招偉培，龍海仁，黃帥，程碧峰

（佛山東華盛昌新材料有限公司，佛山 528000）

1 前言

目前，陶瓷廠的坯體配方中一般采用(天然)原礦材料，只需進行破碎即可采用，其它原料少量采用水洗、混合類等加工原料。在投資設廠前，必須先對當?shù)氐脑线M行摸底、勘察，然后再建立大量砂坭倉，之后原料入庫，均化，再送到原料車間的中轉倉庫進行上球、磨漿、噴霧造粒，最后形成可壓制成陶瓷磚的粉料顆粒。

由于原礦材料的不穩(wěn)定性，陶瓷廠除了需建立大量砂倉，對原料進行堆放及均化，還需要引入多種原材料，以增加配方中的材料種類，減少單種原料產生的波動而對整體配方產生影響。在實際操作過程中，一個配方容易出現(xiàn)超過10 種以上的原材料，每種原材料都需要進行倉庫堆放、進檢，遇到性能差異較大或較大波動的原料還需要分倉存放，這樣就會占用大量的用地資源；在上球工序，由于原料種類繁多，鏟車司機(上料員)工作量很大，且容易出錯。

此外，結合本廠位置特殊，由于政府政策的變化和公司內部的用地規(guī)劃變化，很多砂倉不能正常使用或者用作他用，導致砂倉數(shù)量急劇減少。此時，如何使用有限的砂倉維持日常的生產就迫在眉睫。工廠需要在短時間內，整合各種砂坭原料，如果按照舊配方的原料種類數(shù)量，砂倉肯定遠遠滿足不了，必須減少40%種類的原料。但是原料種類減少了，意味著配方中的穩(wěn)定性會有所下降。因此，如何維持配方的穩(wěn)定就成了這次整合過程的重點了。

基于以上情況，經過與供應商的溝通，提出了原材料標準化。

2 原料整合及標準化的優(yōu)勢、不足之處

2.1 優(yōu)勢

（1）標準化原料改變了過往一個原料一個標準的情況，它提出了只有一個標準，然后各個供應商圍繞著這個標準進行原料的混合以及配送，減少了不同原料(供應商) 之間的性能差異，增加了不同供應商原料的可替代性。有時候一個供應商的原料供貨出問題了，還可以用另外一個替代。

（2）原來同一個供應商可能會同時給企業(yè)供應高溫、中溫、低溫等三種原料，而標準料就只允許一種料了，多種合并為一，減少了原料品種,供應商只需要全力對標準料進行混合、加工即可。

（3）標準料屬于混合料，在供應商端已經經過配料了，其穩(wěn)定性也較之前的原礦料要穩(wěn)定得多，這個也是標準化原料可以減少砂坭原料的一個大前提。例如，非標準化時的配方是10-12 個原礦料，而標準化時的配方是2 個混合料，4 個原礦料。

2.2 不足之處

（1）需要大型的供應商才能進行合作，他們具有較多的礦山資源和加工設備，這個需要采購部門進行協(xié)調。

（2）標準料可能是多種性能差異性較大的原料進行混合，因此除了對標準料的性能指標提出更高要求外，還需要對其中采用的分支原料進行判別和了解。因此，這里就針對配方人員的水平和責任心提出更高的要求了。以本廠為例，標準料從剛開始的20%配方用量到后期70%用量，其余的30%主要是黏土以及少量助熔劑、高溫砂，在使用過程2 年內，其生產過程基本都很穩(wěn)定，結果表明原料標準化還是可行的。

（3）標準化原料由于需要在堆場進行混合，其加工成本和損耗較大，因此成本較高是其面臨的一個問題。一般來說，這種模式更加適合生產一些附加值較高、產品定位高端的高利潤產品，例如本工廠的定位就是參觀示范性基地，以產品開發(fā)為主，后續(xù)成熟后推廣到其他基地，并且接收一些量小、工藝復雜、不適合大型生產線的產品。

