陶瓷生产过程中缺陷都有哪些?
来源:    发布时间: 2019-08-20 05:00   39 次浏览   大小:  16px  14px  12px
陶瓷生产过程中缺陷都有哪些?

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  导致色差的原因也各种各样,原料、坯料加工、成形和烧成等各个环节,控制不好都会产生色差。

  1、 无规律的色差:A混料器工作状态不佳, B、白料及色料的颗粒尺寸及颗粒级配相差悬殊

  产生这种色差的主要原因是由于推料器安装不当或发生变形等导致它与平台配合不良,喂料时将平台上粉料来回搓细后推入模腔造成。

  夹层又叫起层、层裂、分层和重皮。出现夹层现象的根本原因是由于模内粉料中的气体排除不畅造成的。其影响的因素很多,归结起来为二方面的原因:一、是粉料性能方面的原因,另一个是压机方面的原因

  影响变形的因素很多,如坯体配方、成形、干燥制度等都会导致变形的产生。对瓷质砖来说,影响最大的还是烧成制度,主要是辊道上下温差设定不合理所致。

  这种变形的特点是坯体的四角都上翘,长度约为30mm,其余表面是平直或只有少许下凹,这种缺陷发生于窑的中间与两侧。它是由于烧成后期辊道平面上下温差过大所致。一般多发生在烧成过程的最后2-5分钟。解决的办法:

  ①、 如果出窑尺寸正确,降低烧成带最后2—3组(箱)辊棒上部的温度(5—10℃或更高,视调试效果确定)并对等升高辊道下面的温度。

  ②、如果烧成后产品尺寸偏大,则仅升高辊道下面的温度5—10℃度或更多,(视调试效果确定)

  ③、如果烧成后产品尺寸偏小,则仅升高辊道上面的温度5—10℃度或更多,(视调试效果确定)

  角下弯下好与翘角缺陷相反,它是坯体的四周都下弯,长度约30mm,其余表面是平直或只有少许下凸。这种缺陷发生于窑的中间与两侧。它是由于烧成后期辊道平面上下温差过大所致。解决的办法与上面的翘角相反:

  ① 如果出窑尺寸正确,降低烧成带最后2-3组(箱)辊棒下部的温度(5—10℃或更高,视调试效果确定)并对等升高辊道上面的温度。

  ②如果烧成后产品尺寸偏大,则仅升高辊道上面的温度5—10℃度或更多,(视调试效果确定)

  ③如果烧成后产品尺寸偏小,则仅升高辊道下面的温度5—10℃度或更多,(视调试效果确定)

  坯体沿进窑方向平行的两边向上弯,与之垂直的方向的两边变形不明显。产生的原因是烧成带前期(850—900℃或比最高烧成温度低50—100℃温度区)辊道上下温差不合理。解决办法:在该区域提高辊道上面温度5—10℃或更多(视调试效果确定),同时对等降低辊道下面的温度,使其略呈下凹,但绝对不能上凸,这样利用坯体下软化凸出点维持平衡,坯体因重力作用而恢复平直。

  坯体边缘下凹,如果是长方形坯体,长边比短边下凹更明显,凹面既可能是预热带辊道上下温差不合理所致,也可能是烧成带辊道上下温差不合理所致。解决方法:

