陶瓷墙地砖黑（绿）色熔洞缺陷形成机理和克服措施

陶瓷墙地砖是一种以装饰功能为主的产品，最早时有人称之为“陶瓷饰面砖”。因此，提高墙地砖产品釉面质量，是提高陶瓷墙地砖的整个产品质量和档次的最重要的内容和措施之一。 目前国内大多数的墙地砖工厂，釉面的点状缺陷?包括黑点，落脏、干洞、凹坑等仍然是釉面质量进一步提高的主要困扰。这里特别介绍一种黑绿点缺陷，实际上是一种黑绿色熔洞，在好多陶瓷工厂存在的十分普遍，而且克服起来难度较大。这种缺陷的出现具有“顽固性”，有时会周而复始。现将我们遇到的情况及采取的措施介绍如下，谨供同行们参考 一、黑色熔洞缺陷的形态 特点及发生的规律性 １．１形态特点： 我们介绍的这种黑色熔洞缺陷，从外观看类似于釉面黑点。 直径为0.2-1.5mm不等，颜色大多黑色，有时少数为绿色。“漂浮”在釉面上的有时亦有，但绝大多数为凹下釉面0.5-1mm或更深的圆形凹坑， 因此，从形态特点看，应将这类缺陷归入熔洞。 １．２缺陷发生规律性： １．２．１黑色熔洞的发生在一年中具有明显的“季节”性。 一般来说，春节放假开工以后，工厂的产量陆续上升，出现的机率就越来越多，所占的比例也会越来越大。笔者统计了1999年某公司全年的缺陷， 高峰是4月份，约占不良品的31.11％，占总产量的1.97％。3、4、5、6、7月普遍比9-12月份高， 约占不良品的12％，占总产量的0.7-0.9％，而其余月份下降到占不良品的10％以下。 １．２．２在发生较多的月份中，也存在“时多时少，时隐时现”的“不稳定态”。 发现有以下特点： １、两条粉料供应线两台喷雾塔，两套泥泵处理系统，但用同样原料，同一配方有时仅以发生一条，或者一条较严重，另一条较好。 ２、即使同一条粉料供应线，同一料仓60t左右的粉料，在同一天内有缺陷产品的比例也时高时低，甚至时有时无，有时在几天内十分严重，比例很高，但过了几天基本上“销声匿迹”，然而再过几天象传染病一样，又会“肆虐”一阵，似乎有“来无影，去无踪”的特点。 ３、产量较大的月份发生黑色熔洞的缺陷比例要高一点。特别在产量大，出现粉料供不应求的状况时发生更普遍。 ４、在透明釉的产品能呈现出来，在乳浊釉的产品中也能呈现，其原因该缺陷是一个熔洞，深度连接坯体，已经破坏了釉面，因此乳浊釉也不可能遮盖住。 二、形成机理分析 ２．１试验及结果推测： ２．１．１确定是釉还是坯带来的缺陷的试验： 主要通过两个措施：①加强釉的除铁，增加除铁设施和次数。 ②更换新的釉。 本试验结果，以上措施均无效，说明造成该缺陷的原因是坯体中的杂质。 ２．１．２确定坯体中的磁性物质还是非磁性物质的试验。 主要措施是增加除铁磁棒的根数，和增加除铁次数，结果证明，可以减少“漂浮”在釉面上的一些黑点，而无法减少凹下釉面的黑绿色熔洞。 ２．１．３浆池底部沉淀物的烧成试验： 取泥浆池底部沉淀的泥浆在1180℃～1200℃下烧成试验，发现有很大类似的黑绿色熔洞，有很多低温易熔物发泡，体积会膨大，烧结后的黑色熔融体，里面呈空心状，似发泡材料。 生产实践证明： ①该沉淀物通过除铁过筛可以大部分被除去，特别是大颗粒的沉淀物。 ②泥浆中含有的黑色杂质通过泥浆的搅拌、陈腐，一定时间会大量的沉淀。 ③有一部分黑色杂质特别是颗粒较细的通过除铁过筛不能完全除去，但能沉淀在浆池的底部。推测这一部分通过除铁过筛不能完全除去的细颗粒，过筛不能除去，除铁效果不佳，应该判定为非磁性物质或低磁性物质。 ２．２形成机理分析： ２．２．１通过上述试验，可以得出以下几点结论： １、产生黑绿色熔洞缺陷的原因是因为坯料中含有一种高温烧成后呈黑绿色，体积比原来会膨胀甚至发泡的有害杂质；在烧成过程中会破坏釉面，形成黑色深洞； ２、该杂质中的一部分在泥浆除铁过筛过程中会被除去，还有一部分在泥浆搅拌陈腐过程中会沉淀在浆池的底部； ３、该杂质细颗粒至少是低磁性的，甚至是非磁性的，在强磁场下不能全部除去。 ２．２．２形成机理分析： 经过球磨细磨成浆， 且过100-120目筛的小铁点，一般泥浆性能较好的状态下是能被除铁器除去的。