三.辊道窑常见烧成缺陷的分析

三．常见烧成缺陷的分析9.1色差色差是瓷质砖生产过程中始终存在的一个突出问题。目前各个陶瓷厂的产品都不同程度存在色差问题。颜料及整个工艺控制过程中都有可能产生色差，这里只讨论窑炉烧成产生的色差问题。烧成条件变化对瓷质砖的色差会产生很大的影响。本窑以燃气为燃料，温度控制精度高。但在某些条件下，如气压发生变化时，烧成温度和气氛会发生异常变化，导致产品出现色差缺陷。烧成温度发生大的变化，会影响烧后坯体的白度，而烧后坯体呈色不正常，在色点和底色的相互衬托下，必将影响色点装饰效果，产生色差。通常情况下，瓷质砖是氧化气氛烧成，如果助燃空气的送风量、排烟风机的抽风量等发生变化，都有可能造成还原气氛，会使砖面发青或发暗，从而产生色差。窑压的波动，会改变原来设定的烧成制度，使预热带、烧成带和冷却带的长度发生变化而影响烧成，从而造成色差。烧成周期也是一个重要因素，在配方确定的情况下，不能随意调整。因为烧成时间的变化，将影响砖的呈色。由于窑炉控制方面的问题，窑炉的中间与两侧总存在温差，当温差超过一定程度时，中间的产品和两侧产品的颜色就会不同，导致色差。导致窑炉温差的原因见后面的变形部分。9.2变形影响变形的因素很多，如坯体配方、成形、干燥制度等都会导致变形的产生，但对于瓷质砖来说，影响最大的还是烧成制度，主要是辊道上下温差设定不合理所致。?陶瓷制品的变形是目前比较普遍存在的缺陷。因此，找出变形的原因，采取相应的工艺技术和管理措施来克服变形缺陷，是陶瓷生产中重要的一环。变形缺陷不仅与原料配方、成型、高温烧成等工序有关，还与人为的操作及管理有关。总之，变形的原因是错综复杂的，笔者就以下几个方面进行探讨。????一、配方不合理的变形配方中采用钠长石较多，在高温时钠长石玻璃随温度的升高粘度急剧下降，易引起制品的高温变形，如果坯体中氧化钙含量高也增加变形倾向，此外采用的坯泥的收缩率过大，也使制品容易变形。二、生坯密度不均匀的变形生坯的各部分致密程度不同，使坯体在密度低的部分，烧成收缩大，而在密度高的部分烧成收缩小，因而引起制品变形。生坯密度不均匀是由于坯料不均匀以及成型时制品各部分受压不均匀引起。三、制品在成型时粘土薄片方面的变形制品在成型时，薄片状粘土颗粒择优取向排列，使垂直于粘土薄片方向的收缩大，而平行于粘土薄片方向的收缩小。例如：真空练泥机挤出的泥段沿轴向的收缩小于沿径向的收缩。当制品各部分粘土薄片取向不一致时，制品发生不均匀的收缩而导致变形。四、制品在自重作用下的变形当制品含有多种玻璃相，在高温时具有一定的塑性，一些制品可能在自身重量的作用下发生变形，这对大件制品尤其明显。某些制品由于器型的重心偏于一边，例如由于杯把的重力作用，使杯的上口沿着杯把的方向变形成椭圆形。某些大件制品烧成时，由于底面受摩擦力的影响收缩量比上面的要小而发生变形。如设计器形时考虑这些因素，则可以得到适当的补偿，使烧成制品的变型尽量得到克服。????五、成型或干燥不合理引起的变形成型干燥不合理而引起的变形在未烧结前并不明显。如成型时滚压机的滚压头部位安装不紧，机器转动不止，滚头压下时受力不均匀，施水不均匀，坯体厚薄不均匀，或含水率不均匀等都易引起变形。成型时取泥以及切泥的方法不对也易引起变形。干燥不均匀往往使制品在石膏模中已经变形，强迫脱模过早或过迟都易引起变形。有时生坯含水较高也易发生变形，随后用人工予以纠正，但烧后还是变形。六、制品烧成时的变形????陶瓷制品的导热系数一般较低，制品加热时有的面直接受热，有的面不直接受热，直接受热的面收缩大，而非直接受热的面收缩小，这样也可能引起制品变形。如平盘制品边缘往往向上翘曲。另外，烧成温度过高，升温过快，高温时间太长，钵底不平，钵柱装得不正等都易引起变形。因此，要克服陶瓷制品变形缺陷，从配方上应考虑使制品的收缩率减小，并尽可能使坯料各部分均匀，合理地设计器形，改善成型方法等。装烧时最好设计一定形状垫饼。另外。各工序还要加强管理，克服人为造成的变形。