  调整坯体配方,降低坯体的烧失量,如减少烧失量大的原料用量,少用或不用含碳酸盐、硫酸盐原料,适当加些熟料或瘠性料,从而降临低坯体的烧成收缩

  提高成形压力,减少粉料含水量水率,从而提高坯体的密度。控制粉料粒度和提高填料均匀性

  根据坯体变形情况,调节预热带辊道上下温差。坯体下凹时,提高辊道上面温度或降低辊道下面温度,如果坯体上凸,方法相反。

  如果出窑产品尺寸正确,降低辊道上面温度5—10℃或更多(视调试效果确定),并对等到提高辊道下面温度。

  如果出窑产品尺寸偏大,则仅升高辊道下面温度5—10℃或多(视调试效果而定)。

  如果出窑产品尺寸偏小,则仅降低辊道下面温度5—10℃或多(视调试效果而定)。

  坯体与窑轴平行的两边发生变形,距边缘70—80mm处上弯,随后距边缘30mm处下弯。这种缺陷形成的原因很多。

  可能是坯体烧成之初,由于辊道下面温度较高,砖坯呈变形,这样,砖坯的两侧就成为支撑边,中部几乎悬空;当达到高温区时,坯体软化,坯体的左右两侧无法承受重力和辊道传动对它作用而开始上翘,同时支撑也随着坯体的变形而转移。当坯体两边翘到一定程度后,又由于受重力作用而开始下弯,从而形成扭曲。解决方法:先按角下弯缺陷加以处理,直到坯体为上翘时,再按上翘边缺陷处理解决,

  可能是角下弯缺陷扩大,常在烧成带最后5—10分钟内发生。此时通常按角下弯处理办法来解决。

  可能是急冷或急冷刚开始时,坯体在前进中互相挤压所致。可通过调节调速电机的转速和砖坯排列的间隔来克服。

  造成“海鸥翅”变形的原因可能是在烧成带的中部和末端,由于辊道上部的温度过高,使砖坯变形成凹面,此时砖坯的中部成为辊道上优先支撑区域。由于重力和砖传动中产生的应力,使砖坯中部逐渐上凸,直到烧成带结束,于是砖坯就成了“海欧翅”变形,必须避免由于机械原因或温度过高所导致的凸变形,然后适当升高辊道下面的温度,在烧成带的中部和末端设定适当温差,约不25—30℃。如果需要在烧成带前端也可同样设定温差。

  引起砖坯出现开裂缺陷很多,有设备的问题,也有窑炉的问题,它是瓷质砖主要缺陷之一,裂纹缺陷的形式多种多样,有侧裂、面裂和层裂。一般在出现裂纹时,应检查每一个环节。成形之后,可用擦煤油方法来检查,从压机和干燥出口处小心取出砖坯 ,擦上煤油,即可检查出是否有裂纹。对于烧出来的裂纹,可以依据裂纹形状来判断裂纹产生的区域。急冷区造成的开裂,一般断面光滑,裂口锋利,预热带产生的裂纹,断面粗糙,裂口呈锯齿状,裂口边缘圆滑,裂缝中常流釉。

  因压机产生的裂纹有几种形式,有的未经烧结就可见裂纹,如崩裂和纵裂,有的则要在烧成后才发现,如边裂和坯裂。

  它是坯体的侧面有极细小的不规则裂纹。产生的原因是模具内衬板出模斜度不合适,使坯体在脱模时侧面受到磨擦力作用。解决的办法为调整内衬板出模斜度。

  它是砖坯背面中间位置有纵向裂纹。产生原因是模具的下模芯顶坯速度太快,坯体难以承受来自下模芯强大的冲击力,作用于坯体之上的反弹力集中在坯体蹭部件扩张,引起纵向裂纹。此外,下模芯调整不平,坯体在脱模时受力不均,也容易造成此种缺陷。

  它是指从干燥器(卧式或者立式)出来的坯体出现裂纹,裂纹一般出现在砖坯的侧面。产生干燥开裂的主要原因有:

  ③ 干燥温度过高或者干燥速度过快,即干燥制度不合理,立式干燥器各风门的开度匹配不合理,见前文的干燥部分。

  ① 控制干燥敏感指数高的原料用量,稳定粉料水分,提高粉料流动性和填料均匀性。

  在窑炉烧成过程中有两种开裂情况,一种是热炸,在预热带形成的开裂,另一种是冷炸,在急冷带形成的开裂。

  其特征是裂纹由边缘向中心不规则发展,这种裂纹易误认为运输碰撞开裂。其裂纹一般比机械破裂的要小,并以边裂为主,多发生在外侧。它一般出现在预热带前段。产生该缺陷的主要原因是坯体入窑水分和窑头温度过高,窑头升温速度过急,或者是坯体游离石英和干燥感指数过高。

