提高陶瓷粉料穩定性能的研究*

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)

陶瓷粉料的質量是陶瓷生產的基礎，陶瓷粉料的穩定性決定了陶瓷生產的穩定性。筆者針對生產過程中出現更換不同漿池的粉料而導致磚形變化大的問題，通過對原材料的均化、投料的準確性、球磨細度的穩定性和漿料的均化等方面進行改善，提高了陶瓷粉料的穩定性，降低了更換不同漿池粉料磚形的差異。

變形差異 均化 細度 校準

前言

陶瓷粉料制備是陶瓷磚生產中的關鍵環節，性能穩定的陶瓷粉料是陶瓷磚生產穩定的基礎，是生產高品質陶瓷磚的根本。陶瓷粉料性能不穩定往往表現在生產過程中更換不同漿池的同一種類生產粉料時，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過燒或生燒的現象，導致產品質量不穩定。目前，國內陶瓷磚的生產比較粗糙，大部分的原材料在開采出來后直接使用或只經過簡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，容易造成陶瓷粉料的性能波動，導致陶瓷粉料不穩定。

陶瓷生產廠家的解決辦法是：將同一類型的原料選用2～4個搭配使用，減少每個原料的使用比例，以實現減少原材料的化學成分波動對粉料化學穩定性的目的。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性也會對陶瓷粉料的穩定性產生較大的影響。

在生產過程中，我們發現陶瓷磚突然出現變形波動往往發生在更換同一品種、不同漿池的粉料時。圖1是連續跟蹤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較大變化，這說明粉料在產生過程中存在不足，所以造成加工后的粉料的穩定性差，導致更換不同漿池的同種粉料后磚形出現較大的變化。

通過對粉料的加工過程進行分析，我們認為提高粉料的穩定性方面需要從以下幾方面入手：

1)原材料的均勻性；

2)投料的準確性；

3)球磨細度的穩定性；

4)漿料的均化處理。

圖1 更換不同漿池粉料時磚形變化情況

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原料進行均化處理，用鉤機對不同批次的原材料進行重新混合，提高原料的一致性。根據原材料的使用情況，我們將使用量超過20%或者氧化鋁含量超過20%的原料定義為關鍵原材料，對關鍵原材料我們要進行二次均化處理，對其它原材料進行一次均化處理。通過均化處理，原料的均勻性會得到提高，可降低原材料自身不均勻對粉料穩定性的影響。為了驗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的原材料進行球磨、制粉、壓餅和燒制，通過各點位的白度差異來評判原料的均勻性。在實驗中，我們每次取5個不相同位置的原料，經相同時間的球磨，造粒后采用相同的壓力壓制圓餅，然后一起在1 220 ℃的電爐內燒成。

圖2 均化對原料的白度的影響

圖2是經過不同均化次數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，這說明原材料經過均化處理后，原料的均勻性有明顯提高。

2 投料的準確性

將各種原料按照設定的質量投入喂料機，由喂料機通過傳送皮帶將搭配好的原料送入球磨機進行球磨，喂料機的準確性影響粉料加工的波動性，喂料機稱重不穩定會直接導致粉料成分的波動。在檢驗喂料的準確性時，我們先用經過校正的地磅對同一原料進行連續3次稱重，當3次稱重的偏差在0.5%以內時，取3次稱量的平均值作為原料的質量，然后再將原料放入喂料機中，記錄喂料機顯示的讀數，通過對比地磅顯示的質量和喂料機顯示的質量確定喂料機的偏差。

圖3 喂料機校正后的顯示誤差

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

3 球磨細度的穩定性

粉料的球磨細度對粉料燒結溫度和燒成收縮影響較大，粉料球磨細度的微小波動會對粉料的燒成溫度產生較大的影響。通過對同一種漿料的球磨細度數據分析，我們發現實際球磨細度在0.5～1.0(用不能通過250目篩的百分比表征)時，偏離0.8～1.0的標準細度，這就造成不同漿池的漿料粉料燒成溫度不穩定，導致磚形發生變化。對球磨時間進行統計，我們發現同一規格的球磨機球磨相同的原料，球磨時間分布在12～18 h，球磨時間波動較大，而且同一球磨機球磨相同原料的球磨時間也存在一定波動。

通過分析，我們發現產生球磨時間波動的主要因素是球石的數量變化大和加水比例波動，造成球石數量變化大的原因是補加球石沒有規劃性，人為地覺得球石少了就補加一些球石到球磨機里面，這樣就造成了球石數量的波動；在加水時也存在較大的隨意性，原料好進磨時加水量就少些，原料質量差一些，進磨時加水量就多些，用水將將原料沖散方便進料，這樣就造成加水量的變化。

針對這種情況我們根據2015年的球石消耗量和球磨的原料的數量，計算了每次球磨的球石損耗量，每次投料補加定量的球石，減少球石數量的波動；同時，我們在水箱上加裝計量裝置，定量加水，保證加水的準確性，減小球磨時的水分偏差。

通過對以上措施的實施，球磨時間由調整前的12～18 h減小到調整后的12～15 h，球磨波動性減小，球磨細度的合格率(球磨細度在0.8～1.0為合格)由84.7%提高到97.7%。

4 漿料的均化

對更換漿池后磚形出現較大變化的粉料進行追蹤，我們發現當磚形出現較大波動時，往往是兩批漿料的細度存在較大的差異，產生這種現象的主要原因是漿料球磨后直接使用，球磨機球磨的細度波動直接影響漿料細度，從而造成粉料細度不穩定。針對這種情況，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行均化然后再抽出來使用，這樣就減小了球磨細度的波動對漿料細度的影響，從而提高了粉料的穩定性。

5 實施效果

通過上述措施的實施，粉料的穩定性有明顯的提高。圖4是跟蹤穩定性改善后的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內的比例達到95.5%，遠高于調整前28.6%的比例，說明粉料的穩定性有顯著地提高。

圖4 漿料均化后更換不同漿池粉料磚形差異

6 結論

1)通過對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定性。

2)通過對喂料機進行校準，調高了投料的準確性。

3)通過每磨補加球石和嚴格控制加水量，降低球磨時間的波動，進而減小了球磨細度的波動。

4)通過實施漿料均化，降低球磨細度波動對漿料細度的影響。

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

*項目：廣東省產學研合作協同創新與平臺環境建設項目(項目編號：2014B090903003)

趙光巖(1977-)，碩士研究生，工程師；主要從事陶瓷品質量管理工作。

TQ174.6

A

1002-2872(2016)05-0019-03