提高陶瓷粉料穩(wěn)定性能的研究*

趙光巖 吳 敏

(佛山歐神諾陶瓷股份有限公司 廣東 佛山 528138)

提高陶瓷粉料穩(wěn)定性能的研究*

趙光巖 吳 敏

(佛山歐神諾陶瓷股份有限公司 廣東 佛山 528138)

陶瓷粉料的質(zhì)量是陶瓷生產(chǎn)的基礎(chǔ)，陶瓷粉料的穩(wěn)定性決定了陶瓷生產(chǎn)的穩(wěn)定性。筆者針對(duì)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)更換不同漿池的粉料而導(dǎo)致磚形變化大的問題，通過對(duì)原材料的均化、投料的準(zhǔn)確性、球磨細(xì)度的穩(wěn)定性和漿料的均化等方面進(jìn)行改善，提高了陶瓷粉料的穩(wěn)定性，降低了更換不同漿池粉料磚形的差異。

變形差異 均化 細(xì)度 校準(zhǔn)

前言

陶瓷粉料制備是陶瓷磚生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，性能穩(wěn)定的陶瓷粉料是陶瓷磚生產(chǎn)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，是生產(chǎn)高品質(zhì)陶瓷磚的根本。陶瓷粉料性能不穩(wěn)定往往表現(xiàn)在生產(chǎn)過程中更換不同漿池的同一種類生產(chǎn)粉料時(shí)，燒成的陶瓷磚其磚形與粉料更換前的磚形有較大的差異，磚形的凸凹變形情況與粉料更換前的磚形有較大差別，甚至在燒成過程中出現(xiàn)過燒或生燒的現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。目前，國(guó)內(nèi)陶瓷磚的生產(chǎn)比較粗糙，大部分的原材料在開采出來后直接使用或只經(jīng)過簡(jiǎn)單的破碎加工后直接使用，由于天然的原材料本身的不均勻性，因此原材料成分存在較大波動(dòng)，容易造成陶瓷粉料的性能波動(dòng)，導(dǎo)致陶瓷粉料不穩(wěn)定。

陶瓷生產(chǎn)廠家的解決辦法是：將同一類型的原料選用2～4個(gè)搭配使用，減少每個(gè)原料的使用比例，以實(shí)現(xiàn)減少原材料的化學(xué)成分波動(dòng)對(duì)粉料化學(xué)穩(wěn)定性的目的。此外，在粉料加工過程中，原料投料工序中投料的誤差、球磨、配漿和噴粉等加工過程的不科學(xué)性也會(huì)對(duì)陶瓷粉料的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響。

在生產(chǎn)過程中，我們發(fā)現(xiàn)陶瓷磚突然出現(xiàn)變形波動(dòng)往往發(fā)生在更換同一品種、不同漿池的粉料時(shí)。圖1是連續(xù)跟蹤42次更換不同漿池的同種粉料后磚形的變化情況。從圖1可以看出，更換不同漿池的同種粉料后，磚形變化超過0.2 mm有30次，磚形變化超過1.0 mm有5次。更換不同漿池的同種粉料后磚形出現(xiàn)較大變化，這說明粉料在產(chǎn)生過程中存在不足，所以造成加工后的粉料的穩(wěn)定性差，導(dǎo)致更換不同漿池的同種粉料后磚形出現(xiàn)較大的變化。

