熔块釉制备质量控制



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  在实际生产中控制熔块质量可从以下几方面着手:

    1、原料质量的控制

    原料质量决定着熔块质量,所以各生产厂家都选择最优质的原料用于制釉。对原料的质量要求见表1、表2。

表1 原料的化学组成(质量%)

原料名称

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O+Na2O

SO3

烧失

石英

≥98

 

≤0.2

         

长石

≥65

≥18

≤0.2

   

≥14

   

苏州土

≥45

≥34

≤0.5

     

≤0.5

≯15

石灰石

     

≥54

     

≯40

白云石

     

≥28

≥17

   

≯40

滑石

≥60

     

≥30

     

表2  原料的纯度

原料名称

分子式

纯度(%)

氧化锌

ZnO

≥98

 

Na2B4O7·10H2O

≥98

 

Pb3O4

≥97

硝酸钾

KNO3

≥99

碳酸钙

CaCO3

≥99

 

H3BO3

≥98

锆英石

ZrSiO4

ZrO2≥63  SiO2≥32

碳酸钡

BaCO3

≥98

    表1和表2是对原料的质量要求。在购料和投入生产前必须严格控制这些指标,才能做到不合格原料不进厂、不合格原料不投产使用。其控制办法有:

    1)定点(矿点或工厂)供应原料;

    2)每批进厂原料要进行化验分析和必要的物理试验或配方试验;

    3)原料加工后的质量变化因素在应用时必须加以考虑。

    2、配方的控制

    为了确保易熔,熔块配方中的RO与RO2之比应控制在1:1~1:3之间,为了得到质量良好的熔块,熔块中Al2O3的量应该控制0.2~0.7mol(按釉式得出)之间。Al2O3:SiO2约为1:10。

约在2.5~4.5之间。

    为了确保熔块不会溶解,应严格控制RO基中碱金属氧化物对其他成分的比例不得超过1:1。若熔块中的碱金属氧化物含量太高,则制得熔块的溶解度大致与硅酸钠差不多。由于现在制熔块中含有硼砂,即熔块中含有B2O3是可溶的,故至少2倍于B2O3量的SiO2方能使熔块不溶,为此,R2O3与SiO2之比也不可以大于0.5。但水晶釉熔块中,应尽量引入碱土金属氧化物,减少碱金属氧化物成分,同时,Al2O3应尽量接近0.2mol(釉式中),Al2O3:SiO2≈1:10。并在原料中引入BaCO3以增加光泽。

    3、原料粒度的控制

    配制熔块的原料颗粒不宜太大,颗粒大对熔化不利,石英和长石的粒度一般要求小于0.5mm。对于锆英石乳浊釉,对锆英石细度要求更为严格,通常控制在小于0.05mm,达到0.01mm最为理想,这样促使锆英石完全熔于釉熔块中且析出均匀分布的微晶(1~3 μ 及<1 μ ),而产生最好的乳浊效果,在同样的工艺条件下可使白度提高2%~3%左右。

    4、原料混合的控制

    混料控制得好坏,直接影响熔块质量。要求混料愈均匀愈好,以使固相反应容易进行。而要达到这一目的,往往在混料时应注意加料次序,一般是先将瘠性料加少量水湿润,再加入熔剂性粉料搅拌混合。

    5、熔块熔制的控制

    熔块熔化质量的好坏将直接影响产品釉面的质量,因此,熔化温度等参数控制对熔块而言至关重要。在大部分墙地砖生产中组成熔块的硼砂、石灰石、硝酸钾、长石等混合物在加热过程中发生一系列变化。

    在加热过程中离解(原料中水分的蒸发),如硼砂。

    在加热过程中,组成熔块的原料可能在达到熔点或分解温度之前发生固相反应,如石灰石与石英在800℃时,两者在比溶点低得多的温度下发生固相反应,在配方中如CaCO3: SiO2=3:1时,最初阶段生成正硅酸盐2CaO·SiO2,随着温度的升高,最后的固相物为3CaO·SiO2

    随着温度的继续上升,石灰石、硝酸钾等发生分解反应:

    CaCO3→CaO+CO2

    4KNO3→2K2O+4NO2↑+O2

    最后的结果均为氧化物。

    随着加热的继续进行,一部分易熔原料熔化,而发生其熔物的生成反应;熔化了的物质又对固态物质产生熔解作用。

    此外,还会有一些原料挥发,影响到熔块的组成进而影响熔块的质量。

    总之,在烧制熔块时,要特别注意控制加热过程所发生的一系列变化,使所发生的氧化分解越充分,化合阶段所生成的物质越完善,这样方能得到质量好的熔块。一般普通熔块熔化温度为1350℃左右,而水晶及高档熔块熔化温度保持在1450℃~1500℃,并且在熔窑中增加了均化澄清部分,使熔块无夹生、亮透。同时,水晶熔块的水淬也极为重要。

    6、烧制过程中对火焰气氛的控制

    用熔块炉生产熔块,对气氛的控制直接影响到熔块的质量。熔块在形成熔块玻璃之前均有析晶过程,不同种类的熔块料析晶温度范围不同。造成析晶的根本原因,在于粉状的熔块料中夹有空气和熔块熔化前分解放出的气体。在熔块中形成气泡,成为析晶的中心。但随着煅烧温度的提高,晶体逐渐熔化,至一定温度时全部熔完。具有正确的熔块组成的玻璃,淬冷时不会发生重结晶。然而,如果一旦违反煅烧制度,窑炉气氛缺乏严格控制,使过剩的碳粒沉积在熔块玻璃上,即成为固体包裹物,又可形成氧化气泡,从而导致熔块重新结晶,而影响熔块质量。

    7、熔融温度影响的控制

    熔块在加热过程中与釉、玻璃一样没有固定的熔点,而是在一定温度范围内逐渐熔化。一般熔融温度指用熔块料制成3mm高的小圆柱,受热软化到与底盘平面形成半圆球形时的温度。

    熔融温度控制不当,会对熔块质量产生影响。对于液体,一般是随着温度的升高,液体的粘度将减小。但熔块熔化却结果相反,即温度升高,熔化了的熔块粘度则趋于增长,其原因在于熔块熔融过程中,熔融物有一定量的挥发,从而改变了熔块组成所致。而过长的熔融时间和过高的熔融温度都会加剧这种挥发,影响熔块的质量。所以,应对溶融时间的长短、熔融温度的高低予以严格控制。一般而言,铅硼含量高的熔块,熔制时熔液在窑内存留时间应尽量短(如铅硼熔块),而铅硼含量低、碱土金属含量高的熔块可在窑内充分熔化、澄清(如水晶熔块)。

信息来源:中国陶瓷信息资源网