全拋釉生產過程施釉針孔缺陷的分析及解決措施*

李勇進 袁爭發(fā) 李文軍

(江西和美陶瓷有限公司 江西 宜春 331100)

在建筑陶瓷全拋釉產品的生產過程中,釉面針孔是影響質量的常見缺陷之一。引起釉面針孔缺陷的因素很多,需要分析工藝流程的各工藝點才能找到具體原因。全拋釉釉面針孔產生原因可以分為兩大類:

(1)產品在高溫燒成時,一系列物理化學反應所導致的燒成針孔。

(2)生產線在施釉工藝點淋釉時產生的淋釉針孔。

這兩類針孔同時出現時,對于它們的區(qū)分,可以觀察燒成前針孔情況及出燒成窯后釉面針孔情況,對兩者進行對比,看是否在同一位置。通常采用的方法是:在產品施釉后進行標記,觀察出窯后釉面的針孔是否為標記針孔,未標記處是否有新的針孔產生,從而判斷針孔缺陷產生的類別。

對于燒成針孔,其產生的原因主要是釉料、坯料配方與窯爐燒成制度不匹配,可以通過配方或窯爐調整解決。而生產過程中出現制品表面針孔缺陷不穩(wěn)定的情況,往往是施釉階段產生的針孔,其產生的原因更為復雜,這里筆者通過生產實踐案例,重點分析全拋釉施釉針孔的產生原因并提出相關解決方法。

引起施釉針孔缺陷的原因主要有4個方面:

(1)施釉前坯面的整潔度情況。

(2)施釉現場環(huán)境情況。

(3)使用的釉漿中氣泡的含有量情況。

(4)坯體溫度及施釉時坯面的潤濕度情況。

筆者以某工廠的多條生產線缺陷解決實踐為例,對淋釉的針孔缺陷解決進行探討。

1 解決實例

目前,全拋釉生產中使用的淋釉裝置有直線式淋釉器及鐘罩式淋釉器兩種。直線淋釉器的優(yōu)點是淋釉不易產生波紋,但易產生淋釉條痕等缺陷,施釉過程中處理起來不方便,一旦出現淋釉條痕,生產連續(xù)性會受較大影響。相比之下鐘罩式淋釉器更為穩(wěn)定,對于異常的處理更加地靈活,全拋釉生產中的使用更廣。這里對淋釉針孔缺陷分析主要是針對普遍使用的鐘罩式淋釉。

鐘罩式淋釉設備系統(tǒng)主要由釉泵等供釉系統(tǒng)、過篩系統(tǒng)、穩(wěn)壓罐、鐘罩4部分組成。鐘罩式淋釉系統(tǒng)示意圖,如圖1所示。

圖1 鐘罩試淋釉系統(tǒng)示意圖

全拋釉產品工藝流程是:

壓機布料→壓機壓制→干燥窯干燥→噴水→鐘罩式淋底釉→噴墨印花→釉線小干燥窯干燥→噴水→鐘罩式淋面釉→成品窯燒成

全拋釉產品淋釉針孔的解決實例如下:

實例一:A 線生產600 mm×1 200 mm 規(guī)格全拋釉產品,生產過程中出現底釉淋釉針孔增多的現象,釉面針孔分散,且不穩(wěn)定,有時多有時少。通過對現場環(huán)境的分析,由于灰塵及皮帶屑的聚集,加上鐘罩前吹塵風機的作用,導致淋釉前空氣中雜質較多,當空氣中的雜質過多粘附在釉幕表面時,易產生不穩(wěn)定淋釉針孔。解決方案:通過對淋釉前設備進行除塵,并用自來水沖洗釉線皮帶及地面后得到解決。

實例二:B線生產800 mm×800 mm 規(guī)格全拋釉產品,生產過程中出現有不穩(wěn)定針孔缺陷,通過對現場環(huán)境的檢查,排除灰塵等雜質的影響;通過對釉幕的檢查,也排除釉漿中氣泡的影響。