  预热带裂纹可通过降低坯体入窑水分、窑头温度以及预热带升温速度来解决。一般要求入窑水分小于0.5%,窑头温度低于200℃。在窑炉操作中,可以调节排烟支闸的开度,调节器小第一、二对烧嘴来解决。有的地区昼夜温差变化大,气温骤降,出会产生裂纹,因为冷坯入窑,内部和表面温度达到一致要一定时间,如果窑头温度过高,使坯体内部和表面温度相差过大,导致坯表面的水排除太急,表面收缩过快,使坯体内部水分不易扩散渗出,由此产生较大的内应力,使坯体炸裂。所以要及时调整窑头抽力,或者在釉线)冷炸

  冷炸也叫风裂或风掠。开裂后断面光滑,裂口锋利,裂缝无流釉现象。它一般出现在冷却带,原因是冷却速度过快。主要是在冷却阶段,在573℃石英晶型转变时冷却太快。

  瓷质砖的极限加热速率是冷却速率的二倍,瓷质砖的加热和冷却速率与瓷质砖在不同温度下不同的形状所表现的强度、温度、传导系数成正比,与弹性模具、制品厚度的平方、热膨胀系数成反比。应按照实际过程确定合理的升温和冷却速率。主要是控制573℃石英晶型转变时的冷却速率来解决。

  ① 当坯体中游离石英高时,在573℃石英晶型转变造成热膨胀系数增大,应降低升温和冷却速率。

  ② 当砖坯温度降到700℃以下,玻璃相开始固化,弹性模量增大,应掌握降温速率。但同时应避免出窑温度过高,可加大窑尾冷风量或冷气幕的冷风量来解决开裂,若不见效,就降低辊棒转速。

  表面硬裂形似鸡爪,故又称鸡爪裂。主要是由于粉料水分不均匀或者填料不均引起。例如,料斗中的粉料陈腐后,产生很湿的泥团,这种泥团过压机前的振动筛时会散开,混入正常粉料中,引起水分不均匀。成形操作不当,使压出的坯体密度不一致,烧成时收缩不一致而造成开裂。解决该缺陷可以通过增加粉料的坯体陈腐时间、改善填料和成形的操作来解决。

  崩边角缺陷大多数是由成形等机械原因所致,它也是瓷质砖生产中最常见的缺陷之一。

  1) 推坯器所致。如果推坯器表面材料过于坚硬或者推坯速度过快,都会导致坯体边角破损。

  2) 下模芯顶坯不到位。下模的上表面与坏体未能整体接触,可导致坯体缺角掉边。常用的克服方法:①调节模具下油缸液流量;②清理疏通下模芯基座上堆积过厚的粉料。

  3) 粉料流动性。粉料流动性对模具填充情况及坯体均匀性造成影响。粉料流动性好,易充满整个模腔;流动性不好,模腔的四边部位不易填满,成形后坯体边角部位强度低下,容易造成坯体掉角。对于这种情况,即使不出现掉边缺角现象,也会出现前面的凹凸边和大小头缺陷。

  4) 坯体强度。压制出的坯体强度高低,会直接影响坯体的质量。坯体机械强度高,在输送、装卸过程中,耐冲击和碰撞性能好,不致引起掉边角。一般要求坯体的最小抗强度是0.6~0.7%Mpa。如有必要,加大压机的成形压力。

  1) 干燥系统。干燥系统出问题的机会也比较多,进出干燥器时发生磕碰的机会较大。要经常注意该问题。

  2) 釉线。现在大多数生产厂家采用大循环生产,线路较长,转弯的地方多,加上人为因素,很容易出现崩边缺角现象。

  3) 窑炉,窑炉一般是分段传动,越往窑尾,速度越快,如果前一段快过后一段,则会产生碰撞现象。这种情况一般在窑头刚入窑时发生的可能性较大。要经常注意窑头的入窑速度变化。

