利用当地原料配制一次烧成水晶釉面砖



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  配方设计依据
  ①坯体配方设计原则。a.要有较高的生坯强度。虽然一次快烧大规格水晶砖坯体采用自动化生产设备,但坯体在传输、淋釉、转向、丝网印刷和装卸车的过程中不可避免的要发生碰撞;b.要有较强的低温烧结性。这种特性是由下列条件决定的:能源条件,产品的烧成温度越高,能耗越多,设备条件,辊道窑的工作温度越高越不利于辊棒的使用寿合;产品的性能要求,产品经一次快烧后要达到足够的机械强度和适宜的吸水率,这就首先要求坯体具有较好的低温烧结性;而且低温烧成可扩大色料的应用范围,有利于增加产品的花色品种;c.尽可能低的气体逸出量,坯体中的挥发性气体应尽可能少,而且所含的挥发份应在800~900℃之前排除干净。一方面是为了使坯体在低温温快烧条件下达到质地均匀,不产生色差,黑芯等缺陷;另一方面也为了不使釉面产生棕眼、气泡等缺陷;d.中等的膨胀系数和线膨胀性,一次快烧坯体应具有中等的膨胀系数,这样既不会因坯体的膨胀系数过大和突然的体积变化而造成产品在快速冷却过程中发生炸裂,又不致因坯体的膨胀系数过小而给匹配的釉料造成困难;e.坯体的经济性,一次快烧坯本要求原料来源广泛、价格低廉来降低产品成本。而岳阳本地区的原料就具有这方面的优热。
  ②底釉、面釉配方的设计思路。釉由原料都要经过严格的精选或精制才能用于砖的生产。水晶釉是对高光泽高透明表面釉砖的俗称,传统的水晶釉采用二次烧(素烧坯、釉烧釉),通用配方是“5%高岭±95%低温水晶熔块”由于水晶熔块是经过高达1500℃熔融淬冷而成,几乎没有烧失,具有良好的高温流动性和低的膨胀系数,产生晶莹剔透有如玻璃般的光泽。一次烧成温度较高,我们仍然采用"高岭土+水晶熔块"配方体系,必须根据坯体的烧结性能和表面光泽来调整高岭土和高温水晶熔块的配比确定生产用配方。
  底釉(又称化妆釉)在一次烧成水晶砖技术中有着至关重要的作用:a.要求有好的白度,除了加入优良的白色乳浊剂-ATO硅酸锆之外,必须选用除铁充分的精选矿物原料;b.阻止釉面棕眼产生,因本地原料矿的不稳定会引起坯体烧结性能波动,尤其到烧成段坯体仍会排气尤胙趸晾刺岣哂缘氖既畚露龋辈旅艿纳战岵惴獗掌宓呐懦雎废撸.坯和面釉的过渡层,要求它的膨胀系数小于坯大于面釉。有别于引入乳浊熔块,我们创新采用大比例加入锂长石和石英,显著降低膨胀系数;d.锂长石中的锂,其化学特性比钾钠要强,助熔作用比钾钠要强得多,可降低烧成温度,主要表现在对石英有很强的助熔作用上;e. 用性能超群的锂长石取代熔块,显著降低成本。
  ③印花釉的配制。通常说的配色。基础配方与面釉类似,因加入较多的色料,固要求基础釉-釉粉温低于面釉,以便印花釉能很好地融入面釉中。基础釉配方选定为"5%高岭土+95%低温水晶熔块"。每一种不同颜色印花釉配制时,印油与釉粉的比例不变,只是色料的种类和数量在变。
印油印花釉中的作用不能忽视,它是一种添加剂对烧结没有任何影响,但对连续的釉线丝网印刷过程有重要作用。选用的印油要求它的适印性优良:保湿性好,与50~60℃的釉面接触不干;流动性好,有利于印花釉在网版上的分散;不漏釉、不粘网、不扩散,能得到精美的图案?
  2 坯体配方的确定及烧结性能
  ① 泥料的化学组

表3 配方料的化学组成(%wt.)
名称 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O TiO2 I.L
149 72.86 18.02 1.28 0.35 0.10 2.34 0.08 0.08 5.07
147 58.45 26.71 1.27 0.45 1.46 0.13 // 0.24 10.81
231 72.97 15.39 0.14 0.14 0.17 0.31 8.15 0.06 2.34
108 67.47 21.44 0.64 0.92 // 0.98 0.58 // 7.91
402 59.58 0.87 0.02 8.71 23.87 0.1 0.42 // 5.93
216 73.59 12.27 1.25 0.15 0.08 0.25 8.12 0.06 3.82


