陶板生產(chǎn)的工藝探討及常見問題的解決方案

摘要：本文主要對(duì)陶板原料的破碎、成品泥制備、擠出成形等方面的工藝進(jìn)行了闡述。分析了陶板原料及成形工藝中的常見問題，并提出了相關(guān)的解決方案。

關(guān)鍵詞：陶板；原料；擠出成形；工藝；問題；解決方案

1 引言

陶板是由天然的硅酸鹽礦物原料組成，然后添加少量的色料及添加劑，通過破碎、混料、加水、練泥后，采用真空濕法擠出成形，在1120～1180℃燒制而成的一種硅酸鹽制品，其吸水率一般控制在6％～10％。由于該工藝節(jié)能、降耗，符合“十二五規(guī)劃”政策方針，所以在陶瓷行業(yè)中備受追捧。同時(shí)，陶板具有良好的性能，如隔熱、隔音、抗震等：還具有渾厚、天然大方、淳樸等特性。本文主要對(duì)原料破碎、成品泥制備、擠出成形等方面的工藝進(jìn)行了闡述，并分析了陶板原料及成形中的常見問題，提出了相關(guān)的解決方案。

2 陶板原料處理工藝

2.1原料分類

產(chǎn)品是否穩(wěn)定受影響于原料是否穩(wěn)定，故對(duì)原料的選擇非常重要。針對(duì)不同類別的原料，應(yīng)選擇不同的破碎設(shè)備。

(1)可塑性原料：軟質(zhì)粘土(如：漳州土、蘇州土、界牌土等)；硬質(zhì)粘土(如葉蠟石、紫砂土、紅頁巖等)。

(2)瘠性原料：石英、熟料、廢磚粉等。

(3)助熔性原料：長石、硅灰石、鋰長石、滑石等。

(4)輔助原料：色料及粘性添加劑等。

陶板生產(chǎn)因?qū)υ弦蟛桓撸浞街锌纱罅考尤霃U渣。這也正是陶板生產(chǎn)對(duì)原料運(yùn)用的優(yōu)越體現(xiàn)，所以應(yīng)加強(qiáng)對(duì)廢渣的管理。筆者認(rèn)為可從以下幾方面去管理廢渣。

(1)熟悉工藝廢渣特性。充分了解各類廢渣特性，才能更好地使用于配方中，如：坯體廢料，此類廢料成分跟陶板配方接近，經(jīng)分類處理，再粉碎，即可利用：水煤漿廢渣、煤氣站廢渣。此類廢渣成分復(fù)雜，只有經(jīng)過小試、中試，使產(chǎn)品性能穩(wěn)定，才可利用：