  1) 黑心一般是坯体中的有机物未燃烧殆尽所致。白坯会呈黄-绿-灰,而红色坯则呈黄-灰-黑。颜色是由有机物或含铁化合物因氧化不足生成碳粒或铁质的还原现象所形成。所有降低瓷质砖透气性的因素都会导装粉料时不均。

  2) 瓷质砖整个周边均出现黑心,一般是压机调节不正确,落模太快,排气过速,造成细粉在周边集中。

  3) 瓷质砖中心大面积黑心,通常是由于颗粒级配不当,粉料过细,或者成形压力过高,或者釉料始熔温度过低,造成有机物和碳酸盐等物质完全燃烧前气体不能排去。

  4) 黑心部分球状隆起,它往往是坏体中含有粗大的杂质颗粒或高水分的粉块。此类问题不能通过调节烧成操作来解决,必须注意检查粉料并严格过筛,同时注意检查来自设备所产生的偶然污染物,例如,喷雾干燥塔热风炉燃烧不良产生的积炭,压机漏油等。

  要消除黑心缺陷,从窑炉操作角度出发,可从以下各方面进行。首先,要在600~650℃之间,充分氧化,使有机物有效地燃烧,因为在800~850℃之间(特别是加有锰红和棕红色料的坏体),釉已开始熔化,坯体也有部分开始玻化,其结果会阻止气体从坯体内排出。因此,在预热带应负压操作,以使其充分反应,让气体排出。为了留出足够的时间进行氧化分解反应,在保证不致引起预热开裂问题的前提下,可加快预热带前段的升温速率,供给充足的空气,以保证强氧化气氛,尤其是在预热带后段,空气可直接在烧成带之前吹入窑内,同时可冷却来自该带的热气,使800~850℃升温平缓,并使窑内呈强氧化气氛,可有效消除瓷质砖黑心缺陷。

  2) 提高空气过剩系数,造成充分氧化气氛或延长氧化时间(降低最高烧成温度,延长高温保温时间)。

  3) 提高坯体的透气性促进氧化反应进行。注意控制坯料细度、含水率、成形压力和坏体厚度。在研制坯体配方时,要避免过早出现液泪。

  4) 严格控制坯体入窑水分,以缩短排除水分时间,相应延长氧化反应时间,减少水蒸气与有机物反应形成还原气氛的机会。

  斑点一般有黑斑和黄斑两种,斑点处呈现洞穴状的称为熔洞。这两种缺陷往往是同时产生的,斑点严重时就成为熔洞。另外,烧成温度过高,造成过火也是产生熔洞的常见原因。产生该缺陷的主要原因是坯体中有如下杂质:

  ② 原料粉碎和成形过程中由于机械的磨损而带入铁质,如机械铁屑、设备和工具铁锈皮、设备维护和修理时的金属屑和焊渣等。

  ③ 环境污染和工业卫生不好而混入的杂质,如爆渣、泥沙等。坯体存放和输送条件差,表面落入尘灰及异物而入窑时未清扫干净。

  这些杂质混在坯体中,经高温烧成后,就会产生斑点和熔洞。为了防止这种缺陷的产生,在生产过程中必须做好以下几方面工作;

  ① 在原料球磨过程中,要认真进行除铁操作。目前,大多数陶瓷厂是采用湿法生产粉料,一般在球磨出浆时用磁铁除铁。其关键是要经常清洁除铁装置。如果除铁效果不佳则要考虑增加磁铁数或者加长吸铁槽长度。

  ② 从泥浆池泵泥浆到喷雾干燥塔的中转浆池之前,泥浆一定要过80~120目筛,这样可以除去粗杂质。一般筛上料经煅烧后都呈黄色或黑色,并且由于颗粒大,烧成后容易产生熔洞。另外,如果粗颗粒未除去,在成形时会在砖坯的表面产生划痕。

