衛生陶瓷漿料質量評價體系的探索研究

翟新崗 袁 鵬 李秀軍 高 博

(德州市樂華陶瓷潔具有限公司 山東 德州 253000)

在衛生陶瓷日常生產中，企業經常會遇到漿料質量評價的問題。由于行業缺乏必要的、統一的評價方法和評價標準，泥漿出現問題后原料車間和成形車間經常會出現推諉，問題界定不清現象。

從穩定生產和提高泥漿質量角度出發，為評價衛生陶瓷漿料質量的優劣、改進泥漿質量提供開發方向，迫切需要制訂一套科學、系統的漿料質量評價體系。

漿料質量對衛生陶瓷企業來說至關重要，同時，漿料對產品的外觀質量和內在性能都有重要影響，所以漿料在衛生陶瓷行業中的重要性不言而喻。從企業自身發展和行業進步角度來看，在衛生陶瓷行業中制定規范的漿料質量評價方法，可以不斷改善和提高泥漿品質。

本研究所涉及的內容目前在國內尚未見公開報道，屬行業內首創。筆者所述評價體系存在的一些不足和缺陷之處，敬請業內專家學者批評指正。

1 漿料質量評價體系的構成

1.1 評價方案和評價指標設計

漿料質量評價體系的內容必須全面、系統、科學、可量化，既要反映出泥漿的使用性能，又要方便指導生產。因此，漿料質量評價體系設計了以下4個方面的指標進行評價：

1)強制性指標。本系列指標為制約性指標，漿料必須全部達標。這些指標對產品質量有重大影響，包括熱穩定性、抗凍性、抗裂性、耐荷重性。任何一項指標不達標，泥漿總體評價為不合格，停止后續指標評價，總得分為50分。

2)漿料質量指標。本系列指標均可量化評分，是反映泥漿質量的主要指標項目，得分占評價體系總得分的權重為75%。

3)漿料使用性能指標。本系列指標可定性評分，無法量化，主要考察成形車間注漿工人對泥漿使用性能的反饋，由成形車間主任負責評分，最終結果取各車間評分的算術平均值。由于該指標主觀性較強，所以本系列指標得分占評價體系總得分的權重為10%。

4)工藝調查指標。本系列指標是實驗室安排專人對泥漿性能進行隨機抽查的結果，用來完善3)漿料使用性能指標之不足。同樣本系列指標受調查對象影響較大，得分占評價體系總得分的權重僅為15%。

1.2 評價體系得分計算方法和評價頻次

本評價體系評分均采用百分制，上述1.1中的2)，3)，4)各項指標滿分均為100分。在1)項指標均達標的前提下，2)，3)，4)項指標的實際得分乘以各自的權重系數，得到漿料質量評價的總得分。計算公式如下：

評價總得分=漿料質量指標得分×75%+漿料使用性能指標得分×10%+工藝調查指標得分×15%

漿料質量評價至少每月評價一次，以便及時發現問題加以改進。

1.3 泥漿質量評價等級分類

根據評價總得分情況，按以下等級對泥漿質量進行劃分：

優秀級：≥90分;

良好級：≥80分;

中等級：≥70～80分;

一般級：≥60分;

較差級：≥50分。

2 強制性指標評價內容和評價標準

2.1 熱穩定性(抗熱震性)

該指標為重要指標，反映了產品承受溫度急劇變化而不開裂的能力，直接影響產品的使用穩定性，在北方寒冷地區該指標尤為重要。

2.1.1 熱穩定性評價標準的制定

關于熱穩定性，《衛生陶瓷》國家標準未作明確要求。參考國家標準GB/T 3532-2009《日用瓷器》，特大型陶瓷產品，熱穩定性應達到160 ℃至20 ℃熱交換一次不裂。但在實際生產中，衛生陶瓷泥漿很難穩定滿足140 ℃溫差不裂。衛生陶瓷不是日用瓷器，雖然熱穩定性標準沒必要制定的像日用陶瓷一樣高，但在寒冷的冬天，也會出現把熱水澆到冰冷的陶瓷制品上的極端情況，所以衛生陶瓷的熱穩定性至少應滿足100 ℃溫差熱交換一次不裂。