即使没有被除去的部分小铁点，也并不会引起釉面或化妆土的下凹。在乳浊釉和化妆土的遮盖下， 而过100目筛后的小黑点应该不明显， 而出现直径0.5-1mm黑色熔洞，可以肯定的是①这种杂质在烧成过程中，体积膨大，且侵蚀了釉面和化妆土；②这种杂质除铁器难以除去。结合矿山观察，可以初步推断这种有害杂质为黄铁矿ＦｅＳ2。 因为黄铁矿在未烧成之前是难于被电磁除去的，而经烧成后，又会出现铁的化合物，形成红褐色铁点，且产生破坏釉面的ＳＯ2气体。 其化学反应式如下： 由于ＳＯ2气体体积膨大， 且破坏了釉面，故黑色熔洞的体积比原来颗粒增大很多； 由于ＳＯ2气体破坏釉面，熔洞不可能“愈合”。 用100倍放大镜观察， 熔洞内并不是全是黑色，而是一些褐色的熔融体，中心处有褐色小点，旁边是浅黄色熔体，分析这样熔体是Ｆｅ203与釉中的低熔点物质作用产生低温共熔体形成的。而整个熔洞呈黑色，主要是熔洞较深，而光线照不到内部而引起的。 三、克服措施探讨 根据以上分析，我们主要采取了以下措施。 ３．１严格控制泥浆的性能，特别是控制泥浆的粘度和触变性。其目的除了提高除铁效率外，更重要的是有利于泥浆中密度较大的而没有磁性的颗粒能沉淀下来。例如ＦｅＳ2颗粒， 它的密度比一般矿物要大得多，实践证明，可以在泥浆搅拌和陈腐过程中沉淀到浆池底部。 另外还得指出一点，工厂中除铁过筛泥浆性能一般控制，粘度以测定泥浆流速为准，当然流速可以在一定范围内反应出粘度的大小，但流速不完全等于粘度。测量粘度最好还是选用扭力粘度计或布氏粘度计，这样能比较真实地反映出泥浆内部摩擦力的大小。 当泥浆的粘度过大和触变性不好时，容易产生黑色熔洞缺陷，这一点已被我们工厂的实践所证实。 ３．２切实做好泥浆的慢速搅拌，陈腐及除铁，过筛操作。这样做一方面让一部分导致黑点的密度较大杂质在慢速搅拌中沉到浆池底部，同时便于除铁器除去部分带磁性的铁质例如机械铁，并通过过筛筛除一部分磁性或非磁性的颗粒较粗的会呈出黑点的杂质。 泥浆如果没有足够的慢速搅拌和陈腐时间，上述杂质来不及沉淀。当然，这里有一个前提是泥浆的粘度不宜过大，内摩擦力不宜过大。在这一点上，前面所述的，当工厂产量加大，泥浆供应出现来不及的状态时，往往注意了喷雾干燥后粉料的陈腐，而忽视泥浆的陈腐。从而导致产量越大，黑点和黑色熔洞越多的情况。 由于ＦｅＳ2是一种晶体细小而又坚硬的物质， 不易磨细，同样的研磨时间，它的颗粒相应会粗一点，因此加强过筛工艺的控制：提高筛网的细度，经常检查筛网是否破损，增加除铁过筛的次数往往可以收到比较好的减少黑色熔洞的效果。 ３．３适当提高泥浆泵吸入口的高度，使吸浆口离开浆泥底沉淀物相对远一点，避免把浆池底的沉淀物一起吸入到进喷雾塔的泥浆中。 推荐的做法可以在吸浆管的适当位置侧壁上打一个吸入口，让泥浆从侧壁的孔口进入，这样可以保持浆池底部留有一层泥浆，从而底部的沉淀物不会吸入到泥浆泵内。 ３．４注意输浆的操作，防止在浆池浆位比较底的情况下，在较高的位置向浆池中冲入大流量的泥浆，从而避免把浆池底的沉淀物再次悬浮起来。特别是除铁槽内的大流量的浆又从很高位置冲入池内。 采取以下措施后，黑色熔洞的缺陷基本得到克服，产品的质量有一个明显的提高。 四、结束语 ４．１陶瓷墙地砖黑点，黑色熔洞是一种常见多发性的缺陷。其原因除了釉中带入杂质和窑炉落脏等之外，坯体中带入的杂质也是一个重要的原因。 ４．２坯体带入能导致产生黑点和黑色熔洞的杂质，除了除铁过筛能除去的一类外，还有一类是除铁过筛仅能除去一部分，或甚至完全不能除去的。我们称之为非磁性的。特别值得注意的是这类杂质中的部分在烧成过程中体积会急剧膨胀，且会破坏釉面形成黑色熔洞，使乳浊釉和化妆土失去了遮盖作用。 ４．３清除上述坯料上非磁性的导致黑色熔洞的杂质方法： 采用通常的除铁过筛不能完全奏效。可采用严格控制泥浆的粘度和触变性；保持泥浆有一定的慢速搅拌和陈腐时间；适应提高泥浆吸入口的高度，改进输浆的操作等综合措施。 ４．４因为检测手段不全，该缺陷形成机理只是一种初步分析和推断，有待于进一步的检测试验原料中的矿物才能最后定论。本文的克服措施，也只能供有类似缺陷的工厂参考。