  ② OK88-9配方的化学组成和坯式
  依据上述设计原则,结合实际经验与本地区原料性能,经过多次反复试验,筛选出OK88-9坯体配方作为生产配方。OK88-9坯体配方的化学组成如下列表。

表4 OK88-9 坯体配方的化学的组成(%wt.)
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O TiO2
69.40 22.91 0.54 0.57 1.78 0.76 3.8 0.06



  ③ OK88-9用于600×600mm水晶砖生产按OK88-9坯体配方投料球磨,细度控制在325目(64μm网孔)筛余9~11%wt.;以400bar/m2压制成型(632X632X9.8);过素烧窑Tmax=250℃、1140~1150℃/1160℃~1170℃(面温/底温)、周期39~43min;烧结性能:收缩4.5~5.5%,吸水率6.0~10.0%wt.断裂模数24.0~32.0MPa.
  3.底釉和面釉配方的确定及烧结性能
  ① 釉用矿物原料和化工料的化学组成
龙岩土、锂长石、烧滑石、石英粉、高温水晶熔块等原料都是经过精选、精制处理的矿物原料,氧化铝、超细ATO硅酸锆和CMC、六偏磷酸钠为工业纯。


表5 釉用矿物原料和化工料的化学组成(%wt.)
名 称 ZrO2 Li2O SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O TiO2 I.L
硅酸锆 65.0 // 34.15 0.50 0.03 // // // // 0.12 //
龙岩石 // // 48.10 36.90 0.28 0.08 // 2.19 0.01 0.02 12.20
锂长石 // 1.60 67.89 18.64 0.02 0.35 // 3.09 5.08 // 2.85
浇滑石 // // 64.76 0.38 0.66 0.83 33.09 0.04 0.07 // //
石 英 // 98.56 0.48 0.07 0.15 0.11 0.12 0.38 // 0.13
透明熔块 ZnO
5.95 0.30 57.48 13.29 0.10 2.95 0.74 3.94 5.68 Pb3O4
1.45 B2O3
6.56
氧化铝 // 0.06 98.30 0.04 // // // 0.65 // 1.0


  ② DY10底釉配方的化学组成和釉式
  一次烧成水晶砖工艺及坯体配方确定后,根据坯釉配合原则,经过反复在老线模拟试验、调整,确定DY10底釉和SYB3面釉和SYB1釉粉配方投入大生产使用。
  



  ③ SYS3面釉配方的化学组成和釉式

表6 DY10底釉配方的化学组成(%wt.)
ZrO2 Li2O SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O TiO2
3.90 0.74 67.39 18.21 0.10 0.25 1.68 1.78 2.46 0.01



表7 SYB3面釉西配方的化学组成(%wt.)
ZnO Li2O SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O Pb3O4 B2O3
5.058 0.255 56.073 16.832 0.127 2.520 0.629 3.678 4.830 1.233 5.576


  ④ 釉的烧结性能
  DY10底釉:细底325目(64μm网孔)筛余0.5~0.8%wt.,比重1.78~1.80,施釉量180g(632X632X9.8);
  SYB3水晶面釉:细度325目(64μm网孔)筛余3.5~40%wt,比重1.82~1.84,施釉量240g (632X632X9.8);烧成温度:1140~1150℃/1160~1170℃(面温/底温)、周期39~43min;烧结性能;坯釉结合良好,产品平整度、尺寸偏差都在控制范围内。底釉烧结、致密、白度很好、略有光泽但吸脏;面釉光亮如镜,几乎没有气孔;花纹鲜艳与表面釉浑然一体。
  一次快烧大规格水晶砖工艺技术的主要技术经济指标
  ① 主要消耗指标:
  原料耗新鲜水:450kg/t粉料:
  重油:35.0kg/t粉料;
  电:51.3kwh/t粉料;
  烧成耗13#重柴油:0.95kg/m2产品;
  新鲜水:5.51kg/m2产品;
  电:1.33kwh/m2产品。
  ② 主要工艺指标
  600×600水晶砖质量:生坯损耗3%,成品率95%(其中优等80%);
  废渣排放量:200kg/hr。

信息来源:http://www.ccisn.com.cn