通過對(duì)粉料的加工過程進(jìn)行分析，我們認(rèn)為提高粉料的穩(wěn)定性方面需要從以下幾方面入手：

1)原材料的均勻性；

2)投料的準(zhǔn)確性；

3)球磨細(xì)度的穩(wěn)定性；

4)漿料的均化處理。

圖1 更換不同漿池粉料時(shí)磚形變化情況

1 原材料的均勻性

在改善原材料均勻性方面，我們采取的措施是對(duì)原料進(jìn)行均化處理，用鉤機(jī)對(duì)不同批次的原材料進(jìn)行重新混合，提高原料的一致性。根據(jù)原材料的使用情況，我們將使用量超過20%或者氧化鋁含量超過20%的原料定義為關(guān)鍵原材料，對(duì)關(guān)鍵原材料我們要進(jìn)行二次均化處理，對(duì)其它原材料進(jìn)行一次均化處理。通過均化處理，原料的均勻性會(huì)得到提高，可降低原材料自身不均勻?qū)Ψ哿戏€(wěn)定性的影響。為了驗(yàn)證原材料均化的效果，我們分別在均化前和均化后的原料堆上取不同點(diǎn)的原材料進(jìn)行球磨、制粉、壓餅和燒制，通過各點(diǎn)位的白度差異來評(píng)判原料的均勻性。在實(shí)驗(yàn)中，我們每次取5個(gè)不相同位置的原料，經(jīng)相同時(shí)間的球磨，造粒后采用相同的壓力壓制圓餅，然后一起在1 220 ℃的電爐內(nèi)燒成。

圖2 均化對(duì)原料的白度的影響

圖2是經(jīng)過不同均化次數(shù)的某原料的不同位置樣品的燒成白度，從圖2可以看出，隨著均化次數(shù)的增加，不同位置的原料的燒成白度差異在不斷縮小，這說明原材料經(jīng)過均化處理后，原料的均勻性有明顯提高。

2 投料的準(zhǔn)確性

將各種原料按照設(shè)定的質(zhì)量投入喂料機(jī)，由喂料機(jī)通過傳送皮帶將搭配好的原料送入球磨機(jī)進(jìn)行球磨，喂料機(jī)的準(zhǔn)確性影響粉料加工的波動(dòng)性，喂料機(jī)稱重不穩(wěn)定會(huì)直接導(dǎo)致粉料成分的波動(dòng)。在檢驗(yàn)喂料的準(zhǔn)確性時(shí)，我們先用經(jīng)過校正的地磅對(duì)同一原料進(jìn)行連續(xù)3次稱重，當(dāng)3次稱重的偏差在0.5%以內(nèi)時(shí)，取3次稱量的平均值作為原料的質(zhì)量，然后再將原料放入喂料機(jī)中，記錄喂料機(jī)顯示的讀數(shù)，通過對(duì)比地磅顯示的質(zhì)量和喂料機(jī)顯示的質(zhì)量確定喂料機(jī)的偏差。

圖3 喂料機(jī)校正后的顯示誤差

從圖3可以看出,校正前喂料機(jī)的讀數(shù)偏差比較大，喂料機(jī)偏差比例為-3.39%～1.33%，最大達(dá)到3.39%，校準(zhǔn)后喂料機(jī)的偏差明顯減小，喂料機(jī)的偏差為-0.37%～0.23%。由此說明通過校準(zhǔn)后喂料機(jī)的波動(dòng)性明顯降低，喂料機(jī)的準(zhǔn)確性提高，喂料機(jī)造成的粉料不均勻性得到改善。

3 球磨細(xì)度的穩(wěn)定性

粉料的球磨細(xì)度對(duì)粉料燒結(jié)溫度和燒成收縮影響較大，粉料球磨細(xì)度的微小波動(dòng)會(huì)對(duì)粉料的燒成溫度產(chǎn)生較大的影響。通過對(duì)同一種漿料的球磨細(xì)度數(shù)據(jù)分析，我們發(fā)現(xiàn)實(shí)際球磨細(xì)度在0.5～1.0(用不能通過250目篩的百分比表征)時(shí)，偏離0.8～1.0的標(biāo)準(zhǔn)細(xì)度，這就造成不同漿池的漿料粉料燒成溫度不穩(wěn)定，導(dǎo)致磚形發(fā)生變化。對(duì)球磨時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，我們發(fā)現(xiàn)同一規(guī)格的球磨機(jī)球磨相同的原料，球磨時(shí)間分布在12～18 h，球磨時(shí)間波動(dòng)較大，而且同一球磨機(jī)球磨相同原料的球磨時(shí)間也存在一定波動(dòng)。

