全拋釉生產(chǎn)過程施釉針孔缺陷的分析及解決措施*

李勇進(jìn) 袁爭(zhēng)發(fā) 李文軍

(江西和美陶瓷有限公司 江西 宜春 331100)

在建筑陶瓷全拋釉產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,釉面針孔是影響質(zhì)量的常見缺陷之一。引起釉面針孔缺陷的因素很多,需要分析工藝流程的各工藝點(diǎn)才能找到具體原因。全拋釉釉面針孔產(chǎn)生原因可以分為兩大類:

(1)產(chǎn)品在高溫?zé)蓵r(shí),一系列物理化學(xué)反應(yīng)所導(dǎo)致的燒成針孔。

(2)生產(chǎn)線在施釉工藝點(diǎn)淋釉時(shí)產(chǎn)生的淋釉針孔。

這兩類針孔同時(shí)出現(xiàn)時(shí),對(duì)于它們的區(qū)分,可以觀察燒成前針孔情況及出燒成窯后釉面針孔情況,對(duì)兩者進(jìn)行對(duì)比,看是否在同一位置。通常采用的方法是:在產(chǎn)品施釉后進(jìn)行標(biāo)記,觀察出窯后釉面的針孔是否為標(biāo)記針孔,未標(biāo)記處是否有新的針孔產(chǎn)生,從而判斷針孔缺陷產(chǎn)生的類別。

對(duì)于燒成針孔,其產(chǎn)生的原因主要是釉料、坯料配方與窯爐燒成制度不匹配,可以通過配方或窯爐調(diào)整解決。而生產(chǎn)過程中出現(xiàn)制品表面針孔缺陷不穩(wěn)定的情況,往往是施釉階段產(chǎn)生的針孔,其產(chǎn)生的原因更為復(fù)雜,這里筆者通過生產(chǎn)實(shí)踐案例,重點(diǎn)分析全拋釉施釉針孔的產(chǎn)生原因并提出相關(guān)解決方法。

引起施釉針孔缺陷的原因主要有4個(gè)方面:

(1)施釉前坯面的整潔度情況。

(2)施釉現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況。

(3)使用的釉漿中氣泡的含有量情況。

(4)坯體溫度及施釉時(shí)坯面的潤濕度情況。

筆者以某工廠的多條生產(chǎn)線缺陷解決實(shí)踐為例,對(duì)淋釉的針孔缺陷解決進(jìn)行探討。

1 解決實(shí)例

目前,全拋釉生產(chǎn)中使用的淋釉裝置有直線式淋釉器及鐘罩式淋釉器兩種。直線淋釉器的優(yōu)點(diǎn)是淋釉不易產(chǎn)生波紋,但易產(chǎn)生淋釉條痕等缺陷,施釉過程中處理起來不方便,一旦出現(xiàn)淋釉條痕,生產(chǎn)連續(xù)性會(huì)受較大影響。相比之下鐘罩式淋釉器更為穩(wěn)定,對(duì)于異常的處理更加地靈活,全拋釉生產(chǎn)中的使用更廣。這里對(duì)淋釉針孔缺陷分析主要是針對(duì)普遍使用的鐘罩式淋釉。

鐘罩式淋釉設(shè)備系統(tǒng)主要由釉泵等供釉系統(tǒng)、過篩系統(tǒng)、穩(wěn)壓罐、鐘罩4部分組成。鐘罩式淋釉系統(tǒng)示意圖,如圖1所示。

圖1 鐘罩試淋釉系統(tǒng)示意圖

全拋釉產(chǎn)品工藝流程是:

壓機(jī)布料→壓機(jī)壓制→干燥窯干燥→噴水→鐘罩式淋底釉→噴墨印花→釉線小干燥窯干燥→噴水→鐘罩式淋面釉→成品窯燒成

全拋釉產(chǎn)品淋釉針孔的解決實(shí)例如下:

實(shí)例一:A 線生產(chǎn)600 mm×1 200 mm 規(guī)格全拋釉產(chǎn)品,生產(chǎn)過程中出現(xiàn)底釉淋釉針孔增多的現(xiàn)象,釉面針孔分散,且不穩(wěn)定,有時(shí)多有時(shí)少。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的分析,由于灰塵及皮帶屑的聚集,加上鐘罩前吹塵風(fēng)機(jī)的作用,導(dǎo)致淋釉前空氣中雜質(zhì)較多,當(dāng)空氣中的雜質(zhì)過多粘附在釉幕表面時(shí),易產(chǎn)生不穩(wěn)定淋釉針孔。解決方案:通過對(duì)淋釉前設(shè)備進(jìn)行除塵,并用自來水沖洗釉線皮帶及地面后得到解決。

實(shí)例二:B線生產(chǎn)800 mm×800 mm 規(guī)格全拋釉產(chǎn)品,生產(chǎn)過程中出現(xiàn)有不穩(wěn)定針孔缺陷,通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的檢查,排除灰塵等雜質(zhì)的影響;通過對(duì)釉幕的檢查,也排除釉漿中氣泡的影響。

