淺談陜西銅川原材料及仿古、全拋釉瓷磚的坯體配方設(shè)計(jì)

招偉培　羅宏　龍海仁　周燕　黃帥

摘 要：隨著國(guó)內(nèi)西北部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)加速發(fā)展，陶瓷磚產(chǎn)品需求量日益增大，而該地區(qū)的陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處于萌芽期，產(chǎn)量低且品質(zhì)不高。外地陶瓷磚產(chǎn)品的輸入，由于運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，導(dǎo)致其物流成本較高。為了從本質(zhì)上降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，采用就近取材的原則，我們對(duì)陜西省銅川市進(jìn)行了實(shí)地考察。我們通過(guò)與當(dāng)?shù)卣臏贤?，?shí)地考察當(dāng)?shù)卦牧系钠焚|(zhì)和分布情況，同時(shí)對(duì)周邊的一些陶瓷廠的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀況進(jìn)行了分析，對(duì)當(dāng)?shù)靥沾僧a(chǎn)業(yè)有一個(gè)較全面的了解。本文從瓷磚生產(chǎn)（主要包括仿古全和拋釉磚）的角度，闡述該地區(qū)的原料情況及其在瓷磚坯體配方的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：仿古;全拋釉;原料;配方;西北產(chǎn)區(qū)

1 前 言

本司應(yīng)陜西省銅川市招商局邀請(qǐng)，對(duì)當(dāng)?shù)靥沾僧a(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行考察，主要是瓷磚廠項(xiàng)目的前期可行性評(píng)估，包括廠區(qū)的選址、基建，原材料的品質(zhì)及分布，以及物流的成本及分布等情況。期間實(shí)地考察了銅川一部分礦土資源，跟當(dāng)?shù)刂饕脑牧瞎?yīng)商進(jìn)行了深入的交流，并參觀了主要陶瓷廠區(qū)（主營(yíng)產(chǎn)品類(lèi)別包含瓷片、仿古、全拋釉及拋光磚）。在招商局領(lǐng)導(dǎo)的帶領(lǐng)下，與當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)家及技術(shù)人員舉辦了技術(shù)交流座談會(huì)。本文對(duì)原材料配方及成本進(jìn)行評(píng)估，針對(duì)生產(chǎn)極低吸水率（小于0.1%）仿古或全拋釉瓷磚產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)分析。

2 原料概述

現(xiàn)有成熟的仿古磚或全拋釉坯料配方的化學(xué)成分體系，一般采用多助熔劑體系。起初行業(yè)內(nèi)配方體系較常見(jiàn)的是K2O-Na2O配方體系，后來(lái)為了降低成本以及拓寬燒成范圍，引入了滑石類(lèi)原料，采用K2O-Na2O-MgO配方體系，這也是當(dāng)今行業(yè)內(nèi)主流的坯體配方體系。當(dāng)然也有越來(lái)越多的企業(yè)為了進(jìn)一步降低配方成本，開(kāi)始嘗試使用CaO-MgO-K2O-Na2O配方體系，坯體配方的不同，體現(xiàn)在化學(xué)成分中的差異，所適配的釉面及窯爐控制也大相徑庭，導(dǎo)致瓷磚產(chǎn)品的一些物化指標(biāo)也有差別。參照現(xiàn)時(shí)本公司的坯體配方體系K2O-Na2O-MgO，對(duì)原材料品類(lèi)劃分如下： 黏土類(lèi)原料，長(zhǎng)石類(lèi)原料，滑石類(lèi)（也可以用鎂質(zhì)坭）原料以及混合類(lèi)原料。

2.1黏土類(lèi)原料

一般做瓷質(zhì)磚，黏土資源運(yùn)輸較為方便的地區(qū)，用黑泥居多，根據(jù)其成分，粘性強(qiáng)度，氧化性能及配方穩(wěn)定性，一般數(shù)量由2-4個(gè)組成;黏土資源運(yùn)輸較為困難的，可以用其他坭替代，甚至用膨潤(rùn)土類(lèi)，不過(guò)采用膨潤(rùn)土的配方，對(duì)其漿粉料的性能（包括流動(dòng)性，粉料水份，顆粒度等）會(huì)有較大的影響，還有干燥窯也需要進(jìn)行較大的遷就，由于比較敏感，所以不是所有廠都可以使用。當(dāng)然也有的廠，配方里的黑泥和膨潤(rùn)土搭配一起使用，這樣調(diào)整手段更加靈活。此外，如果產(chǎn)品配方對(duì)鋁含量要求較高，也可以引進(jìn)一些鋁礬土作為補(bǔ)充。對(duì)于黏土的評(píng)定，一般常見(jiàn)的是測(cè)其化學(xué)成分，主要看鋁含量，對(duì)燒失量和鐵鈦含量也要重點(diǎn)關(guān)注，不宜過(guò)大過(guò)多。原料燒板測(cè)白度（簡(jiǎn)稱(chēng)燒光板），原料的漿料流動(dòng)性，干燥坯的強(qiáng)度，小樣表面淋低溫釉看小板燒出來(lái)的黑心情況及釉面缺陷也是常用的原料輔助檢測(cè)方法。

