花崗巖厚磚生產(chǎn)過程控制要點及技術難點探討

1前言

近年來，陶瓷厚磚系列新產(chǎn)品迅速發(fā)展，以仿古類的花崗巖厚磚為主，以300mm×300mm×20mm、300mm×600mm×20mm、600mm×900mm×20mm、450mm×900mm×20mm、900mm×1800mm×20mm（如圖1所示）及330mm×300mm×30mm等規(guī)格，其生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品缺陷仍需要不斷的完善和攻克。在這里探討一下上述新產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中控制要點，及出現(xiàn)不同缺陷的預防措施。

花崗巖厚磚產(chǎn)品，在生產(chǎn)控制過程中，與普通仿古釉面磚相比，既有相似之處，也有不同的區(qū)別，該坯體的厚度一般控制在15.0 ～30mm之間，在生產(chǎn)過程中比較常見的缺陷有：變形、裂紋、炸坯、夾（黑）心、崩圓角、抗折強度偏低、切割裂等缺陷。

2花崗巖厚磚產(chǎn)品裂紋缺陷的原因及觧決措施

⑴ 花崗巖厚磚坯體配方及原材料的優(yōu)化和調(diào)整

生產(chǎn)花崗巖厚磚時，應選擇塑性較好的粘土或黏度合適的添加劑，以便增加坯體的強度，減少厚磚坯體粘土的使用量，有助于改善坯體的氧化和減少裂紋缺陷。

⑵ 花崗巖厚磚粉料要求

生產(chǎn)花崗巖厚磚顆粒級配、水分、容重的工藝參數(shù)控制與普通釉面磚的參數(shù)有相似之處：30目：10%～15%;40目：35%～45%;60目：35%～45%;100目：5%;粉塵≦1.0%;容重≧0.92;水分7.3%～7.8%。如果粉料的顆粒級配、水分、容重控制不好，也容易造成花崗巖厚磚坯體出現(xiàn)裂紋缺陷。

⑶ 花崗巖厚磚坯體成型壓力

花崗巖厚磚坯體成型壓力的大小對花崗巖厚磚坯體裂紋有直接影響，在生產(chǎn)過程控制中，需要特別重視坯體的成型壓力是否偏低并及時修正，壓力不足時，很容易出現(xiàn)裂紋缺陷，由普通厚度產(chǎn)品升級生產(chǎn)厚磚時，一定要評估好原有的壓機是否滿足生產(chǎn)厚磚的工藝要求。

⑷ 機械設備方面的影響。

機械設備如出磚平臺、輸送釉線、干燥窯輥棒等存在高低不平現(xiàn)象，輥棒間距太寬，特別是在生產(chǎn)花崗巖厚磚時，采用大直徑、加厚壁、剛性好的輥棒（如? 60mm）及加密棒距方式，更有利于穩(wěn)定生產(chǎn)和磚形;其次，在設計或改造舊窯爐生產(chǎn)厚磚時，要計算好干燥和窯爐傳動電機波箱的速比及選好電機型號，避免出現(xiàn)無法降慢窯速或電機發(fā)熱等不良現(xiàn)象。

⑸ 坯體入窯水分過大對裂紋影響的觧決方法

①升高干燥窯溫度，使出干燥窯坯體的水分降低或提高出干燥窯坯體的溫度。

② 適當減少坯體的噴水或淋釉量。

③ 提高釉線微波、紅外線或熱風干燥窯的溫度，使入窯坯體水分降低。

④ 調(diào)整窯爐預熱區(qū)的溫度曲線和風機抽力，避免升溫過急。

⑤ 根據(jù)厚磚生產(chǎn)工藝要求，合理調(diào)節(jié)預熱區(qū)擋火板/墻的高度，過高或過低，都有可能導致厚磚出現(xiàn)裂紋缺陷。