(2)確定廢坯、廢泥來源是否穩(wěn)定。通過抽樣檢查及化學(xué)分析，確定其成分是否穩(wěn)定：

(3)按顏色進(jìn)行堆放。相同或相近的顏色集中堆放與陳腐，并保證坯體的呈色穩(wěn)定。

2.2原料破碎

2.2.1設(shè)備選型

在選擇原料粉碎設(shè)備時(shí)，需考慮以下因素：

(1)原料的物性。如：硬度、脆性、含水率、塊度等；

(2)粉碎比能否達(dá)到所需要的粒度和顆粒級(jí)配的要求；

(3)粉碎機(jī)械的作用性能。如：能耗大小、生產(chǎn)能力、耐久性、操作維修是否方便；

(4)粉碎過程中是否帶入雜質(zhì)；

(5)粉碎過程中可以通過不同的流程來完成，如：粗碎、中碎、細(xì)碎機(jī)械的組合，粉磨機(jī)械與分級(jí)設(shè)備組合，以獲得最好的效果。

通常在陶板生產(chǎn)企業(yè)中，所用的破碎設(shè)備如下：

(1)顎式破碎機(jī)：對(duì)大塊硬質(zhì)原料進(jìn)行粗碎，如：石英、長石等：

(2)錘式破碎機(jī)：用于硬度不高的物料進(jìn)行中碎，如：廢陶板：

(3)雷蒙機(jī)：高效的細(xì)碎設(shè)備，用于粉碎中等細(xì)度的硬質(zhì)物料，如：干燥粘土。

2.2.2粉料制備工藝

粉料的粉碎工藝流程如圖1所示。

由圖1可知，該工藝工序短、簡單、緊湊，需人力少，適合流水線大生產(chǎn)。但前段粉碎粉塵大，要注意防塵，故在設(shè)計(jì)工廠時(shí)，應(yīng)把原料破碎車間單獨(dú)分開，并安裝除塵裝置，破碎好的粉料再采用氣管輸送到原料倉，這樣會(huì)大大減少原料車間的粉塵。雖然在破碎過程中會(huì)引入少量鐵屑，但陶板坯體需借助鐵發(fā)色，故控制好燒成制度，不會(huì)影響產(chǎn)品效果。

2.3成品泥的制各

國內(nèi)生產(chǎn)陶板的企業(yè)制備可塑成品泥常用的方法有三種，以下稱為A、B、C法。

由表1可知，在選擇成品泥制備工藝時(shí)，關(guān)鍵應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

(1)制備工藝能否保證泥料的水分均勻；

(2)泥料可塑性能否達(dá)到工藝要求；

(3)工藝路線是否簡單，且能滿足連續(xù)生產(chǎn)。

同時(shí)，在設(shè)計(jì)成品泥制備工藝時(shí)，要結(jié)合各廠所用原料的化學(xué)組成、礦物組成、顆粒級(jí)配，選擇合適的制備工藝，再根據(jù)燒后產(chǎn)品質(zhì)量的性能，進(jìn)一步改進(jìn)制備工藝。

3 成形工藝

3.1成形工藝流程

產(chǎn)品的成形工藝流程如圖2所示。

3.2擠出成形工藝的幾個(gè)關(guān)鍵問題

3.2.1泥料方面

(1)原料的顆粒級(jí)配。如一些硬質(zhì)原料顆粒較大，燒成后會(huì)在產(chǎn)品表面出現(xiàn)爆點(diǎn)，且在擠出過程中，坯體邊棱會(huì)產(chǎn)生開裂。

(2)泥料本身是否適應(yīng)擠壓成形。有些泥料由于其可塑性太高或太低，或者觸變性能不夠理想，導(dǎo)致在擠壓成形過程中容易出現(xiàn)開裂或變形。

(3)泥料混合均勻程度和泥料的可塑性。可塑性好可確保在擠出過程中泥料不容易開裂，混合均勻可保證產(chǎn)品在干燥和燒成過程中不變形。

3.2.2擠出機(jī)方面

擠出機(jī)的攪刀角度、長度、出口的退拔度、真空度等對(duì)擠壓成形有影響。選擇合理的擠出設(shè)備是確保擠壓成形的重要保障。

(1)真空度

真空練泥的主要作用是排除泥料中的氣體，改善泥料性能。由于氣體的排除和對(duì)泥料的揉練、擠壓，使泥料組織趨向均勻、致密，大大提高了坯體的可塑性。如果真空度達(dá)不到，擠出坯體會(huì)有裂紋。一般要求真空度不大于4)，09MPa，真空度降低的原因有真空室漏氣、堵塞；真空泵中潤滑油的稠度不適合，或沒有及時(shí)更換；真空泵的活塞磨損等。

(2)加泥速度

如果加料過快，真空室易堵，泥料在真空室停留時(shí)間短，氣體排除不充分；加泥太慢，會(huì)產(chǎn)生脫節(jié)現(xiàn)象，導(dǎo)致致密度不均勻。加泥量應(yīng)根據(jù)擠出機(jī)的容量大小、長短來控制，通過調(diào)節(jié)自動(dòng)喂料皮帶速度控制加泥速度。

