CN113248240B - 一种快烧陶瓷砖的制备方法及其产品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快烧陶瓷砖的制备方法及其产品,一种快烧陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:A、将坯体原料混合均匀,然后经过球磨制浆和干燥造粒后制得坯体粉料,将所述坯体粉料压制成型得到坯体;按照质量百分比计算,所述坯体原料的化学组成含有K2O 4.1~4.5%、Na2O 1.3~1.7%和MgO 1.4~1.7%;B、在所述坯体的表面布施釉料;所述釉料的原料包括钾长石、煅烧氧化铝、高岭土、石英、白云石和硅酸锆。所述快烧陶瓷砖的制备方法,能够实现短窑炉的快速烧制,有效提高了陶瓷砖的生产速度,提高产线的产能,且有利于节约能源,所述快烧陶瓷砖的制备方法制备得到的快烧陶瓷砖,制得的快烧陶瓷砖的强度高、质量好。
Description
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷技术领域,尤其涉及一种快烧陶瓷砖的制备方法及其产品。
背景技术
建筑陶瓷产品的竞争日益激烈,建筑陶瓷产品已成为一种重要的建筑装饰材料,中国陶瓷工业产量大,而窑炉是陶瓷企业最关键的设备,也是耗能最大的设备,陶瓷烧制过程中的能耗占陶瓷生产总能耗的比重大,而窑炉能耗的水平与陶瓷砖原料和烧制工艺息息相关,现有陶瓷砖的快烧工艺通常使用长窑炉进行烧制,由于长窑炉本身长度足够,可以安装足够多的喷枪,整个烧制过程的温度过渡相对平顺,但是能源消耗高,如果通过短窑炉进行快速烧制,烧制得到的陶瓷砖容易出现辊棒印、且容易出现痱子、黑心等缺陷,烧制得到的陶瓷砖的质量差。
发明内容
针对背景技术提出的问题,本发明的目的在于提出一种快烧陶瓷砖的制备方法,能够实现短窑炉的快速烧制,有效提高了陶瓷砖的生产速度,提高产线的产能,且有利于节约能源,解决了目前短窑炉无法进行陶瓷砖的快速烧制、快烧陶瓷砖的生产速度低、产能低、能源消耗高的问题;
本发明的另一个目的在于提出使用所述快烧陶瓷砖的制备方法制备得到的快烧陶瓷砖,制得的快烧陶瓷砖的强度高、质量好,解决了现有快烧陶瓷砖的烧制质量差、容易出现辊棒印、痱子、黑心等缺陷的问题。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种快烧陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
A、将坯体原料混合均匀,然后经过球磨制浆和干燥造粒后制得坯体粉料,将所述坯体粉料压制成型得到坯体;
按照质量百分比计算,所述坯体原料的化学组成含有K2O 4.1~4.5%、Na2O 1.3~1.7%和MgO 1.4~1.7%;
B、在所述坯体的表面布施釉料;
所述釉料的原料包括钾长石、煅烧氧化铝、高岭土、石英、白云石和硅酸锆;
C、将坯体在短窑炉中入窑烧制,制得一种快烧陶瓷砖。
更进一步说明,按照质量百分比计算,所述坯体原料的化学组成包括Al2O3 17~18%、SiO2 68~70%、K2O 4.1~4.5%、Na2O 1.3~1.7%、MgO 1.4~1.7%、CaO 0~0.7%和IL 4~6%。
更进一步说明,按照重量份数计算,所述釉料的原料包括钾长石55~65份、煅烧氧化铝15~20份、高岭土5~8份、石英5~8份、白云石2~5份和硅酸锆10~20份。
更进一步说明,将所述釉料的原料加水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠球磨得到釉浆,控制细度为过325目筛筛余0.6~1.0%,然后陈腐48h以上,制得所述釉料。
更进一步说明,所述坯体原料包括高铝坭2~3份、水洗坭膏5~7份、混合坭7~12份、膨润土5~8份、钾钠料36~46份、高钾砂30~40份、废坯料3~5份和滑石粒2.5~4份;按照重量份数计算,所述混合坭包括大众坭3~5份、A级土3~5份和路面坭1~2份;按照质量百分比计算,所述混合坭的化学组成含有2~6%K2O。
