①(SiO2+B2O3):(R2O+RO)=(1:1)~(3:1)之間;此項規(guī)定是使熔塊保持在容易熔融成玻璃的范圍內(nèi);為了使熔塊料容易熔化均勻,在確定酸、堿氧化物間的配比時,必須考慮PbO、B2O3和堿金屬氧化物在高溫時的揮發(fā)。
、谌蹓K中堿金屬氧化物與氧化硼的比例應(yīng)與釉中堿金屬氧化物對于氧化硼的比例相同,此項規(guī)定指明所有堿質(zhì)氧化物與氧化硼均須制成熔塊,如果有一部分堿金屬氧化物以長石引入時則可斟酌情況予以變動。
、墼谌蹓K中堿性氧化物與堿土氧化物之比小于1:1。這主要是防止熔塊的可溶性。因為堿質(zhì)硅酸鹽具有可溶性,熔塊中須含有一種或二種其它自成不溶性硅酸鹽氧化物。
④熔塊中的酸性成分須含SiO2,如果加入B2O3,則SiO2與B2O3的比例宜大于或等于2:1。因為硼酸鹽溶解度大,SiO2之量最少二倍于B2O3,以便降低熔塊的溶解度。
⑤熔塊中Al2O3不宜超過0.2mol,因為Al2O3太多熔融困難且易形成一種極粘稠的熔塊。
生產(chǎn)熔塊的質(zhì)量控制
1、原料質(zhì)量的控制
原料是基礎(chǔ),原料質(zhì)量的好壞決定著熔塊優(yōu)劣。而好的陶瓷原料必須具備專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和商品化的特點,原料的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化是企業(yè)生產(chǎn)高檔次、高質(zhì)量、高技術(shù)含量陶瓷產(chǎn)品的基礎(chǔ)。但在目前的條件下,原料的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和商品化還有一定的難度,所以各生產(chǎn)廠家都選擇最優(yōu)質(zhì)的原料用于制釉。
原料分化工原料和礦物原料兩類,對化工原料要求其純度不低于98%,常用的化工原料有氧化鋅(ZnO),硼砂(Na2B4O7·10H2O),鉛丹(Pb3O4),硝酸鉀(KNO3),碳酸鈣(CaCO3),硼酸(H3BO3),碳酸鋇(BaCO3)等。
礦物原料受諸多因素影響成分波動較大,為保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,所有原料均應(yīng)做到:
。保┒c礦點或工廠、供貨商 供應(yīng)原料;2)每一次配料都應(yīng)標(biāo)明原料的產(chǎn)地,批量、配料日期和人員,以便當(dāng)制品性能發(fā)生變化時進(jìn)行查考和分析;3)每批原料進(jìn)廠要進(jìn)行化驗分析和必要的物理化學(xué)試驗或配方試驗;如果有條件,還應(yīng)作化學(xué)分析,尤其是微量雜質(zhì),這在熔塊研制和生產(chǎn)中也是很重要的;4)在配料時,每次配料都不可能完全相同,如果原料有所變更或差異,應(yīng)根據(jù)來料的質(zhì)量變化對現(xiàn)行配方做出適當(dāng)調(diào)整。通常,對礦物原料的質(zhì)量要求(見表1)。
。病⑴浞降脑O(shè)計
一個好的熔塊配方必須是高溫易熔的但又是與水不溶的(或微溶的)。熔制溫度過高,將使鉛、硼、氟等有效組分揮發(fā)散失;溶解度過高,不僅使釉漿流動性變差,同時也失去制備的目的。
為了確保易熔,熔塊配方中的堿金屬氧化物(R2O)與堿土金屬氧化物(RO)之比(mol比,下同)應(yīng)控制在1.1~1.3之間,為了得到質(zhì)量良好的熔塊,熔塊中Al2O3的量應(yīng)該控制在0.2~0.7mol之間。Al2O3與SiO2之比約為1:10;SiO2與堿金屬及堿土金屬氧化物(R2O+RO)之比約在2.5~4.5之間。
為了確保熔塊燒成范圍寬廣和不溶水性,應(yīng)嚴(yán)格控制配方中鈉鹽的引入,盡量選用鉀長石,少用或不用鈉長石,在高硼熔塊中,以硼酸取代或部分硼砂;當(dāng)熔塊中含有較多的B2O3,將導(dǎo)致溶解度增加,通常要加入至少2倍于B2O3的SiO2量,以確保熔塊不溶于水。
。场⒃狭6鹊目刂
配制熔塊的原料顆粒不宜太大,顆粒越小,比表面積越大,熔化溫度越低,熔化速度越快。石英和長石至少要60目;但也不宜過細(xì)(250~325目),以致成本增加,且加工環(huán)節(jié)多,純度不易保證。對于含鋯乳白熔塊,通常要求鋯英砂小于50μm,達(dá)到325目或者更細(xì),以使鋯英石微粒充分熔化于熔塊中,且在水淬時析出均勻分布的微晶<3μm ,產(chǎn)生最好的乳濁效果。
。础⒃匣旌系募记