  ③ 对回坯料的处理一定要格外注意除铁。回坯料中经常会混入各种杂质,必须严格清除,不经处理不得使用。

  ④ 在压机的中转料斗前设置除铁装置,把好最后一道关,把粉粒中的含铁杂质减少到最低限度。

  ⑤ 现在很多厂家的厂房采用镀锌铁皮(俗称星瓦)作顶,使用几年后会生锈,一到刮大风的天气,就会掉铁锈,落在输送带上会污染粉料。因此,最好能给粉料输送线做一个罩,对粉料输送实行密封保护。

  普通瓷质砖中出现的缺陷在渗花砖中也都会出现,除此之外,渗花砖生产中还会出现下列缺陷:边裂、渗花深度过浅或者过深、图案模糊不清和色差等。

  这种缺陷是烧成出来的产品边上有长约2-5mm的细裂纹,不通底,深度只列砖的厚度的一半。大多数出现在沿入窑方向的坯体两侧,前后两侧很少发现。这种裂纹不容易看见,擦墨水才能发现,所以危害更大,一般当发现时已经有大量的缺陷砖生产出来。在抛光或者磨边时,这些细注的裂纹,在应力的作用下会扩展而导致砖破碎。为防止这种缺陷,要定期擦墨水检查有无裂纹产生。如果在抛光或者磨边时破碎率反常的高,除了检查抛光、磨边设备外,还要检查是否有边裂出现。

  渗花砖都喷淋了一定时的助渗剂,总的入窑水份在1.5%左右,由于助渗剂只淋在砖的表面,表面的水份就更高,估计在3%左右。此时入窑,如果窑头温度很高,水分急剧蒸发,收缩量大,就会在砖坯上表面的边上出现裂纹,由于砖坯底部水份很低,蒸发量很少,不会出现裂纹。

  解决此种缺陷的主要手段是调节窑头温度制度。从入窑到预热带要设定一个合理的升温曲线,尤其是预干燥带温度要低,为此调小窑头的排烟风机4的闸板,减少进入预干燥带的热量,同时适当减小排烟风机1的抽力,降低预热带的升温速度。此外调低预热带的闸板。如果这些方法还不能解决问题,则可以考虑关闭辊道窑上层的第一对喷枪。

  边裂缺陷还与天气状况有关。在寒冷的冬天,由于气温低,坯体在釉线上降温快,助渗剂蒸发量少,使入窑水份提高,引起边裂。有时气温骤降,助渗剂蒸时突然减少,如果不及时调整升温曲线也会产生边裂。

  为减少边裂,可以适当加长喷淋助渗剂后到窑头的釉线。也可以在釉线上设置加热装置,如红外线灯,或者把窑头排烟风机的热风引过来加热,提高坯体的温度,降降低坯体的入窑水份。

  此外,对干燥器的干燥水份要求比普通瓷质砖高,要求出干燥器的坯体水份在0.2%以下,

  最后一点,在选用坯体的原料时,要注意尽量少用干燥敏感性原料,如膨润土等含蒙脱石类原料,可以减少边裂的发生。

  这里的色差是指坯体的色差。烧成出来的产品,一批与另一批之间颜色不同,有时相隔几个小时的产品也会出现不同色号,甚至于同时出来的产品左右两侧都不同色。渗花砖产生色差的原因主要是坯料波动和烧成条件变化所致。

  有不少厂家,由于种种原因,原料的储存量偏少,有的只有几天的使用量,因而造成原料的化学组成波动很大。对于一次烧成渗花釉用原料的存量和加工,最好能按前面坯料部分的要求执行,对原料进行的均化处理。

  空窑是造成色差的另一个重要原因。大多数厂家一次烧成渗花砖采用大循环生产方式,从粉料输送到入窑整个过程中,只要有一个环节出问题,就会造成没有生坯入窑—空窑。由于空窑会导致窑炉气氛改变,从而导致坯体色差。要解决空窑,除了保养好生产设备外,可以采取适量存坯的方式,让压机的产量稍大于入窑量,把多余的坯取下来放在存坯架上,当生产线出现故障时补充进去。这里要注意,用已经烧过的砖来补充,不能起到稳定窑炉的作用,因为,已经烧成的砖再烧一次时化学反应不同,所造成的气氛也不同。