結合目前生產實際情況，本評價體系確定的熱穩定性標準為：厚度小于13 mm、尺寸大于10 cm×10 cm未上釉的瓷坯試片，140 ℃至20 ℃熱交換一次不裂。

2.1.2 熱穩定性檢測方法

參考國家標準GB/T 3298-2008《日用陶瓷器抗熱震性測定方法》，本著方便、快速、高效、可日常監測的目的，本研究設定的檢測方法為：采用石膏模制作泥漿試片，要求試片燒成后厚度小于13 mm、尺寸大于10 cm×10 cm，未上釉；該試片在生產窯爐中燒成后，將檢測無裂紋的試樣放置在140 ℃烘箱中恒溫加熱30 min，保溫結束后，在15 s內快速把試樣垂直投入20℃±2℃的足量水中，浸泡10 min(保證溫差120 ℃以上)，水面要高出試片至少20 mm，投入試片后水溫上升不應超過4 ℃；然后取出試樣擦干水，用紅墨水擦拭試樣表面，查看表面是否有裂紋或破損。

2.2 抗凍性

在北方寒冷地區，衛生陶瓷制品還需滿足抗凍性。參照國家標準GB/T 3532-2009《日用瓷器》中“6.8節：從冰箱到烤箱適應性測定”，衛生陶瓷也很有必要增加類似檢測項目，以考察產品在極端使用環境中是否會開裂。結合衛生陶瓷的實際情況，本研究確定的抗凍性標準為：長時間冷凍試片后，從冰箱中取出投入到熱水中，一次冷熱交換不裂。

參考國家標準GB/T 3810.12-2006《抗凍性的測定》，本研究采用的泥漿抗凍性檢測方法為：選擇尺寸適當的單面上釉的試片，試片尺寸不小于10 cm×10 cm，試樣不少于3組，用紅墨水擦拭試片，檢查試片表面是否有裂紋,確認試片是否完好。先用煮沸法讓試片吸水至飽和，然后將試片放入冰箱中(-18 ℃左右)冷凍16 h，冷凍后快速置于足量的熱水(90℃±2 ℃，自來水)中。浸泡15 min后取出并擦干水，用紅墨水擦拭試片，查看表面是否有裂紋并作記錄。

2.3 抗裂試驗

根據國家標準GB 6952-2005《衛生陶瓷》測試方法，選擇單面有釉的未裂試片，浸入氯化鈣與水質量相等的溶液中，在110 ℃±5 ℃煮沸90 min，迅速投入2～3 ℃的冰水中急冷5 min ,然后把試樣浸入2倍體積水的墨水溶液中浸泡2 h，查看是否有裂紋。合格標準：抗裂試驗無坯裂、無釉裂。

2.4 耐荷重性

按照國家標準GB 6952-2005《衛生陶瓷》所述方法進行檢測，使用荷重測試儀進行檢測，國標要求2.2 kN壓力下陶瓷產品無裂紋。根據筆者長期生產實踐經驗可知，本研究確定的連體坐便器耐荷重性合格標準為：在500 kg壓力下保持10 min，衛生陶瓷產品無裂紋、無變形。

3 泥漿質量指標評價內容和評價標準

本系列各項評價指標均可以量化、打分，客觀性較強，更因為這是泥漿質量重要的衡量指標，所以作為主要評分項，在整個評價體系中占的權重較高，為75%。

本系列評價指標內容主要考察指標包括：泥漿收縮率、吸水率、收坯率(僅考察技術熟練程度為中等的注漿員工)、干坯抗折強度、瓷坯抗折強度、開裂試驗時間、吸漿速度穩定性、泥漿毛孔試驗情況、泥漿參數穩定情況等。