在檢查坯溫時(shí)發(fā)現(xiàn)坯體溫度較低(這里只有60℃,通常坯體溫度在80～90℃)。排查發(fā)現(xiàn)由于氣溫等因素影響,干燥窯溫度偏低,素坯出干燥窯后散熱過快,導(dǎo)致噴水后坯面潤濕不均勻,從而產(chǎn)生淋釉針孔。其解決方案:通過提升干燥窯的溫度和調(diào)整噴水量來解決淋釉針孔。

此外,筆者在生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)常遇到由于季節(jié)變換或晝夜溫差變化大(尤其是外界氣溫驟降),導(dǎo)致干燥后坯溫得不到有效控制而導(dǎo)致的淋釉針孔。通過對(duì)坯溫的監(jiān)控分析數(shù)據(jù)得出,全拋釉第一道淋釉前的坯溫控制在80～100℃,第二道淋釉前坯溫一般控制在40～50℃比較適宜。

實(shí)例三:C線生產(chǎn)900 mm×900 mm 規(guī)格全拋釉產(chǎn)品。轉(zhuǎn)產(chǎn)換釉后出現(xiàn)較多分散淋釉針孔。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)由于釉漿中氣泡較多,導(dǎo)致淋釉針孔。解決方案為:①降低抽釉泵的攪拌頻率,減少氣泡的產(chǎn)生;②提高淋釉工作桶中釉液面的高度,減少回釉落差產(chǎn)生的氣泡;③通過降低穩(wěn)壓罐與鐘罩的間距,盡量降低釉漿從穩(wěn)壓管到鐘罩上的沖擊力。

通過后續(xù)原因分析發(fā)現(xiàn),此次針孔缺陷產(chǎn)生的原因是設(shè)備調(diào)整不當(dāng),導(dǎo)致釉漿產(chǎn)生過多氣泡。施釉時(shí),釉漿在鐘罩表面流動(dòng),其中的氣泡沒有全部破裂而淋到坯面上產(chǎn)生針孔。

實(shí)例四:D 線生產(chǎn)750 mm×1 500 mm 規(guī)格產(chǎn)品,生產(chǎn)過程中有大個(gè)淋釉針孔,數(shù)量不多,每件磚面上有1～2個(gè)。通過調(diào)整坯溫,調(diào)整噴水量等手段都沒有明顯效果。解決方案為:①延長釉漿陳腐時(shí)間;②施釉時(shí)釉漿的流速(流速由原來的33 s降低到27 s)。大個(gè)淋釉針孔缺陷得到有效控制。

2 解決方法與思路

全拋釉淋釉針孔產(chǎn)生的主要原因是:由于釉漿本身存在張力,施釉過程中當(dāng)釉漿與坯面局部接觸不好時(shí),在張力的作用下出現(xiàn)細(xì)小的空洞而形成淋釉針孔。若要獲得良好的淋釉效果,需從釉漿和坯體兩方面來控制:

(1)釉漿方面:要有良好的釉漿性能,釉漿性能包括釉漿的張力及黏度,釉漿中氣泡的含量。

(2)坯體方面:坯體表面需要適當(dāng)?shù)臐櫇穸?包括影響其潤濕度的坯溫要適宜,坯面的整潔度要好,另外還有坯體的干燥效果要好。

其解決思路有以下幾點(diǎn):

2.1 坯體表面整潔度

用亮度高的探照設(shè)備對(duì)坯面進(jìn)行檢查,以保證淋釉前坯面沒有針孔、粘粉等肉眼可見的缺陷。檢查范圍包括出壓機(jī)后到進(jìn)干燥窯的工藝段及出干燥窯到淋釉段。托坯、掃坯等清潔設(shè)備都要經(jīng)常進(jìn)行檢查更換,吸塵設(shè)備要穩(wěn)定有效。淋釉鐘罩前的各設(shè)備保持整潔,不能有灰塵。

2.2 淋釉現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的控制

盡量減少淋釉工藝點(diǎn)空氣中灰塵、雜質(zhì)的含量,可以設(shè)置相對(duì)密閉的淋釉房,淋釉房?jī)?nèi)空氣壓為正壓力,避免外界灰塵帶入;現(xiàn)場(chǎng)的地面盡量保持濕潤,有利于灰塵及皮帶屑的附著,并經(jīng)常性沖洗地面,減少空氣中灰塵雜質(zhì)的含量;定期對(duì)設(shè)備及釉線進(jìn)行除塵,對(duì)于車間環(huán)境較惡劣的情況,淋釉房外圍也可以用篷布等再做一道防護(hù)。

2.3 坯體溫度及噴水的控制

全拋釉采用2道淋釉工藝,一般第一道淋釉的噴水前坯體溫度控制在80～100℃,噴水量控制在40～50 g/m2;第2道淋釉噴水前坯溫控制在40～50℃,噴水量控制在25～35 g/m2。噴水后到淋釉鐘罩的距離一般在6～8 m。

