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陶瓷波板工艺

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陶瓷波板工艺

发布日期:2018-01-26 作者:浙江环博新型材料有限公司 点击:

   

    陶瓷薄板(简称薄瓷板)是一种由高岭土黏土和其它无机非金属材料,经成形、经1200度高温煅烧等生产工艺制成的板状陶瓷制品。

   

         陶瓷薄板最初是日本利用废料研发并生产的,主要生产1200×2400×(3~6)(mm)规格的陶板,用来做推门板。而国内生产只是这两年的事,目前有三家生产过陶瓷薄板,加上佛山樵东陶瓷马上要生产,一共四家而已。
     生产这种规格的产品主要销往日本,如果内销的话可根据客户对尺寸不同要求进行切割。而且也没必要做这种规格,可适当做小一点,做厚一点,可烧瓷化做仿古地砖。这类产品由于薄,受热快,可大幅减少热用量,对企业发展起战略性作用。
     而目前国外有一些陶瓷厂家生采用这种工艺生产渗花釉。与施釉砖不同,它不需要淋釉,要把素烧改为干燥,印渗花釉。
    2. 生产工艺
     陶瓷薄板采用真空挤压成型,然后滚压制成6mm左右,并切割成略大1200×2400(mm)尺寸。

          最后干燥素烧、施釉、印花、釉烧等。具体工艺流程如下所示: 
     坯体配方—泥条制备—真空粗练—真空挤压成型—对滚压制—切割—微波干燥—低温素烧(可免)—釉料制备—直线淋釉(底、面釉)—大规格印花机印花—釉烧—切割—分级包装
    1)坯体配方
     (1)坯体配方类型
     最初由于陶瓷薄板特殊用途,只能做成陶质的。瓷质的容易变形,且重量太大做门板不太适宜。但随着陶瓷薄板用途的广泛,最近一年出现了瓷质陶瓷薄板。
     A、陶质坯体
     目前陶瓷行业陶质薄板吸水率控制在(6~10)%,一般陶坯化学组成范围(Wt%)

     如下:SiO2:65~73,Al2O3:16~23,CaO和MgO:4~10,K2O和Na2O:﹤2,Fe2O3:﹤1.5,TiO2:﹤1,I.L:6~10。其属于CaO--Al2O3--SiO2三元系统。而陶瓷薄板普通采用挤压成型,其坯体化学组成与普通 不同,其化学成分(Wt%)

         陶瓷博板

      如下:SiO2:66,Al2O3:19,CaO和MgO:4~10,K2O和Na2O:﹤2,Fe2O3:﹤1.5,TiO2:﹤1,I.L:6~10。其配方如下:沙料:30~40%,泥料:35~45%,石灰石:5~10%,硅灰石:0~10%,膨润土:0~5%,长石:0~5%。其含铝量高,可加入少量的长石助熔,降低吸水率。
     B、瓷质坯体
     瓷质陶瓷薄板是最近半年才出来的,最初听说是马来西亚一家陶瓷薄板生产厂家生产出来的。其吸水率为﹤0.5%。瓷质砖坯体化学组成范围(Wt%)如下:SiO2:65~73,Al2O3:16~23,CaO和MgO:﹤2,K2O和Na2O:4~7,Fe2O3:﹤1.5,TiO2:﹤1,I.L:﹤8。其属于K2O、Na2O--Al2O3--SiO2三元系统。


超薄瓷板化学组成与普通瓷质砖比较,其含铝量要高、含硅量要低,另外含钾、钠量也要高一些。化学组成(Wt%)如下:SiO2:66,Al2O3:19,CaO和MgO:﹤2,K2O和Na2O:4~7,Fe2O3:﹤1.5,TiO2:﹤1,I.L:﹤8。其配方如下:石粉:45~55%,泥料:40~50%,滑石泥:0~3%,其配方要加入滑石泥和黑泥,其粘度好,不用再加膨润土。
     (2)坯用原料
     挤压成型与干压成型不同,其对坯料有特殊要求。主要是坯体干燥强度、可塑性吸水率等方面的要求。除此之外,原料还要选择储量丰富,质量稳定的。特别是泥料的性能必须满足。
     A、泥料的选择
     增加干坯强度、可塑性以及收缩等工艺参数主要是粘土(泥料)起作用;因此要注意选择粘土,最好选二次粘土,烧失量太大的泥料在普通瓷砖无法使用,但可在超薄陶瓷板中使用。砖薄,不用担心排气问题。
     如果在无法找到高粘度的粘土时,可用甲基代替。球磨时加水较多,用甲基代替粘土时,粘度虽然较大,但也能放浆。挤压成型要把泥浆榨泥练泥后才使用;因此在某种程度上讲超薄陶瓷板对坯料的要求并不高。
     B、沙料的选择
     沙料要求白度好即可,无其它要求。
     C、石粉的选择
     石粉在陶质薄板中用量很少,可以不用。它主要用在瓷质薄板中做助熔剂,要求白度高,烧成熔融温度低。
     D、其它原料的选择
     一般陶质薄板中会加入一部分石灰石和硅灰石。一般一次半烧、二次烧成的话可以多加一些石灰石;而一次烧成的话尽可能少加。而瓷质薄板中还会加入(1~3)%的滑石泥,用来助熔、增白。
     (3)陶瓷薄板对坯料的工艺要求
     由于超薄陶瓷薄板采用挤压成型;因此坯料必须满足挤压成型的要求。
     A、可塑性
     可塑性是塑性坯料的主要性能,是成型的基础。
     5)对滚挤压成型
     真空挤压后,还需对滚挤压。挤成需要的厚度,并切割成所需要的长度和宽度。经过第一次挤压,泥坯厚度为20 mm;第二次挤压后的厚减为一半为10 mm;第三次对滚挤压后的厚度为(5~8)mm。如果烧后要达到厚度为3mm,要加多一道挤压滚。对滚挤压如图(4)、(5)、(6)、(7)所示。
     
