技術/牆地磚中心裂的形成原因分析及解決辦法

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1、中間裂的定義

中間裂是指磚坯表面中間位置出現的裂紋,這種情況也屬裂紋中常見的一種缺陷。中間裂通常在磚面形成橫裂紋、縱裂紋或形似雞爪狀的裂紋;或以單條、多條裂紋形式出現。有透底大裂紋,也有細小如絲的隱性裂紋。大中間裂一般用煤油即可查出,但細小裂紋一般須經過燒成後用藍墨水才能驗出,危害性更大。

2、產生原因與解決方法

中間裂產生的原因很多,有設備的原因,也有原材料、乾燥、窯爐、成形的原因。現根據筆者在陶瓷廠生產一線的工作經驗,以及同事的指導與參考文獻資料,在下面逐一論述。

3、配方的調控

(1) 可塑性原料或半可塑性原料風化不充分,容易造成坯體強度低,在壓製成形後的運輸過程中容易產生機械性中間裂紋。

(2) 可塑性原料的可塑性差或者出現波動,也同樣會造成坯體生坯強度低或波動。

(3) 坯料配方中塑性粘土的比例不當,比例過小造成強度不足。

解決方法：

(1) 對可塑性原料或半可塑性原料大量儲存,讓其充分風化。

(2) 加強原料的標準化工作,使其均化,使用合格的原材料,保持原料成分和性能的穩定性。加強原材料的驗收工作,做到每車打樣、燒檢,測定其燒失收縮,觀察斷面及結合性能。

(3) 適當調整坯體配方中的塑性粘土原料,一般控制在20%~27%之間為宜,或增加化工原料使坯體達到一定的強度,以減少在運輸過程中產生中間裂。

2.2 粉料的控制

2.2.1粉料水分

粉料含水率的高低直接影響坯體的密度和收縮率,粉料水分分布的均勻程度對坯體質量也有很大的影響,實際生產中應根據粉料的性能和壓磚機的情況來確定含水率。一般面料含水率應控制在6.0%~6.8%,底料(基料)含水率應控制在7.0%~8.0%。粉料水分不均勻或壓磚機填料不均勻,會導致緻密度不一致,這些都會引起坯體表面產生中間裂。

解決方法：可延長粉料陳腐時間,改善填料和壓製成形的操作方法。

2.2.2 陳腐時間及均化

粉料經噴霧乾燥後的水分一般不是很均勻,必須經過一定時間的陳腐均化。陳腐均化後的粉料水分均勻,流動性能和結合性得到改善,從而改善了成形布料性能,減少缺陷的產生。粉料陳腐時間不得少於24h,一般以24~36h為宜。

2.2.3粉料結塊

粉料結塊會形成粉團,導致粉料水分不均勻,影響粉料的流動性,導致模腔內粉料填料不均勻。產生的主要原因是粉料水分偏濕,破碎後形成粉團;或壓磚機在布料過程中格柵與底板不正常的摩擦;或壓磚機粉料管長期未清潔而積聚粉料形成粉團。

解決方法：嚴格控制粉料水分,定期轉換破碎機並清洗乾淨;定期清潔粉管、壓磚機格柵、底板,都可有效預防由粉團形成的中間裂。

2.3 壓製成形的控制

壓磚機成形過程中形成中間裂的原因有：

(1) 縱向中間裂,產生的原因是模具的下模芯頂坯速度太快,坯體難以承受來自下模芯強大的衝擊力作用於坯體之上,坯體的反彈力集中在坯體中間部位並擴張,引起縱向中間裂紋。脫模動作參數設置不合理,頂出磚坯時動作不平穩、不協調都會造成中間裂紋。

(2) 壓磚機漏油,也會導致粉料中含有油而產生細小的中間裂紋。

(3) 壓磚機布料不均勻,壓力不恆定,中心密度低,厚度偏差大,即中間薄、四邊厚,都會造成磚坯乾燥後形成收縮性中間裂紋。布料不均勻,主要表現在布料格柵的設計不合理,布料裝置進退速度參數以及布料裝置在何位置時模芯開始下降等方面是否合適。

(4) 由於目前微粉磚一般採用二次布料技術,面料經破碎後在成形時造成排氣困難,容易分層,所以現在很多廠家都使用排氣模具來克服分層缺陷。排氣模一般在光面模具上安設多個細小孔以利於排氣。但是這些細小孔如果孔徑太小則達不到排氣的目的,如果孔徑太大則壓制時容易溢粉,致使密度降低,形成固定位置中間裂。

(5) 模具設計有缺陷,或模具加工過程中未達到合適的平整度,如忽視磚底格的大小、深淺及商標位。壓製成形後磚坯緻密度極不均勻,膨脹收縮存在敏感區,從而形成中間裂。

解決成形中造成中間裂的方法如下：

(1) 合理設置成形時壓磚機脫模頂出速度,脫模動作要求平穩、協調。

(2) 仔細檢查壓磚機是否存在漏油情況,如有漏油應用碎布擦乾淨,防止粉料中有油滴滲入。

(3) 設計合理的布料格柵,合理設置布料時粉車的進退速度與模具下降速度的時間參數。恆定成形時的壓力,控制單件磚厚度偏差在4%以內。

(4) 使用排氣模時,應檢查排氣模具的孔徑大小是否合適。

(5) 更換合理的模具,使壓製成形後密度均勻,膨脹收縮良好。

2.4 乾燥的控制

乾燥制度的合理與否,直接關係到乾燥周期的長短及坯體乾燥後的質量。坯體中間出現的裂紋,若出現在乾燥段,那麼產生的原因有:乾燥時坯體水分排出,使坯體收縮,而乾燥過程中煙氣流速快,溫度低,煙氣濕度低,四邊乾燥比中間乾燥快,這樣四邊收縮大於中心收縮,由於收縮不均勻產生應力破壞,就會形成中間裂。