  此外,在选用坯体的原料时要注意,尽量少用对气氛和温度敏感的原料,例如降低粘土中的有机质的含量,可降低坯料对窑炉状态的敏感性,使得窑炉的温度和气氛稍有波动,不至于出现色差。

  除了坯体引起的色差外,渗花釉也会引起色差。某些颜色的渗花釉对施釉温度很敏感,由于砖坯温度的变化会引起渗花釉流动的显著变化,导致坯体表面所印的图案明显不同,即所谓的大小花现象。这种现象在气温波动大的季节尤其严重。

  该种缺陷指的是渗花砖抛光后图案很浅,或者模糊不表,甚至于图案不完整或者消失。产生这种缺陷的主要原因是渗花过深、过浅和渗花釉横向扩散所致。

  渗花过深,导致坯体中的着色离子浓度降低,使抛光后产品图案颜色很浅。一般渗花过深是由助渗剂施加过量所致。只要调整助渗剂的喷淋量就可解决该问题。另外,当气温过低时,没有及时关闭冷却风机,使得砖坯温度过低,也会出现渗花过深的现象。

  渗花深度不够是渗花砖生产中最常见的问题之一。而影响该问题的因素有很多,渗花釉的质量、砖坯的表面温度、丝网的网孔大小、助渗剂的施加量等都会对此产生影响。由于气温等因素变化导致渗花釉的粘度变得很大,必然使得透过丝网的渗花釉量减少。另外,如果选用的丝网网孔偏小也会使透过丝网的渗花釉量减少。砖坯表面温度偏高,会导致渗花釉渗透量减少,尤其是昼夜温差大的地区,夜里气温低,关闭了釉线上的冷却风机,当白天气温升高时没有及时打开冷却风机,使得砖坯表面温度过高。助渗剂对渗花深度的影响主要是,助渗剂的喷淋量不够,最后一次印花与喷淋助渗剂的距离过长,一般两者只要隔2米即可。

  图案模糊一般是渗花釉横向扩散所致。当丝网印刷所用网孔过大时就会发生这种缺陷,只要适当调小丝网的孔径即可。另外,当渗花釉的粘度太小(流动性很好)时也会发生这种缺陷,这时就要调整渗花釉的粘度。渗花釉的粘度太大也会产生这种缺陷,有的厂家制备的渗花釉,以CMC为载体,当气温升高时,渗花番会变硬,造成印花困难,导致图案模糊。

  大颗粒瓷砖中除了有普通瓷质砖中出现的缺陷外,还有大颗粒瓷砖秘特有的缺陷。主要有两种:大颗粒周围出现裂纹,大颗粒严重偏析分布不均匀。

  出现这种缺陷的主要原因是造粒时施加的压力过大,使颗粒过分密实,与基料的烧成相差过大,以致产生裂纹,问题的起因一般是颗粒易碎,收成率低面而加大了制块的压力,或者一开始就末考虑控制造粒制块的压力,导致压力过大。

  解决该缺陷的办法是适当降低造成粒制块的压力。如果降低压力,造成成颗粒易破碎,可以在原料中加入一定量的坯体增强剂,提高粉料的结合性能,提高造粒的成率。

  引起砖坯表面大颗粒严重分布不均匀的产要原因有以下三个方面:一是混料时未混匀,二是运输过程中以生自由卸料现象,导致大颗粒偏析,三是压机布料时所致。

  对于第一个问题,只要加强混合即可。如果存在第二种现象4,则要考虑进行设备改造,用箱体运输坯料,也能取得良好的效果,避免大斜度的皮带传输。压机布料时要考虑推料架的行程和速度,同时,在模具的前沿钻孔,让多余的细粉带回覆盖在砖坯边沿,在砖坯表面出现一条细粉特别多的带,影响产品的质量。致黑心现象:坯体过高的水分、过细的粒度、过高的成形压力,瓷砖过厚以及透明的始熔温度过低等。