⑹ 干燥窯溫度的影響

在生產(chǎn)厚磚時，需要合理控制干燥窯升速預熱階段的溫度，不宜太低溫以及煙氣濕度不宜過干燥，降速干燥階段的煙氣溫度不能過低，否則會造成坯體入窯水分偏高。

⑺ 窯爐預熱帶的溫度的影響。

在生產(chǎn)花崗巖厚磚時，由于坯體較厚，窯爐預熱、氧化帶的溫度不宜過高，升溫速度和煙氣流速不宜過急，否則很容易出現(xiàn)排水裂紋、炸磚或崩圓角缺陷。

⑻ 輥道窯三帶比例的影響。

在設計或改造生產(chǎn)花崗巖厚磚的窯爐時，應著重考慮輥道窯三帶比例的合理分布，適當延長窯爐預熱、氧化帶及冷卻帶的比例，有利于提高坯體氧化，減少坯體出現(xiàn)夾（黑）心、裂紋和炸坯現(xiàn)象。應適當延長窯爐冷卻帶比例，以便厚磚冷卻均勻，避免出現(xiàn)溫差大的應力不均問題，引起切割裂缺陷。

⑼ 預熱、氧化帶的溫度和燃燒器開啟不合理的影響。

生產(chǎn)厚磚時，預熱、氧化帶的溫度過高以及輥下燃燒器開啟過前或火焰過大，會造成窯內(nèi)局部溫度過高，極易造成坯體出現(xiàn)崩圓角或裂紋、炸坯、夾（黑）心等缺陷。反之，如果預熱、氧化帶溫度過低，也會造成坯體出現(xiàn)裂紋、炸坯、氧化不良的夾（黑）心等缺陷（如圖2）。

（10）預熱、氧化帶保溫不良對產(chǎn)品質量的影響。

如果預熱、氧化帶的窯墻、窯底、窯頂?shù)谋貙舆^薄或者存在漏風現(xiàn)象，會導致散熱嚴重、能耗變大、窯爐預熱區(qū)域難升溫現(xiàn)象，從而容易導致產(chǎn)品容易出現(xiàn)裂紋、黑心、崩圓角缺陷。

3預防花崗巖厚磚產(chǎn)品變形缺陷的措施

⑴優(yōu)化坯體配方。

由于花崗巖厚磚產(chǎn)品，坯體較厚，同等生產(chǎn)條件下，對比普通厚度產(chǎn)品相對難氧化，可通過優(yōu)化坯體配方結構，提高坯體中鋁的含量，最好將坯體配方的AL2O3 含量提高到20%以上，以便增加坯體的骨架作用，減少粘土的使用量，加強氧化。

⑵優(yōu)化窯爐的燒成制度。

由于花崗巖厚磚產(chǎn)品，坯體較厚，在窯爐燒成過程中，如果只重視輥道窯高溫區(qū)溫度的控制，而不重視輥道窯爐前、中段區(qū)域溫度，則很容易出現(xiàn)因窯爐前溫不足的翹角變形或入庫返變形現(xiàn)象（如圖3所示）。

⑶ 輥棒直徑及棒表面狀況。

在生產(chǎn)不同規(guī)格及厚度的產(chǎn)品時，需要提前做好產(chǎn)品定位，如果以生產(chǎn)大而厚的產(chǎn)品為主，則應該采用大直徑、剛性好、強度高的高溫輥棒和加密棒距為宜，可有效避免因棒徑小或剛性不足而造成的產(chǎn)品變形或走斜問題;同時還要注意輥棒表面是否存在棒釘以及坯體在窯內(nèi)行走狀況，不能出現(xiàn)走磚歪斜現(xiàn)象，否則很容易引起坯體出現(xiàn)局部上翹或下耷變形缺陷。

⑷ 窯內(nèi)壓力控制。

生產(chǎn)不同規(guī)格的厚磚的窯爐燒成控制過程中，窯內(nèi)負壓不能過大，否則會導致窯內(nèi)氣流過快，截面過大而引起的磚形和色差缺陷。

⑸? 干燥及窯爐傳動系統(tǒng)的加工和安裝精度

在生產(chǎn)厚磚時，輥道窯爐和干燥窯傳動系統(tǒng)的加工和安裝精準度都要相對提高，避免坯體在窯內(nèi)出現(xiàn)歪斜或震動現(xiàn)象，否則容易產(chǎn)品出現(xiàn)裂紋或變形缺陷。

