高韌性陶瓷大板國產(chǎn)化配套生產(chǎn)技術(shù)(Ⅱ)
——廣東金牌陶瓷有限公司項目

張代蘭

(廣東金牌陶瓷有限公司 廣東 佛山 528131)

(續(xù)上期)

圖11 陶瓷大板燒成溫度曲線

上凸最大值下凹最大值四邊落差中心落差陶瓷大板平整度(mm)0.37-0.410.470.47普通瓷磚平整度(mm)0.39-0.260.500.49

注：陶瓷大板樣品規(guī)格為2 400 mm×1 200 mm；普通瓷磚樣品規(guī)格為900 mm×900 mm。

表10 陶瓷大板與普通瓷磚周邊變形比較

注：各取產(chǎn)品試樣100片，陶瓷大板樣品規(guī)格為2 400 mm×1 200 mm(以長邊為測量值)；普通瓷磚樣品規(guī)格為900 mm×900 mm。

“磚坯高平整度低變形量煅燒技術(shù)”是在行業(yè)現(xiàn)有輥道窯裝備制造水平及煅燒工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過多方面的改進和完善，實現(xiàn)從量變到質(zhì)變的整體效果提升，磚面平整度(見表9)、周邊尺寸(見表10)誤差達到行業(yè)領(lǐng)先水平，實現(xiàn)綜合創(chuàng)新的目的。

5.3 磚坯高平整度低切削量拋光技術(shù)

陶瓷大板的生產(chǎn)，冷加工(磨邊拋光)工序也是一個很重要的環(huán)節(jié)，特別是拋光環(huán)節(jié)，在獲得良好平整度的前提下，盡可能減少拋光切削量，是本項目的另一個技術(shù)研究重點。

本項目在拋光處理方面的創(chuàng)新，主要集中在磚坯防反彈變形傳送、拋光磨塊選擇與配置等方面。我們的研發(fā)團隊在總結(jié)和分析行業(yè)經(jīng)驗后，提出了防彈變形、減少切削量的工藝方案(見表11)，并得到了裝備供應(yīng)企業(yè)的肯定和配合，將公司團隊提出的創(chuàng)新點應(yīng)用于拋光設(shè)備結(jié)構(gòu)之中。

表11 磚坯高平整度低切削量拋光技術(shù)措施

圖12 大規(guī)格陶瓷磚拋光受壓產(chǎn)生彈性變形

陶瓷大板的拋光加工處理，由于磚坯面積比較大，受壓后彈性變形的(見圖12)機會要比普通規(guī)格產(chǎn)品大得多，不但難以獲得良好的表面平整度，而且會增加局部切削量，造成磚坯的厚度偏差。

本項目創(chuàng)新了“壓輪防彈性變形傳送結(jié)構(gòu)”(見圖13)。在原有傳輸方式基礎(chǔ)上，通過在兩個磨頭的間隙安裝了一個橫向的壓輪(軸)，壓輪通過皮帶(磚面)轉(zhuǎn)動，壓輪表面襯有高韌性橡膠套層，對磚坯縱向、橫向均起到良好的防彈保護作用。

圖13 本項目壓輪防彈性變形傳送結(jié)構(gòu)示意圖

圖14 傳統(tǒng)拋光磚的“剛性拋光”工藝原理

“剛性磨塊與柔性磨塊混合搭配使用方案”的目的是在保證磚面平整度的前提下，有效地控制磚面的切削量。目前在行業(yè)中，針對不同的產(chǎn)品加工需求，陶瓷磚拋光加工技術(shù)總體分兩大類：第一類是針對拋光磚(無釉)的傳統(tǒng)拋光加工，俗稱“剛性拋光”、“硬性拋光”(見圖14)，切削量大(一般切削深度為1.0～2.0 mm)，對磚面有矯平作用；第二類是針對釉面磚的拋光加工工藝，俗稱“柔性拋光”(見圖15)，切削量很少(一般切削深度在0.3 mm以內(nèi))，對磚面沒有矯平作用。

圖15 釉面拋光磚的“柔性拋光”工藝原理

圖16 “剛性拋光”與“柔性拋光”磨塊結(jié)構(gòu)

圖17 “柔性性拋光”磨塊工作原理

磨頭編號1#磨頭2#磨頭3#磨頭4#磨頭5#磨頭6#磨頭磨塊種類★★★★☆★磨頭編號7#磨頭8#磨頭9#磨頭10#磨頭11#磨頭12#磨頭磨塊種類☆★☆★☆★磨頭編號13#磨頭14#磨頭15#磨頭16#磨頭17#磨頭18#磨頭磨塊種類★☆☆☆☆☆