更进一步说明,按照质量百分比计算,所述钾钠料和所述高钾砂的氧化钾含量为4.5~6%。
更进一步说明,按照质量百分比计算,所述膨润土、高铝坭、水洗坭膏和大众坭的IL≤10%。
更进一步说明,所述步骤A中,所述球磨制浆的球磨时间为16~20h,经过所述球磨制浆后制得的浆料的细度为过250目筛筛余0.7~0.9%,经过所述球磨制浆后制得的浆料的含水率为35~37%。
更进一步说明,所述步骤C中,所述入窑烧制的过程中,底温的烧制温度曲线包括:
预热段:从常温升至945℃,耗时9min20s;
低温段:从945℃升至1170℃,耗时5min25s;
中温段:从1170℃升至1208℃,耗时5min5s;
烧成段:在1208℃保温3min35s,再从1208℃降至1050℃,耗时3min45s;
冷却段:从1050℃降至170℃,耗时11min5s;
所述入窑烧制的过程中,面温的烧制温度曲线包括:
预热段和低温段:从常温升至1108℃,耗时14min45s;
中温段:从1108℃升至1205℃,耗时5min5s;
烧成段:在1205℃保温3min35s,再从1205℃降至888℃,耗时3min45s;
冷却段:从888℃降至170℃,耗时11min5s。
一种快烧陶瓷砖,使用所述的快烧陶瓷砖的制备方法制备得到。
与现有技术相比,本发明的实施例具有以下有益效果:
1、从改变坯体的原料体系的化学组成入手,采用K2O-MgO助熔剂体系,再以Na2O为辅,使得坯体原料中的助熔剂的总含量极高,由于MgO和Na2O的液相产生温度(始熔点)较低,再配合高含量的高助熔点的K2O,提高了液相总量,促进短时间内的物化反应的产生,由于K2O的大量存在,极大地提高了低始熔点液相的粘度,可以避免坯体在烧制过程中过分软化而导致容易产生棍棒印等缺陷;高含量的助熔剂(MgO、K2O和Na2O)可以在短时间内使得各种的高温矿物如石英、高铝类原料充分反应,从而有效缩短窑炉的烧成时间,提高产品产能;通过提高K2O的含量,可以使得所述坯体的烧成范围变宽,始熔点和液相产生时的高温粘度提高,避免产品在烧成段出现软化过度,保证了坯体在高温反应中,能够顺利形成足够多的莫来石晶体和α-Al2O3,且同时形成的致密度更高的钾钠类共熔物,有效提高制得的陶瓷砖的强度;
2、通过釉料配方与坯体配方的配合,由于坯体采用大量助熔剂的配方,会导致所述坯体的膨胀系数变大,釉料配方中,采用钾长石可以有效提高面釉始熔点,相当于延长了坯体的排气时间段,确保了坯体的有机质排气尽快完成,有利于产品的物化反应到达高温烧成段时,而不会引起痱子、黑心等缺陷,且所述钾长石和所述煅烧氧化铝可以有效提高釉料膨胀系数,从而提高坯体与釉料的收缩一致性,保证砖坯在窑炉的良好走位;
3、所述坯体原料采用高含量的助熔剂体系,配合窑炉在高温区的烧成时间缩短,从而避免坯体过分软化而产生棍棒印,通过坯体配方、釉料配方和配合窑炉的烧成曲线的优化,实现低温快烧的目的,通过釉料配方迁就膨胀系数偏大的坯体配方,达到整体窑炉降温烧制的效果,从而改善产品的棍棒印的问题。
具体实施方式
一种快烧陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
A、将坯体原料混合均匀,然后经过球磨制浆和干燥造粒后制得坯体粉料,将所述坯体粉料压制成型得到坯体;
按照质量百分比计算,所述坯体原料的化学组成含有K2O 4.1~4.5%、Na2O 1.3~1.7%和MgO 1.4~1.7%;
B、在所述坯体的表面布施釉料;
所述釉料的原料包括钾长石、煅烧氧化铝、高岭土、石英、白云石和硅酸锆;
C、将坯体在短窑炉中入窑烧制,制得一种快烧陶瓷砖。
要实现节能快烧,从改变坯体的原料体系的化学组成入手,所述坯体原料的化学组成采用K2O-MgO助熔剂体系,再以Na2O为辅,使得坯体原料中的助熔剂的总含量极高(占坯体原料的化学组成总质量的6.8~7.9%),其中K2O占4.1~4.5%,MgO占1.4~1.7%,Na2O占1.3~1.7%,使得制得的坯体具有以下优点:
(1)由于MgO和Na2O的液相产生温度(始熔点)较低,再配合高含量的高助熔点的K2O,提高了液相总量,促进短时间内的物化反应的产生,由于K2O的大量存在,极大地提高了低始熔点液相的粘度,可以避免坯体在烧制过程中过分软化而导致容易产生棍棒印等缺陷;
(2)高含量的助熔剂(MgO、K2O和Na2O)可以在短时间内使得各种的高温矿物如石英、高铝类原料充分反应,从而有效缩短窑炉的烧成时间,提高产品产能;
(3)通过提高K2O的含量,可以使得所述坯体的烧成范围变宽,始熔点和液相产生时的高温粘度提高,避免产品在烧成段出现软化过度,保证了坯体在高温反应中,能够顺利形成足够多的莫来石晶体和α-Al2O3,且同时形成的致密度更高的钾钠类共熔物,有效提高制得的陶瓷砖的强度。
此外,通过所述釉料配方与坯体配方的配合,由于所述坯体采用大量助熔剂的配方,会导致所述坯体的膨胀系数变大,所述釉料配方中,采用钾长石可以有效提高面釉始熔点,相当于延长了坯体的排气时间段,确保了坯体的有机质排气尽快完成,有利于产品的物化反应到达高温烧成段时,而不会引起痱子、黑心等缺陷,且所述钾长石和所述煅烧氧化铝可以有效提高釉料膨胀系数,从而提高所述坯体与所述釉料的收缩一致性,保证砖坯在窑炉的良好走位,通过添加所述白云石,所述白云石可以与所述硅酸锆一起配合增加釉料的白度,由于所述硅酸锆的助熔效果较差,所以需要配合助熔效果较好且有增白功能的所述白云石一同搭配使用,起到修正釉面的烧结度和白度的功能,最终保证了产品釉面的防污和白度要求。
本发明采用短窑炉(长度约为125~135米)进行烧制,而行业实现快烧的窑炉都在200~400米范围。长窑炉要由于本身长度足够,可以安装足够多的喷枪,整个烧制过程的温度过渡相对平顺,但是耗能大,本发明通过改善坯体配方及釉料配方,能够实现短窑炉的快速烧制,且烧制得到的快烧陶瓷砖的质量好、强度高,有效提高了陶瓷砖的生产速度,提高产线的产能,且有利于节约能源,解决了目前短窑炉无法进行陶瓷砖的快速烧制、快烧陶瓷砖的生产速度低、产能低、能源消耗高的问题。
更进一步说明,按照质量百分比计算,所述坯体原料的化学组成包括Al2O3 17~18%、SiO2 68~70%、K2O 4.1~4.5%、Na2O 1.3~1.7%、MgO 1.4~1.7%、CaO 0~0.7%和IL 4~6%。
所述坯体原料的化学组成包括Al2O3和SiO2,是保证形成足够多的具有良好性能的莫来石晶体和α-Al2O3的化学组成来源,使得经过烧制后制得的所述快烧陶瓷砖的强度高,且避免了坯体在烧制过程中产生辊棒印等缺陷。
更进一步说明,按照重量份数计算,所述釉料的原料包括钾长石55~65份、煅烧氧化铝15~20份、高岭土5~8份、石英5~8份、白云石2~5份和硅酸锆10~20份。
所述釉料的配方中,所述石英可以提高釉料的膨胀系数,但是由于该材料在升温过程中基本不收缩,在坯体急剧收缩时,会造成砖坯在窑炉里面呈龟背形态前进,造成多道波浪纹,如果所述石英的添加量过高,则可能会造成坯体形成多道波浪纹的缺陷,所述硅酸锆的使用量主要取决于产品的白度,当所述硅酸锆的添加量为10份时,就可以满足除了瓷砖表面是白砖(白度为70度)以外的所有图案颜色,如果产品面相的白度需要在70度以上,则需要把所述硅酸锆的用量控制在12~15份,再配合喷墨机进行修正。此外,由于所述硅酸锆的助熔效果一般,所以需要配合助熔效果较好且兼有增白功能的白云石一同搭配使用,起到修正釉面的烧结度和白度的功能,最终保证了产品釉面的防污和白度要求。通过提高所述钾长石的用量,可以有效提高面釉始熔点,相当于延长了坯体的排气时间段,确保了坯体的有机质排气尽快完成,有利于产品的物化反应到达高温烧成段时,解决砖面痱子、黑心的问题。
更进一步说明,将所述釉料的原料加水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠球磨得到釉浆,控制细度为过325目筛筛余0.6~1.0%,然后陈腐48h以上,制得所述釉料。