            图(4)第一次对滚挤压

             图(5)第二次对滚挤压

               图(6)第三次对滚挤压
              图(7)切割后的坯体
     
       6)微波干燥
     相对窑炉干燥,微波干燥效率高,占用面积极小,节省能源。此外,用微波干燥器干燥的坯体水分均匀,成品率高。微波干燥器一般安两组,一组9个,干燥后坯体水分控制在:2~8%之间。微波干燥与窑炉干燥比较如表(3)所示:
      7)低温素烧(可以不用)
     素烧是为了提高坯体强度,以便于釉线走砖、淋釉和印花。大规格陶瓷薄板素烧窑很短,且温度低。其属于一次半烧。一般素烧窑长:30~50米,窑体内宽1.5米以上,烧成温度:800~900℃,一般烧:45~60分钟。
     如果坯体强度够高,可以不素烧。但目前陶瓷薄板都是陶质的,大多经过两次淋釉,因此不素烧无法达到生产要求。据说马来西亚某厂已经生产出了瓷质薄板,吸水率在0.5%以下。如果是生产渗花砖则无需素烧。其实我国研发瓷质薄板较早,但没正式投入生产。最近佛山樵东陶瓷准备上800×1800(mm)规格瓷质陶瓷薄板。
      8)直线淋釉(渗花砖不用)
     由于超薄陶瓷板短边为1200mm,只能使用1500mm宽度的直线淋釉器。由于尺寸太大,它在生产时容易出现釉路缺陷;因此其对釉浆性能要求非常高,要求有良好的粘度、润滑性能和流速。两台淋釉器之间相隔6米。直线淋釉器如图(8)所示。
         图(8)直线淋釉器
     9)超大规格印花
     超大规格印花机与小规格印花不同,其印花方向和釉线走砖方向相同。其它的都与普通规格瓷砖相差不多,对花釉要求都一样。对于宽度小于600mm的产品,也可采用胶滚印花。超大规格印花机如图(9)所示。
  
             图(9)超大规格产品印花机 
            
             图(10)1200×2400规格陶质薄板
    10)釉烧
     和普通瓷砖一样釉烧窑烧成温度和烧成曲线都差不多,使窑炉滚棒较细且密一些。釉烧窑长100米左右,烧成温度根据产品不同而定,釉面砖烧成温度1100℃,瓷质砖(仿古砖和渗花釉)烧成温度为1200℃左右。釉烧窑如图(11)所示。
  
         图(11)釉烧窑
    11)切割
     对于出口日本的产品无需切割,但是销售国内的产品并不需要这么大,可根据使用要求切割成各种不同的规格,如:30×45、30×60、30×90、30×30、60×60等等。还可切成各种不同的形状。可做腰线、做内墙砖,也可做地砖。不但省掉了压机和模具,还节省了许多其它工序和机械设备。
      12)分级包装
     根据客户要求对不同规格产品进行分级打包入库。
     3 . 总 结
     1)与普通工艺对比
     A、超薄砖工艺程序
     坯体配方(釉料制备)—球磨—榨泥—泥条真空粗练—真空挤压成型—对滚压制—切割—微波干燥—低温素烧(可免)—直线淋釉(底、面釉)—大规格印花机印花—釉烧—切割抛光—分级包装
     B、普通砖工艺程序
     坯体配方(釉料制备)—球磨—粉料制备—压机压制—高温素烧(可免)—钟罩淋釉(底、面釉)—印花—釉烧—磨边抛光—分级包装
     由上可以看出,两者区别在原料制备和成型方法不同。挤压成型原
     料制备程序要多,但由于是湿法成型,没有废气和粉尘,也减少了喷雾塔及压机等设备。
     2)与普通砖工艺能源对比
     与普通砖生产相比,超薄砖工艺,特别是一次烧成瓷质超薄砖生产工艺生产,可大幅减少原料用量,其厚度为3~6mm,只有现行墙地砖厚度的1/4,原料用量可减少60%以上,能源节约至少40%以上。除此之处,还可减少生产设备、减少人工,也利于工厂管理,设备简单,利于操作,缩短设备问题解决时间,提高生产率和成品率。由于其本身薄,废品返球球磨也很容易,球磨时间短。
     一次烧成超薄瓷板、一次半烧超薄陶板产品属于绿色产品。是陶瓷行业发展的一种必然趋势。
    

    对于产品使用者而言,薄形化、轻量化大规格板材,既节约了物流运输成本,减轻建筑物的荷载,更是直接降低了物流、建筑施工的碳排放。

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