一種解決全瓷釉面磚輥棒印的方法

張歡樂 徐登翔 殷少澤 張建東

摘 要： 現(xiàn)在陶瓷市場主流產(chǎn)品為全瓷釉面磚，吸水率為≤0.5%，俗稱雙零吸水率產(chǎn)品。企業(yè)為了加大產(chǎn)量拉低生產(chǎn)成本，所以大面積使用寬體窯（內(nèi)寬大約2.5米）。隨著窯爐內(nèi)寬增加，每橫排原本走兩片800mm×800mm瓷磚增加為三片。瓷磚要窯爐內(nèi)走位過程中，主要通過輥棒傳動(dòng)，窯爐越寬，輥棒相應(yīng)越長，瓷磚重量越大（單片約18公斤，三片54公斤），輥棒受力越大，輥棒受長期重力作用產(chǎn)生變形。由于瓷磚為高溫?zé)?，輥棒受熱更加容易變形，加上瓷磚重力作用，輥棒容易產(chǎn)生弧形，高溫下瓷磚坯體因受熱變軟，軟坯體在弧形輥棒中走位，坯體下凹，導(dǎo)致坯體磚面局部不凸凹不平，從而產(chǎn)生輥棒印。筆者結(jié)合理論與生產(chǎn)實(shí)際，總結(jié)出來一些解決全瓷釉面磚輥棒印的方法。

關(guān)鍵詞： 全瓷釉面磚、輥棒印、坯體配方、鉀含量

1 前 言

現(xiàn)在陶瓷市場主流產(chǎn)品為全瓷釉面磚，吸水率為≤0.5%，俗稱雙零吸水率產(chǎn)品。企業(yè)為了加大產(chǎn)量拉低生產(chǎn)成本，所以大面積使用寬體窯（內(nèi)寬大約2.5m）。隨著窯爐內(nèi)寬增加，每橫排原本走兩片800mm×800mm瓷磚增加為三片。瓷磚在窯爐內(nèi)走位過程主要通過輥棒傳動(dòng)，窯爐越寬，輥棒相應(yīng)越長，瓷磚重量越大（單片約18kg，三片54kg），輥棒受力越大，輥棒受長期重力作用易產(chǎn)生變形。由于瓷磚為高溫?zé)?，輥棒受熱更加容易變形，加上瓷磚重力作用，輥棒容易產(chǎn)生弧形，高溫下瓷磚坯體因受熱變軟，軟坯體在弧形輥棒中走位，坯體下凹，導(dǎo)致坯體磚面局部不凸凹不平，從而產(chǎn)生輥棒印。

2使用耐高溫輥棒

正常使用的輥棒為陶瓷棒，可承受溫度在1180-1200℃之間，如果使用耐高溫輥棒，如碳化硅輥棒，承受溫度可以增加30℃，減少棍棒在高溫下的變形，保證坯體走位更加平穩(wěn)。但是此種輥棒在長期經(jīng)受高溫后也會(huì)發(fā)生變軟，從而在自身重力及磚的重量雙重壓力下變形，不能根本解決輥棒印。此外，碳化硅輥棒制造工藝復(fù)雜，成品率低，是普通輥棒的三倍價(jià)格，價(jià)格昂貴，造成生產(chǎn)成本較高，無法普及使用。目前市面上性價(jià)比較好的輥棒是某公司出品的S98輥棒，耐高溫，價(jià)格合適，高溫?fù)Q棒不容易斷，損耗小，可以循環(huán)使用。

3優(yōu)化坯體坯方成分

3.1優(yōu)化坯體配方鋁含量

支撐全拋釉坯體配方骨架的成分主要是硅和鋁，影響配方溫度的主要是鋁含量，鋁含量越高配方溫度越高，窯爐燃耗越高。對于雙零吸水率產(chǎn)品鋁含量高就很難燒熟，就算吸水率燒到小于0.05%也容易反變，為確保不反變就只能將燒成溫度提高或把燒成區(qū)拉長，正是這樣輥棒印就會(huì)明顯。鋁含量越低，配方溫度越低，相應(yīng)坯體就容易在高位下軟化變形，所以鋁含量要有個(gè)合適的范圍。目前全拋釉生產(chǎn)都是大窯爐快燒，鋁含量不宜太高，膨脹系數(shù)能滿足與釉料配合就好，否則既浪費(fèi)了成本又做不好產(chǎn)品。對于生產(chǎn)雙零吸水率產(chǎn)品鋁含量控制在19.0%-20.0%較為適宜，最好不要超過21.0%，除非是不追求產(chǎn)能慢速燒成的窯爐。