原料混合的原則只有一個,即充分混合均勻。在小規(guī);?qū)嶒炇遥系幕旌弦话悴捎萌斯ざ啻芜^篩的方法;在工業(yè)生產(chǎn)時,大多采用球磨筒或混料器之類的干法混料方式。在原料混合時有兩點須特別注意
一是熔劑原料與難熔原料混合時的加料次序:應(yīng)先將難熔原料(如石英、鋯英砂等)加少量水濕潤,再加入熔劑性原料(如硼砂、鉛丹、硝酸鉀等)攪拌、混合、過篩,最后再加入其它原料充分混合均勻,以確保難熔物料表面充分被熔劑包裹,促使難熔物料表面在較低溫度下形成共熔物,達(dá)到快速完全熔化的目的。
二是加入量少于3~5(wt)%物料的加入方法或順序。在干法混料過程中,如果配料時,每種原料一種一種地加進(jìn)去,就會產(chǎn)生遇濕結(jié)塊或局部相對集中,造成混合不均勻,而且比例越小,產(chǎn)生的誤差就越大。
為了使這部分用量很少的原料能夠均勻分布在熔塊中,在操作上要特別仔細(xì)。正確的做法是:先加入一種用量較多的原料,然后再加入用量很少的原料,最后再把另一種用量較多的原料加在上面,這樣用量很少的原料就夾在兩種用量較多的原料中間,可以防止用量很少的原料粘在混料筒筒壁上,造成混合不均;也可以數(shù)倍用量較多的某種易分散原料與用量較少的一種或多種原料預(yù)先混合,然后再與剩余原料充分混合配料,以最大限度地提高混合均勻性。
。、熔制制度的控制
熔塊是一種多元固體混合物,在加熱過程中沒有固定的熔點,而是在一定量度范圍內(nèi)逐漸始熔、熔化、熔融,形成一種多組分低溫共熔體。一般熔融溫度是將待熔物料制成一定標(biāo)準(zhǔn)的小圓柱,加熱軟化到與底平面形成半圓球形時的溫度;熔制溫度范圍是指由始熔至完全熔化這一過程所經(jīng)歷的溫度區(qū)間。
每一熔塊配方均有適合其自身的熱工制度,即適宜的熔制溫度和合理的保溫時間。熔融溫度控制不當(dāng),會對熔塊質(zhì)量產(chǎn)生影響,熔制溫度過高,致使熔塊中的易熔物質(zhì)如硼砂、硼酸、鉛丹、堿金屬氧化物等 揮發(fā),從而改變了整個熔塊的化學(xué)組成,極易引起針孔和釉泡等缺陷;熔制溫度過低,熔塊熔化不透,熔塊中夾有生料和氣泡,易產(chǎn)生釉面針孔、釉泡、桔釉等缺陷,釉的光澤度也大大降低。
合理的熔制溫度和熔制周期對熔塊質(zhì)量起到很重要的作用。熔制溫度過低、熔制周期延長,熔液粘度高,排氣不良,而且夾生嚴(yán)重;熔制溫度過高、熔制周期過長,不僅造成設(shè)備能耗增加,產(chǎn)能降低,還加劇了熔塊中熔劑性原料的揮發(fā),影響熔塊質(zhì)量。一般普通熔塊熔化溫度為1350~1400℃,而高檔熔塊熔化溫度應(yīng)控制在1450~1550℃;對于鉛硼及堿金屬元素含量高的熔塊,熔制周期應(yīng)盡量短,防止易熔物揮發(fā);而對于鉛硼含量低、堿土金屬含量高的熔塊,熔化、澄清時間可適當(dāng)延長,使熔液充分排氣、熔塊晶瑩透亮。
影響熔塊質(zhì)量的因素是多方面的,熔塊生產(chǎn)的過程是綜合性的技術(shù)和管理過程。要生產(chǎn)出質(zhì)量合格、成本合理、高質(zhì)量、高檔次的熔塊,必須從原料上嚴(yán)格把關(guān),配方上合理調(diào)整,掌握混料技巧,嚴(yán)格控制熔制制度等多方面,做到科學(xué)管理,合理調(diào)配。
熔塊配方
(1)高溫地磚熔塊
熔化溫度:1400~15000C 使用溫度1100~12000C
硼沙3~6 硼酸5~10 長石25~30 石英25~30 鋯英砂0~10 氧化鋅5~10 高嶺土0~10
(2)普通地磚熔塊
熔化溫度:1280~13200C 使用溫度1060~11200C
硼砂8~15 硝酸鉀2~5 長石28~35 石英25~30 鋯英砂8~12 氧化鋅3~8 石灰石5~10
(3)熔劑熔塊
熔化溫度:1200~12500C 使用溫度低于11000C
硼砂8~15 純堿3~8 長石30~40 石英10~20 鉛丹2~5 氧化鋅3~8 石灰石5~10
(4)傳統(tǒng)燒成墻磚熔塊
熔化溫度:1250~13200C 使用溫度1050~11000C
硼砂8~15 硝酸鉀2~5 長石20~30 石英25~35 鋯英砂8~12 氧化鋅5~10 石灰石8~15 鉛丹1~5
(5)一次快速燒成墻磚熔塊
熔化溫度:1400~15000C 使用溫度1020~11000C
硼砂3~5 硼酸5~10 長石25~35 石英25~35 鋯英砂3~15 氧化鋅5~10 石灰石8~15 鉛丹1~5 滑石3~5
(6)一次快速燒成墻磚熔塊
熔化溫度:1480~15300C 使用溫度1080~11800C
硼砂0~5 硼酸5~12 長石25~35 石英25~35 鋯英砂0~10 氧化鋅5~15 石灰石8~15 鉛丹1~5 滑石3~10 高嶺土0~5