注：上表為第二道拋光(精拋機)的某款拋光產(chǎn)品的應(yīng)用方案范例，★表示剛性磨塊，☆表示柔性磨塊。

表13 陶瓷大板與普通陶瓷磚平整度比較

注：陶瓷大板樣品規(guī)格為3 200 mm×1 600 mm，普通陶瓷磚樣品規(guī)格為800 mm×800 mm。

表14 陶瓷大板與普通陶瓷磚冷加工切削量比較

“磚坯高平整度低切削量拋光技術(shù)”是在行業(yè)現(xiàn)有拋光工藝技術(shù)基礎(chǔ)上，通過多方面的細節(jié)工作改進和完善，實現(xiàn)從量變到質(zhì)變的整體效果提升，磚面平整度、切削量控制達到行業(yè)領(lǐng)先水平。

6 項目產(chǎn)品創(chuàng)新

本項目“高韌性陶瓷大板國產(chǎn)化配套生產(chǎn)技術(shù)”，成功地生產(chǎn)出3 200 mm×1 600 mm超大規(guī)格陶瓷大板，將行業(yè)的產(chǎn)品規(guī)格再上了一個新高度，突破了目前行業(yè)的局限，為市場提供了新的建筑材料，推動了陶瓷磚裝飾和應(yīng)用新思路。利用該技術(shù)研發(fā)出3 200 mm×1 600 mm、2 400 mm×1 200 mm、1 600 mm×900 mm等多種規(guī)格，包括拋光磚類、拋釉磚類、仿古磚類等三大系列130多款花式品種。

6.1 高強度高韌性的產(chǎn)品性能

由于陶瓷大板規(guī)格大，對產(chǎn)品的物理性能要求更高。運用“高韌性陶瓷大板國產(chǎn)化配套生產(chǎn)技術(shù)”，生產(chǎn)出的“高韌性陶瓷大板”，強度高、韌性好，斷裂模數(shù)達到52 MPa，遠遠大于GB/T 4100-2015、GB/T 23266-2009規(guī)定的標準值。

本項目“高韌性陶瓷大板”屬于國家標準中“瓷質(zhì)”類產(chǎn)品。經(jīng)第三方機構(gòu)檢測，產(chǎn)品其他各項尺寸、物理和化學性能指標均達到或優(yōu)于國家標準GB/T 4100-2015(附錄G)《陶瓷磚附錄G干壓陶瓷磚E≤0.5%Bla類瓷質(zhì)磚》、GB/T 23266-2009《陶瓷板》的各項指標要求。放射性達到GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》A類要求(詳見產(chǎn)品檢驗報告)。

6.2 產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域更加多元化

3 200 mm×1 600 mm陶瓷大板的誕生(包括普通厚度和薄板)，為市場提供了更多元化的應(yīng)用。為建筑裝飾業(yè)領(lǐng)域提供了更新、更為豐富的建筑材料，有力地推動了建筑裝飾施工方法改良。

產(chǎn)品可以整體應(yīng)用，也可以切割應(yīng)用；可以用于建筑裝飾，也可以用于室內(nèi)裝飾如家具、家電的裝飾面板應(yīng)用(例如背景墻、桌面、茶幾面、洗手臺面、廚臺面、柜門、爐面等)；可以用于地面，也可以應(yīng)用于內(nèi)墻、外墻裝飾；可以采用干掛施工，也可以采用傳統(tǒng)鋪貼施工。

6.3 整體自然的圖案裝飾效果

普通瓷磚與大板整體裝飾效果圖，如圖18～圖20所示。

圖18 普通800 mm×800 mm瓷磚組合鋪貼效果

圖19 3 200 mm×1 600 mm大板整體鋪貼效果

圖20 3 200 mm×1 600 mm大板切割組合鋪貼效果

3 200 mm×1 600 mm高韌性陶瓷大板的誕生，為陶瓷磚圖案裝飾帶來了新的視覺效果。圖案紋理連續(xù)、整體自然、宏觀大器，既可以整體鋪貼，也可以切割組織鋪貼，解決了普通規(guī)格陶瓷磚組合鋪貼時圖案細碎、重復(fù)呆板的缺點。

7 整體生產(chǎn)技術(shù)

