卫生陶瓷原料均化和泥浆制备新技术

卫生陶瓷原料均化和泥浆制备新技术
丘贵军　乔富东　马养志
摘　要：通过对国内外卫生陶瓷原料均化以及泥浆制备工艺的对比研究，针对我国现有的实际情况，对生产中控制难度较大的关键问题进行分析、探讨、试验，找出了一套适合我国国情的卫生陶瓷原料加工、泥浆制备新的工艺技术路线。
关键词：卫生陶瓷　原料均化　泥浆制备
　　目前国外发达国家陶瓷原料都有专门的原料加工商提供标准化、系列化、性能已知、成分稳定的原料。另外，工艺控制严格，检测手段完备，对原料、浆料的化学成分，矿物组成，粒度分布，比表面积，抗折强度，泥浆粘度，浓度，触变性，注浆速度，干燥收缩，干燥抗折强度，烧成收缩，耐火度等都有严格的监控检测，保证其性能稳定，从而保证了生产高质、稳定的进行。
　　我国现时的国情：资金和勘探设备不足，原料加工体制不完善，陶瓷工业档次及生产，消费水平，销售市场参差不齐，目前尚难于实现原料生产的标准化和系列化。为了适应现时的国情，达到生产高质、稳定进行的目的，我们制定了一套新的原料均化和泥浆制备工艺技术，改善了浆料性能及稳定性，使生产高质、高效顺利进行，取得了较好的经济和社会效益。

1　原料均化
　　进厂原料经检测合格以后，堆放在露天仓，堆放形式如图1(a)，然后用铲车堆高，使不同日期的原料成层状分布如图1(b)，陈腐一段时间以后，再用铲车从垂直端面取料，切片二次均化后，转移到室内仓堆放储存，如图1(c)，用料时仍然从端面垂直取料，第三次均化，使原料的稳定性大大提高了。





图1　原料均化堆料原理示意图
1.1　浆料制备和均化工艺流程
　　我厂原卫生陶瓷浆料制备工艺流程


1.2　我厂新浆料制备和均化新技术、新工艺
1.2.1　我厂浆料制备新技术工艺流程

1.2.2　泥浆均化原理
　　泥浆均化示意图(图2)说明：每个浆池中，按比例放入硬质粗料浆料和软质粘土细料浆料，当天球磨好的浆料分别放入3个浆池中。3d放满3个浆池，搅拌均匀检测后，第4d使用其中的1个浆池的浆料，第4d生产的浆料再加入另3个浆池中，如此循环使用。1个浆池中放入3d球磨的浆料，减弱了原料不稳定和配料误差对浆料稳定性的影响，提高了浆料的稳定性。按设计是5个浆池均化，由于浆池数额所限，暂时3个浆池均化。


图2　泥浆均化原理示意图
1.3　浆料制备工艺技术对比
1.3.1　我厂原浆料制备工艺特点
　　硬质原料和软质粘土一起入球磨机球磨，当天的泥浆放入同一浆池，使用前在混浆池中与回浆、回坯泥浆混合后，抽到高位浆池第二天使用。此工艺技术使已达细度要求的软质粘土长时间球磨，使颗粒更细，造成颗粒级配不合理，滤过性能和挺形性能变差，使泥浆的成形性能变差。
1.3.2　我厂浆料制备和均化新技术特点
　　①硬质粗料和软质粘土等细料分开球磨好后再配合。软质粘土等细料只球磨2～3h，大大减少了能耗，减少了设备占有率。
　　②硬质粗料泥浆和软质粘土等细料泥浆按比例放入均化池中搅拌均化。在1个浆池中放入几天(示意图中是3d)球磨的泥浆，减少了原料不稳定及配料不准确对泥浆性能的影响，进一步提高了泥浆的稳定性。
　　③回坯泥加入均化好的新泥浆中高速搅拌化浆后，进入储浆池陈腐，增加了回坯泥的陈腐时间。
　　此浆料制备技术中软质粘土不经过长时间球磨，基本保持了粘土颗粒的原有结构，使泥浆的颗粒级配更为合理，泥浆的成形性能较好。泥浆经过均化池均化，泥浆性能稳定。

2　坯用原料及化学成分

　　坯用原料仍使用原来生产中使用的原料，原料的化学成分见表1。
表1　原料的化学成分(质量%)


3　坯料制备

3.1　配方
　　坯料配方仍使用原来生产中使用的配方，配方见表2，化学成分见表1。
表2　浆料配方

3.2　浆料工艺参数

4　成形

　　成形操作按原程序进行，吸浆时间由原来的4h降至2.5h，其它均与原浆料相同。

5　烧成

　　产品烧成工艺与原来相同。烧成制度如下：
　　烧成设备：德国HEIMSOTH公司辊道窑；
　　烧成气氛：氧化；
　　烧成周期：14h；
　　最高温度：1220℃；
　　烧成曲线：

图3　烧成曲线图
6　产品品质

　　产品品质与原来完全相同。
表4　产品品质检验结果

7　产品质量

　　1998年8月初，浆料制备新工艺开始在生产中实施。8月底采用新工艺制备的浆料到达成形工序。由于新浆料的吸浆速度比旧浆料快，坯体挺实性好，对操作工艺要求不同，操作工人一时适应不过来，开始时成形半成品率直线下降，两个星期后才稳定下来，然后慢慢回升至原有水平。我们根据新浆料在大生产中使用反馈回来的信息，又及时的对浆料配方、参数进行调整，11月生产质量开始稳步提高，1999年生产质量创我厂历史最好水平，以第三季度6～8月份质量报表为例，半成品合格率达91.67%，烧成合格率达95.7%，正品率达86.57%。成形质量和产品综合质量见表5和表6。
　　从表5看到，各主要大件产品的半成品合格率都提高了约13%，特大件产品9801提高了约33%，烧成正品率提高也很显著，尤以9801最突出，提高了11.4%，主要原因是裂纹和猪毛孔缺陷降低了。从中可以看出，浆料制备新工艺对提高大件产品的生产质量效果显著。
表5　1999年6～8月份与1997年度吸浆时间、成形质量对比

　从表6看到，我厂1999年6～8月份的半成品合格率，烧成合格率，正品率分别比1997年提高14.97%、1.65%、7.54%，成形缺陷降低了15%。生产质量创历史最好水平，实现了较大的飞跃。
表6　我厂1999年6～8月份与1997年度生产质量对比

8　结语

　　经过一年多的大生产实践，原料均化及浆料制备新技术大大提高了浆料稳定性和吸浆速度，减少了坯体裂纹和猪毛孔，使生产质量大幅度提高，取得了显著的经济效益。
　　目前，国内引进的卫生陶瓷高中压注浆成形生产线45条，绝大多数不能正常运转，主要原因是我国泥浆性能不好。其它成形方法如常压注浆成形和微压注浆成形的半成品合格率低，生产质量低，其主要原因也是浆料性能不稳定，浆料性能不好。浆料性能不好的原因在哪里?我国没有国外的标准化、系列化原料，这固然是一个原因，但是否还有其它的原因呢?我厂的生产实践表明，旧的浆料制备工艺不合理和浆料工艺参数控制不严也是很主要的原因。根据我国现时的国情，目前尚难实现原料生产全面的标准化、系列化。在这种情况下，根据各厂的实际情况，对原料进行均化，对旧的浆料制备工艺进行创新，严格控制浆料工艺参数是充分利用现有设备，少花钱，见效快的好办法。我厂原料均化及泥浆制备新技术的成功实施，为国内各建筑卫生陶瓷厂进行技术改造起了示范作用。