陶瓷干法制粉工藝探討與常見(jiàn)問(wèn)題解決方案

陳金龍，陳迪晴，陳迪喜

（1.江蘇宜興新嘉理生態(tài)環(huán)境材料股份有限公司，宜興 214200；2.佛山市玉磯材料科技有限公司，佛山 528000；3 豐城市東鵬陶瓷有限公司，豐城 331100）

1 前言

陶瓷干法制粉節(jié)能減排和降低成本的優(yōu)勢(shì)對(duì)于濕法制粉來(lái)說(shuō)是明顯的，人工和能耗節(jié)省可達(dá)50%-85%，國(guó)外是最先提出并驗(yàn)證的，我國(guó)內(nèi)地陶瓷企業(yè)干法制粉起步晚，對(duì)應(yīng)的設(shè)備和管理人員都相對(duì)薄弱。由多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)驗(yàn)證紛紛表示干法制粉微粉多，原材料穩(wěn)定性差，導(dǎo)致優(yōu)等率難以提升和維持，不少中高端企業(yè)為穩(wěn)重起見(jiàn)不得不選擇耗能高穩(wěn)定性略好的濕法制粉。

目前干法制粉能做得比較成功的陶瓷企業(yè)多數(shù)是西瓦和小規(guī)格瓷磚。瓦的厚度比普通墻地磚要厚，是有利于生坯強(qiáng)度的。而小規(guī)格瓷磚對(duì)整個(gè)生坯強(qiáng)度而言比大板要求相對(duì)要低，所以干法制粉在小規(guī)格瓷磚和瓦廠生產(chǎn)中實(shí)施成功率高。即使在這種優(yōu)勢(shì)情況下，小規(guī)格瓷磚和瓦廠企業(yè)的優(yōu)等率也是很難維持高穩(wěn)定狀態(tài)。

下面結(jié)合本人陶瓷干法制粉工藝經(jīng)驗(yàn)對(duì)其生產(chǎn)難點(diǎn)和克服辦法進(jìn)行探討。

2 干法制粉常見(jiàn)工藝類型對(duì)比

2.1 第一種工藝

原料曬干水分8%以下→單料粗破→單料細(xì)破→按配方配比稱重混料均化→除鐵→雷蒙機(jī)或者立磨破碎成細(xì)粉→二次除鐵→加水多級(jí)強(qiáng)化造?；蜉佂霸炝＃ㄋ?1%-15%）→流化床干燥（至水分6.5%-8%）→過(guò)篩入倉(cāng)陳腐。

2.2 第二種工藝

原料曬干水分8%以下→單料均化→按配方配比稱重混料均化→粗破→細(xì)破→除鐵→雷蒙機(jī)或者立磨破碎成細(xì)粉→二次除鐵→對(duì)輥擠壓加水造粒（水分7.5%-8.5%）→過(guò)篩入倉(cāng)陳腐。

2.3 第三種工藝

原料曬干水分8%以下→單料粗破→單料細(xì)破→單料雷蒙機(jī)或者立磨破碎成粉→除鐵→單料入倉(cāng)→按配方稱重配比混料→二次除鐵→加水多級(jí)強(qiáng)化造粒或者輥桶造粒（水分11%-15%）→流化床干燥（至水分6.5%→8%）→過(guò)篩入倉(cāng)陳腐。

2.4 第四種工藝

原料曬干水分8%以下→單料粗破→單料均化→按配方配比稱重混料均化→細(xì)破→除鐵→雷蒙機(jī)或者立磨破碎成細(xì)粉→除鐵→采用加長(zhǎng)高速絞龍強(qiáng)力攪拌或者圓盤旋轉(zhuǎn)式造粒（水分7.5%-8.5%）→過(guò)篩入倉(cāng)陳腐。

2.5 第五種工藝

單料濕料干燥（利用窯爐余熱將水分由15～25%降至8%以下）→單料粗破→單料細(xì)破→按配方配比稱重混料均化→除鐵→雷蒙機(jī)或者立磨磨細(xì)成粉→二次除鐵→加水造?！ㄋ?1%—15%流化床干燥，水分6.5%-8%無(wú)需干燥）→過(guò)篩入倉(cāng)陳腐。

