瓷質(zhì)磚底漿效果關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用

汪小剛 鄧勇軍 邱玉鵬 曹普銀 秦永杰

摘 要：本文主要闡述在瓷磚生產(chǎn)過程中窯爐棒釘產(chǎn)生的原因，針對這些查找出來的原因做出相應(yīng)調(diào)整。通過改進底漿配方、上底漿工藝和上底漿設(shè)備等措施來解決因棒釘問題引起的走磚不穩(wěn)和磚渣問題。

關(guān)鍵詞：窯爐棒釘；底漿配方；上底漿工藝；上底漿設(shè)備；走磚不穩(wěn)；磚渣

1前言

目前在陶瓷行業(yè)中，陶瓷生產(chǎn)窯爐主要采用的是輥道窯來燒成，其特點是可實現(xiàn)連續(xù)工藝，通過輥棒的不斷轉(zhuǎn)動來運輸陶瓷產(chǎn)品進行燒成，具有生產(chǎn)規(guī)模大、生產(chǎn)效率高、自動化水平高、和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。陶瓷磚在經(jīng)歷1000～1280℃的高溫?zé)商幱谲浕廴跔顟B(tài)，在輥棒不斷轉(zhuǎn)動傳輸過程中，磚底易與輥棒反應(yīng)而粘輥棒起棒釘，對輥棒造成磨損，降低了輥棒的使用壽命。輥棒起棒釘又容易使窯爐中磚坯走磚不穩(wěn)，導(dǎo)致磚在窯爐里面會頂磚和撞磚，易出現(xiàn)變形、磚渣、磚面不平整等缺陷。

2? 底漿配方對窯爐棒釘?shù)挠绊?/p>

隨著輥道窯的使用，可將瓷磚直接置于輥棒上，實現(xiàn)了瓷磚的連續(xù)生產(chǎn)，極大的提高了生產(chǎn)效率。輥棒是輥道窯的重要組成部分，其主要化學(xué)成分為氧化鋁，具有耐高溫，不變形等優(yōu)點，但在瓷磚生產(chǎn)中由于受到磚坯底的磨損及與磚坯原料發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)而受損，極大的影響了輥棒的使用壽命。目前所用保護輥棒的方法是在磚坯底部施一層磚底漿，而磚底漿具有耐高溫、防止磚坯原料與輥棒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的作用。目前所用磚底漿的主要成分為氧化鋁、輕燒氧化鎂、球粘土等原料。單一的氧化鋁作底漿配方，氧化鋁的熔融溫度高達(dá)2050℃以上，氧化鋁在常規(guī)1200℃陶瓷燒結(jié)溫度下的性能比較穩(wěn)定，將其涂抹在磚底基本不會跟磚坯發(fā)生反應(yīng)。因此，磚底涂上氧化鋁底漿能有效保護窯爐輥棒和防止磚坯變形，但由于其在1300℃以下的輥道窯中生燒后大部分呈粉狀，后期成品的鋪貼會使得陶瓷磚底部與水泥等基體的附著力不高，鋪設(shè)后易造成瓷磚的空鼓和脫落。同樣氧化鎂一般不作為瓷磚坯體的主要成分，其與坯體原料最低共熔溫度為1355℃，而目前瓷磚窯爐燒成最高溫度一般在1140～1165℃，因此不易于坯體反應(yīng)，與輥棒更是難以反應(yīng)。因此采用氧化鎂作底漿配方的主要原料，可以使輥棒的使用壽命更長。但由于底漿配方中的氧化鎂容易與坯體邊部釉料中的K2O、Na2O、SiO2反應(yīng)形成共熔物，共熔物粘在輥棒上形成棒釘，降低了輥棒的使用壽命。

針對目前使用的底漿配方所出現(xiàn)的問題，通過改進底漿配方來解決，配方由原來使用單一原料改為氧化鎂、氧化鋁和球土三種原料搭配使用。氧化鋁和氧化鎂之間相互作用，可以擴寬底漿的燒成溫度范圍，球土可以使得底漿更具有粘連性，從而可以吸附在磚底模上，尤其在進窯后，燒成溫度高于500℃時，底漿可以繼續(xù)提供粘性確保干燥后也不會掉落，不僅減少了棒釘?shù)漠a(chǎn)生，后期將瓷磚鋪貼在墻面時，可以方便工作人員進行施工，且不會因易粘結(jié)而造成瓷磚背面出現(xiàn)空鼓，造成瓷磚脫落的情況。底漿配方詳見表1所示。

按照表1的實驗配方進行稱料，球磨，過篩，刷底漿，燒成，得到試樣A1-A6，并對底漿表面綜合性能進行表征，結(jié)果見表2。

通過對A1～A6配方測得的燒結(jié)溫度和圖1燒成后磚底底漿的起粉情況可以得出：使用A1配方燒結(jié)溫度最低，用來做底漿配方會溫度相對偏低，磚底漿已燒結(jié)，容易粘黏輥棒形成棒釘。A2、A3配方燒結(jié)溫度有所提高，但沒有達(dá)到生產(chǎn)所需效果。A5、A6配方溫度相對會偏高，燒成后起粉比較嚴(yán)重，后期成品的鋪貼會使得陶瓷磚底部與水泥等基體的附著力不高，鋪設(shè)后易造成瓷磚的脫落。A4配方磚底漿燒成后會有微微起粉，并沒有完全燒結(jié)，這樣既不會掉粉嚴(yán)重，也不會粘輥棒，可以更好起到保護輥棒的作用，但是在實際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，使用A4作底漿配方在窯爐燒成過程中，磚底底漿容易脫落，底漿漿料懸浮性不夠好，因此在A4配方的基礎(chǔ)上再加入一定量的球土來改善底漿漿料的懸浮性和粘性，結(jié)果見表3所示。