本系列評價指標總分為100分，各具體指標評分細則如下：

3.1 泥漿收縮率

泥漿收縮率是一個重要指標，直接關系到產品的尺寸和規整度問題。根據本公司泥漿實際情況，泥漿收縮率設定的控制范圍為11.0%～12.0%，理想控制范圍為11.6%～11.8%。收縮率指標所占的評價分值為15分。

檢測方法：將泥漿注入石膏模，在實驗室環境中吸漿120 min后開模，石膏模上刻有150 mm長度刻度線，待試片完全干燥后測量干燥收縮率，然后入窯爐燒成，測量燒成收縮率，最后計算出總收縮率。

評分細則如下：

收縮率<11.0%，得分為該指標滿分分值的(以下簡稱：得分為)0；

11.0%≤收縮率<11.2%，得分為50%；

11.2%≤收縮率<11.4%，得分為70%；

11.4%≤收縮率<11.6%，得分為90%；

11.6%≤收縮率≤11.8%，得分為100%；

11.8%<收縮率≤12.0%，得分為80%；

收縮率>12.0%，得分為0(約束性指標，超標得0分)。

3.2 產品吸水率

根據《衛生陶瓷》國家標準要求，瓷質衛生陶瓷吸水率要求≤0.50%。本研究確定的吸水率目標控制范圍是0.20%～0.30%，因為吸水率太低則意味著要多消耗能源。

吸水率檢測采用國家標準GB 6952-2005《衛生陶瓷》中的檢測方法：選取單面帶釉的成瓷試片，采用煮沸法煮沸2 h，然后浸泡20 h，最后計算出吸水率。吸水率指標所占的評價分值為15分。

評分細則如下：

吸水率≤0.1%，得分為80%；

0.10%<吸水率<0.20%，得分為90%；

0.20%≤吸水率≤0.30%，得分為100%；

0.30%<吸水率≤0.40%，得分為70%；

0.40%<吸水率≤0.50%，得分為40%；

吸水率>0.50%，得分為0(強制性指標，超標得0分)。

3.3 收坯率

該指標直接采用人力資源部統計數據。技術熟練的老員工和技術較差的新員工(新員工判定標準：進廠注漿時間在一年以內)收坯率數據代表意義不大，不能真實反映泥漿質量的好壞。本評價體系只統計技術熟練程度為中等員工的(進廠注漿時間在1年以上、3年以下)收坯率，收坯率目標為85%。

收坯率應該考核整個分廠，這樣數據才有意義。如果只固定考核某一區域，則存在較大的取樣風險，因為同一分廠不同車間、不同班組、不同區域之間收坯率存在較大的差距。只有統計樣本足夠大，統計數據才有意義，才更能反映存在問題。

每個成形車間提供10個成形工號，這些工號所做產品應有一定的普遍性和代表性。收坯率計算方法為：本單個工號上漿的石膏模具數×每月實際上漿天數=理論收坯數，以該工號每月實際交坯數/理論收坯數=收坯率。

收坯率對成形車間的產量和質量有重大影響，是重點考核內容，所占評價分值最高，為25分，同時本指標設置加分項。

評分細則如下：

收坯率≤70%，得分為60%；

70%<收坯率<75%，得分為70%；

75%≤收坯率<80%，得分為80%；

80%≤收坯率<85%，得分為90%；

85%≤收坯率<90%，得分為100%；

90%≤收坯率<95%，得分為105%；

收坯率≥95%，得分為110% 。

3.4 干坯抗折強度

為了提高衛生陶瓷生坯強度，減少員工在后續搬運和運輸過程中造成坯體的破損，方便下面工序操作，所以專門考核此指標，其所占評價分值為10分。

根據本公司實際測量值并結合其他產區潔具廠的檢測值，本評價體系確定干坯抗折強度指標≥3.0 MPa,期望目標是抗折強度能達到3.5 MPa。在其他參數穩定的情況，鼓勵適當提高生坯強度，因此本指標也設置加分項。