2.2長(zhǎng)石類(lèi)原料

長(zhǎng)石類(lèi)原料比黏土類(lèi)原料的要求較低，不過(guò)也有幾個(gè)常見(jiàn)的評(píng)定指標(biāo)，主要是檢測(cè)化學(xué)成分，燒板測(cè)白度，以及檢測(cè)原料的顆粒度，此外在長(zhǎng)石中，有一些高鈣長(zhǎng)石，需要注意燒失量，以免含有的碳酸鹽影響磚面的表面質(zhì)量。

2.3滑石類(lèi)原料

大部分瓷質(zhì)磚廠使用滑石或者鎂質(zhì)坭來(lái)引入鎂，也有一些廠采用透輝石進(jìn)行引入，主要關(guān)注這兩個(gè)評(píng)定指標(biāo)：原料的化學(xué)成分（鈣鎂含量，燒失量）以及原料燒板的白度。

2.4混合類(lèi)原料

由于現(xiàn)在的環(huán)保政策收緊以及品質(zhì)較好的礦產(chǎn)資源可開(kāi)采量逐年減少，越來(lái)越多供應(yīng)商為了滿足廠家需求，建立原料堆場(chǎng)，采用混料的方式，將不同成分及品質(zhì)相對(duì)較差的原料勾兌成滿足廠家要求的混合類(lèi)泥砂，像本公司佛山生產(chǎn)基地用的混合黑泥，標(biāo)準(zhǔn)砂，都是勾兌出來(lái)的，這樣可以有效地減少陶瓷廠的砂泥倉(cāng)，同時(shí)也能用相對(duì)較低的成本滿足陶瓷廠對(duì)原料的成分需求。黏土類(lèi)原料和長(zhǎng)石類(lèi)原料的邊界逐漸模糊，因此這種長(zhǎng)石類(lèi)原料也需要做一些黏土類(lèi)原料的性能檢測(cè)。

3 銅川原料及陶瓷廠概況

3.1 原材料概況

表1為銅川可用的土類(lèi)原料成分分析，表2為銅川可用的長(zhǎng)石類(lèi)原料成分分析。

銅川當(dāng)?shù)氐酿ね猎现饕且杂操|(zhì)黏土為主，軟質(zhì)黏土極少。原料的粘性較差，鐵含量較高，白度較差，不過(guò)其鋁含量較高，氧化性能尚可，如在原料進(jìn)廠前加強(qiáng)除鐵精選等預(yù)加工的話，可能是一種做高白度瓷磚的原料。

當(dāng)?shù)丶爸苓吺∈幸M(jìn)的膨潤(rùn)土類(lèi)原料品質(zhì)較差，估計(jì)其中夾雜著其他的礦物，主要體現(xiàn)在氧化性能較差，容易起泡，在瓷磚配方中引入量不能多，主要還是需要黑泥。

當(dāng)?shù)氐拈L(zhǎng)石類(lèi)原料品種和存量極少，絕大部分是從周邊省市，甚至從更遠(yuǎn)的省份進(jìn)料，導(dǎo)致原料單價(jià)較高，其中的運(yùn)費(fèi)占了大頭。

當(dāng)?shù)氐狞S土資源，儲(chǔ)量大，白度較差，不同地方的黃土成分相差較遠(yuǎn)特別是鈣鎂含量，需重點(diǎn)關(guān)注。該原料用在瓷片生產(chǎn)上尚可，如果生產(chǎn)低吸水率的產(chǎn)品，需要控制好用量和篩選好。

原料價(jià)格方面，當(dāng)?shù)仞ね猎虾忘S土的單價(jià)較便宜，到廠價(jià)20元～40元/噸即可;周邊城市的長(zhǎng)石資源的性?xún)r(jià)比也挺高，如葉臘石50元～60元/噸，成分尚可。如需要引進(jìn)一些成分更好的長(zhǎng)石，如鉀長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石，需要從河南等省份進(jìn)來(lái)，價(jià)格從200元～400元/噸。

3.2 銅川陶瓷廠概況

表3為銅川陶瓷廠概況。

從當(dāng)?shù)氐囊恍┨沾蓮S的具體情況分析，由于本地及周邊市場(chǎng)需求正在逐步放開(kāi)，市場(chǎng)容量暫時(shí)不是很大，大部分的陶瓷廠的生產(chǎn)線產(chǎn)能規(guī)模都不是很大，產(chǎn)線數(shù)量也不多。產(chǎn)品大多以600mm×600mm、800mm×800mm規(guī)格為主，小規(guī)格產(chǎn)品居多。由于原材料的雜質(zhì)較多，以大吸水率產(chǎn)品為主，本地化原料品質(zhì)不高，使用占比為6-7成，需要引進(jìn)附近地區(qū)的原料作為補(bǔ)充。燃料還是以成本相對(duì)較低的煤炭為主，天然氣的使用占比較低。個(gè)別廠已經(jīng)開(kāi)始重視產(chǎn)品的品質(zhì)提升以及規(guī)格的拓展，生產(chǎn)高品質(zhì)、低吸水率、大規(guī)格的產(chǎn)品。隨著西北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)逐步發(fā)展，對(duì)高檔次產(chǎn)品需求是一個(gè)趨勢(shì)。

