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1、一次烧成釉面砖坯釉料配方的研制高雅春徐研唐山063020)(河北理工学院轻工分院摘要关键词文章就一次烧成釉面砖坯釉料配方的理论依据、设计原则及试验配方的确定进行了论述。一次烧成釉面砖坯体配方釉料配方前言烧后性能优异且能满足大生产要求的坯用原料来替代一些目前品位不稳定的原料,用一些本身不含或少含挥发分(如有机物、结晶水等),同时满足膨胀系数小且膨胀系数随温度升高呈平稳直线增加,这样就能保证坯体干燥收缩与烧成收缩小,使其在理论上可实现产品的一次烧成工艺。通过各种单一原料的小试及多种原料的工艺性能分析,我们最终确定唐山永圩土等6种结合粘土和透辉石等4种硬质粘土作为初选原料。1.
2、1结合粘土原料的选择为提高坯体的成形性能和干燥强度,减少生产过程中的破损,我们选择了粘度好、结合性强、干燥强度高的粘土作为配方的结合剂。通过对几种粘土原料的化学组成及物理性能的检测分析(见表1),认为唐山木节、唐山永圩土、辽宁法库土、迁西膨润土、山西木节、唐县土都是优良的结合剂。近年来,一次烧成釉面砖的研制在国内越来越受到重视,与二次烧成相比,一次烧成不仅简化了工艺流程,节约了能源,降低了成本,而且坯釉结合性能好。众所周知,在一次烧成釉面砖的配方中,合理的坯釉料配方起着举足轻重的作用,为此,在有关厂家的配合下,我们对一次烧成釉面砖的坯体及釉料配方进行了研制,并取得了初步成
3、果。1原料选择的理论依据一次烧成釉面砖坯体配方的研制,就是在保证提高陶瓷釉面砖各项烧结性能的条件下,省略素烧工艺,实现产品的一次烧成。我们应寻找一些烧结温度低、表1结合粘土的各项物理性能可塑性指数可塑性指标(%)干燥强度(MPa)干燥收缩(%)烧成收缩(%)烧结状况(1200℃)原料烧后白度山西木节唐山木节唐山永圩土辽宁法库土迁西膨润土唐县土3.5116.592.140.354.64较白较白粉白粉色黄白白色没烧结没烧结半烧结半烧结烧结烧结3.8918.592.370.514.813.3716.122.030.436.703.2116.010.220.373.153.932
4、0.452.770.983.343.1114.921.940.715.14从表1中可以看出,迁西膨润土结合性最强,干燥强度也最高,但由于本产品采用的是一次烧成工艺,含水釉浆将直接施在未经素烧的干坯表面,坯体表层的膨润土会由于吸收水而出现膨化作用,导致釉面裂纹,因此在整个坯体配方中的用量不能超过3%。唐山木节的结合性能和干燥强度仅次于迁西膨润土,但其烧失量大(17%以上),尤其是有机成分较高,在快烧过程中容易造成釉面针孔、起泡等缺陷。辽宁法库土和唐县土的结合性好,烧失量较小(小于7%),干燥强度也较高,是不可多得的一次烧成粘土原料,但法库土原料中由于着色铁离子的含量较高,烧
5、后颜色泛红,影响坯体的白度,在生产白坯体内墙砖时尽量少用。唐山永圩土和山西木节烧失量适中(10%～12%),且Al2O3含量较高(分别为20%、36%),结合性能和成形后坯·35·全国性建材科技期刊———《陶瓷》2003年第2期总第162期体的干燥强度均较瓷土类高,可作瓷土粘性的补充。根据对上述原料的理化性能和烧结性能的对比分析,最终我们选择了唐县土、唐山永圩土和山西木节作为一次烧成釉面砖坯体配方的粘土原料。各种结合粘土的化学组成见表2。表2各种结合粘土的化学组成(质量%)SiO2Al2O3Fe2O3TiO2K2ONa2O原料CaOMgO烧失合计山西木节唐山木节唐山永圩土
6、辽宁法库土迁西膨润土唐县土44.9136.310.930.862.010.451.411.2111.8999.9850.8726.000.960.911.310.700.930.8817.45100.0162.2919.780.582.311.980.162.620.979.80100.4975.6514.151.160.29Π0.790.483.000.193.8699.5772.5012.081.460.663.723.801.204.66100.0869.2714.970.120.722.812.291.352.505.7699.791.2硬质原料的选择1)引进烧失
7、量小,在烧结反应过程中体积变化小的瓷石类原料,该原料以石英、伊利石为主,并含有少量的高岭石、长石等,这些矿物本身就具有构成瓷的各种成分,其工艺性能和烧成性能适合于低温快烧的生产工艺,且储量丰富易于开采,运输距离较近。采用该原料即可满足坯体配方的要求又可降低生产成本。2)引入适合低温快烧的透辉石原料,该原料是一种稳定的晶体,其本身不具有多晶转变且不含挥发分,在加热过程中既没有多晶转变所带来的体积效应,也没有分解和结晶水的排除,可快速升温;透辉石是柱面解理的柱状晶体,这种晶体有利于研磨,而且为水分排除提供了通道;透辉石的膨胀系数小