從表3結(jié)果可得出，在A4配方基礎(chǔ)上再加入5wt%的球土，上底漿效果達(dá)到最佳（圖2），不僅提高了底漿的懸浮性，同時保證磚底底漿在窯爐燒成中不脫落，提高了輥棒的使用壽命。

3 上底漿工藝對窯爐棒釘?shù)挠绊?/p>

現(xiàn)有的上底漿工藝一般是直接用底漿粉加水?dāng)嚢杈鶆?，用波美計測量，在18～24波美度之間，就可以使用。這樣使用的結(jié)果是經(jīng)常會出現(xiàn)磚底漿上不均勻和底漿沉淀的情況，對生產(chǎn)造成影響。為了解決這個問題，改進上底漿工藝，先按配方配好料，然后進行球磨，球磨后的底漿比重控制在1.1～1.25，流速20～30s，球磨后會使得底漿顆粒的粒徑大小相差不大，有助于提高羧甲基纖維素鈉和三聚磷酸鈉共同作用的懸浮效果，解決了底漿顆粒分散不均勻從而分層的問題，這樣就不易造成底漿上漿不均勻和容易沉淀的情況，達(dá)到減少棒釘?shù)男纬?，保證了瓷磚的連續(xù)化生產(chǎn)，還能促進磚面平整度的提升。

改用球磨工藝后生產(chǎn)6個月后，隨機抽查輥棒如下圖3所示，輥棒干凈，沒有產(chǎn)生棒釘。

4 上底漿設(shè)備對窯爐棒釘?shù)挠绊?/p>

上底漿設(shè)備對窯爐棒釘?shù)挠绊懜蠞{機的組成架構(gòu)有關(guān)，它包括上漿盆、上漿輥筒組、底漿缸、泵。上漿盆設(shè)置在磚坯輸送裝置的下方，上漿輥筒組設(shè)置在上漿盆中，上漿輥筒組與上漿盆的底部之間有間隔，在間隔中設(shè)置有進漿擋板，進漿管的出漿口位于進漿擋板的下方；泵設(shè)置在底漿缸上，并通過進漿管與底漿缸連接，為其泵送漿料。而其中上漿輥筒對上底漿的均勻度起著重大作用，上漿輥筒表面刻有上漿花紋槽，能夠保證磚坯底面上漿均勻，通過設(shè)置第一油封圈和第二油封圈，能夠有效防止灰塵或底漿料進入，起到保護內(nèi)部零件和結(jié)構(gòu)不受污染的作用，大大的提高了使用壽命?，F(xiàn)在使用的大多數(shù)是硬質(zhì)硅膠材質(zhì)（圖4），比較生硬，使用時易出現(xiàn)底漿上不均勻的情況（圖6），底漿不均勻磚坯底部在高溫熔融狀態(tài)下與輥棒發(fā)生反應(yīng)而粘輥棒形成棒釘（圖7）。由于材質(zhì)比較硬，磚底與上漿輥筒一直運行摩擦，上漿輥筒的花紋槽的磨損也比較快，一般1～3個月就要換新的輥筒，不利于生產(chǎn)的穩(wěn)定?，F(xiàn)通過采用軟質(zhì)硅膠制成的上漿輥筒（圖5），材質(zhì)較軟，不易磨損，能夠保證過磚平穩(wěn)，不會使磚坯出現(xiàn)破損的情況，能夠極大的提高磚坯利用率，現(xiàn)生產(chǎn)使用半年也沒有更換過新的上漿輥筒。

影響上底漿均勻度還與上漿輥筒的運轉(zhuǎn)速度是否和釉線皮帶的運行速度一致，當(dāng)上漿輥筒速度比釉線皮帶速度快或慢時，都會使得磚底漿上的不均勻，同時速度不匹配加重了磚底與上漿輥筒的摩擦，加快了上漿輥筒的磨損，還會造成磚坯破損，不利于生產(chǎn)的穩(wěn)定。

5 窯爐棒釘對生產(chǎn)質(zhì)量的影響

窯爐棒釘?shù)男纬膳c底漿配方、上底漿工藝、上底漿設(shè)備以及上底漿的均勻性都有密切關(guān)系。窯爐棒釘形成的主要原因就是上底漿不均勻，導(dǎo)致磚坯底部在高溫熔融下形成的液態(tài)玻璃相粘黏輥棒形成棒釘。

當(dāng)輥棒上有了棒釘首先會改變窯爐里面正常的走磚方式，使走磚不穩(wěn)定，磚在窯爐里面會頂著走，從而產(chǎn)生變形，碰撞時的磚碎飛到磚面形成磚渣缺陷。同時輥棒結(jié)棒釘需換用新的，這樣不僅使得生產(chǎn)不穩(wěn)定，而且耗費人力物力，增加生產(chǎn)工作量。

6 結(jié)論

在陶瓷磚生產(chǎn)過程中各個工序都很重要，而窯爐輥棒能否得到合理的使用至關(guān)重要，關(guān)鍵在于減少棒釘?shù)漠a(chǎn)生，降低輥棒的損耗，才能使得生產(chǎn)穩(wěn)定。棒釘?shù)漠a(chǎn)生不僅跟底漿的配方有關(guān)，還要與上底漿工藝、上底漿設(shè)備等環(huán)節(jié)緊密配合，才能確保陶瓷磚產(chǎn)品的高質(zhì)量、穩(wěn)定生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]王葵.一種布漿均勻的底漿機.[P] 中國專利，CN20171045776，X，2017.06.16.

[2] 陳偉胤 .基于鎂鋁尖晶石的陶瓷磚底漿及制備方法[P] 中國專利，CN116947511A，2023，07，31.