4 當(dāng)?shù)卦牧蠈?duì)產(chǎn)品坯體配方的匹配及分析

4.1選料的原則

本次原料試驗(yàn)的條件：全拋釉產(chǎn)品燒成環(huán)境（亦可燒仿古磚），窯爐測(cè)溫環(huán)溫度1160～1165℃，燒成周期50min，高溫區(qū)面溫/底溫=1210/1205℃，相應(yīng)產(chǎn)品的吸水率均在0.1%以下，釉板試驗(yàn)所用釉料為全拋釉。

由于設(shè)想是生產(chǎn)極低吸水率0.1%以下的全拋釉和仿古磚產(chǎn)品，因此對(duì)于鈣含量高的原料，暫不作考慮，否則容易出現(xiàn)產(chǎn)品表面氣孔，波浪紋，及抗折強(qiáng)度較低等問(wèn)題。

黏土的釉板，主要是評(píng)估其氧化性能，不能出現(xiàn)較明顯的膨脹氣孔等缺陷，一般鈣含量高的原料容易出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題，可允許出現(xiàn)少量的黑心等現(xiàn)象。

黏土的解膠性能（流動(dòng)性）不能太差，試板（80mm×120mm×6mm）干燥強(qiáng)度一般3.5～5.5MPa即可，選用了外料廣東黑泥（軟質(zhì)黏土），預(yù)計(jì)廣東黑泥的用量在10%-15%，搭配當(dāng)?shù)卦希毫⒌仄萝涆幔ね粒┖蜕系牮ね恋扔操|(zhì)黏土，這兩個(gè)料的鋁含量較高且價(jià)格便宜。

長(zhǎng)石類(lèi)原料，對(duì)于部分沒(méi)有提供價(jià)格的原料，這里暫不使用，只使用有到廠價(jià)格的原料。其他的，沒(méi)有太多限制條件，根據(jù)價(jià)格，成分，白度綜合評(píng)估即可。

4.2用當(dāng)?shù)卦牧铣醪街贫ǖ呐浞郊胺治?/p>

可能存在的問(wèn)題：由于配方里有較多單原材料的鐵含量超過(guò)3%，雖然總配方里的鐵含量只有1.28%，但極容易出現(xiàn)雜質(zhì)缺陷，在有全拋釉的情況下，容易鼓包，因此必須對(duì)漿料磨得很細(xì)，加強(qiáng)除鐵過(guò)篩。

5 綜 述

（1）西北地區(qū)陶瓷磚原材料不能完全實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)鼗?，其中銅川當(dāng)?shù)卦险急榷?，陜西周邊省份原料占比六至七成，較遠(yuǎn)省份原料如廣東黑泥占比一至二成。

（2） 瓷磚配方成本雖然比廣東陶瓷廠稍高，不過(guò)考慮到成品磚的運(yùn)輸成本，最終的綜合成本會(huì)有較大的優(yōu)勢(shì)。

（3） 從配方的穩(wěn)定性的角度來(lái)考慮，結(jié)合原料的實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中可能存在的困難及不穩(wěn)定因素，可以考慮多找一些原料作為黑泥的補(bǔ)充，例如內(nèi)蒙古的膨潤(rùn)土，其品質(zhì)不錯(cuò)且儲(chǔ)量大，運(yùn)輸方面也較廣東的要方便一些，這個(gè)可以作為日后的一個(gè)重要嘗試。

（4） 當(dāng)?shù)卦牧系钠焚|(zhì)普遍較差，更適合生產(chǎn)瓷片，鑒于長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的考慮，可以把瓷片線和瓷磚線一并搞起。雖然當(dāng)?shù)丶爸苓吺∈械娜司杖胂鄬?duì)較低，普遍只有珠三角的三分之一，但是消費(fèi)者對(duì)中高端產(chǎn)品的購(gòu)買(mǎi)量占比接近20%，隨著西部城市化進(jìn)程的推進(jìn)，在設(shè)計(jì)瓷磚生產(chǎn)線所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品時(shí)，建議以低端高吸水率產(chǎn)品為主，結(jié)合少量中高端產(chǎn)品。中高端產(chǎn)品一方面可以滿足中高端消費(fèi)群體的需求，同時(shí)也可以積累生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，為未來(lái)轉(zhuǎn)型中高端產(chǎn)品儲(chǔ)備技術(shù)實(shí)力。同時(shí)由于運(yùn)費(fèi)節(jié)約了50%以上，中高端產(chǎn)品成本上與外省基地的產(chǎn)品比較也有一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。