4 預防花崗巖厚磚出現(xiàn)夾（黑）心或崩圓角的措施

在生產(chǎn)厚磚時，首先從輥道窯爐預熱、氧化階段的升溫速率去考慮，既要滿足花崗巖厚磚在輥道窯預熱、氧化階段不能升溫太急、氣流速度過快而帶來的裂紋、崩圓角、黑（夾）心等缺陷，又要考慮窯爐前溫過低，造成干燥窯溫度不足而帶來的裂紋、坯體水分大以及窯爐前溫過低的裂紋、炸坯缺陷。

⑴坯體配方中粘土用量對坯體質量的影響。

由于坯體較厚，其坯體強度相對比普通厚度的產(chǎn)品要高些，又由于坯體較厚，難氧化，在粘土塑性不變的情況下，配方中可以降低8～10%左右的粘土用量，這樣，更有利于厚磚在燒成過程中的氧化，減少黑心或崩圓角缺陷。

⑵輥道窯爐三帶比例對燒成過程控制的影響。

在設計或改造生產(chǎn)厚磚的輥道窯爐時，應適當延長窯爐預熱、氧化帶和冷卻帶的比例，有利于減少坯體出現(xiàn)黑（夾）心、裂紋、炸坯、抗折強度低或切割裂現(xiàn)象。

⑶預熱、氧化帶的溫度對坯體質量的影響。

在生產(chǎn)厚磚時，如果預熱、氧化帶的溫度過高，極易造成坯體出現(xiàn)掉圓角或裂紋、炸坯、黑（夾）心等缺陷。反之，如果預熱、氧化帶的溫度過低，也會造成坯體出現(xiàn)裂紋、炸坯、黑（夾）心等缺陷，如果坯體存在黑（夾）心時，也極易出現(xiàn)崩圓角缺陷。故在生產(chǎn)花崗巖厚磚時，窯爐前段的燃燒器應適當?shù)谋壬a(chǎn)快燒的普通厚度的磚坯少開或往后開，避免預熱、氧化帶升溫過急而產(chǎn)生異常缺陷。

⑷預熱、氧化帶輥下燃燒器開啟過前或火焰過大對坯體質量的影響。

在生產(chǎn)厚磚時，如果預熱、氧化帶輥下燃燒器開啟過前或火焰過大，造成窯內(nèi)局部溫度過高，極易造成坯體出現(xiàn)掉圓角或裂紋、炸坯、黑（夾）心等缺陷

⑸預熱帶擋火板/墻高度對坯體質量的影響。

輥道窯預熱、氧化帶擋火板/墻高度，對生產(chǎn)花崗巖厚磚裂紋的控制也很關鍵，如果該擋火板離輥棒面太高或擋墻距離輥棒太大，容易造成窯爐預熱、氧化帶溫度過高，容易導致坯體出現(xiàn)裂紋、炸坯或針孔缺陷;如果該擋火板離輥棒面太低或擋墻距離輥棒太小，容易造成窯爐預熱、氧化帶溫度過低，出現(xiàn)坯體裂紋、黑心、炸磚等缺陷。

⑹預熱、氧化帶輥下高度對坯體氧化和裂紋、崩圓角的影響。

如果輥道窯預熱、氧化帶，輥下空間不足，會導致該區(qū)域窯內(nèi)氣流速度過快，熱量損失過大，能耗大以及窯爐前溫很難升高，從而也會導致產(chǎn)品容易出現(xiàn)裂紋、黑心、炸磚等缺陷，在對舊窯爐改造生產(chǎn)厚磚產(chǎn)品時，尤其需要重視這方面的影響。