評分細則如下：

抗折強度<3.0 MPa，得分為50%(非約束性指標，不做零分處理)；

3.0 MPa≤抗折強度<3.2 MPa，得分為70%；

3.2 MPa≤抗折強度<3.4 MPa，得分為90%；

3.4 MPa≤抗折強度≤3.5 MPa，得分為100%；

3.5 MPa<抗折強度≤3.7 MPa，得分為105%。

抗折強度>3.7 MPa，得分為110%。

3.5 泥漿開裂時間

使用專用的石膏模具，測量生產用泥漿的開裂時間，此指標反映泥漿抗拉強度大小及收縮快慢情況，可側面衡量濕坯脫模后是否容易出現裂紋。泥漿開裂時間主要受泥漿性能及參數、測試模具結構和模具干濕度、注漿環境溫濕度的影響。對于固定的開裂試驗石膏模來說，開裂時間主要受泥漿性能和參數的影響，在一定范圍內開裂時間越長越好。該指標為重要指標，其所占的評價分值為15分，同樣設有加分項。

本研究確定的檢測方法為：使用開裂試驗專用石膏模，吸漿60 min后開模。需要特別說明的是：開模時間完全取決于泥漿本身的吸漿時間的長短，以開模后泥漿試條有一定的挺實硬度為準。開模后查看試條窄縫處是否有裂紋。若開模后泥漿試條未發現裂紋，則敞開上模，用風扇直吹，直到出現開裂，記錄試條開裂的時間。理想的泥漿開裂時間為70～75 min。使用同一桶生產泥漿，在實驗室(條件相對恒定)和成形車間(固定同一個位置)同步平行做開裂試驗，以成形車間所測定數據為準，實驗室測定數據作為對比參照數據，以考察泥漿變化情況。

評分細則如下：

開裂時間<60 min, 得分60%；

60 min≤開裂時間<65 min，得分80%；

65 min≤開裂時間<70 min，得分90%；

70 min≤開裂時間<75 min，得分100%；

開裂時間≥75 min,得分110%。

3.6 吸漿速度

實驗室安排專人每日在成形車間環境內使用生產泥漿做吸漿厚度試驗，使用圓形坩堝狀石膏模，每日加入相同容積的生產用泥漿，單面吸漿90 min(以大生產實際吸漿時間為參考)后放出余漿，打開風扇直吹，鞏固60 min，測量濕坯吸漿厚度。測量位置取中間部位同一高度、3個不同位置坯體厚度，結果取3個數值的算術平均值。

我們預期的控制目標是：在一個相對短的評價周期內(比如一周)，泥漿吸漿速度應相對穩定，以有利于成形員工操作，不能忽快忽慢。根據我們的長期研究經驗可知，泥漿吸漿厚度波動范圍應小于0.4 mm。因此,通過考察吸漿厚度波動范圍(下面簡稱波動范圍)來評估此指標，此指標所占的評價分值為10分。

評分細則如下：

波動范圍<0.4 mm,得分為100%；

0.4 mm≤波動范圍<0.7 mm，得分90%；

0.7 mm≤波動范圍<1.0 mm，得分75%；

1.0 mm≤波動范圍<1.3 mm，得分60%；

1.3 mm≤波動范圍<1.6 mm，得分30%；

1.6 mm≤波動范圍，得分為0(吸漿速度波動太大，生產無法穩定，作0分處理)。

3.7 泥漿參數

制坯穩定的一個必要條件是泥漿的各項參數每日變化不大。因此，本評價體系關注并考察該項指標。但泥漿的所有參數只是為了保證容易收坯，在前面3.3中已考核了收坯率，所以此指標占的分值略微降低，所占評價分值為10分。