所述釉料的原料经过球磨,使得所述釉料的原料在釉浆中的分散性好,且通过控制细度,使得所述釉料在所述坯体的表面的平整性好,使得所述坯体与所述釉料的收缩一致性好,保证砖坯在窑炉的良好走位。
更进一步说明,所述坯体原料包括高铝坭2~3份、水洗坭膏5~7份、混合坭7~12份、膨润土5~8份、钾钠料36~46份、高钾砂30~40份、废坯料3~5份和滑石粒2.5~4份,按照质量百分比计算,所述混合坭的化学组成含有2~6%K2O。
具体地,所述混合坭包括大众坭3~5份、A级土3~5份和路面坭1~2份,所述混合坭含有2~6%K2O,有效保证了最终配方的K2O的含量,所述大众坭、A级土和路面坭是日常陶瓷生产中常见的混合坭,物化性能普通,容易获得,单价便宜,保证配方了配方的稳定性。
所述坯体原料通过使用氧化性能较好的膨润土,膨润土由于其内部的有机质较少,在提速快烧时,可以有效减少氧化不全导致的坯体黑心问题。如果所述膨润土的添加量太低,配方中为了保证砖坯强度,必然会把普通坭料的含量增加,这容易导致烧制得到的快烧陶瓷砖出现黑心的情况,如果所述膨润土的添加量太高,过量的膨润土会导致浆料的流动性特别大,而生产过程中为了调整浆料性能,必然会把浆料的水分含量提高(比如提高到38%以上甚至40%),这会导致严重的后果,粉料颗粒度难以控制,细粉较多,最终压制成型时容易分层,影响产品质量和产量。
优选的,按照质量百分比计算,所述钾钠料和所述高钾砂的氧化钾含量为4.5~6%。
具体地,所述钾钠料为2#钾钠料和广西钾钠料的组合,其中按照重量份数计算,2#钾钠料为16~20份,广西钾钠料为20~26份,所述高钾砂为增城砂和华泰钾砂的组合,其中按照重量份数计算,增城砂为10~16份,华泰钾砂为20~24份,其中增城砂是一种偏向于石粒较多的、钠长石含量较多的高钾砂原料,而华泰钾砂本身是一种高钾风化砂,含有钾长石较多。
通过限定所述钾钠料和所述高钾砂的氧化钾含量,保证所述钾钠料和所述高钾砂能够为所述坯体原料的化学组成提供足够的氧化钾含量,从而保证坯体原料的化学组成中钾含量(K2O 4.1~4.5%),在此基础上再配上一定量的钠含量(Na2O 1.3~1.7%),最后通过外加滑石类原料补充镁含量(MgO 1.4~1.7%)修正最终坯体的烧制温度。
优选的,按照质量百分比计算,所述膨润土、高铝坭、水洗坭膏和大众坭的IL≤10%。
如果所述膨润土、高铝坭、水洗坭膏和大众坭的烧失量较高,容易导致烧制得到的快烧陶瓷砖出现黑心的缺陷,通过限定膨润土、高铝坭、水洗坭膏和大众坭的烧失量控制在10%以下,从而避免有机质烧失量较高导致制得的所述快烧陶瓷砖出现黑心的情况。
更进一步说明,所述步骤A中,所述球磨制浆的球磨时间为16~20h,经过所述球磨制浆后制得的浆料的细度为过250目筛筛余0.7~0.9%,经过所述球磨制浆后制得的浆料的含水率为35~37%。
由于坯体的原料体系的化学组成的改变,提高了整个原料体系的高温粘度和始熔点,会导致烧成温度的提高,通过加大球磨时间,球磨时间比现有坯体浆料的球磨时间增加,可以降低坯体原料的细度,提高原料颗粒的比表面积,进而促进反应,帮助降低烧成温度和烧成时间,有利于坯体的快速烧制,由于增加了球磨时间,容易出现配方浆料的流动性较差的问题,因此提高浆料的含水率,如果经过所述球磨制浆后制得的浆料的含水率过高,喷雾塔的造粒就会变得较为困难,颗粒度难以控制,细粉较多,压制成型时容易产生分层。
更进一步说明,所述步骤C中,所述入窑烧制的过程中,底温的烧制温度曲线包括:
预热段:从常温升至945℃,耗时9min20s;
低温段:从945℃升至1170℃,耗时5min25s;
中温段:从1170℃升至1208℃,耗时5min5s;
烧成段:在1208℃保温3min35s,再从1208℃降至1050℃,耗时3min45s;
冷却段:从1050℃降至170℃,耗时11min5s;
