陶瓷窑炉 | 瓷砖辊道窑烧成缺陷克服方法

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陶瓷窑炉 | 瓷砖辊道窑烧成缺陷克服方法

1、开裂
开裂是辊道窑快烧建筑瓷砖等产品时较常出现的一种缺陷，可分为升温阶段开裂和降温阶段开裂
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升温阶段开裂
如果瓷砖窑炉或预设干燥带中负压很大，空气流动快，那么承受快速流动空气流的边的裂纹就可能多于其他边，就会产生热应力裂;如果坯体入窑水分较高而窑头升温又过急，传热速率大于水分向外蒸发的传质速率，坯体表面硬化使内部水气不易排出而造成开裂，这种裂口一般较大，也称为大口裂;如果粉料水分不均匀或填料加压操作不当，使砖坯密度不一致，待到入窑升温时收缩也就不一致，因而造成开裂，较常见的是硬裂。硬裂的特征是形如鸡爪或蚯蚓蠕动似的小裂纹。解决方法如下：
(1)对于热应力裂的解决方法主要为调节窑头温度。从入窑到预热带设定一个合理的升温速度，尤其是预干燥带温度要低。一般情况下，预干燥带温度不能超过120℃，为此可通过调小预干燥带的排烟风机的抽力，减少预干燥带的热量，降低其温度同时适当减小预热带风机的抽力，降低预热带的升温速度，还可调低预热带的闸板。如果这些方法不能解决，可考虑关闭辊道窑上层的第一对喷枪，目的是适当降低干燥带和预热带窑头温度，减缓干燥带的升温速度，以免热应力过剧浩成边裂。
(2)针对大口裂等则需要注意严格控制坯体入窑水分，在窑炉操作上通过调整排烟支闸等来降低窑头温度，对明焰辊道窑还可以调小或关闭预热带辊下第一、二对烧嘴，以避免预热带温升太快。在预热带中后期如果升温过急，由于晶型转化等也可能发生开裂，此时开裂的裂口很小，锯齿也细小。

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降温阶段开裂
降温阶段开裂又称风裂或冷裂，在快速烧成的辊道窑中容易发生。有两种方法可以消除风裂:第一是延长烧成阶段直至游离石英完全消除，不过在生产中这是很难做到的;第二是在温度接近500-600℃的区域内，减少直接冷却的强度，降低降温的速率，但这样做会影响生产的效率。解决方法如下：
(1)降低坯料中石英的含量，即在配方中减少游离石英的比例，特别是对大量含石英颗粒的高温砂，在使用中加强细度控制，以提高分散性。
2)在急冷段过后，留有足够的区域，减少通风装置，以保证制品的温度下降适当。
(3)在缓冷段，控制空气的流动速度，减缓制品与外界的热交换。
(4)尽可能不要使外界冷空气在窑内抽力作用下吸入窑内，从而直接与制品接触。

3.变形
瓷砖窑内温度场不均匀，使制品在较高温度的部分有较大的收缩或软化，因而会造成变形缺陷。还有其他因素也可造成变形，如辊子不平整、传动不平稳等机械效应;配方不当、砖压成型时密度不均等前道工序也有可能留下变形的隐患。常见的变形及解决方法如下：

(1)两边平行上翘或两边平行下翘
产生的原因主要是在瓷砖烧成带前段，由于辊上、下温差太大造成。辊上温度高于辊下温度则产生上翘，反之则产生两边下翘。总之，砖坯总是凸向低温面。解决方法为提高该段辊上温度和降低辊下温度，使产品略呈下凹，但决不能上凸。这样，坯体在辊道上继续前进时，在凸出点维持平衡，利用高温软化现象，瓷砖坯体可因机械应力作用而恢复平坦。
(2)四角上翘或四角下翘
产生的原因多为预热带后期在短时间内升温太快。当辊上温度高于辊下温度时，瓷砖的上部先进行氧化分解反应，若此时温度变化太快，中间没有来得及反应，便产生了四角上翘。若辊下温度高于辊上温度时则相反，产生四角下翘。相应解决方法为提高或降低辊棒上下方的温度。
(3)不规则变形
无法分类的不规则变形大致与坯体在窑内的运送方式有关，砖坯运行不当会产生这些缺陷，很可能发生在烧成末期和急冷段之间。原因是辊子沾有大块的脏物，所以应及时更换辊子。有时变形很可能源于坯体成型时所产生的下凹或上凸，则必须在前道工序先行矫正。坯体形态正确矫正和保持辊棒表面的平整，可以消除此类缺陷。
3.尺寸偏差
造成尺寸偏差的主要原因是窑炉内横断面方向温度不均匀，水平温差较大。
(1)两边砖大，中间砖小
靠近窑炉两侧的砖比中间的砖大，边上的瓷砖的两条长边也不一样长。原因是窑炉烧成带成负压，窑炉两侧.漏人冷空气，造成两侧的温度偏低，也可能是烧嘴的助燃风量过大，造成局部温度偏低，因此形成上述缺陷。解决方法是将烧成带调成微正压操作，一般是为19.6-29.4Pa。同时还应将辊子与孔砖之间的间隙密封好，以防漏人冷空气。最后要将助燃风压调整好。
(2)两侧瓷砖大小不一
窑炉装有热电偶一侧的砖比较正常，而没有热电偶一侧的砖会出现偏大或偏小的缺陷，主要原因是没有热电偶一侧的温度偏高或偏低。可以通过调节无热电偶一侧烧嘴燃料的多少来控制。在实际操作中，由于窑炉只能按所设定的值自动调节一侧的温度，而另一侧的温度只能靠手动微调来实现，所以为了减少工作量，应根据瓷砖体坯的尺寸调节好烧嘴的开度，不要随意乱动，以防扰乱整个工作系统。同时还要注意热电偶的位置和助燃风压的大小等因素。
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黑心
瓷砖原料中有机物质、碳素及铁质等含量过高，是产生黑心缺陷的本质原因和前提条件。在烧成过程中，坯料中含有的有机物燃烧不完全，残留在坯体内，形成黑心碳素未充分氧化或一氧化碳气体发生还原反应又生成游离碳，这些残余碳素残留在坯体内形成黑心;氧化铁发生还原，生成低铁氧化物磁铁矿、方铁矿和原子铁，残留在坯体内形成黑心。为消除这些缺陷，在烧成过程中采取如下措施:保持600-650℃，使有机物质完全燃烧;在800-850℃，尤其是红坯，使在釉料充分熔融部分坯体已玻化前，使气体顺利排出，并使燃烧环境呈充分氧化气氛，可以有效地消除瓷砖黑心缺陷。

