劉 暢

（佛山石灣鷹牌陶瓷有限公司 廣東 佛山 528000）

前言

在陶瓷生產(chǎn)過程中，從原料、配方、球磨、制粉、成形、燒成到磨邊倒角等，各個工序均會產(chǎn)生不同的缺陷。結(jié)合實(shí)踐，筆者就常見的幾種缺陷進(jìn)行分析和探討，供陶瓷企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)人員借鑒參考。

1 夾層

夾層（分層）是坯體內(nèi)部有層片狀空隙或分層現(xiàn)象。夾層的產(chǎn)生主要是在粉料制備和壓磚機(jī)成形工序。

1.1 粉料原因分析

1）坯體中使用的軟質(zhì)粘土量過多不利于成形排氣。在保證坯體有一定強(qiáng)度的情況下，減少軟質(zhì)粘土的用量。

2）粉料的含水率太高或太低，都會造成磚坯成形時排氣不順暢。粉料的含水率一般控制在4%～7.5%，含水率的大小要根據(jù)實(shí)際的需要及生產(chǎn)磚的類別不同而定，針對不同的磚坯，要設(shè)定合理的控制參數(shù)。且粉料要有足夠的陳腐均化時間，一般需要陳腐2～3 d，使粉料的水分均勻。

3）粉料的顆粒級配不合理。粉料中超細(xì)粉粒過多，導(dǎo)致粉料透氣性差，在成形壓制過程中因排氣困難而阻礙了氣體的逸出，從而造成坯體夾層。粉料的顆粒級配一般用震動篩進(jìn)行分析檢測，不同種類的磚最佳的顆粒級配見表1。

表1 不同種類的磚粉料壓制成形的最佳顆粒級配表

1.2 壓磚機(jī)原因分析

壓磚機(jī)施壓過急或磨具配合不當(dāng)，導(dǎo)致粉料中的氣體不能排出，產(chǎn)生坯體夾層。可以適當(dāng)調(diào)整壓磚機(jī)的沖壓頻率和施壓制度，以適應(yīng)粉料的性能；同時改善上下磨具的配合度，磨具的安裝和調(diào)試精度都應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)。

2 變形

2.1 膨脹系數(shù)不匹配

坯釉膨脹系數(shù)、底面料膨脹系數(shù)不匹配。調(diào)整配方，使坯體的膨脹系數(shù)略大于釉的膨脹系數(shù)，底料的膨脹系數(shù)等于或略大于面料的膨脹系數(shù)，使得產(chǎn)品面層處于壓應(yīng)力狀態(tài)。

2.2 配方不合理

針對仿古磚和全拋釉磚的變形，若鋁含量太低，而硅含量又偏高，即Si∶Al偏高，生成的玻璃相必然增多，晶相相對減少，增大產(chǎn)品變形的可能性。在陶瓷行業(yè)，要合理調(diào)整硅鋁比例，一般仿古磚鋁含量不能低于17%，全拋釉的鋁含量不能低于20.5%，且配方中的K∶Na的比例最好控制在2∶1～1∶1之間。

2.3 坯體中的可塑性原料用量過多

需要減少坯料配方中可塑性原料粘土、泥料的用料，以降低坯體的收縮率。一般情況下，吸水率＜0.5%的瓷質(zhì)磚，總的收縮率控制在9%以內(nèi)；吸水率在3%～6%的細(xì)炻磚，總的收縮率控制在6%以下；二次燒成釉面磚控制在0.6%以下；一次燒成釉面磚控制在1.0%以下。

2.4 窯爐的影響

出窯的磚太拱時，主要是窯爐底、面溫差大，最直接的辦法就是適當(dāng)?shù)靥岣邿筛邷貐^(qū)的面溫。

2.5 非規(guī)律性變形

產(chǎn)品非規(guī)律性變形經(jīng)常出現(xiàn)，主要是窯爐燒成工序，并且伴隨著其它許多問題出現(xiàn)，比如一排磚色差嚴(yán)重，尺碼、吸水率變化較大。其根本原因是：

1）產(chǎn)品在燒成時受熱不均勻，產(chǎn)生不均勻的內(nèi)應(yīng)力，從而產(chǎn)生變形。

2）同一件磚的不同部位吸水率不同，導(dǎo)致后期吸水膨脹不同，產(chǎn)生不同的應(yīng)力，隨著時間的延長，出現(xiàn)產(chǎn)品后期變形的現(xiàn)象。解決方案：調(diào)整燒成溫度，使產(chǎn)品吸水率控制在一定范圍內(nèi)，比如，拋光磚的吸水率控制在0.08%以內(nèi)，磚坯邊角和中間的吸水率的差值應(yīng)該≤0.03%，且磚泡水后的磚形反彈變化≤0.3%；同時把窯爐燒嘴襯磚平直度、水平度進(jìn)行檢測和更換，以便使窯內(nèi)溫度均勻。

