問:我廠位于西北陶瓷產區,生產二次燒600mm×600mm規格釉面磚,在素燒過程中經常出現裂紋和炸坯的情況。請問應從哪幾個方面進行改善?
答:這類裂紋(嚴重時會炸坯)是坯體內水份在高溫下急劇散發的表現。由于其對生產的破壞性較大,根據現場的設備觀察和工藝情況了解,筆者針對性提出幾點意見以供參考:
目前的生產狀況和相關的工藝指標為:坯體出壓機后就直接進素燒窯,坯體水份在6.5%左右,經過約7到9個區(即14~18m的區間),坯體溫度由常溫升到400℃,時間約需5~8min。出現炸坯一般在最后一個排煙支閘和設有燒嘴之間的區域。
(1) 操作上可降低前窯的溫度。將第一、二道排煙支閘相應關小,并降低第一道輥上擋火板的高度,以減少高溫區抽過來的熱煙氣,減少近窯頭的上燒嘴和下燒嘴的開度和數量,整體降低燒成溫度,條件成熟時也可采用一次半燒的方式(即高溫釉燒,低溫素燒)。
(2) 結構上進行調整。在進入燒成窯的前面增加3到4個區(約6~10m)的干燥區,其熱量可來自窯爐的排煙。與窯爐的對接處輥上空間半個區,以保持其相對獨立性;另外可在易出現炸坯的部位設置幾個可調的進風口,以利于在出現此類問題時立即降溫,緩解生產的破損。
新窯爐投產時窯爐出磚不平齊的解決方法
問:我廠由佛山某一大型窯爐公司承建一組瓷片生產線,素燒窯長260m,內寬2.8m,每排走300mm×450 mm的 8片磚。4月份投產當日,我們按15000m2/天進行試產,結果發現該素燒窯窯尾同一排磚出磚不齊,中間的磚比兩邊的磚走得慢,并且整整慢了一個磚位,最重要的是同一排磚的變形度不一樣。經檢查,磚坯在預熱帶還是平齊的,進了高溫區就開始出現中間位磚比兩邊的磚走得慢的情況,到急冷區觀察,中間位磚基本上比兩邊位的磚慢了一個磚位--即中間位磚比兩邊位磚慢了450mm左右。因窯爐暫未驗收,我們就直接與窯爐公司工程負責人溝通,但窯爐公司遲遲未能處理好,先是說傳動水平度沒調好,接下來說是輥棒直度不行,之后又說是輥棒同徑度不合格。請問,該窯爐公司負責人所說的是否有道理?作為生產人員來說,應該怎樣去排除這個問題?
答:首先,我覺得新窯投產時,應該是窯爐公司與廠家生產人員一起協助處理設備的問題,這樣雙方才會盡快處理好問題,減少雙方的損失,不應該帶有情緒;其次,窯爐公司的技術能力如何,并不能以大型窯爐公司就一定能力強而小窯爐公司技術就較弱來作為判斷;再次,窯爐公司的技術能力也不能因某一樣問題的出現而全盤否定它的整體技術實力,解決問題才是關鍵。
至于出現窯爐同排磚出窯,中間位慢于兩窯邊位的情況,可以說是所使用的輥棒高溫荷重軟化溫度不夠造成的,簡單地說就是選用的高溫區輥棒耐高溫不夠,或者是輥棒直徑選型不夠大。作為寬體窯,輥棒選型應該是直徑≥60mm,所以在這種情況下,輥棒高溫狀態若承受不起相應的磚坯重量的話,則輥棒中間位會因磚坯重量和輥棒自身重力作用而出現下彎。這樣同一排磚就會在此輥棒區域出現中間低、兩邊高,并開始出現磚坯在窯兩邊高位走得快而中間低位走得相對慢的趨勢 。磚坯沿窯頭行進到急冷段﹝急冷后窯內溫度已經很低,輥棒不再軟化﹞,高溫時間越長,同一排磚坯的不平齊度就越明顯。因為這條窯是260m,燒成溫度控制在1050℃以上的區域應該在50m以上,這樣長的行進距離,足以致使同排磚不平齊。
至于該窯爐公司工程負責人所說的原因,我們可以采用分析法來排除:
(1) 傳動水平度沒調好
傳動主動邊與被動邊的水平度不夠好,這樣磚坯在窯內行進時,在出窯口會偏向水平相對低的一邊,換句話說,如果主動邊水平高于被動邊,則出窯磚坯偏向被動邊而偏離于主動邊,而不是兩窯邊位的磚快過中間窯位的磚。窯爐前后水平不好,磚坯只會在窯爐行進過程中出現波浪式起伏或“爬坡”,會影響到磚坯在燒成時的波浪式變形,但不會出現出窯時同排磚出磚不平齊的現象。
(2) 輥棒直度不行
輥棒直度不行,在高溫下輥棒不斷旋轉,會逐步自動校直,而在低溫下是校不直的,但這只會造成磚坯在此輥棒上行進出現時高時低、呈“波浪”式的起伏,影響磚坯的變形;在窯爐前段會影響到磚坯裂磚,而不會出現出窯時同排磚出磚不平齊的現象。
(3) 輥棒同徑度不夠
理論上講,若同一批輥棒都是每條輥棒的中間段直徑小于兩端的,裝在窯內,磚坯在此批輥棒上行進時,很大可能造成出窯時同排磚出磚不平齊。但是作為輥棒的成形工藝方法,這種可能性相對較低,要么就是不合格的輥棒生產廠家提供的次等品輥棒。至于輥棒某一端的直徑大于另一端的直徑,這樣的一批輥棒如果按順序裝在某區域,假設窯爐被動邊全部是大直徑而主動邊全部是小直徑的話,這樣磚坯在此輥棒上行進到出窯口,也只是出窯磚坯偏向主動邊而偏離被動邊,而不會出現出窯時同排磚出磚不平齊的現象。
窯爐建成后采用冷調的方式,用生坯試走磚,如果窯內沒有較高溫度,輥棒也就不用考慮高溫荷重軟化的問題,這樣當然試不出磚坯走磚出窯是否平齊,卻可以試出磚坯會不會偏向哪邊窯墻從而造成磚坯撞窯墻的隱患。
可以說,該窯所使用的這批輥棒的確存在質量問題,建議讓輥棒供應商一起來處理,如果是窯爐公司提供的輥棒,則窯爐公司應該處理。這樣的輥棒,如果在燒更高溫時或者是生產更大規格磚坯時,窯尾同一排磚出磚不平齊的現象將更加明顯,前后距離差可能會超過450mm。
(程昭華)
如何快速查找兩臺或三臺壓機的磚坯
同時進入雙層干燥窯時出現的邊裂缺陷
問:當兩臺或三臺壓機的磚坯同時進入雙層干燥窯出現邊裂缺陷時,如何能快速查找出原因?