“高韌性陶瓷大板國產(chǎn)化配套生產(chǎn)技術(shù)”(生產(chǎn)線)是在傳統(tǒng)干壓陶瓷磚生產(chǎn)線基礎(chǔ)上的創(chuàng)新，生產(chǎn)難點、技術(shù)核心在于成形工序，而為了滿足成形要求，幾乎每個工序都涉及了技術(shù)創(chuàng)新內(nèi)容。

7.1 總體工藝流程

本項目總體工藝流程為：原料處理→配料→球磨→除鐵過篩→漿料均化→噴霧造粒→粉料陳腐→布料→干壓成形→升坯切邊→干燥→施底釉→噴墨印花→施面釉→高溫燒成→磨邊拋光→自動分選→包裝→入庫。

7.2 坯體基礎(chǔ)配方

技術(shù)人員研發(fā)出專門適合陶瓷大板的配方(見表15、表16)體系，與普通陶瓷磚配方比較，其最大的特點是高鋁、高鉀、低鈣鎂，低燒失量。為了更好地控制燒成收縮，使用了部分煅燒高嶺土(5%～8%)代替廣東黑泥。

表15 陶瓷大板坯料化學成分(質(zhì)量%)

注：某款拋光類產(chǎn)品實際配方范例。

表16 陶瓷大板坯料配方(質(zhì)量%)

注：某款拋光類產(chǎn)品實際配方范例。

7.3 主要工藝參數(shù)

產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝參數(shù)如表17所示。

表17 主要生產(chǎn)工藝參數(shù)

注：表中數(shù)值以3 200 mm×1 600 mm規(guī)格仿古類產(chǎn)品為例。

8 結(jié)語

在廣東金牌陶瓷有限公司高層領(lǐng)導的大力支持下，在項目承擔人員的共同努力下，“高韌性陶瓷大板國產(chǎn)化配套生產(chǎn)技術(shù)”(生產(chǎn)線)項目于2016年7月正式啟動，2017年12月全面投入規(guī)模化生產(chǎn)，歷時18個月，按原定的工作計劃得到全部實施。先后完成了市場調(diào)研、技術(shù)分析、方案設(shè)計、核心技術(shù)攻關(guān)、裝備研制等一系時工作，不但獲得良好的經(jīng)濟效益，而且也實現(xiàn)了良好的社會效益。

“高韌性陶瓷大板國產(chǎn)化配套生產(chǎn)技術(shù)”(生產(chǎn)線)是國內(nèi)首家引進意大利西斯特姆公司3萬t干壓成形機的項目，廣東金牌陶瓷有限公司成為了國內(nèi)目前能夠生產(chǎn)3 200 mm×1 600 mm超大規(guī)格陶瓷大板的企業(yè)之一。該項目的國內(nèi)配套技術(shù)方面引領(lǐng)了陶瓷大板的創(chuàng)新水平，創(chuàng)造了許多個國內(nèi)第一，擁有多項具有世界先進水平的自主配套技術(shù)。

本項目通過引進意大利西斯特姆公司3萬t陶瓷大板自動干壓成形機，以及雙帶無邊框布料平臺作為成形裝備的基礎(chǔ)平臺。然后通過自主研發(fā)的坯料配方優(yōu)化技術(shù)、高性能粉料制備技術(shù)，以及吸收消化的成形工藝、布料工藝要點，形成了具有自主技術(shù)創(chuàng)新的國產(chǎn)化配套生產(chǎn)技術(shù)。除此以外，還有力地推動了生產(chǎn)線智能化、信息化水平，改善了陶瓷企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境，實現(xiàn)了節(jié)能減排，帶動了行業(yè)技術(shù)進步，實現(xiàn)了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

該項目投入資金總計超過1.5億元。其中引進國外關(guān)鍵設(shè)備0.76億元，國內(nèi)配套設(shè)備0.32億元，其他研發(fā)費用0.42億元。項目于2017年12月批量投產(chǎn)。研制出的"高韌性陶瓷大板"產(chǎn)品，包括有拋光磚類、拋釉磚類、仿古磚類等三大系列330多款花式品種。到目前為止，已具生產(chǎn)能力6 000 m2/d，累計生產(chǎn)“高韌性陶瓷大板”60.3萬m2，實現(xiàn)新增產(chǎn)值1.8億元，新增利稅0.51億元。

整個項目的各項工作已按原計劃全部完成，同時達到了技術(shù)創(chuàng)新、經(jīng)濟效益共贏的目的，獲得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，目前生產(chǎn)技術(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量處于成熟穩(wěn)定狀態(tài)，項目圓滿成功，實現(xiàn)了公司科技創(chuàng)新發(fā)展的戰(zhàn)略意圖。

(完)