陶板生產的工藝探討及常見問題的解決方案

摘要：本文主要對陶板原料的破碎、成品泥制備、擠出成形等方面的工藝進行了闡述。分析了陶板原料及成形工藝中的常見問題，并提出了相關的解決方案。

關鍵詞：陶板；原料；擠出成形；工藝；問題；解決方案

1 引言

陶板是由天然的硅酸鹽礦物原料組成，然后添加少量的色料及添加劑，通過破碎、混料、加水、練泥后，采用真空濕法擠出成形，在1120～1180℃燒制而成的一種硅酸鹽制品，其吸水率一般控制在6％～10％。由于該工藝節能、降耗，符合“十二五規劃”政策方針，所以在陶瓷行業中備受追捧。同時，陶板具有良好的性能，如隔熱、隔音、抗震等：還具有渾厚、天然大方、淳樸等特性。本文主要對原料破碎、成品泥制備、擠出成形等方面的工藝進行了闡述，并分析了陶板原料及成形中的常見問題，提出了相關的解決方案。

2 陶板原料處理工藝

2.1原料分類

產品是否穩定受影響于原料是否穩定，故對原料的選擇非常重要。針對不同類別的原料，應選擇不同的破碎設備。

(1)可塑性原料：軟質粘土(如：漳州土、蘇州土、界牌土等)；硬質粘土(如葉蠟石、紫砂土、紅頁巖等)。

(2)瘠性原料：石英、熟料、廢磚粉等。

(3)助熔性原料：長石、硅灰石、鋰長石、滑石等。

(4)輔助原料：色料及粘性添加劑等。

陶板生產因對原料要求不高，配方中可大量加入廢渣。這也正是陶板生產對原料運用的優越體現，所以應加強對廢渣的管理。筆者認為可從以下幾方面去管理廢渣。

(1)熟悉工藝廢渣特性。充分了解各類廢渣特性，才能更好地使用于配方中，如：坯體廢料，此類廢料成分跟陶板配方接近，經分類處理，再粉碎，即可利用：水煤漿廢渣、煤氣站廢渣。此類廢渣成分復雜，只有經過小試、中試，使產品性能穩定，才可利用：

(2)確定廢坯、廢泥來源是否穩定。通過抽樣檢查及化學分析，確定其成分是否穩定：

(3)按顏色進行堆放。相同或相近的顏色集中堆放與陳腐，并保證坯體的呈色穩定。

2.2原料破碎

2.2.1設備選型

在選擇原料粉碎設備時，需考慮以下因素：

(1)原料的物性。如：硬度、脆性、含水率、塊度等；

(2)粉碎比能否達到所需要的粒度和顆粒級配的要求；

(3)粉碎機械的作用性能。如：能耗大小、生產能力、耐久性、操作維修是否方便；

(4)粉碎過程中是否帶入雜質；

(5)粉碎過程中可以通過不同的流程來完成，如：粗碎、中碎、細碎機械的組合，粉磨機械與分級設備組合，以獲得最好的效果。

通常在陶板生產企業中，所用的破碎設備如下：

(1)顎式破碎機：對大塊硬質原料進行粗碎，如：石英、長石等：

(2)錘式破碎機：用于硬度不高的物料進行中碎，如：廢陶板：

(3)雷蒙機：高效的細碎設備，用于粉碎中等細度的硬質物料，如：干燥粘土。

2.2.2粉料制備工藝

粉料的粉碎工藝流程如圖1所示。

由圖1可知，該工藝工序短、簡單、緊湊，需人力少，適合流水線大生產。但前段粉碎粉塵大，要注意防塵，故在設計工廠時，應把原料破碎車間單獨分開，并安裝除塵裝置，破碎好的粉料再采用氣管輸送到原料倉，這樣會大大減少原料車間的粉塵。雖然在破碎過程中會引入少量鐵屑，但陶板坯體需借助鐵發色，故控制好燒成制度，不會影響產品效果。