由于泥漿參數較多，考察全部參數不現實且意義不大，因此本研究只考察容重、流速和觸變(波美濃度計法)3個參數。以7天為一個評價周期，考察這一周內3項參數的變化情況。

評分細則如下：

1)泥漿容重變化小于0.005 g/cm3，流速變化小于5 s,觸變波動小于0.5，得分為100%(有任一項不符合，得分扣5%，下同)；

2)泥漿容重變化小于0.010 g/cm3，流速變化小于10 s,觸變波動小于1.0，得分80%～90%；

3)泥漿容重變化小于0.015 g/cm3，流速變化小于15 s,觸變波動小于1.5，得分60%～70%；

4)泥漿容重變化小于0.020 g/cm3，流速變化小于20 s,觸變波動小于2.0，得分20%。

4 漿料使用性能指標評價內容和評價標準

同一種泥漿，因員工技術熟練程度不同、產品型號不同、區域溫濕度不同、模具干濕度不同等因素，都會導致反饋結果有較大偏差甚至完全相反。因此，本評價體系納入漿料使用性能指標進行考核，但因該指標數據主觀性太強，所以分值權重相對降低，只占總得分的10%，以保證整體評價結果的客觀性。

本系列評價指標的調查對象為成形車間主任，分別打分，結果取所有調查對象的平均值。車間主任代表本車間所有員工，數據統計的代表意義應該更大一些。當然，為了避免此處的人為誤差，下面還專門補充增加了對一線員工的實際調查統計。

4.1 收坯情況

以各車間整體收坯率數據為準，與上述3.3的收坯率統計方法不同。該項指標為漿料使用性能指標的主要評分項，所占的分值比較較高，分值為40分。收坯率計算方法為：本車間所有注漿的石膏模具數×每月實際上漿天數=理論收坯數，以車間每月實際交坯數/理論收坯數=收坯率。

評分細則如下：

收坯率<60%，得分該該項滿分分值的40%；

收坯率<65%(60%～65%)，得分該該項滿分分值的50%；

收坯率<70%(65%～70%)，得分該該項滿分分值的60%；

收坯率<75%(70%～75%)，得分該該項滿分分值的70%；

收坯率<80%(75%～80%)，得分該該項滿分分值的90%；

收坯率<85%(80%～85%)，得分該該項滿分分值的100%；

收坯率<90%(85%～90%)，得分該該項滿分分值的105%；

收坯率≥90%，得分該該項滿分分值的110%；

4.2 其他情況

裂紋情況：察看開模后坯體表面裂紋情況，主要考察膽內裂紋、管道裂紋、水箱裂紋等。

爛坯情況：察看濕坯在成形車間烘干一晚后，第二天無法補救、只能丟掉的爛坯的情況。

察看其他吸漿快慢、收水快慢、雜質多少等情況。評分細則見表1 。

表1 漿料使用性能指標評分表

5 工藝調查指標的評價內容和評價標準

考慮到成形車間管理人員的反饋信息的主觀性較強，有時未必能真正反映了一線員工的真實情況，因此，有必要專門安排人去調查實際的注坯情況。該指標所占分值為15分，超過漿料使用性能指標的權重，以保證評價結果的可靠性。

每個成形班隨機選定2條生產線為調查對象，但該生產線員工不應是新員工，至少應該為從事注漿工作6個月以上的員工。本研究設想的方案是：到車間現場去查看員工的爛坯情況、開模后濕坯裂紋情況，以及收坯率情況、吸漿情況等。通過掌握第一手資料，以保證評價結果的客觀性。每條生產線的具體的評分細則見表2 。

表2 工藝調查指標評分表

根據本公司實際收坯情況、燒成質量情況，并結合外界氣候情況，本評價體系具體指標參數、評分細則應每半年更新、調整一次。

6 結語

衛生陶瓷漿料質量評價是個復雜的問題，涉及部門較多，而且很多數據還難以量化，編寫一個統一的評價方法確實難度很大。本研究所述漿料評價體系，是筆者根據本公司實際情況及多年生產經驗綜合編制而成，因作者水平有限，所以難免有不足或缺失之處，但對國內衛生陶瓷企業具有一定參考借鑒意義。筆者期望能起到拋磚引玉的作用，能有更多的業內人士關注和研究漿料質量的評價工作，共同促進潔具行業的進步。