3.2優(yōu)化坯體配方鉀含量

鉀的熔點(diǎn)高，屬高溫助熔劑，鉀長石的高溫屬性：熔融范圍1130-1450℃，高溫下鉀長石熔融慢，熔液的粘度大，且隨溫度升高，熔液粘度降低緩慢，相對燒成范圍較寬。鉀在自然界中較為豐富，很多廠家在坯料配方中控制在3.0%-3.5%， 其實(shí)有點(diǎn)偏低，如果鉀含量能引入到4.0%以上，可以大大有利于解決輥棒印。

通過對坯體引入高鉀原材料，提高坯體在高溫下的粘度，維持坯體骨架強(qiáng)度，提高瓷磚坯體始熔點(diǎn)，拓寬瓷磚坯體燒成溫度范圍。從而使的瓷磚在窯爐高溫段傳輸過程中，增強(qiáng)瓷磚骨架強(qiáng)度，抵消瓷磚坯體在高溫下的自身重力而造成變形，同時(shí)減緩輥棒變形對坯體造成的有害應(yīng)力，保證瓷磚磚面規(guī)則平整，無凸凹變形。某廠使用的配方1燒成后棒印明顯，提高鉀含量使用配方2后，磚型很直，磚面很平，棒印測量為零。

3.3優(yōu)化坯體配方鈉含量

鈉長石是低溫助熔劑，鈉長石熔融溫度低，約為1100-1200℃，熔融速度快，形成的液相粘度低，隨著溫度升高粘度較低比較快，在燒成過程中容易變形。南方的陶瓷廠技術(shù)人員習(xí)慣把鈉調(diào)到2.0%以上，甚至有的廠在2.5%左右，鈉含量高一點(diǎn)燒成溫度較低，也易于控制產(chǎn)品后期反變。但是全拋釉及仿古釉面磚坯體不能讓鈉含量過高，鈉含量高會(huì)與鈣及其它低溫有害物質(zhì)共熔軟化，在高溫區(qū)就形成了輥棒印。

鈉含量過高還會(huì)讓坯體在中前溫段過早收縮，而此時(shí)的釉料又沒有達(dá)到收縮溫度時(shí)，磚坯就會(huì)很拱，磚就會(huì)爬著向前走，容易造成某件磚單角不規(guī)則變形，當(dāng)磚爬行到高溫區(qū)時(shí)磚坯軟化，由于磚自身的重力作用下，磚中心回落在輥棒上，而支撐磚坯爬行的那個(gè)支撐點(diǎn)就成了前后兩條明顯的輥棒印。

通過反復(fù)研究，在釉面磚的坯體配方中鈉含量控制在1.5%-1.7%最佳。如果配方的燒成溫度過高可通過用適量的滑石來降低燒成溫度，適量的滑石還能拓寬燒成溫度，但配方的燒成溫度又不宜制定太低。

3.4優(yōu)化坯體配方鈣含量

鈣也是低溫助溶劑，在950～1000℃開始反應(yīng)，可以說CaO對生產(chǎn)雙零全拋釉或仿古磚影響是非常大的。例如：某公司拋釉磚的坯體配方中鈣超過1.5%，導(dǎo)致其燒成溫度過低（環(huán)溫）1135～1145℃，產(chǎn)品出窯蛇形嚴(yán)重輥棒印也非常明顯，而窯爐沒有調(diào)整空間了最后只能停產(chǎn)。當(dāng)降低坯體配方中的鈣后（0.8%以下），燒成溫度也提高到了1155～1165℃，變形和輥棒印都不見了。

4確定配方溫度范圍

確定好配方鋁、鉀、鈉、鈣等成分，其實(shí)就是為了確定配方燒成溫度范圍。從2012年開始，大量企業(yè)從拋光磚轉(zhuǎn)行做全拋釉，坯體配方很多成分都參考了拋光磚的底料，只是簡單的把鋁含量從18%調(diào)到了21%，燒成溫度也與拋光磚相近，有時(shí)候甚至更低。測溫環(huán)溫度（進(jìn)口大測溫環(huán)英國波樂思）在1140～1150℃，但是磚形很不理想，S形嚴(yán)重輥棒印也明顯。為此很多廠對窯爐設(shè)備進(jìn)行改造，把高溫度區(qū)的輥棒直徑改小、棒距改小，可是沒有改善輥棒印。坯體配方耐火度太低不利于磚形及輥棒控制，配方溫度太高，輥棒和坯體都容易變形，通過大量試驗(yàn)及陶瓷廠真實(shí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，坯體配方燒成溫度應(yīng)控制在1165～1180℃之間。

