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再談干法制粉在陶瓷生產中的運用

作者:精科機械 時間:2018-07-28 點擊:151次

  專家認為,從環保、從節能降耗的觀點出發,推行陶瓷坯料的干法制粉很有必要,但不能把這個生產工藝認為可以無限制的推廣運用。根據目前干法制粉表現出來的工藝特征,王銀川認為,在外墻磚、廣場磚,低檔內墻磚、高吸水率的釉面小地磚生產線上可以引進干法制粉生產工藝,但在當前的生產技術下,干法制粉并不適用于當前相對比較高檔的拋釉磚、大理石、噴墨滲花磚、拋光磚等系列產品的粉料制備。
 
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  原因在于外墻磚、廣場磚等幾大系列的產品生產工藝相對比較簡單,對粉料工藝要求的精度并不高,燒成溫度控制要求也不是很嚴格,由于產品售價相對較低,為尋找企業生存的利潤空間,引進干法制粉,大大降低生產成本是很有必要的。
 
  目前市場中主導產品:拋釉磚、噴墨磚、拋光磚、大規格仿古磚、陶瓷薄板等中高檔產品,由于對坯體的成型要求較高,坯體粉料的透氣性能、流動性能、錐比度以及顆粒級配的分布等均有較高的要求,因而覺得干法制粉并不適應該類產品的生產,至少在現有生產技術條件下該類產品采用干法制粉工藝并不成熟。至于有專家學者認為仿古磚可以用干法制粉來生產坯體粉料,筆者并不贊同此種觀點。如果說有企業生產仿古磚在應用干法制粉進行生產,至少這個仿古磚具備兩個特點:第一、產品吸水率較高(≥3%);第二,規格較?。ā?00mm)。當前仿古磚的燒結度要求已是接近拋光磚的要求,質量檔次高的仿古磚吸水率控制標準已低于0.2%;大規格陶瓷薄板、仿古磚,粉料化漿后要求250目篩余在1.0-1.2克,顯然干法制粉目前無法達到此工藝要求。
 
  另外干法制粉工藝中,最難處理的是黏土原料,而黏土原料在拋釉磚、拋光磚、噴墨磚、大規格仿古磚、陶瓷薄板等的坯體配方中具有不可替代的作用:(1)有利于坯體成形:陶瓷坯料一般采用黏土、石英和長石等基本原料配制而成。其中石英、長石均是瘠性原料,本身缺乏可塑性,更無結合能力,因此必須依靠黏土原料特有的可塑性能、結合性能以及泥漿的懸浮穩定性能獲取所需的成形性能,以便使陶瓷坯體得以成形。(2)使半成品具有一定干燥強度:成型后的半成品經干燥后,由于黏土原料的結合,使半成品具有一定的干燥強度,從而保證坯體在修粘、施釉、搬運及等各道工序中不致引起破損。(3)構成瓷坯骨架:在燒成過程中,黏土經過一系列物理化學反應將轉化為莫來石晶相而成為瓷坯的主要骨架。莫來石晶體的骨架作用,不僅有效地增加了制品抵抗燒成變形能力,拓寬燒成范圍,而且使燒成后的制品具有較高的機械強度與良好的熱穩定性及化學穩定性。
 
  黏土的性質及工藝性能
 ?。?)黏土具有3種性質、即可塑性、灼燒后的固結性及微細的顆粒。黏土是各種顆粒微細的礦物組成的混合體,它在與水調和后,可塑成各種形狀,干燥后保持塑成的形狀,經煅燒至適當的溫度仍不失厚狀,且變得巖石般堅硬。
 ?。?)黏土的工藝性能:可塑性、結合性、收縮性、燒結性、耐火度、燒后色澤。1可塑性:是黏土原料的重要工藝性能,含適量水份的黏土團,在一定外力作用下產生形變而不開裂,除去外力仍保持其形變的性能稱為可塑性??伤苄耘c黏土的類型、顆粒大小和形狀,黏土膠粒吸附粒子、分散介子相關。2結合性:黏土的結合性是黏土粘結一定細度的瘠性物料形成可塑泥團,并有一定干燥強度的性能。通常黏土的可塑性愈強,結合性也愈好,在黏土能夠形成可塑泥團的前提下,摻入標準的最高量來表示結合性的大小。3收縮性:黏土原料的收縮包括干燥收縮、燒成收縮和總收縮。干燥收縮是黏土干燥至恒重,由于氣孔中和水化膜中的水分排除,空隙減小,顆粒間距離縮短而產生的長度或體積的縮小。燒成收縮是在高溫下經燒成,由于結晶水排除,黏土中產生的液相填充空隙,顆粒由于表面張力的作用而靠攏,或形成新的結晶相所引起的長度或體積的縮小??偸湛s則是試樣干燥前至燒成后總的尺寸變化。4燒結性:黏土是由多種礦物組成,它沒有固定的熔點。而是在相當大的范圍內逐漸軟化。黏土被加熱到一定穩定(800℃),使開始劇烈收縮,隨著溫度升高,氣孔率不斷下降,密度不斷提高,收縮逐步加劇,當溫度升高到一定溫度時,氣孔率下降至最低值,密度和收縮率達到最大值,呈現燒結狀態,稱狀態為燒結。當溫度繼續升高至一定值時,由于液相增加,氣孔率又增加,密度下降。燒結性包括燒結溫度和燒結范圍,這兩項參數取決于原料的化學組成和礦物組成。5燒后色澤:作為建陶產品對黏土的燒后顏色要求:要白度高.白度與礦物成份,鐵質等因素有很大關系。
 
  由于黏土是軟質料,水分含量大,如果為適應干法制粉而再進行烘干、制作成泥條等加工工藝,則是得不償失的做法,也是不可取的。
 
  當然,干法制粉的最大優勢在于巨大的降低了生產成本,減少了環境污染,筆者認為仍有推行的必要。在推廣運用中,個人認為首推水資源匱乏地區、雨水稀少地區或冬天因氣溫低而無法連續生產的地區:比如非洲某些國家、中亞某些國家和我國西北部少雨缺水地區。
 
  目前非洲陶瓷磚的市場主體產品是300、400彩釉地磚和200x300、250x330、300x450小規格內墻磚為主,相當于我國上世紀90年代的產品,并且坯體呈色以紅色、淺黃、橘紅、淺紅為主;非洲有大量富含5-11%鐵元素的黏土、陶土和頁巖層。而目前非洲僅有的20多家瓷磚生產企業原料配方中均以紅色坯體為主。其實一直以來,人們對紅坯的認識有一個直觀上的誤解,認為坯體必須是以紅色外觀為主體的砂石泥料,事實上,呈紅色外觀坯體的瓷磚,理論上將是以鐵含量作為熔劑的陶瓷原料,其化學成份仍然包含Si2O、Al2O3、及鉀、鈉等主要陶瓷化學元素含量。其實某產地的頁巖(化學含量如下)
 
  實際上仍是傳統意義上的陶瓷中溫原料,目前美洲的巴西有很多陶瓷磚生產廠家,均以單一的頁巖為瓷磚生產用原料,并且采用干法制粉的加工原理,取得了良好的經濟效益。筆者以為,即將到非洲淘金的投資者、企業家們,盡可大膽嘗試,在原料加工過程中采用單一的頁巖做陶瓷生產的原料,結合干法制粉的加工工藝,生產滿足非洲市場的瓷磚產品。
另外在干法制粉生產系統中的立式磨,作為硬質料的精細加工設備,筆者倒覺得該項系統可引導原料預處理的發展方向倒是一條良好的節約成本的生產途徑。
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