3 制粉工藝應(yīng)用到生產(chǎn)中對(duì)比穩(wěn)定性

3.1 坯體配方

根據(jù)現(xiàn)有實(shí)際設(shè)備選擇工藝2 和工藝4 對(duì)比生產(chǎn)穩(wěn)定性，一車間的小規(guī)格瓷磚和二車間的西瓦都采用干法制粉，其坯體配方經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證其優(yōu)選范圍如下：本地塑性黃泥15%-30%，膨潤(rùn)土3%-5%，本地白泥25%-45%，瓷土15%-25%，廢陶瓷廢棄熟料或者瓷磚磨邊料外加5%-30%，增強(qiáng)劑外加0%-5%。

3.2 生產(chǎn)工藝

小規(guī)格瓷磚和西瓦生產(chǎn)工藝流程如下：采用制粉工藝2 或者工藝4 流程制粉→壓機(jī)干壓→干燥→施釉（印花）→燒成→（瓷磚磨邊）→分選入庫(kù)。

西瓦燒成制度為1150-1160℃，38min，小規(guī)格瓷磚燒成制度為1180-1200℃，43min。

3.3 兩種制粉工藝對(duì)比結(jié)果

制粉工藝2 的粉料流動(dòng)性優(yōu)于制粉工藝4 的粉料，兩者最大的區(qū)別就是造粒設(shè)備不一樣，對(duì)輥擠壓后的粉料圓潤(rùn)實(shí)心度高流動(dòng)性好，更接近濕法制粉的效果。制粉工藝4 制成的粉料微粉多，粉料顆粒外觀呈多邊不規(guī)則，而且內(nèi)部大多呈空心，流動(dòng)性差，經(jīng)常造成不肯下料，糊網(wǎng)等缺陷，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的連續(xù)性。

4 常見(jiàn)的問(wèn)題與解決方案

4.1 原料方面

4.1.1 粉料水分波動(dòng)大原因

（1）原料干濕度不均勻，加水造粒時(shí)不能保持穩(wěn)定參數(shù)，水分時(shí)高時(shí)低；

（2）加水造粒設(shè)備不適合現(xiàn)有制粉工藝；

（3）人工操作失誤，員工長(zhǎng)時(shí)間玩手機(jī)打瞌睡。

4.1.2 粉料水分波動(dòng)大解決方案

（1）原料要有足夠的曬場(chǎng)曬干或者改建隧道式干燥窯（利用窯爐余熱），充分保證原礦水分在要求范圍內(nèi);