(3)泥料水分

泥料水分過多，泥料過軟，易堵塞真空室；泥料水分過少，會(huì)增大擠出壓力，容易導(dǎo)致擠出機(jī)發(fā)熱厲害，不利于擠出機(jī)設(shè)備保養(yǎng)，所以在陶板生產(chǎn)中水分一般控制在16％～18％。

3.2.3模具方面

模具結(jié)構(gòu)是否合理。如在模具設(shè)計(jì)上，模具A出泥周圍是方形(見圖3)，而模具B是弧形(見圖4)，模具B出泥兩邊采用弧形設(shè)計(jì)，能起到泥料的緩沖作用，能更好地控制出泥量及速度。

4 常見問題及其解決方案

4.1刀彎

4.1.1刀彎出現(xiàn)的原因

(1)餅出

如果擠出中壓力不均，擠出速度控制不當(dāng)，致使坯體的致密度不一，干燥中自然收縮程度不同，就會(huì)產(chǎn)生刀彎。

(2)干燥

干燥窯的濕度和溫度沒有控制好，致使坯體干燥收縮不同，將可能產(chǎn)生刀彎。

4.1.2刀彎問題的解決方案

(1)時(shí)刻檢查兩邊擠出速度是否相同，可以采用硬度儀檢測，通過數(shù)值檢查致密度是否相同，或切平泥段，擠出lOOmm左右，看兩邊長度是否相等：

(2)做好干燥窯爐數(shù)據(jù)記錄。如記錄生產(chǎn)什么規(guī)格、顏色的磚，會(huì)產(chǎn)生什么樣的變形，此時(shí)濕度和溫度如何調(diào)節(jié)等。只有通過不斷記錄數(shù)據(jù)結(jié)果，在數(shù)據(jù)結(jié)果中尋找規(guī)律，才能快速、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。

4.2爆點(diǎn)與開裂

4.2.1爆點(diǎn)與開裂產(chǎn)生的原因

爆點(diǎn)與開裂的產(chǎn)生主要是由于顆粒級(jí)配控制不當(dāng)，當(dāng)配料中混有大的顆粒，在高溫?zé)蓵r(shí)，大顆粒不能完全熔融，故在坯體表面會(huì)有顆粒隆起或爆開，使得表面不平，嚴(yán)重時(shí)直接開裂，如圖5所示。

4.2.2爆點(diǎn)與開裂問題的解決方案

在粉碎原料過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制硬質(zhì)原料的顆粒級(jí)配，只要達(dá)到一定的顆粒級(jí)配就能解決此問題。

4.3色帶

4.3.1色帶產(chǎn)生的原因

清機(jī)不干凈，在轉(zhuǎn)產(chǎn)時(shí)，特別是生產(chǎn)不同顏色的產(chǎn)品，為了生產(chǎn)需要，清機(jī)速度較快，清擠出的泥頭不干凈，其上方會(huì)有殘留泥。由于顏色不同，擠出產(chǎn)品表面會(huì)有色帶。如圖6所示。

4.3.2色帶問題的解決方案

一般的做法是3臺(tái)擠出機(jī)共用兩條窯爐，在轉(zhuǎn)產(chǎn)時(shí)，使用備用擠出機(jī)，這樣可騰出時(shí)間來進(jìn)行徹底清機(jī)。

5 結(jié)語

幕墻陶板是節(jié)能、環(huán)保新型裝飾材料，近幾年，其在建陶行業(yè)中備受追捧。然而，在國內(nèi)，陶板的生產(chǎn)工藝還處于初級(jí)階段，如原料處理、擠出成形、干燥、燒成等工藝都存在著許多問題。各陶板生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)原料的管理，使其更加規(guī)范；加強(qiáng)對(duì)員工培訓(xùn)，培養(yǎng)出高素質(zhì)員工，解決成形工藝中的難題。若原料管理更加規(guī)范，成形工藝更加成熟，陶板生產(chǎn)技術(shù)難關(guān)必將攻破。

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