2.3成品泥的制各

國內生產陶板的企業制備可塑成品泥常用的方法有三種，以下稱為A、B、C法。

由表1可知，在選擇成品泥制備工藝時，關鍵應考慮以下幾點：

(1)制備工藝能否保證泥料的水分均勻；

(2)泥料可塑性能否達到工藝要求；

(3)工藝路線是否簡單，且能滿足連續生產。

同時，在設計成品泥制備工藝時，要結合各廠所用原料的化學組成、礦物組成、顆粒級配，選擇合適的制備工藝，再根據燒后產品質量的性能，進一步改進制備工藝。

3 成形工藝

3.1成形工藝流程

產品的成形工藝流程如圖2所示。

3.2擠出成形工藝的幾個關鍵問題

3.2.1泥料方面

(1)原料的顆粒級配。如一些硬質原料顆粒較大，燒成后會在產品表面出現爆點，且在擠出過程中，坯體邊棱會產生開裂。

(2)泥料本身是否適應擠壓成形。有些泥料由于其可塑性太高或太低，或者觸變性能不夠理想，導致在擠壓成形過程中容易出現開裂或變形。

(3)泥料混合均勻程度和泥料的可塑性。可塑性好可確保在擠出過程中泥料不容易開裂，混合均勻可保證產品在干燥和燒成過程中不變形。

3.2.2擠出機方面

擠出機的攪刀角度、長度、出口的退拔度、真空度等對擠壓成形有影響。選擇合理的擠出設備是確保擠壓成形的重要保障。

(1)真空度

真空練泥的主要作用是排除泥料中的氣體，改善泥料性能。由于氣體的排除和對泥料的揉練、擠壓，使泥料組織趨向均勻、致密，大大提高了坯體的可塑性。如果真空度達不到，擠出坯體會有裂紋。一般要求真空度不大于4)，09MPa，真空度降低的原因有真空室漏氣、堵塞；真空泵中潤滑油的稠度不適合，或沒有及時更換；真空泵的活塞磨損等。

(2)加泥速度

如果加料過快，真空室易堵，泥料在真空室停留時間短，氣體排除不充分；加泥太慢，會產生脫節現象，導致致密度不均勻。加泥量應根據擠出機的容量大小、長短來控制，通過調節自動喂料皮帶速度控制加泥速度。

(3)泥料水分

泥料水分過多，泥料過軟，易堵塞真空室；泥料水分過少，會增大擠出壓力，容易導致擠出機發熱厲害，不利于擠出機設備保養，所以在陶板生產中水分一般控制在16％～18％。

3.2.3模具方面

模具結構是否合理。如在模具設計上，模具A出泥周圍是方形(見圖3)，而模具B是弧形(見圖4)，模具B出泥兩邊采用弧形設計，能起到泥料的緩沖作用，能更好地控制出泥量及速度。

4 常見問題及其解決方案

4.1刀彎

4.1.1刀彎出現的原因

(1)餅出

如果擠出中壓力不均，擠出速度控制不當，致使坯體的致密度不一，干燥中自然收縮程度不同，就會產生刀彎。

(2)干燥

干燥窯的濕度和溫度沒有控制好，致使坯體干燥收縮不同，將可能產生刀彎。

4.1.2刀彎問題的解決方案

(1)時刻檢查兩邊擠出速度是否相同，可以采用硬度儀檢測，通過數值檢查致密度是否相同，或切平泥段，擠出lOOmm左右，看兩邊長度是否相等：

(2)做好干燥窯爐數據記錄。如記錄生產什么規格、顏色的磚，會產生什么樣的變形，此時濕度和溫度如何調節等。只有通過不斷記錄數據結果，在數據結果中尋找規律，才能快速、準確地發現問題，解決問題。

4.2爆點與開裂

4.2.1爆點與開裂產生的原因

爆點與開裂的產生主要是由于顆粒級配控制不當，當配料中混有大的顆粒，在高溫燒成時，大顆粒不能完全熔融，故在坯體表面會有顆粒隆起或爆開，使得表面不平，嚴重時直接開裂，如圖5所示。

4.2.2爆點與開裂問題的解決方案

在粉碎原料過程中，應嚴格控制硬質原料的顆粒級配，只要達到一定的顆粒級配就能解決此問題。

4.3色帶

4.3.1色帶產生的原因

清機不干凈，在轉產時，特別是生產不同顏色的產品，為了生產需要，清機速度較快，清擠出的泥頭不干凈，其上方會有殘留泥。由于顏色不同，擠出產品表面會有色帶。如圖6所示。

4.3.2色帶問題的解決方案

一般的做法是3臺擠出機共用兩條窯爐，在轉產時，使用備用擠出機，這樣可騰出時間來進行徹底清機。

5 結語

幕墻陶板是節能、環保新型裝飾材料，近幾年，其在建陶行業中備受追捧。然而，在國內，陶板的生產工藝還處于初級階段，如原料處理、擠出成形、干燥、燒成等工藝都存在著許多問題。各陶板生產企業應加強對原料的管理，使其更加規范；加強對員工培訓，培養出高素質員工，解決成形工藝中的難題。若原料管理更加規范，成形工藝更加成熟，陶板生產技術難關必將攻破。

參考文獻

[1]石棋，李月明.建筑陶瓷生產技術[M].景德鎮：江西高校出版社，2010，8.

[2]羅淑芬，潘雄輝，鄧堅勇.利用廢渣生產綠色陶瓷產品[J].佛山陶瓷，2011，5.

[3]鐘路生.陶板常見缺陷及其克服方法[J].佛山陶瓷，2011，5.