在檢查坯溫時發(fā)現坯體溫度較低(這里只有60℃,通常坯體溫度在80～90℃)。排查發(fā)現由于氣溫等因素影響,干燥窯溫度偏低,素坯出干燥窯后散熱過快,導致噴水后坯面潤濕不均勻,從而產生淋釉針孔。其解決方案:通過提升干燥窯的溫度和調整噴水量來解決淋釉針孔。

此外,筆者在生產實踐中經常遇到由于季節(jié)變換或晝夜溫差變化大(尤其是外界氣溫驟降),導致干燥后坯溫得不到有效控制而導致的淋釉針孔。通過對坯溫的監(jiān)控分析數據得出,全拋釉第一道淋釉前的坯溫控制在80～100℃,第二道淋釉前坯溫一般控制在40～50℃比較適宜。

實例三:C線生產900 mm×900 mm 規(guī)格全拋釉產品。轉產換釉后出現較多分散淋釉針孔。經觀察發(fā)現由于釉漿中氣泡較多,導致淋釉針孔。解決方案為:①降低抽釉泵的攪拌頻率,減少氣泡的產生;②提高淋釉工作桶中釉液面的高度,減少回釉落差產生的氣泡;③通過降低穩(wěn)壓罐與鐘罩的間距,盡量降低釉漿從穩(wěn)壓管到鐘罩上的沖擊力。

通過后續(xù)原因分析發(fā)現,此次針孔缺陷產生的原因是設備調整不當,導致釉漿產生過多氣泡。施釉時,釉漿在鐘罩表面流動,其中的氣泡沒有全部破裂而淋到坯面上產生針孔。

實例四:D 線生產750 mm×1 500 mm 規(guī)格產品,生產過程中有大個淋釉針孔,數量不多,每件磚面上有1～2個。通過調整坯溫,調整噴水量等手段都沒有明顯效果。解決方案為:①延長釉漿陳腐時間;②施釉時釉漿的流速(流速由原來的33 s降低到27 s)。大個淋釉針孔缺陷得到有效控制。

2 解決方法與思路

全拋釉淋釉針孔產生的主要原因是:由于釉漿本身存在張力,施釉過程中當釉漿與坯面局部接觸不好時,在張力的作用下出現細小的空洞而形成淋釉針孔。若要獲得良好的淋釉效果,需從釉漿和坯體兩方面來控制:

(1)釉漿方面:要有良好的釉漿性能,釉漿性能包括釉漿的張力及黏度,釉漿中氣泡的含量。

(2)坯體方面:坯體表面需要適當的潤濕度,包括影響其潤濕度的坯溫要適宜,坯面的整潔度要好,另外還有坯體的干燥效果要好。

其解決思路有以下幾點:

2.1 坯體表面整潔度

用亮度高的探照設備對坯面進行檢查,以保證淋釉前坯面沒有針孔、粘粉等肉眼可見的缺陷。檢查范圍包括出壓機后到進干燥窯的工藝段及出干燥窯到淋釉段。托坯、掃坯等清潔設備都要經常進行檢查更換,吸塵設備要穩(wěn)定有效。淋釉鐘罩前的各設備保持整潔,不能有灰塵。

2.2 淋釉現場環(huán)境的控制

盡量減少淋釉工藝點空氣中灰塵、雜質的含量,可以設置相對密閉的淋釉房,淋釉房內空氣壓為正壓力,避免外界灰塵帶入;現場的地面盡量保持濕潤,有利于灰塵及皮帶屑的附著,并經常性沖洗地面,減少空氣中灰塵雜質的含量;定期對設備及釉線進行除塵,對于車間環(huán)境較惡劣的情況,淋釉房外圍也可以用篷布等再做一道防護。

2.3 坯體溫度及噴水的控制

全拋釉采用2道淋釉工藝,一般第一道淋釉的噴水前坯體溫度控制在80～100℃,噴水量控制在40～50 g/m2;第2道淋釉噴水前坯溫控制在40～50℃,噴水量控制在25～35 g/m2。噴水后到淋釉鐘罩的距離一般在6～8 m。