5花崗巖厚磚干燥窯過程控制要點

5.1預熱升速排水階段控制要點

（1） 煙氣溫、濕度的控制：由于坯體較厚，在預熱升速干燥階段，建議采用高溫（煙氣溫度控制在200～230度為宜）高濕干燥法或者適當延長預熱升速干燥階段的時間，便于坯體表、里面都能均勻受熱而不易產(chǎn)生裂紋，該階段的供熱量應大于抽濕量，利用窯爐排煙較高濕度的煙氣作為熱源，如果該熱煙氣經(jīng)過換熱器置換后供熱干燥窯中使用，效果更好，可有效減少干燥窯的落臟和粉塵堵塞風管現(xiàn)象。如果干燥窯前溫不足，極容易引起圖5所示裂紋。

（2） 干燥窯內(nèi)壓力的控制：由于坯體較厚，預熱升速排水階段必須在正壓狀態(tài)下控制，有利于坯體均勻受熱及減少干燥落臟缺陷的產(chǎn)生。

（3） 干燥抽濕支管與供熱支管開度的控制：升速預熱排水干燥階段，坯體剛進入干燥窯，以吸熱升溫為主，且煙氣濕度較大，坯體排水速度較慢，故此階段以升溫為主，為保證此階段坯體內(nèi)外受熱均勻而不出現(xiàn)裂紋缺陷，供熱支管的開度應大于抽濕支管的開度。

5.2 等速排水階段控制要點

（1） 煙氣溫、濕度的控制：經(jīng)過預熱后的坯體進入等速排水階段，排水速度加快，此階段的煙氣溫度應低于升速干燥階段的煙氣溫度20～30度為宜，煙氣濕度應略大于升速干燥階段的煙氣濕度，以利于坯體迅速排水而不產(chǎn)生裂紋缺陷。

（2）干燥窯內(nèi)壓力的控制：等速排水階段一般在微正壓或微負壓狀態(tài)下控制，以利于坯體迅速排水而不產(chǎn)生裂紋或干燥落臟缺陷。

（3） 干燥抽濕支管與供熱支管開度的控制：等速排水干燥階段，坯體受熱后，大量排水，故此階段以排水為主，為保證此階段坯體內(nèi)、外排水均勻而不出現(xiàn)裂紋缺陷，抽濕支管的開度應大于供熱支管的開度。

5.3降速排水階段控制要點

（1） 煙氣溫、濕度的控制：坯體進入降速排水階段后，坯體排水速度減慢，坯體表面溫度上升，此階段的煙氣溫度應高于等速干燥階段的煙氣溫度10～20度為宜，煙氣要求采用窯爐余熱風作為熱源，濕度較小，這樣有利于坯體強度的提高，同時降低坯體的含水率。

（2）干燥窯內(nèi)壓力的控制：降速排水階段一般在正壓或微負壓狀態(tài)下控制，以利于坯體強度的提高或降低坯體表面溫度，達到在釉線噴水或施釉的工藝要求。

（3） 干燥抽濕支管與供熱支管開度的控制：降速排水干燥階段，坯體吸熱增加強度，排水較少，故此階段以供熱為主。

5.4預防花崗巖厚磚出現(xiàn)抗折強度低、切割裂和崩圓角缺陷的措施

花崗巖厚磚在生產(chǎn)過程中，由于其坯體較厚，對窯爐的氧化和冷卻控制的要求較高。從目前生產(chǎn)花崗巖厚磚的過程中，極容易出現(xiàn)切割裂或抗折強度低缺陷，其預防措施主要有以下幾方面：

⑴厚磚坯體配方結構的優(yōu)化。

坯體配方結構的優(yōu)化調(diào)整，不能仍然使用普通釉面磚的坯體配方，需要合理調(diào)整坯體配方中的硅鋁和鉀鈉比，AL2O3/SiO2的比值約為71.5%～77.0%/22.5%～28.0%。提高坯體配方中的鋁含量，有利于莫來石的形成，針對巖板坯體配方AL2O3含量，建議控制在20%以上為佳。同時還要控制好配方中粘土的攝入量，如粘土攝入量過多，不利于氧化和提速。

