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如何解決瓷磚抗折強度不達標問題?

2021-09-08瀏覽:8評論:0來源:陶城網   
核心摘要:瓷磚產品抗折強度不達標是瓷磚生產的常見問題。建筑陶瓷生產本身沒有很高的科技含量,生產過程中靠得就是細節控制和出現問題時能快速解決。如果一個嚴重的缺陷問題拖幾天甚至一周不能解決,對公司來說,不論是經濟上的損失還是名譽上的影響都是巨大的。接下來

瓷磚產品抗折強度不達標是瓷磚生產的常見問題。建筑陶瓷生產本身沒有很高的科技含量,生產過程中靠得就是細節控制和出現問題時能快速解決。如果一個嚴重的缺陷問題拖幾天甚至一周不能解決,對公司來說,不論是經濟上的損失還是名譽上的影響都是巨大的。接下來,我將針對瓷磚生產抗折強度不達標問題談談自己看法。

準確判斷問題

對于解決產品抗折強度不達標的問題,最關鍵的是要能迅速判斷出問題出在窯爐還是出在坯、釉配方。如果不能準確判斷問題出在哪里,只是一味地去調窯爐或調配方,那么只會拖延解決問題的時間。

在生產中,一出現磚坯抗折強度不夠的問題,大家往往最先懷疑的就是窯爐,窯爐就成了問題的焦點,這是不對的。根據我多年的經驗,要迅速判斷問題出在哪里,最有效又最簡單的方法就是把出窯磚坯做正面和反面抗折強度檢測對比。

當生產過程中出現產品抗折強度不達標的情況時,需要立刻取樣磚底朝上檢測抗折強度,如果反面檢測也是偏小不達標,那么窯爐冷卻溫度曲線肯定有問題。這個時候調窯肯定有效果,因為窯爐影響磚坯強度就是依靠急冷溫度和緩冷溫度來實現,所以一般的窯爐主操都能解決。如果反面檢測抗折強度很大,那窯爐的燒成冷卻溫度曲線就是正常的,如果窯爐冷卻溫度不合理,坯體結構被破壞了,反面檢測值也是和正面一樣的不達標。反面檢測數值大就意味著坯、釉或底、面料的膨脹系數不匹配。釉料或面料配方的膨脹系數比底料配方膨脹系數大很多。

圖1 正面檢測


圖2 反面檢測

正反檢測出窯熱磚數據表

原理分析

窯爐造成的磚坯抗折強度不達標的主要原因有兩個。第一,急冷溫度不合適,在573℃石英晶型轉變時冷卻太快所致。瓷質磚的加熱和冷卻速率與瓷質磚在不同溫度下不同的形狀所表現的強度、傳導系數成正比,與彈性模量、制品厚度的平方、熱膨脹系數成反比。在生產中應按照實際情況設定急冷溫度,主要是控制573℃石英晶型轉換時冷卻速度太快造成坯體結構破壞。第二,就是緩冷溫度不合適,如果緩冷段抽熱不足,緩冷溫度過高也容易導致坯體結構被破壞。

在全瓷?;u生產中,如果窯爐溫度過高,保溫區域拉得過長,坯體燒過火了或成瓷時因莫來石生長過大也會導致產品強度下降。

坯、釉膨脹系數的影響是實際生產中遇到最多的情況,一般情況下,窯爐的冷卻制度制定好后是不會輕易去改變的,而坯、釉配方根據不同產品的需求會經常改動,也會因為原材料的變化而變化。下面具體分析一下膨脹系數是如何改變瓷磚產品的抗折強度的現象。

圖3

如圖3所示當坯體配方的膨脹系數比釉料配方大時,膨脹系數拉力是向坯體方向的,當破壞作用力是從釉面向下施加時(從正面檢測抗折強度),膨脹系數拉力就會對破壞作用力形成一個抗應力,最簡單的理解方式就是“拱橋”原理。

這時候的瓷磚的強度=破壞作用力+抗應力,抗應力越大,瓷磚的強度就會越大,當然抗應力達到一定程度時,磚形就會下彎超標。“拱橋”原理可以被應用到生產厚磚(厚度:20mm)的工藝中去,目前國內生產厚磚的企業大多是把厚磚的強度標準定在≥8000N,而用好這個“拱橋”原理可以把厚磚強度做大,坯、釉料配方膨脹系數匹配合理厚磚抗折強度可以≥12000N。

圖4

如圖4所示當坯體配方的膨脹系數比釉料配方小時,膨脹系數拉力是向釉面方向的,當破壞作用力是從釉面向下施加(從正面檢測抗折強度),膨脹系數拉力就會與破壞作用力相同方向,用最簡單的理解方式就是順水行舟。這時候的瓷磚強度=破壞作用力-抗應力,膨脹系數拉力越大瓷磚的強度就越小。從這兩個原理中不難看出,要想瓷磚的抗折強度高就要讓坯的膨脹系數大于釉料的膨脹系數,對于微粉拋光磚而言就是底料的膨脹系數要大于面料的膨脹系數。但是要控制好坯、釉料的膨脹系數差。如果系數差相差太大會引起產品出窯變形超標或產品后期返變過大。對于生產點一和點二吸水率產品的廠家來說,最好在產品上線對板時就要正、反檢測產品的強度,可提前預知坯釉膨脹系數結合是否匹配,如果正、反檢測強度值相差太大(如圖-5所示)應從坯、釉料配方膨脹系數方面進行修正優化;也可以預判產品后期返變方向,提前控制好出窯熱磚磚形,從而減少產品入庫后二次返變概率。

圖5

解決方法

解決窯爐冷卻溫度造成的瓷磚抗折強度不達標的方法很簡單,無非就是升高或降低急冷、緩冷溫度。而坯、釉膨脹系數不匹配造成的瓷磚抗折強度不達標時調整的方法也有很多,可以調整坯料配方膨脹系數,也可調整釉料配方膨脹系數,具體調整哪個視實際情況而定。但不管是調整坯料配方還是釉料配方都應遵循一個原則“不走極端”,否則生產可控范圍會很窄。

小結

解決瓷磚生產抗折強度不達標問題的方法很簡單也很容易,只要知道問題點在什么地方,一般的窯爐主管或工藝技術人員都能在短時間內解決問題??墒菫槭裁催€有那么多廠家出現此問題不能快速解決呢?問題的關鍵點就在于“快速判斷”,這是解決瓷磚生產抗折強度不達標的核心。希望我的經驗能給同行帶來幫助。

作者系湖南天欣科技股份有限公司技術總監 王華明

(作者:王華明)
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