针对目前陶瓷行业仿古砖、抛光砖等瓷质砖产品变形情况，严重影响了产品质量，不利于国内销售和出口，瓷质砖后期变形一直是厂家的老大难问题。下面对生产中变形进行分类，并对几个主要原因进行详细的分析。按配方―烧成―磨边(抛光)的顺序进行阐述。其实，产生变形的根本原因是：由于生产中各方面的影响导致成品砖产生不均匀的内应力或外应力（机械应力），从而使形状发生变化。我们经常可以看到一些这样的变形情况：⑴出窑、磨边正常，但磨边后存放2～3天产生许多不明原因的非规律变形；⑵出窑正常，磨边后发生不明原因的非规律变形；⑶出窑不正常，磨边正常，存放仓库5～7天后发生不明原因的非规律变形；⑷出窑不正常，磨边不正常，存放仓库5～7天后发生不明原因的非规律变形。我们如何去预防它、解决它？这便成了解决变形的关键。2、变形的分类变形种类很多，按形成原因分，可分为：一、配方引起的变形；二、烧成引起的变形；三、抛光、磨边引起的变形；四、机械变形。如按变形是否有规律，可分为规律变形和非规律变形，其主要与窑炉烧成有关。变形种类、原因分析与解决方案在下面――介绍。3规律性变形3．1上凸变形3.1.1配方引起的变形1）釉料配方抛光砖不施釉，不存在坯釉膨胀系数不匹配引起的砖形变化。而仿古砖则存在这样的问题。其面釉膨胀系数正常情况下都能和坯体相适应；但做浅色、白砖（特别对白度有特殊要求的砖）时，由于其膨胀系数小，砖烧出来一般很拱。另外，有时由于效果需要（如凸釉等）釉料会调的很高温，膨胀系数很小，也存在这样的问题。2）坯体配方一般坯体配方影响主要是膨胀系数调的不合适导致砖形变化大。如果坯体膨胀系数大，则砖会很拱；反之，则会很翘。现在很多厂家，开始进的坯用泥沙料含铝量都很高，但是不稳定。而石粉则注意其含钾、钠量，经常可能会出现时高时低的情况。笔者曾在某厂遇到这样的情况，配方中一种石粉含钠量每车都不同，按常规方法一起取样，当时并未发现问题，生产后发现粉料不稳定。只要坯体膨胀系数一变，就会导致大量变形。我厂八月份就出现过这样的情况，其中一个石粉含铝量有所下降，含硅量和含钠量增加，导致的变形。具体如表（1）所示：含铝量太低，而含硅量又偏高，Si/AL偏大。生成的玻璃相必然增多，会融掉高温骨架物质，增加了变形的可能性；玻璃相过多，生成钠长石量增多，温度大大降低，会引起了大量变形；生成过多的钠长石，会产生钠长石玻璃相的后期水和膨胀作用，这也是引起瓷质砖后期变形的主要原因之一。在陶瓷行业，一般控制K/Na的比值为：2/1到1/1之间。原料最忌波动大。如表（1）所示，某厂10号的李氏石粉含硅量偏高，而20号的含钠量偏高。前段时间变形就是由于坯体含铝量偏低引起的膨胀系数小（a坯体=244.810-6/a面釉=218.410-6）。底部烧成温度下降，而面温不变，上、下温差增大，烧出后是翘的，但磨边放置3～5天后会产生：中间拱，四角翘这种变形（又称波浪形，和蛇形不同，蛇形指的只是边部；而波浪形则是整个砖面）。3.1.2窑炉的影响与调节出窑的砖呈拱形时，在窑炉来说主要影响是底温、面温的上下温差的大小，一般出窑砖太拱的话，最直接的办法就是适当提高烧成高温区的面温。窑炉的调节方案如下：前温不够，中温区太短促，即过渡至高温区太急。高温不足（尺码偏大时）。拉长前温区，适当升高。拉长中温，适当升高，使前温至高温升温不要太急促；中温前，高温前挡火板适当升高，同时注意1000℃左右砖坯弯拱程度，弯拱过大可以增开多一组面枪。尺码偏大时，适当提高温度，平衡上下温差。适当增加窑炉正压，减抽烟总风量，抽热风机不变但是不能开度太小（太小时，适当加大一些抽热）。注意砖的运行是否整齐？一排砖各块砖走的快慢，形状如何？进行机械性调整，检查走砖疏密；适当调节中高温区上下，平衡上、下温度。3.1.3磨边、抛光的影响景德镇陶瓷学院材料系曾对广东省某抛光砖厂产品进行了检测分析，发现引起变形原因是坯体各层、各部位吸水不同，抛光、磨边后吸水膨胀，存放仓库一段时间以后坯体受到不均匀膨胀产生的应力而形成的，其变形与吸水率对应表如表4：由表可看出，砖坯每一层的吸水率不同，引起的变形非常明显。