2.6 壓機(jī)導(dǎo)致的邊部上凸、下凹變形

主要是磚邊部坯體的上、中、下層的吸水率不均勻所致，要從壓磚機(jī)處調(diào)整。這種變形，一般是比較有規(guī)律的，壓磚機(jī)的某邊部壓力不夠，導(dǎo)致上下層和中層的致密度相差太大。

3 黑心、黑斑

陶瓷產(chǎn)品的黑心是指坯體在燒成的過程中，有機(jī)物、硫化物、碳化物等因氧化不足而生成碳粒和鐵質(zhì)的還原物，致使坯體中間呈現(xiàn)黑色或者黑色的夾心，黑心缺陷會影響產(chǎn)品的強(qiáng)度、吸水率和色澤等性能指標(biāo)。產(chǎn)生黑心的關(guān)鍵是有機(jī)物、硫化物、碳化物等氧化不夠充分。燒制過程中的氧化反應(yīng)如下：

在此階段如果氧化氣氛不足，有機(jī)物的分解和上述的氧化反應(yīng)就無法完全地進(jìn)行，未完成氧化的C、FeS2和FeO等過多地殘留積聚在坯體內(nèi)而使坯體呈黑色、灰色、黃色。在實(shí)際生產(chǎn)中要消除產(chǎn)品黑心，須在600～650℃使有機(jī)物開始燃燒，在300～850℃讓有機(jī)物、鐵化合物和碳充分氧化，也就是說，應(yīng)在預(yù)熱帶保證足夠的氧化氣氛。另外，在燒成的低溫階段，煙氣中的CO會被分解，形成2CO2C↓＋O2↑的反應(yīng)，這一分解在800℃以上時會比較明顯，而在800℃以下時，有一定催化劑的情況下反映也很明顯（游離態(tài)的FeO就是很好的催化劑）。如果在低溫階段窯內(nèi)的氧化氣氛不足，且存在還原氣氛的情況下，由于在還原氣氛中存在FeO，因此會與CO激烈反應(yīng)而析出C。在低溫階段由于坯體的氣孔率較高，析出的C很容易被吸附在坯體氣孔的表面而形成黑斑缺陷。

4 色差

色差是指產(chǎn)品間的白度差異、顏色差異，主要表現(xiàn)在磚的表面顏色不均勻或底色不一。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況可將色差分為批量和批量之間的色差；同一批產(chǎn)品的色差；同一塊磚表面不同部位的色差。

4.1 色差產(chǎn)生的原因

1）原料成分波動，著色離子含量變化。

2）配料系統(tǒng)精度不高，操作不當(dāng)。

3）泥漿性能控制不穩(wěn)定。

4）噴霧干燥的粉料顆粒粗細(xì)不均勻，水分不均勻。

5）布料不均勻，壓磚機(jī)壓力變化，生坯致密度不同。

6）釉用原料不合適，釉漿性能波動，施釉量不當(dāng)。

7）燒成制度控制不好，窯爐波動，燒成氣氛變化，窯爐溫差大，最高燒成溫度控制不當(dāng)。

4.2 解決方法

1）控制原材料配料精度，使配方相對穩(wěn)定；

2）調(diào)整、調(diào)校配料系統(tǒng)，嚴(yán)格按照要求操作；

3）嚴(yán)格制泥、制釉工藝要求，加強(qiáng)除鐵；

4）成形時保證加壓制度的相對穩(wěn)定，嚴(yán)禁隨意操作，必要時根據(jù)粉料性能適當(dāng)調(diào)整壓制參數(shù)；

5）嚴(yán)格窯爐操作規(guī)程，確保燒成曲線的實(shí)施。

5 結(jié)語

陶瓷產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，缺陷的產(chǎn)生在所難免，為了提高產(chǎn)品的優(yōu)等品率，我們要從源頭抓起，對原料成分、配方、粉料配級、產(chǎn)品的壓制、燒成、磨邊倒角各個工序都要嚴(yán)格把控，做到事前預(yù)防事后分析杜絕。

1 盛厚興，同繼鋒主編.現(xiàn)代建筑衛(wèi)生陶瓷工程師手冊（第1版）.北京：中國建材工業(yè)出版社，1998