯受熱不均勻,易產(chǎn)生裂紋。
解決措施:
盡量減少窯爐的橫截面溫度差。
調(diào)整預熱帶的擋火板和擋火墻,加強窯墻保溫,特別要注意避免排煙附近區(qū)域的窯體漏風,
防止炸坯過后堆積在窯底的碎坯造成溫度不均勻。
檢查預熱前段各組燒嘴,保證火焰燃燒均勻,助燃風壓正常,避免堵槍,竄火等。
3、需要注意的是,對于二次燒成的釉面磚,會出現(xiàn)素燒坯外觀完整,在釉燒預熱帶才出現(xiàn)圓弧形掉角的情況。
由于生產(chǎn)現(xiàn)場條件的限制,無法準確檢查素燒坯角是否已經(jīng)存在暗裂,
此時應同時檢查素燒窯爐和釉燒窯爐的預熱帶,按以上兩點操作調(diào)整,而不應該局限于僅在釉燒窯爐的預熱帶進行調(diào)整。
三、生產(chǎn)工藝參數(shù)
1、坯體的入窯水分較高。
坯體水分在短時間里沒有排盡,生成的水汽量大,在快燒條件下產(chǎn)生巨大的壓力。
對于釉面磚,較多的噴水和施釉量更容易出現(xiàn)圓弧形“掉角”。
2、坯體的入窯溫度較低。
這意味著磚坯需要更長的受熱時間才能使表面和內(nèi)部的溫度達到一致。
當快速升溫時,磚坯表面溫度高于內(nèi)部溫度,產(chǎn)生應力超過磚坯承受范圍,產(chǎn)生開裂。
故陶瓷儲坯機放置較久的冷坯入窯時更容易出現(xiàn)圓弧形“掉角”。
3、坯體的厚度較厚,規(guī)格尺寸大。
這將不利于快燒,但因為市場的需要而無法避免。
4、對以上三點的解決措施為:
提高磚坯入窯溫度,降低入窯水分。
一次燒成產(chǎn)品可提高烘干后坯溫,或提高二次烘干溫度,
控制烘干坯體水分在0.5%以下,入主窯坯體水分在1%以下。
對于二次燒成釉面磚,可適當提高素燒和釉燒的烘干窯溫度,
控制干坯入素燒主窯水分在1.5%以下,釉坯的入釉燒主窯水分在0.5%以下。
另外,需注意粉料的陳腐時間要保持24小時以上,防止粉料水分不均勻導致磚坯致密度不均勻。