一種解決全瓷釉面磚輥棒印的方法

張歡樂 徐登翔 殷少澤 張建東

摘 要： 現在陶瓷市場主流產品為全瓷釉面磚，吸水率為≤0.5%，俗稱雙零吸水率產品。企業為了加大產量拉低生產成本，所以大面積使用寬體窯（內寬大約2.5米）。隨著窯爐內寬增加，每橫排原本走兩片800mm×800mm瓷磚增加為三片。瓷磚要窯爐內走位過程中，主要通過輥棒傳動，窯爐越寬，輥棒相應越長，瓷磚重量越大（單片約18公斤，三片54公斤），輥棒受力越大，輥棒受長期重力作用產生變形。由于瓷磚為高溫燒制，輥棒受熱更加容易變形，加上瓷磚重力作用，輥棒容易產生弧形，高溫下瓷磚坯體因受熱變軟，軟坯體在弧形輥棒中走位，坯體下凹，導致坯體磚面局部不凸凹不平，從而產生輥棒印。筆者結合理論與生產實際，總結出來一些解決全瓷釉面磚輥棒印的方法。

關鍵詞： 全瓷釉面磚、輥棒印、坯體配方、鉀含量

1 前 言

現在陶瓷市場主流產品為全瓷釉面磚，吸水率為≤0.5%，俗稱雙零吸水率產品。企業為了加大產量拉低生產成本，所以大面積使用寬體窯（內寬大約2.5m）。隨著窯爐內寬增加，每橫排原本走兩片800mm×800mm瓷磚增加為三片。瓷磚在窯爐內走位過程主要通過輥棒傳動，窯爐越寬，輥棒相應越長，瓷磚重量越大（單片約18kg，三片54kg），輥棒受力越大，輥棒受長期重力作用易產生變形。由于瓷磚為高溫燒制，輥棒受熱更加容易變形，加上瓷磚重力作用，輥棒容易產生弧形，高溫下瓷磚坯體因受熱變軟，軟坯體在弧形輥棒中走位，坯體下凹，導致坯體磚面局部不凸凹不平，從而產生輥棒印。

2使用耐高溫輥棒

正常使用的輥棒為陶瓷棒，可承受溫度在1180-1200℃之間，如果使用耐高溫輥棒，如碳化硅輥棒，承受溫度可以增加30℃，減少棍棒在高溫下的變形，保證坯體走位更加平穩。但是此種輥棒在長期經受高溫后也會發生變軟，從而在自身重力及磚的重量雙重壓力下變形，不能根本解決輥棒印。此外，碳化硅輥棒制造工藝復雜，成品率低，是普通輥棒的三倍價格，價格昂貴，造成生產成本較高，無法普及使用。目前市面上性價比較好的輥棒是某公司出品的S98輥棒，耐高溫，價格合適，高溫換棒不容易斷，損耗小，可以循環使用。

3優化坯體坯方成分

3.1優化坯體配方鋁含量

支撐全拋釉坯體配方骨架的成分主要是硅和鋁，影響配方溫度的主要是鋁含量，鋁含量越高配方溫度越高，窯爐燃耗越高。對于雙零吸水率產品鋁含量高就很難燒熟，就算吸水率燒到小于0.05%也容易反變，為確保不反變就只能將燒成溫度提高或把燒成區拉長，正是這樣輥棒印就會明顯。鋁含量越低，配方溫度越低，相應坯體就容易在高位下軟化變形，所以鋁含量要有個合適的范圍。目前全拋釉生產都是大窯爐快燒，鋁含量不宜太高，膨脹系數能滿足與釉料配合就好，否則既浪費了成本又做不好產品。對于生產雙零吸水率產品鋁含量控制在19.0%-20.0%較為適宜，最好不要超過21.0%，除非是不追求產能慢速燒成的窯爐。

3.2優化坯體配方鉀含量

鉀的熔點高，屬高溫助熔劑，鉀長石的高溫屬性：熔融范圍1130-1450℃，高溫下鉀長石熔融慢，熔液的粘度大，且隨溫度升高，熔液粘度降低緩慢，相對燒成范圍較寬。鉀在自然界中較為豐富，很多廠家在坯料配方中控制在3.0%-3.5%， 其實有點偏低，如果鉀含量能引入到4.0%以上，可以大大有利于解決輥棒印。

通過對坯體引入高鉀原材料，提高坯體在高溫下的粘度，維持坯體骨架強度，提高瓷磚坯體始熔點，拓寬瓷磚坯體燒成溫度范圍。從而使的瓷磚在窯爐高溫段傳輸過程中，增強瓷磚骨架強度，抵消瓷磚坯體在高溫下的自身重力而造成變形，同時減緩輥棒變形對坯體造成的有害應力，保證瓷磚磚面規則平整，無凸凹變形。某廠使用的配方1燒成后棒印明顯，提高鉀含量使用配方2后，磚型很直，磚面很平，棒印測量為零。

3.3優化坯體配方鈉含量

鈉長石是低溫助熔劑，鈉長石熔融溫度低，約為1100-1200℃，熔融速度快，形成的液相粘度低，隨著溫度升高粘度較低比較快，在燒成過程中容易變形。南方的陶瓷廠技術人員習慣把鈉調到2.0%以上，甚至有的廠在2.5%左右，鈉含量高一點燒成溫度較低，也易于控制產品后期反變。但是全拋釉及仿古釉面磚坯體不能讓鈉含量過高，鈉含量高會與鈣及其它低溫有害物質共熔軟化，在高溫區就形成了輥棒印。