所述入窑烧制的过程中,面温的烧制温度曲线包括:
预热段和低温段:从常温升至1108℃,耗时14min45s;
中温段:从1108℃升至1205℃,耗时5min5s;
烧成段:在1205℃保温3min35s,再从1205℃降至888℃,耗时3min45s;
冷却段:从888℃降至170℃,耗时11min5s。
需要说明的是,所述底温是指窑炉的辊棒底部的温度,所述面温是指窑炉的辊棒上方的温度。
所述坯体原料采用高含量的助熔剂体系,配合窑炉在高温区的烧成时间缩短,从而避免坯体过分软化而产生棍棒印,通过坯体配方、釉料配方和配合窑炉的烧成曲线的优化,实现低温快烧的目的。本发明坯体配方的调整,主要是缩短窑炉高温烧成段的时间和烧成段的箱体数量,通过坯体的大幅度降温,将烧成曲线的温度降下来,然后再通过釉料配方迁就膨胀系数偏大的坯体配方,达到整体窑炉降温烧制的效果,从而改善产品的棍棒印的问题。
一种快烧陶瓷砖,使用所述的快烧陶瓷砖的制备方法制备得到。
本发明通过所述步骤A制得的坯体的强度提高至1.4MPa,压机冲次8.1次/min,单压机的产能8400m2/24h,窑炉烧成时间缩短至36~39min,窑炉的产能可达到7500m2/24h,产品的吸水率同样可以保持在0.1%以下,最终制得的快烧陶瓷砖的抗折强度提升至45~50Mpa,在实现陶瓷砖的快速烧制的同时,制得的快烧陶瓷砖的强度高、质量好,解决了现有快烧陶瓷砖的烧制质量差、容易出现辊棒印、痱子、黑心等缺陷的问题。
为了便于理解本发明,下面对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例A1~A5
一种快烧陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
A、将坯体原料(使用现有常规的陶瓷坯体原料,其中坯体原料的化学组成如表1所示)混合均匀,然后经过球磨制浆(其中球磨时间为18h,经过球磨制浆后制得的浆料的细度为过250目筛筛余0.7~0.9%)和干燥造粒后制得坯体粉料,将所述坯体粉料压制成型得到坯体;
B、在所述坯体的表面布施釉料;
按照重量份数计算,所述釉料的原料为钾长石60份、煅烧氧化铝18份、高岭土6份、石英6份、白云石3份和硅酸锆15份。
C、将坯体在短窑炉中入窑烧制,其中入窑烧制的过程中,底温的烧制温度曲线包括:预热段:从常温升至945℃,耗时9min20s;低温段:从945℃升至1170℃,耗时5min25s;中温段:从1170℃升至1208℃,耗时5min5s;烧成段:在1208℃保温3min35s,再从1208℃降至1050℃,耗时3min45s;冷却段:从1050℃降至170℃,耗时11min5s;面温的烧制温度曲线包括:预热段和低温段:从常温升至1108℃,耗时14min45s;中温段:从1108℃升至1205℃,耗时5min5s;烧成段:在1205℃保温3min35s,再从1205℃降至888℃,耗时3min45s;冷却段:从888℃降至170℃,耗时11min5s,制得一种快烧陶瓷砖。
实施例B1~B5
一种快烧陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
A、将坯体原料(使用表2所示的坯体原料,其中所述坯体原料的化学组成为Al2O317~18%、SiO2 68~70%、K2O 4.1~4.5%、Na2O 1.3~1.7%、MgO 1.4~1.7%、CaO 0~0.7%和IL 4~6%)混合均匀,然后经过球磨制浆(其中球磨时间为18h,经过球磨制浆后制得的浆料的细度为过250目筛筛余0.7~0.9%)和干燥造粒后制得坯体粉料,将所述坯体粉料压制成型得到坯体;
B、在所述坯体的表面布施釉料;
按照重量份数计算,所述釉料的原料为钾长石60份、煅烧氧化铝18份、高岭土6份、石英6份、白云石3份和硅酸锆15份。