對(duì)于線速度較快,干燥后坯溫較高的生產(chǎn)線可以采用多道噴水,增加坯體潤濕的均勻度。目前地磚生產(chǎn)線產(chǎn)能普遍較大,一般采用多層干燥窯,要求底層與上層干燥的溫度及濕度必須要保持相對(duì)均勻,否則也容易引起針孔。

2.4 淋釉設(shè)備的控制

設(shè)備控制目的主要是減少釉中氣泡的產(chǎn)生。淋釉設(shè)備主要包括淋釉鐘罩、穩(wěn)壓罐、供釉泵、震動(dòng)篩等。鐘罩的直徑根據(jù)制品的規(guī)格而定,盡量選擇直徑更大一點(diǎn)的鐘罩,這樣有利與拉長釉漿在鐘罩表面的流動(dòng)距離延長釉漿從穩(wěn)壓罐到坯面的時(shí)間,從而有利于釉漿中氣泡的排出;淋釉穩(wěn)壓罐的高度盡量低,即穩(wěn)壓罐出釉口到鐘罩的距離盡量小,這樣可以減少釉漿沖擊鐘罩而產(chǎn)生的氣泡。

釉泵的攪拌工作頻率不宜過高,減少釉漿因攪拌帶入空氣而產(chǎn)生的氣泡;震動(dòng)篩目數(shù)一般選用100目或120目篩,一方面減少釉中的雜質(zhì),另一方面過濾調(diào)釉中的氣泡。

2.5 釉漿性能的控制

釉漿的性能直接影響淋釉的效果,對(duì)于淋釉針孔的影響也很大。釉漿性能的控制及調(diào)整一般通過以下3方面實(shí)現(xiàn):

(1)控制配方中添加劑的用量。釉配方中的添加劑一般為羧甲基纖維素鈉和三聚磷酸鈉,添加劑的用量隨外界氣溫的變化而做調(diào)整,一般羧甲基纖維素鈉的加入量在0.1%～0.2%,三聚磷酸鈉的加入量在0.45%～0.55%。

(2)要保證釉漿充分的陳腐時(shí)間。陳腐是釉料生產(chǎn)中的一個(gè)重要過程,其主要作用是讓釉漿成分更加均勻,分解部分有機(jī)物,排除釉漿中的氣體與,使其在使用過程中釉面更加平整而無針孔[1]。一般陳腐時(shí)間在2～4 d。

(3)合理的球磨加工參數(shù)。合理的球磨參數(shù)可以提高球磨效率,縮短球磨時(shí)間。球磨參數(shù)包括:料、球、水的比例、加入球石的大小及比例及轉(zhuǎn)速。以1.5 t干料裝載量大球?yàn)槔?料、球、水的比例為料∶球∶水=15∶35∶6,球石大小為50 mm、40 mm、30 mm,其比例為2∶5∶3。

球磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速隨球磨機(jī)圓筒直徑的增大而減小,其關(guān)系如下:

當(dāng)有效直徑D>1.25 m 時(shí):

當(dāng)有效直徑D<1.25 m 時(shí):

式中:n——轉(zhuǎn)速,r/min;

D——有效內(nèi)徑[2],m。

球磨時(shí)間一般在4～5 h。球磨時(shí)間不宜過長,否則細(xì)顆粒較多易產(chǎn)生團(tuán)聚而引起觸變,施釉時(shí)釉漿性能不佳而引起針孔。

隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷提升,對(duì)釉漿質(zhì)量的檢測(cè)能夠做到更精細(xì)。

這可以通過激光粒度分析對(duì)釉漿的顆粒度進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)。筆者對(duì)3條生產(chǎn)線的釉漿粒度檢測(cè)數(shù)據(jù)的結(jié)果,如表1所示。

表1 激光粒度分析表

對(duì)于全拋釉漿料細(xì)度的控制,通常都是監(jiān)測(cè)其325目篩的篩余量。但是這只能反映出釉漿整體的細(xì)度大小,而不能反映實(shí)際的顆粒度情況。通過激光粒度分析可以很好解決這一問題,從而能夠更好控制釉漿性能。

3 結(jié)語

全拋釉的生產(chǎn)工藝點(diǎn)較多,每各環(huán)節(jié)的控制不當(dāng)都會(huì)成為產(chǎn)生淋釉針孔缺陷的因素。生產(chǎn)中只有通過不斷地經(jīng)驗(yàn)積累才能更有效快速地解決實(shí)際問題。總之,淋釉針孔的缺陷要從多方面去考慮,對(duì)于一些參數(shù)可以制定標(biāo)準(zhǔn)化的控制目標(biāo)。從問題點(diǎn)出發(fā),以預(yù)防為主,在細(xì)節(jié)控制方面要加強(qiáng)意識(shí),這樣才能保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性,減少缺陷造成的損失。