乾燥工序出現中間裂的解決方法如下：

(1) 適當減少抽濕風機的總抽濕量,或適當把前段的抽濕支閘開度減少,使乾燥入口處於微正壓狀態,增加升速階段的煙氣溫度與濕度。

(2) 開大窯爐排煙風管上的冷風口,以增加送到乾燥段的煙氣濕度。

(3) 適當降低乾燥等速階段的溫度,並保持升速階段的溫度不變,在等速階段使坯體緩慢乾燥收縮。

(4) 開大窯爐第一排的排煙支閘,並相應關小緊靠燒成段最後一、二排的支閘,增加送到乾燥段的煙氣濕度且總量保持不變。

(5) 降低窯頭最前段1、2區噴槍的油壓或關槍,從而降低送到乾燥的煙氣溫度,增加其濕度。

(6) 從入口2~20m左右的區域,適當提高幹燥器前段的溫度。在一般情況下,溫度控制在140~150℃左右,但在某些特殊的情況下,該區域的溫度有時要高達200℃左右。隨後平穩升溫,各點溫度相差不要過大。在這一區域正壓稍大,溫差較高,濕度亦較高。這樣坯體容易均勻受熱且升溫較快,但排濕乾燥並不急促,坯體強度增加較快,這樣中間裂問題就容易解決。

(7) 清除殘留在乾燥窯內的所有爛磚坯、粉塵、碎石棉等雜物,保證窯內氣流通暢,防止局部儲熱太多或溫度低,特別是乾燥供熱支閘被雜物擋住入風口後更易形成中間裂紋。

(8) 為避免磚坯行走時局部受力不均而出現中間裂紋,須將乾燥前段的鐵輥棒逐一拉出窯外,全部沖水清洗、打磨、校直。確保鐵輥棒上無焊渣、硬膠、粉塵等雜物及無變形彎棒現象,因為乾燥窯的鐵輥棒變形在運動中會產生顫動,易產生坯體中間裂紋。

(9) 乾燥中間裂一般出現在乾燥窯前段,即從入口開始計算20m左右。多數情況下,由於溫度低,排濕太快所致,但也有坯料性能特殊的時候。如前段溫度越高、濕度越大,反而中間裂紋現象更加嚴重。正因為這樣,我們可採取相反的方法解決,如加大前段的排濕量,降低升速階段的溫度,溫度控制在100℃左右為宜,之後平緩升溫,中後部的溫度要較高些,180℃左右或更高。

2.5 燒成的控制

為判斷是乾燥窯內中間裂,還是窯頭二次乾燥中間裂,可在乾燥窯乾燥時,把磚底朝上,入窯時則反過來,使磚面朝上,若出窯時磚底中間裂,則為乾燥窯內中間裂;若出窯時磚面中間裂,則為窯頭二次乾燥中間裂。

在燒成過程中產生中間裂,主要是乾燥後坯體水分偏高,坯體入窯時水分大,而窯頭溫度過高、升溫速度過快會引起磚坯四邊形成硬骨架,產生熱應力收縮從而造成拉裂。

解決方法：控制乾燥後的坯體水分在0.4~0.8%的範圍內,窯頭溫度適當降低,升溫應平緩,縮小窯內的左右、上下溫差,減少前後溫度梯度。保證磚坯同步乾燥,使得各件磚坯溫度均勻。

2.6 輸送線的控制

輸送線的輥棒彎曲,升降位存在水平差、皮帶接駁位不平、皮帶輪有異物而出現跳動情況,或釉線皮帶輪交接位存在水平差、托槽鐵耳過高而磨擦磚坯等機械性破壞都會導致中間裂。

解決方法：勤巡查機械設備,發現機械設備問題及時彙報處理。

4、結語

在實際生產中,影響微粉拋光磚中間裂的因素複雜多樣。因此,在工藝控制上應層層把關,加強全過程的監控力度,發現問題應及時反饋,並對生產中出現的問題認真分析。透過表面現象查找根源,具體情況具體分析,不同類型的中間裂缺陷採用不同的方法處理。只有加強內部管理,全面提高職工的技術素質,強化標準化操作,就一定能減少中間裂缺陷產品的出現。總而言之,應該做好以下幾方面的工作:

(1) 加強對進廠原材料的嚴格監控,保證原材料的各項理化指標合格。

(2) 加強各個工序的工藝操作規程,嚴格按擬定的工藝參數操作。

(3) 加強生產現場管理監督力度,強化團隊協作精神,把好各個工序的質量關。

(4) 加強從原料、成形、乾燥、燒成、輸送線等系列工序的標準化操作管理。

（文章來源：景陶圈）