⑵ 漿料球磨細度的控制對切割裂影響。

這也是容易忽略的工藝點，漿料球磨越細，越有利于莫來石的生長，當球磨細度過細時，也容易導致坯體出現(xiàn)預熱收縮裂紋。

⑶ 壓機工序控制不合理對切割裂的影響。

提高壓機成型壓力能提高坯體致密度，有利于莫來石的生長。成型壓力偏低、模具底紋或側板設計不合理時，容易使坯體產(chǎn)生切割裂。

⑷ 坯體燒結度不足引起切割裂問題。

在花崗巖厚磚的燒成過程中，如果高溫燒成階段的溫度偏低，也很容易引起產(chǎn)品出現(xiàn)后期的切割裂。

⑸ 輥道窯冷卻結構設計不合理對切割裂的影響。

在生產(chǎn)花崗巖厚磚產(chǎn)品時，輥道窯冷卻段的長度比例，相對比生產(chǎn)普通磚的窯爐冷卻段的比例要加長些，特別是緩冷段的比例，根據(jù)目前生產(chǎn)花崗巖厚磚產(chǎn)品的實踐經(jīng)驗，輥道窯緩冷段的比例控制在18%～25%左右為宜，其次是緩冷段內(nèi)空間高度的影響，如果此處內(nèi)高不足，熱氣流過快，在設計或進行技術改造時，應考慮適當增加窯內(nèi)空間，降慢熱氣流速度，便于花崗巖厚磚在緩冷過程中有充足的時間進行晶型轉換，有利于減少坯體出現(xiàn)后期加工過程的切割裂、抗折強度偏低缺陷。

⑹冷卻制度不合理對切割裂的影響。

花崗巖厚磚在急冷和緩冷階段的降溫速度不能過快，不能處于全負壓狀態(tài)下控制，同時還要嚴格控制坯體的出窯溫度不能過高，否則很容易導致花崗巖厚磚在后期加工過程中出現(xiàn)切割裂問題。 如果生產(chǎn)30mm厚磚時，由于窯速較慢，缺少熱量帶過冷卻段，還需要在急冷或緩冷段開啟燃燒器進行保溫如圖8-6所示，或者采用熱風冷卻法，以便于合理調(diào)整冷卻制度，避免產(chǎn)品出現(xiàn)抗折強度低或切割裂缺陷。

⑺ 急冷溫度及風管開度的控制。

由于花崗巖厚磚的坯體較厚，同等冷卻條件下，花崗巖厚磚的冷卻時間較長。一般情況下，采取集中風量在急冷前段快速冷卻的方式較好，急冷風管不宜往后開啟過多，否則容易造成坯體在急冷段降溫過快的強度偏低、崩圓角或切割裂缺陷。

⑻緩冷段頂部的抽熱閘板控制。

在花崗巖厚磚生產(chǎn)的冷卻控制過程中，因緩冷段前部分要有一定的正壓控制，故輥道窯緩冷段頂部的抽熱吸斗閘板，應由前往后，逐漸開大，緩冷前段頂部的抽熱閘板不宜開啟過大。

⑼緩冷段換熱管開度的控制。

緩冷前段換熱管的冷風入口，不宜開啟過多、過大，避免緩冷前段的窯內(nèi)降溫過快而出現(xiàn)坯體抗折強度低或切割裂（如圖7所示）、崩圓角缺陷，緩冷后段換熱管的冷風入口應該全開，便于換熱加快，達到降低坯體出窯溫度效果。

⑽ 緩冷段壓力的控制。

一般情況下，緩冷段應有三分之一的長度在正壓狀態(tài)下控制，減少巖板截面溫差，使坯體降溫均勻，有充足的時間進行晶型轉換及消除應力，由于花崗巖厚磚的窯速較慢，坯體從高溫區(qū)帶過來的熱量也相對較少，鼓入的急冷風也隨之減少，而厚磚坯體較厚，冷卻速度較慢，為避免緩冷段的窯內(nèi)形成負壓降溫過快或截面溫差過大，緩冷段的抽熱風閘，不宜開啟過多、過大而吸入過多冷風或負壓過大出現(xiàn)異常缺陷現(xiàn)象。

參考文獻

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