（2）加水要少噴多次加入，混料絞龍要足夠長(zhǎng)；

（3）粉料陳腐時(shí)間要夠，選擇多倉(cāng)放料可以最大限度減少水分波動(dòng)影響；

（4）加強(qiáng)操作人員的培訓(xùn)和管理。

4.1.3 微粉多原因

（1）配方中沒(méi)有較硬的熟料或者原礦，原礦風(fēng)化程度較好，容易破碎成微粉；

（2）破碎機(jī)器電機(jī)頻率或風(fēng)機(jī)大小設(shè)定不對(duì)，原料被反復(fù)磨，粉碎時(shí)間較長(zhǎng)；

（3）造粒設(shè)備不適宜現(xiàn)有制粉工藝；

4.1.4 微粉多解決方案

（1）尋找定制適宜的造粒設(shè)備；

（2）配方中加入廢棄的陶瓷熟料，軟硬原料搭配到合理配比；

（3）加強(qiáng)員工管理培訓(xùn)，制粉時(shí)磨粉機(jī)電機(jī)頻率和風(fēng)機(jī)頻率設(shè)定要合理。

4.1.5 粉料流動(dòng)性差不肯下料原因

（1）微粉多，造粒設(shè)備不適宜現(xiàn)有制粉工藝；

（2）粉料水分過(guò)濕導(dǎo)致結(jié)團(tuán)；

（3）顆粒外觀呈不規(guī)則多邊形。

4.1.6 粉料流動(dòng)性差不肯下料解決方案

（1）尋找適宜的干法造粒設(shè)備；

（2）嚴(yán)格控制原礦水分和造粒后的粉料水分，確保合格水分的原礦才能使用，合格水分的粉料才能入倉(cāng)；

（3）保證粉料入倉(cāng)陳腐時(shí)間；

（4）安裝380V 倉(cāng)壁振動(dòng)器加速下料速度，見(jiàn)圖1。

圖1 倉(cāng)壁振動(dòng)器

4.1.7 粉料細(xì)度篩余難以維持穩(wěn)定的原因

（1）原料軟硬經(jīng)常波動(dòng)；

（2）磨機(jī)頻率和風(fēng)機(jī)頻率設(shè)定不匹配；

（3）員工操作失誤。

4.1.8 粉料細(xì)度篩余解決方案同4.1.4

4.1.9 雜質(zhì)較多產(chǎn)生的原因

（1）原礦粗破未除鐵；

（2）員工將地上的臟粉摻入皮帶上入倉(cāng)；

（3）樹根塑料等雜質(zhì)無(wú)法用除鐵設(shè)備去除；

（4）沒(méi)有有效的過(guò)篩裝置或者篩網(wǎng)破裂。

4.1.10 雜質(zhì)較多解決方案

（1）加強(qiáng)破碎前后的除鐵；

（2）加強(qiáng)員工管理培訓(xùn)，杜絕將地上臟粉摻入好的粉料中；

（3）使用鞭打式滾筒篩網(wǎng)對(duì)粉料過(guò)篩，見(jiàn)圖2。

圖2 鞭打式滾筒篩網(wǎng)

4.2 成型方面

4.2.1 成型缺角、缺洞產(chǎn)生的原因

（1）粉料缺料或者下料困難；

（2）粉料流動(dòng)性差導(dǎo)致布料異常；

（3）坯體配方塑性不夠；

（4）粉料水分過(guò)干導(dǎo)致粘接度不夠；

4.2.2 成型缺角、缺洞解決的方案

（1）安裝倉(cāng)壁振動(dòng)器；

（2）用適宜的造粒設(shè)備制作流動(dòng)性更好的粉料顆粒級(jí)配；

（3）提升坯體塑性，用瓷土替代瓷砂，適宜添加坯體增強(qiáng)劑；

（4）穩(wěn)定粉料水分，適當(dāng)將水分做到6.5～8%，普通濕法制粉水分范圍通常在5.5.～7.5%。

4.2.3 成型夾層常見(jiàn)產(chǎn)生的原因

（1）粉料水分過(guò)濕或者過(guò)干；

（2）微粉過(guò)多排氣差；

（3）成型壓力過(guò)大；

（4）陳腐時(shí)間不夠水分不均勻；

（5）粉料死粉多結(jié)塊。

4.2.4 成型夾層解決方案

（1）源頭上控制粉料水分在要求范圍內(nèi)，并保證陳腐時(shí)間；

（2）用適宜的造粒設(shè)備制作流動(dòng)性好顆粒級(jí)配合適的粉料；

（3）成型參數(shù)要設(shè)定合理；

（4）死粉結(jié)團(tuán)粉要定期清理或者回原料車間再處理后使用。

4.2.5 成型裂紋產(chǎn)生的原因

（1）水分不均勻；

（2）水分過(guò)干；

（3）成型參數(shù)不合理；

（4）配方塑性不夠；

（5）粉料細(xì)度過(guò)粗。

4.2.6 成型裂紋解決方案

（1）嚴(yán)格控制源頭水分在要求范圍內(nèi)，并保證陳腐時(shí)間；

（2）壓機(jī)需要根據(jù)水分的干濕，坯體塑性的好壞來(lái)調(diào)整成型參數(shù)；

（3）配方需要保證足夠的塑性；

（4）粉料磨機(jī)粉碎時(shí)候注意細(xì)度的控制不宜過(guò)粗。

4.2.7 成型坯粉多產(chǎn)生的原因

（1）水分過(guò)干或者過(guò)濕，過(guò)干則撲粉到處都是，過(guò)濕則容易黏結(jié)在四邊或者表面不易擦落或者吹掉；

（2）掃粉設(shè)備不符合現(xiàn)有生產(chǎn)工藝；

（3）模具縫隙太大。

4.2.8 成型坯粉多解決方案

（1）保證水分在合理范圍內(nèi)，并陳腐后再使用；

（2）多處掃粉吹灰最大限度保證坯粉不流入下一個(gè)工序；

（3）模具縫隙要適中。

4.2.9 成型重量輕重偏差產(chǎn)生的原因

（1）粉料干濕不勻；

（2）成型設(shè)備零件有損壞，導(dǎo)致布料厚度不一；

（3）粉料下料困難，時(shí)多時(shí)少。

4.2.10 成型重量輕重偏差解決方案

（1）保證粉料水分在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，陳腐后再使用；

（2）及時(shí)驗(yàn)證設(shè)備有無(wú)損壞；

（3）安裝倉(cāng)壁振動(dòng)器；

（4）使用適宜的干法造粒設(shè)備制作出流動(dòng)性好顆粒級(jí)配好的粉料。

4.3 配方結(jié)構(gòu)方面

4.3.1 配方塑性差產(chǎn)生的原因

（1）原料種類過(guò)多，均化程度差，塑性時(shí)好時(shí)壞；

（2）配方結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致塑性差，干法制粉需要的塑性粘土比例比濕法多；