通過分析，我們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生球磨時(shí)間波動(dòng)的主要因素是球石的數(shù)量變化大和加水比例波動(dòng)，造成球石數(shù)量變化大的原因是補(bǔ)加球石沒有規(guī)劃性，人為地覺得球石少了就補(bǔ)加一些球石到球磨機(jī)里面，這樣就造成了球石數(shù)量的波動(dòng)；在加水時(shí)也存在較大的隨意性，原料好進(jìn)磨時(shí)加水量就少些，原料質(zhì)量差一些，進(jìn)磨時(shí)加水量就多些，用水將將原料沖散方便進(jìn)料，這樣就造成加水量的變化。

針對(duì)這種情況我們根據(jù)2015年的球石消耗量和球磨的原料的數(shù)量，計(jì)算了每次球磨的球石損耗量，每次投料補(bǔ)加定量的球石，減少球石數(shù)量的波動(dòng)；同時(shí)，我們?cè)谒渖霞友b計(jì)量裝置，定量加水，保證加水的準(zhǔn)確性，減小球磨時(shí)的水分偏差。

通過對(duì)以上措施的實(shí)施，球磨時(shí)間由調(diào)整前的12～18 h減小到調(diào)整后的12～15 h，球磨波動(dòng)性減小，球磨細(xì)度的合格率(球磨細(xì)度在0.8～1.0為合格)由84.7%提高到97.7%。

4 漿料的均化

對(duì)更換漿池后磚形出現(xiàn)較大變化的粉料進(jìn)行追蹤，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)磚形出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí)，往往是兩批漿料的細(xì)度存在較大的差異，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是漿料球磨后直接使用，球磨機(jī)球磨的細(xì)度波動(dòng)直接影響漿料細(xì)度，從而造成粉料細(xì)度不穩(wěn)定。針對(duì)這種情況，我們改變球磨后的漿料直接使用的方式，先將同種漿料放入大漿池進(jìn)行均化然后再抽出來使用，這樣就減小了球磨細(xì)度的波動(dòng)對(duì)漿料細(xì)度的影響，從而提高了粉料的穩(wěn)定性。

5 實(shí)施效果

通過上述措施的實(shí)施，粉料的穩(wěn)定性有明顯的提高。圖4是跟蹤穩(wěn)定性改善后的22次更換不同漿池的同種粉料后磚形的差異，只有一次變形差異為0.25 mm，更換不同漿池粉料的瓷磚變形差異在0.2 mm內(nèi)的比例達(dá)到95.5%，遠(yuǎn)高于調(diào)整前28.6%的比例，說明粉料的穩(wěn)定性有顯著地提高。

圖4 漿料均化后更換不同漿池粉料磚形差異

6 結(jié)論

1)通過對(duì)原材料均化改善原材料的不均勻性，降低原材料不均勻性造成粉料的不穩(wěn)定性。

2)通過對(duì)喂料機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)，調(diào)高了投料的準(zhǔn)確性。

3)通過每磨補(bǔ)加球石和嚴(yán)格控制加水量，降低球磨時(shí)間的波動(dòng)，進(jìn)而減小了球磨細(xì)度的波動(dòng)。

4)通過實(shí)施漿料均化，降低球磨細(xì)度波動(dòng)對(duì)漿料細(xì)度的影響。

Improve the Stability of the Ceramic Powder

Zhao Guangyan,Wu Min

(Foshan Oceano Ceramic Co.,Ltd.,Guangdong,Foshan,528138)

Ceramic powder is the foundation for the production of ceramics, whose stability determines the stability of the ceramic production. The big deformation of ceramic tiles is easily formed when replacing the same powder coming from different slurry tanks. In this paper, some solutions (i.e. homogenization of raw materials, feeding accuracy, fluctuation of ball-milling fineness and homogenization of the milled slurry) are carried out to improve the stability of the ceramic powder and reduce the deformation difference of ceramic tiles.

Deformation difference; Blending; Fineness; Calibration

*項(xiàng)目：廣東省產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)同創(chuàng)新與平臺(tái)環(huán)境建設(shè)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2014B090903003)

趙光巖(1977-)，碩士研究生，工程師；主要從事陶瓷品質(zhì)量管理工作。

TQ174.6

A

1002-2872(2016)05-0019-03