鈉含量過高還會讓坯體在中前溫段過早收縮，而此時的釉料又沒有達到收縮溫度時，磚坯就會很拱，磚就會爬著向前走，容易造成某件磚單角不規則變形，當磚爬行到高溫區時磚坯軟化，由于磚自身的重力作用下，磚中心回落在輥棒上，而支撐磚坯爬行的那個支撐點就成了前后兩條明顯的輥棒印。

通過反復研究，在釉面磚的坯體配方中鈉含量控制在1.5%-1.7%最佳。如果配方的燒成溫度過高可通過用適量的滑石來降低燒成溫度，適量的滑石還能拓寬燒成溫度，但配方的燒成溫度又不宜制定太低。

3.4優化坯體配方鈣含量

鈣也是低溫助溶劑，在950～1000℃開始反應，可以說CaO對生產雙零全拋釉或仿古磚影響是非常大的。例如：某公司拋釉磚的坯體配方中鈣超過1.5%，導致其燒成溫度過低（環溫）1135～1145℃，產品出窯蛇形嚴重輥棒印也非常明顯，而窯爐沒有調整空間了最后只能停產。當降低坯體配方中的鈣后（0.8%以下），燒成溫度也提高到了1155～1165℃，變形和輥棒印都不見了。

4確定配方溫度范圍

確定好配方鋁、鉀、鈉、鈣等成分，其實就是為了確定配方燒成溫度范圍。從2012年開始，大量企業從拋光磚轉行做全拋釉，坯體配方很多成分都參考了拋光磚的底料，只是簡單的把鋁含量從18%調到了21%，燒成溫度也與拋光磚相近，有時候甚至更低。測溫環溫度（進口大測溫環英國波樂思）在1140～1150℃，但是磚形很不理想，S形嚴重輥棒印也明顯。為此很多廠對窯爐設備進行改造，把高溫度區的輥棒直徑改小、棒距改小，可是沒有改善輥棒印。坯體配方耐火度太低不利于磚形及輥棒控制，配方溫度太高，輥棒和坯體都容易變形，通過大量試驗及陶瓷廠真實實踐經驗，坯體配方燒成溫度應控制在1165～1180℃之間。

5選擇優質坯體砂坭料

確定好配方主要成分后，剩下的就是如何選擇砂坭原料進行組合搭配。其實全瓷釉面磚與微粉拋光磚在選料方面有很大的不同，對拋光磚面料我們關注材料的純度、白度。而全瓷釉面磚對磚形和輥棒印要求高，所以在選擇坯用原材料時我們更應側重其燒成溫度和成分。如表3所示。

高鋁砂和鈉長石是河南某廠生產雙零吸水率全拋釉的兩個主料，其中高鋁砂用量在28～30%，鈉長石用量在17～18%。從兩個料的成分上看都是很優質的砂坭料，可實際生產出來的產品輥棒印卻比較嚴重。原因就在于高鋁砂的鈉含量不夠的情況下，用鈉含量較高的鈉長石引入鈉含量，造成燒成溫度很低，由于坯料的球磨細度有限，造成高溫燒成區出現低溫料單獨燒過火形成輥棒印。所以在選擇長石類原料時盡可能鉀鈉適中的原料，少用加工過的，防止供應商為滿足成分要求采用高低溫礦石搭配，最好原料中鉀鈉比為：4（鉀）：3（鈉），如表3所示，這兩個中溫鉀鈉砂很適合做雙零拋釉磚主料。

配方中提到鋁的原材料，如煅燒鋁土、鋁土、水洗高嶺土等原材料。做雙零吸水率釉面產品最好不要使用煅燒過的鋁土，經過煅燒的鋁土失去了活性，且耐火度又高，沒有完全磨細的顆粒很難燒熟，容易出現后期反變。生的鋁土往往燒失量會很大，用多了不好氧化，容易黑心，建議控制生鋁土的用量，用一定量的水洗高嶺土代替，水洗高嶺土在高溫成瓷時結合性會更好。

6優化釉料配方

釉料對輥棒印的影響主要通過兩方面，一是膨脹系數與坯體是否匹配;二是釉料溫度是否合適。在全拋釉產品的面釉配方中，如果我們使用了過多的煅燒氧化鋁粉和煅燒土來提高鋁含量的話，這樣造成面釉溫度較高，面釉在窯爐中溫段不收縮，或者收縮很小，而此時的坯料收縮大就會造成磚在窯爐的中溫段很拱，就會對產品在中溫段走磚有很大影響，同時對輥棒印也有影響。這就是為什么燒釉面磚的窯爐中溫區域都很短，目的是減少磚在中溫段拱著爬行太久而影響磚形和輥棒印。所以在制定全拋釉面釉配方時應選用鋁高而鉀鈉含量又不高的長石粉，減少煅燒土的用量，盡可能控制煅燒氧化鋁粉的用量。AL2O3含量在21%～24%比較合適，再匹配坯體的膨脹系數，只要面釉的溫度控制合適就能壓住在燒成時坯體上來的氣體。一般來說把全拋釉面釉單一刮板試燒有輕微吸墨水即可（用光澤度儀檢查在4～5°）。

7小結

綜上所述，要控制全瓷釉面磚輥棒印，需在輥棒、坯、釉配方上做好這五點：（1）輥棒選擇適合自己窯爐的輥棒，如某公司S98型號，性價比較高;（2）坯體鉀含量控制在4%～4.5%范圍，保證坯體高溫下不變形;（3）坯體鈉含量不超過2.0%，確保配方溫度適宜;（4）配方中的單一原材料溫度不宜相差太大;（5）全拋釉面釉配方不宜用太多煅燒氧化鋁及燒土;以上五點做好的話，可以關于解決大部分造成釉面磚輥棒印的問題，確保磚型又直又平。