吸水率大的吸水膨胀越大，由此产生内应力也越大，一大一小，使坯体截面产生扭曲变形。这方面影响最大的是粉料的流动性、压机的压力、速度以及均匀的窑炉烧成温度。3．2下凹变形3.2.1配方的影响与调节成品下凹变形配方的影响与上凸变形类似，膨胀系数调的不合适导致砖形变化大。如果坯体膨胀系数小，则砖会很翘；反之，则会很拱。这种变形在一些成熟的仿古砖生产厂家一般不会出现，除非过火。3.2.2窑炉的影响与调节坯、釉膨胀系数是否匹配，影响了成品的砖形。而坯、釉膨胀系数匹配时，出现’下凹’变形，则要从窑炉等其它方面进行调节。窑炉的调节方案如下：前温不足，中温偏高，高温过高，多属过火变形。拉长前温区，适当升高。适当降低中温，必要时缩短中温阶段，其中一部份作前温阶段。适当降低高温，必要时缩短。尤其高温区的面温，保温区面温。适当加大窑炉负压。适当加大抽烟总风量。注意砖的运行是否整齐？一排砖各块砖走快慢，形状如何？进行机械性调整，检查走砖疏密；适当调节中高温区上下，平衡上、下温度。3.2.3磨边、抛光的影响仿古砖、抛光砖等瓷质砖，出窑经过磨边、抛光（半抛）之后，会变的很翘，只要坯、釉膨胀系数匹配，成品还是会变直的。3．3变形3.3.1配方的影响与调节只要坯体的含铝量、硅铝比等成份达到标准要求即可。根据笔者经验，仿古砖坯体含铝量最低不得低于16.6%，这已经是最边缘了，通常这个时候都会有少量变形、波浪形出现。3.3.2窑炉的影响与调节窑炉的调节方案如下：前温、中温不足，高温区面温太高，排烟抽热偏大。拉长前温区，适当升高。中温稍升。高温区面温降底温，保温区面降温。同时适当减少抽热抽烟。注意砖的运行是否整齐？一排砖各块砖走快慢，形状如何？进行机械性调整，检查走砖疏密；适当调节中高温区上下，平衡上、下温度。特别注意机械性变形。3.3.3磨边、抛光的影响仿古砖、抛光砖等瓷质砖，出窑经过磨边、抛光（半抛）之后，会变的很翘，只要坯、釉膨胀系数匹配，成品还是会变直的。3．4变形3.4.1配方的影响与调节只要坯体的含铝量、硅铝比等成份达到标准要求即可。根据笔者经验，仿古砖坯体含铝量最低不得低于16.6%，这已经是最边缘了，通常这个时候都会出现少量变形、波浪形出现。3.4.2窑炉的影响与调节窑炉的影响主要是怕温度过高，产生过火；窑温不均匀，导致同块砖不同位置吸水率波动，后期吸水不同，产生变形。窑炉的调节方案如下：前温不够，中温不足，高温区、保温区底温过高，正压不够大。底温过高。延长前温区域（多开烧咀）适当升高温度，中前温区的挡火板适当升高；另外视助燃风风量可否通过加大助燃风来提高前温区的温度。适当提高中温区温度（上下同升）；中高温区交接挡火板适当升高来升温，同时检查上下枪油压偏差是否正常，因上下油压偏差过大，形成面温是虚温（下油压明显高于上油压）。如底温高是下弯拱的，那么降低底温，降低末段1～2组底温，保持面温，注意尺寸变化，必要时适当升高面温，在温度不变的情况下；将面枪油压适当升高，底枪油压适当降低。加大窑炉正压，减少抽烟，加大抽热，同时也可升高急冷前后的挡火板（条件是烧成区与急冷区交接处有微气流向后）；必要时加大窑头上抽烟，同时减下抽。必时升高中高温交接处的挡火板。走砖间□调疏；急冷区下风管前段（约半）转向窑前平吹；急冷下风管中支闸适当并小；适当调节中高浊区上下喷枪的助燃风大小，如下小，下大。可平衡上、下温度。3.4.3磨边、抛光的影响仿古砖、抛光砖等瓷质砖，出窑经过磨边、抛光（半抛）之后，会变的很翘，只要坯、釉膨胀系数匹配，成品还是会变直的。3．5前后变形3.5.1配方的影响与调节只要坯体的含铝量、硅铝比等成份达到标准要求即可。根据笔者经验，仿古砖坯体含铝量最低不得低于16.6%，这已经是最边缘了，通常这个时候都会有少量变形、波浪形出现。3.5.2窑炉的影响与调节这种变形一般窑炉进砖太密，砖受挤压容易产生这种变形。当然还有一些其它原因。窑炉的调节方案如