對于線速度較快,干燥后坯溫較高的生產線可以采用多道噴水,增加坯體潤濕的均勻度。目前地磚生產線產能普遍較大,一般采用多層干燥窯,要求底層與上層干燥的溫度及濕度必須要保持相對均勻,否則也容易引起針孔。

2.4 淋釉設備的控制

設備控制目的主要是減少釉中氣泡的產生。淋釉設備主要包括淋釉鐘罩、穩(wěn)壓罐、供釉泵、震動篩等。鐘罩的直徑根據制品的規(guī)格而定,盡量選擇直徑更大一點的鐘罩,這樣有利與拉長釉漿在鐘罩表面的流動距離延長釉漿從穩(wěn)壓罐到坯面的時間,從而有利于釉漿中氣泡的排出;淋釉穩(wěn)壓罐的高度盡量低,即穩(wěn)壓罐出釉口到鐘罩的距離盡量小,這樣可以減少釉漿沖擊鐘罩而產生的氣泡。

釉泵的攪拌工作頻率不宜過高,減少釉漿因攪拌帶入空氣而產生的氣泡;震動篩目數一般選用100目或120目篩,一方面減少釉中的雜質,另一方面過濾調釉中的氣泡。

2.5 釉漿性能的控制

釉漿的性能直接影響淋釉的效果,對于淋釉針孔的影響也很大。釉漿性能的控制及調整一般通過以下3方面實現:

(1)控制配方中添加劑的用量。釉配方中的添加劑一般為羧甲基纖維素鈉和三聚磷酸鈉,添加劑的用量隨外界氣溫的變化而做調整,一般羧甲基纖維素鈉的加入量在0.1%～0.2%,三聚磷酸鈉的加入量在0.45%～0.55%。

(2)要保證釉漿充分的陳腐時間。陳腐是釉料生產中的一個重要過程,其主要作用是讓釉漿成分更加均勻,分解部分有機物,排除釉漿中的氣體與,使其在使用過程中釉面更加平整而無針孔[1]。一般陳腐時間在2～4 d。

(3)合理的球磨加工參數。合理的球磨參數可以提高球磨效率,縮短球磨時間。球磨參數包括:料、球、水的比例、加入球石的大小及比例及轉速。以1.5 t干料裝載量大球為例,料、球、水的比例為料∶球∶水=15∶35∶6,球石大小為50 mm、40 mm、30 mm,其比例為2∶5∶3。

球磨機的臨界轉速隨球磨機圓筒直徑的增大而減小,其關系如下:

當有效直徑D>1.25 m 時:

當有效直徑D<1.25 m 時:

式中:n——轉速,r/min;

D——有效內徑[2],m。

球磨時間一般在4～5 h。球磨時間不宜過長,否則細顆粒較多易產生團聚而引起觸變,施釉時釉漿性能不佳而引起針孔。

隨著檢測技術的不斷提升,對釉漿質量的檢測能夠做到更精細。

這可以通過激光粒度分析對釉漿的顆粒度進行數據檢測。筆者對3條生產線的釉漿粒度檢測數據的結果,如表1所示。

表1 激光粒度分析表

對于全拋釉漿料細度的控制,通常都是監(jiān)測其325目篩的篩余量。但是這只能反映出釉漿整體的細度大小,而不能反映實際的顆粒度情況。通過激光粒度分析可以很好解決這一問題,從而能夠更好控制釉漿性能。

3 結語

全拋釉的生產工藝點較多,每各環(huán)節(jié)的控制不當都會成為產生淋釉針孔缺陷的因素。生產中只有通過不斷地經驗積累才能更有效快速地解決實際問題?？傊?淋釉針孔的缺陷要從多方面去考慮,對于一些參數可以制定標準化的控制目標。從問題點出發(fā),以預防為主,在細節(jié)控制方面要加強意識,這樣才能保證生產的穩(wěn)定性,減少缺陷造成的損失。