（3）磨粉細(xì)度篩余過(guò)大；

（4）配方外加的陶瓷廢棄熟料添加過(guò)多。

4.3.2 配方塑性差解決方案

（1）減少配方原料種類，采用一種原料多倉(cāng)使用，源頭均化要盡量控制；

（2）保證塑性黏土的加入量，適宜的添加坯體增強(qiáng)劑；

（3）磨粉細(xì)度篩余要定一個(gè)適宜生產(chǎn)的工藝參數(shù)；

（4）配方外加陶瓷廢棄熟料不宜添加過(guò)多。

4.4 設(shè)備方面

4.4.1 設(shè)備磨損快的原因

（1）原料硬度高塊頭大；

（2）高粉塵環(huán)境下對(duì)軸承和精密電器等設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不利；

（3）員工操作失誤。

4.4.2 設(shè)備磨損快解決方案

（1）要選擇適宜硬度的原料，并注意進(jìn)入磨粉前的塊狀大小；

（2）軸承定期打油安裝防護(hù)罩，電器設(shè)備要定期清灰；

（3）增強(qiáng)員工管理培訓(xùn)。

4.5 窯爐方面

4.5.1 窯爐裂磚產(chǎn)生的原因

（1）微粉多水分大不利于干燥；

（2）前段曲線升溫過(guò)急；

（3）粉料細(xì)度過(guò)粗或者過(guò)細(xì)；

（4）配方游離石英過(guò)多容易造成風(fēng)裂。

4.5.2 窯爐裂磚解決方案

（1）控制干坯水分，盡可能緩慢干燥；

（2）控制入窯水分；

（3）調(diào)整適宜的窯爐曲線，注意檢查槍火大小，是否有耐火棉脫落漏風(fēng)；

（4）配方中注意硅含量的比例；

（5）配方中外加陶瓷廢棄熟料有利于排氣；

（6）保證細(xì)度篩余在工藝參數(shù)范圍內(nèi)。

4.5.3 窯爐黑心產(chǎn)生的原因

（1）微粉多排氣差；

（2）成型壓力過(guò)大；

（3）配方中塑性好有機(jī)物過(guò)多；

（4）窯爐氧化段時(shí)間過(guò)短。

4.5.4 窯爐黑心解決方案

（1）選擇適宜的造粒設(shè)備制作流動(dòng)性好顆粒級(jí)配適宜的粉料；

（2）成型參數(shù)需要根據(jù)配方結(jié)構(gòu)和水分來(lái)進(jìn)行調(diào)整；

（3）配方中適宜添加陶瓷廢棄熟料有利于排氣和氧化；

（4）窯爐燒成曲線需要優(yōu)化。

4.5.5 窯爐炸坯產(chǎn)生的原因

（1）塑性粘度過(guò)多排氣不暢；

（2）成型水分大導(dǎo)致干坯水分大；

（3）干燥段溫度過(guò)高。

4.5.6 窯爐炸坯解決方案

（1）配方中適當(dāng)添加廢棄陶瓷熟料；

（2）成型水分要保證在工藝參數(shù)范圍內(nèi)；

（3）干燥盡量低溫緩慢干燥。

4.5.7 窯爐磚型異常的原因

（1）粉料水分不均勻；

（2）燒成曲線異常，上下溫差不匹配；

（3）粉料篩余細(xì)度忽高忽低；

（4）成型布料異常；

（5）坯用膨脹系數(shù)不匹配。

4.5.8 窯爐磚型異常解決方案

（1）保證水分均勻，陳腐后使用；

（2）優(yōu)化燒成曲線，匹配上下溫差；

（3）控制細(xì)度篩余在工藝要求范圍內(nèi)；

（4）壓機(jī)布料需要及時(shí)調(diào)整；

（5）坯用膨脹系數(shù)要匹配調(diào)整。

5 結(jié)語(yǔ)

由上文分析，陶瓷干法制粉工藝及存的生產(chǎn)問(wèn)題可以看出：干法制粉工藝是可行的。最起碼在小規(guī)格瓷磚、小規(guī)格陶板和陶瓷瓦上面是可以大面積應(yīng)用?？梢詼p少球磨設(shè)備的投入和節(jié)能減排。