答:如果單臺壓機的磚坯進入單層干燥窯及窯爐燒成,那么出現裂紋缺陷的排查方法就相對比較簡單,由于目前生產所需,很多企業都采取兩臺或三臺壓機壓磚后同時進入多層干燥窯的生產工藝,當干燥出現裂紋時,排查原因及調整就相對比單層復雜。縱觀現時的陶瓷生產企業,在處理日常生產缺陷過程中,并不缺少解決問題的經驗與方法,相反是缺少科學的數據作為支持管理者和技術人員判斷問題的依據,缺少的是能認真尋找缺陷的規律和特征,根據其特征與規律性,歸納出其產生缺陷的共性,然后才提出調整的思路與方法。現將各陶瓷廠家常用的排查裂紋缺陷的方法歸納如下,作為參考。
干燥窯出現邊裂缺陷時的排查程序:
(1) 擦油判斷法
取一些煤油或柴油,用海棉沾煤油按順序分別擦拭坯體的四條邊緣,檢查究竟是哪個工序段產生裂紋,如果在某一工序段上查到裂紋,那么就可以判斷出裂紋產生于該位置的前一工序,查找的順序分別為:窯爐入口→花機后→花機前→干燥窯出口→干燥翻坯器前→干燥入口→壓機平臺前→升降機后。
(2) 調方向判斷法
如果是小裂紋或生產微粉拋光磚,用擦油法無法檢查出裂紋時,可在窯爐入口和壓機平臺(升降機前)將坯體調轉90度角再進入窯爐或干燥,并做上記號以便坯體出窯后檢查其裂紋是否發生改變。
1) 在壓機平臺上將坯體調轉90度進入干燥窯,如果該裂紋隨坯體方向發生改變,則說明該裂紋來自于壓機工序,有可能是布料脫模以及翻坯器或平臺輥棒不平造成。
2) 在干燥入口將坯體調轉90度進入干燥窯,如果該裂紋不隨坯體方向發生改變,則說明該裂紋來自于干燥窯工序。
a) 如果裂紋出現在垂直于輥棒方向位于磚坯的前邊緣,則為升速干燥階段溫度過高、空氣濕度過小所致,反之,裂紋出現在后邊緣的話,則為干燥升速與等干燥階段的溫度不足所致。
b) 如果裂紋出現在平行于輥棒方向位于磚坯的兩側,則有可能是干燥溫度過高、排水過急或者干燥溫度過低,坯體強度不足所致,同時還要考慮可能存在輥棒高低不平、跳動等機械應力等因素。
3) 花機前后調轉方向,可以直觀地排除是否為花機的皮帶或印花刮刀調節不平行所致。
4) 在窯爐入口將坯體調轉90度后進入窯爐,可以判斷出裂紋是屬于窯爐升溫階段所產生還是未進入窯爐之前已經存在裂紋,然后再根據特征進行相應的調整。
(3) 測坯體含水率及坯體表面溫度判斷法
取出干燥各列坯體測試其含水量,并結合紅外線測溫槍測量剛出干燥窯各列磚坯的表面溫度,如果某一列磚坯含水率低,坯體表面溫度高于其它各列,則說明該裂紋為干燥對應邊溫度過高所致。
(4) 記號判斷法
在干燥窯出口處安裝自動記號機(或安排人工作記號),用色料在不同層別和不同列的磚坯上作相應的色料記號,可采用多種色料分別對不同列以及不同層別的坯體作記號,待燒成出窯后再對裂紋磚進行分類統計,找出其共性。
(5) 分類統計判斷法
待作記號的磚坯燒成出窯后,用純藍墨水稀釋后擦拭坯體表面,并統計好每一層干燥磚坯的裂紋數據和每層不同列坯體的裂紋數據,然后再根據坯體裂紋的共同特征進行方案調整。
總結:眾多企業在處理裂紋時,拖延的時間相對都比較長,分析其中原因,并不完全是解決問題的復雜性延誤時間,往往是操作人員因欠缺相應的科學數據采集歸納總結,只憑感覺或經驗判斷,這是導致處理問題時間延長的主要因素。在陶瓷進入精細化管理時代,生產管理者與熱工技術人員在調整之前,必須進行實地數據采集,依據數據及特征共性來生產,才能達到事半功倍的效果。
(潘 雄)