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釉面缺陷
瓷砖釉面缺陷及解决方法有以下几种。
(1)釉面龟裂。龟裂是釉面瓷砖产品的主要缺陷之一。龟裂是指由于坯与釉层不相适应，而使釉层中存在不恰当的应力所致。二次烧成的釉面瓷砖，无论是素烧温度还是釉烧温度，若偏低时，都会给其热膨胀值带来不良影响。解决方法是适当提高素烧温度和延长保温时间，对釉面瓷砖的热稳定性有利，因此可以增大热膨胀系数，也可以减少坯体的湿膨胀。但仅提高素烧温度则不利于釉烧时中间层的形成，所以应适当提高釉烧温度或延长高温阶段的时间，保证釉的充分熔融及中间层的形成。
(2)色差。制品的各部位或批量产品的每件呈色深浅不一、色调浓淡不均匀的现象或釉面呈现不同于本身正常色调的异色，称为色差缺陷。对于烧成而言，窑炉的温差、最高烧成温度的波动都会使瓷砖呈现色差，甚至同一块瓷砖也会呈现色差;窑炉横向温差会使同一排砖出窑有明显色差。窑压的波动会改变原设定的烧成制度，使预热带、烧成带和冷却带的温度发生变化，从而影响烧成，其中负压更易造成色差。此外，气氛的变化对制品呈色也有直接的影响。一般瓷砖都以氧化气氛烧成，但助燃空气的送风量、窑的风机抽风量等变化都可能造成还原气氛，从而使烧出来的瓷砖发青和暗色，产生色差。解决办法为窑炉操作人员要严格按工艺要求和操作规程操作，要定期抽出产品进行质量分析，根据具体情况作合理调整，要稳定烧成曲线，不可随意更改。窑炉设备出现故障要及时排除，确保烧成曲线没有太大波动。总之，要保持窑内温度和气氛的稳定，消除窑内温差。
(3)釉面不平整。当氧化不足时，釉面易产生“蛋壳”状、釉面气泡或针孔等不平整缺陷。原因是过量空气不足或窑内通风不良，使烧成区呈现较高的废气浓度，甚至由于空气燃烧不完全而产生的碳粒沉积在釉面。即使在隔焰辊道窑内，通风不良时仍有充满釉料蒸气的空气滞留在此区域，造成釉面不平整，有时伴随针孔的产生。解决办法为增加空气量及紊流状态，加强窑内通风，如调大烧嘴的空气进量，适当增加排烟的抽力，保证预热带氧化分解阶段反应充分，使坯体中反应气体在釉熔融前完全排出。
(4)釉面析晶。当急冷段降温速率不够快时，可能在釉玻璃相中产生二次析晶。当析晶严重时，制品呈圆圈痕迹的鳞状，略轻时则呈针状、鸡爪状或雪花状。当烧成带燃烧不完全时，产生的碳素在釉面沉积成为晶核，会促进釉面析晶，当窑内存在烟气倒流时更严重。另外，当燃料中含硫量高时，会使釉面出现白斑或发蒙。解决办法为增大第一、二对急冷风量，以使瓷砖制品高温时快速急冷，还能阻止烟气倒流。
(5)其他釉面缺陷。建筑瓷砖在烧成时，还会出现一些影响釉面外观质量的缺陷，如棕眼、斑点、熔洞等，这里不再做分析。
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