5選擇優(yōu)質(zhì)坯體砂坭料

確定好配方主要成分后，剩下的就是如何選擇砂坭原料進(jìn)行組合搭配。其實(shí)全瓷釉面磚與微粉拋光磚在選料方面有很大的不同，對拋光磚面料我們關(guān)注材料的純度、白度。而全瓷釉面磚對磚形和輥棒印要求高，所以在選擇坯用原材料時(shí)我們更應(yīng)側(cè)重其燒成溫度和成分。如表3所示。

高鋁砂和鈉長石是河南某廠生產(chǎn)雙零吸水率全拋釉的兩個(gè)主料，其中高鋁砂用量在28～30%，鈉長石用量在17～18%。從兩個(gè)料的成分上看都是很優(yōu)質(zhì)的砂坭料，可實(shí)際生產(chǎn)出來的產(chǎn)品輥棒印卻比較嚴(yán)重。原因就在于高鋁砂的鈉含量不夠的情況下，用鈉含量較高的鈉長石引入鈉含量，造成燒成溫度很低，由于坯料的球磨細(xì)度有限，造成高溫?zé)蓞^(qū)出現(xiàn)低溫料單獨(dú)燒過火形成輥棒印。所以在選擇長石類原料時(shí)盡可能鉀鈉適中的原料，少用加工過的，防止供應(yīng)商為滿足成分要求采用高低溫礦石搭配，最好原料中鉀鈉比為：4（鉀）：3（鈉），如表3所示，這兩個(gè)中溫鉀鈉砂很適合做雙零拋釉磚主料。

配方中提到鋁的原材料，如煅燒鋁土、鋁土、水洗高嶺土等原材料。做雙零吸水率釉面產(chǎn)品最好不要使用煅燒過的鋁土，經(jīng)過煅燒的鋁土失去了活性，且耐火度又高，沒有完全磨細(xì)的顆粒很難燒熟，容易出現(xiàn)后期反變。生的鋁土往往燒失量會(huì)很大，用多了不好氧化，容易黑心，建議控制生鋁土的用量，用一定量的水洗高嶺土代替，水洗高嶺土在高溫成瓷時(shí)結(jié)合性會(huì)更好。

6優(yōu)化釉料配方

釉料對輥棒印的影響主要通過兩方面，一是膨脹系數(shù)與坯體是否匹配;二是釉料溫度是否合適。在全拋釉產(chǎn)品的面釉配方中，如果我們使用了過多的煅燒氧化鋁粉和煅燒土來提高鋁含量的話，這樣造成面釉溫度較高，面釉在窯爐中溫段不收縮，或者收縮很小，而此時(shí)的坯料收縮大就會(huì)造成磚在窯爐的中溫段很拱，就會(huì)對產(chǎn)品在中溫段走磚有很大影響，同時(shí)對輥棒印也有影響。這就是為什么燒釉面磚的窯爐中溫區(qū)域都很短，目的是減少磚在中溫段拱著爬行太久而影響磚形和輥棒印。所以在制定全拋釉面釉配方時(shí)應(yīng)選用鋁高而鉀鈉含量又不高的長石粉，減少煅燒土的用量，盡可能控制煅燒氧化鋁粉的用量。AL2O3含量在21%～24%比較合適，再匹配坯體的膨脹系數(shù)，只要面釉的溫度控制合適就能壓住在燒成時(shí)坯體上來的氣體。一般來說把全拋釉面釉單一刮板試燒有輕微吸墨水即可（用光澤度儀檢查在4～5°）。

7小結(jié)

綜上所述，要控制全瓷釉面磚輥棒印，需在輥棒、坯、釉配方上做好這五點(diǎn)：（1）輥棒選擇適合自己窯爐的輥棒，如某公司S98型號(hào)，性價(jià)比較高;（2）坯體鉀含量控制在4%～4.5%范圍，保證坯體高溫下不變形;（3）坯體鈉含量不超過2.0%，確保配方溫度適宜;（4）配方中的單一原材料溫度不宜相差太大;（5）全拋釉面釉配方不宜用太多煅燒氧化鋁及燒土;以上五點(diǎn)做好的話，可以關(guān)于解決大部分造成釉面磚輥棒印的問題，確保磚型又直又平。