3 實現(xiàn)標準化的技術手段

3.1 確定坯體配方的化學成分體系

基于采用標準料70%以上的坯體配方，應具備以下特征：對組成標準料的各類原料有著較大的容錯性，燒成敏感度較低。初步思路是對傳統(tǒng)的高鋁高鉀體系優(yōu)化，確定新的化學成分范圍如下：Al2O3為19%-21%，SiO2為65%-68%，K2O 為3%-3.5%，Na2O 為1.5%-2.0%，MgO 為0.5%-1.3%，CaO 為0%-0.7%，其他指標如漿料流動性：40-80s；干燥強度:1.2-1.5MPa；白度：20 度以上。

具體思路如下：通過成分調整，提高A12O3和K2O的含量，降低Na2O、MgO 和CaO 含量，可以把整體的燒成范圍變寬，始熔點、高溫粘度提高，最終提高配方的適應性，以上操作可以解決標準料在整合過程，容易引入各種性能差異性較大的原料，導致有些原料過燒，有些原料欠燒，極易在產品中同時形成輥棒印、熔洞及二次變形等缺陷。此外，該成分體系里包括各大氧化物的礦物，都是供應商很容易從自然界獲得的，只需要用常見的原料，按照常見的計算組合，即可配出標準料。

3.2 建立一個全新的坯體配方結構

全新的坯體配方結構，如表1 所示，其結構由塑性料、標準料、耐火度修正料3 部分組成，如表2 所示。

表1 胚體配方結構（%）

首先，塑性料是1 個，這里采用的是A 級土的泥料，用量占比13%,提供坯體成型作用，提高磚坯干燥強度和配方中的Al2O3含量。

其次，標準料作為主料，這里采用了不同供應商的標準料，由兩個供應商提供，分別是1#砂和2#砂兩種，總占比70%，其在配方中各占35%左右，具體使用量可以根據實際原料的進檢符合度，對兩者進行相互修正。

接著，耐火度修正料，這里包括三個，分別為鋁砂(7%)、鈉砂(6%)和鎂質坭(4%)3 種，總占比17%。這三種原料用料較少，分別用作調整A12O3、Na2O、MgO 含量，可根據實際生產過程中產生的問題，以及配方出現(xiàn)的波動，做出一定的修正，包括可以調整坯體的溫度(耐火度)、以及膨脹系數(shù)。

3.3 對加工工藝參數(shù)進行修正，并制定修正出了實際運行標準

對工藝參數(shù)進行修正，包括：細度需要從行業(yè)一般要求的1.0%-1.4%(過250 目篩) 更改為0.6%-0.9%(過250目篩)，坯體漿料的的含水率從34%±1%提升到36%±1%，其思路如下：基于標準化原料里的各類組成的子原料的性能差異性較大，且標準化原料屬于高鋁高鉀體系，該體系屬于高溫屬性，這里需要在加工球磨階段延長時間，保證標準原料里的均化程度，同時可以降低標準料配方的燒結溫度。高鋁-高鉀-極低細度配方體系，容易出現(xiàn)漿料流動性較差的問題，需要提高漿料水份，以滿足正常造粒標準。

3.4 確定一個高膨脹系數(shù)的釉料(面釉)配方，適配標準料坯體配方

基于前面介紹的標準料確立的坯體配方，通過測試分析，其坯料的膨脹系數(shù)比較大，容易導致磚型偏拱(凸變形)。為了盡量減少窯爐的變化，保持窯爐的穩(wěn)定，我們這里需要對面釉進行調整，把面釉的膨脹系數(shù)調大，本廠所配套到的高膨脹的面釉成份如下：A12O3為36%-38%，SiO2為53%-55%，K2O 為2%-4%，Na2O 為1%-2.0%，MgO 為0%-1%，CaO 為1%-2%。

4 標準化原料的進檢標準確立及注意事項

4.1 本廠的標準化原料標準

成份指標如表2。

表2 成分指標

其他指標如表3：

表3 其他指標

4.2 注意事項

（1）在各項指標中，除了關注化學成分外，還需要重點關注一些物理指標，如干燥強度和漿料流動性，避免在球磨、噴霧造粒、壓機成型以及干燥工序出現(xiàn)問題。

（2）標準原料的堆放倉位，盡量避免安排在露天倉，因為該料是混合料，一般是由各種化學成分比較極端的原料構成，例如高鋁料、高鉀料、高鈉料三者的疊加，遇到雨水天，容易導致部分原料的流失，從而影響該料的穩(wěn)定性，最后很容易影響配方。

（3）需要跟供應商溝通好標準料的各個原料的構成，有條件的，可以送料到工廠檢測及燒板，評估流動性、黑心等等。

（4）標準料的本質就是把原料的配料過程，往上游段(供應商端)轉移，在這個過程中，需要加強原料的檢測。例如有些供應商配出來的標準化原料是呈砂坭狀，有些供應商配出來的標準化原料是呈砂石狀，在兩者等同或接近的化學成分下，這兩者一般在燒小板體現(xiàn)出來的差異性不是很大，但是在原料的加工以及后續(xù)成型的差異性就會比較大，甚至在大磚的燒結性能(如出窯變形以及二次變形、切割裂方面)等方面產生較大的不同。

因此，在進檢方面，針對標準料的引入(構成)原料較為復雜的問題，除了對表2、表3 的項目進行檢測外，盡可能定期對該料(包括標準料和基于標準料的坯體配方)進行晶型檢測(XRD)，結合產品燒出來的各項性能，更好地指導供應商尋找構成標準料的子原料。

5 標準化原料配方的產品匹配度以及坯體-釉料-窯爐的控制要點

5.1 產品匹配度

基于標準料的構成較為復雜，其坯體的穩(wěn)定性在某種程度上也存在一定的不穩(wěn)定性，在雙零吸水率產品當中，更為適合生產全拋釉(需拋光)等搭配有較厚底釉(面釉)層等產品，像仿古磚(薄釉層)容易因為坯體變化，而導致產品的變形度發(fā)生變化。此外像一些采用全拋釉工藝，但是不拋光的緞光釉產品，在使用標準化原料配方時，也要注意，容易因標準料坯體變化，對釉面產生負面影響，如痱子、小坯泡。

5.2 坯體-釉料-窯爐控制要點

（1）光坯變形的控制方面，例如針對最常見的全拋釉產品，其光坯(素坯)的中心對角變形度盡量控制在+0.7 以內，泡水后的變形控制在+1.0，允許的泡水變形變化幅度在0.3-0.4。

（2）面釉的選擇盡可能選擇高膨脹的底釉(面釉)，結合光坯泡水變形度，適當降低高溫區(qū)的面溫，盡可能使得面溫跟底溫的溫差在15-25℃之間。

（3）出窯全拋釉產品的光澤度控制在20-30 度，后期通過拋光工序把光澤度提升上去。

基于以上手段，盡可能讓坯體表層燒結度保證在一個合理的范圍，避免過燒引起小痱子和坯泡，也避免了生燒，引起產品的二次變形。

6 結語

原料標準化可以解決一些身處特殊地段的陶瓷企業(yè)所面臨的場地不足的困境，滿足陶瓷企業(yè)正常生產。而陶瓷企業(yè)可以根據自身產品的特點，制定配方及工藝，最后定制出標準原料的各項指標，如果需要維持該料的穩(wěn)定，必須跟供應商保持密切的聯(lián)系，更全面地對原料進行檢測、評估。

此外，隨著日后環(huán)保政策的逐步收緊，國家對生態(tài)環(huán)境的管理加強，以及近30 年來原材料的不斷開采，高產量高品位的原料將越來越少，越來越多的高品位將會以碎片化的形態(tài)出現(xiàn)。如果供應商能夠合理利用，科學搭配，以原材料標準化的模式提供給陶瓷企業(yè)，結合企業(yè)的實際需求，也未嘗不是一個好辦法。