C、将坯体在短窑炉中入窑烧制,其中入窑烧制的过程中,底温的烧制温度曲线包括:预热段:从常温升至945℃,耗时9min20s;低温段:从945℃升至1170℃,耗时5min25s;中温段:从1170℃升至1208℃,耗时5min5s;烧成段:在1208℃保温3min35s,再从1208℃降至1050℃,耗时3min45s;冷却段:从1050℃降至170℃,耗时11min5s;面温的烧制温度曲线包括:预热段和低温段:从常温升至1108℃,耗时14min45s;中温段:从1108℃升至1205℃,耗时5min5s;烧成段:在1205℃保温3min35s,再从1205℃降至888℃,耗时3min45s;冷却段:从888℃降至170℃,耗时11min5s,制得一种快烧陶瓷砖。
注:按照质量百分比计算,坯体原料中钾钠料和高钾砂的氧化钾含量为4.5~6%,膨润土、高铝坭、水洗坭膏和大众坭的IL≤10%,所述混合坭的化学组成含有2~6%K2O。
对比例1
一种陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
A、将坯体原料(使用现有常规的陶瓷坯体原料,其中坯体原料的化学组成为Al2O318%、SiO2 68%、K2O 3%、Na2O 2%、MgO 1%、CaO 1%和IL 7%)混合均匀,然后经过球磨制浆(其中球磨时间为18h,经过球磨制浆后制得的浆料的细度为过250目筛筛余0.7~0.9%)和干燥造粒后制得坯体粉料,将所述坯体粉料压制成型得到坯体;
B、在所述坯体的表面布施釉料;
按照重量份数计算,所述釉料的原料为钾长石60份、煅烧氧化铝18份、高岭土6份、石英6份、白云石3份和硅酸锆15份。
C、将坯体在短窑炉中入窑烧制,其中入窑烧制的过程中,底温的烧制温度曲线包括:预热段:从常温升至945℃,耗时9min20s;低温段:从945℃升至1170℃,耗时5min25s;中温段:从1170℃升至1208℃,耗时5min5s;烧成段:在1208℃保温3min35s,再从1208℃降至1050℃,耗时3min45s;冷却段:从1050℃降至170℃,耗时11min5s;面温的烧制温度曲线包括:预热段和低温段:从常温升至1108℃,耗时14min45s;中温段:从1108℃升至1205℃,耗时5min5s;烧成段:在1205℃保温3min35s,再从1205℃降至888℃,耗时3min45s;冷却段:从888℃降至170℃,耗时11min5s,制得一种陶瓷砖。
对比例2
与实施例B1进行对比,步骤A中球磨制浆的球磨时间为14h,球磨制浆后制得的浆料的细度为过250目筛筛余1~1.4%,其余原料组分和制备方法与实施例B1一致,制得一种陶瓷砖。
对比例3
与实施例B1进行对比,步骤A中经过球磨制浆后制得的浆料的含水率为40%,其余原料组分和制备方法与实施例B1一致,制得一种陶瓷砖。
对实施例A1~A5、实施例B1~B5和对比例1~3进行抗折强度(采用GB T 3810.4-2016 《陶瓷砖试验方法第4部分 断裂模数和破坏强度的测定》的标准进行测定)和断面黑心情况(将制得的陶瓷砖从中部切开,观察断面黑心情况)的性能测试,性能测试结果如下表3所示:
从测试结果可见,实施例A1~A5和实施例B1~B5制得的快烧陶瓷砖的抗折强度高,达到45~50Mpa,且烧制得到的快烧陶瓷砖没有黑心缺陷,强度高,质量好,与实施例A1~A5相比,实施例B1~B5配方采用膨润土和普通坭的合理配比,既保证砖坯在烧制过程中的良好氧化,又保证了在压机工序的良好成型,有效综合提高产品产能,对比例1坯体原料的化学组成中K2O的含量太少,Na2O和CaO相对较多,而使产品在烧成时容易软化过度,坯体中在高温反应中无法形成足够多的莫来石晶体和α-Al2O3,此外在高温反应中形成的钠钙系玻璃体较多,钾系玻璃体较少,这两者对比,前者的强度明显要比后者的要低,最终制得的陶瓷砖的强度差;
对比例2在球磨制浆时的球磨时间太短,浆料中的原料颗粒太粗,比表面积较小,颗粒接触不够充分,导致在烧制过程中的物化反应不够充分,不利于坯体的快速烧制,使制得的陶瓷砖的强度变差,对比例3球磨制浆后浆料含水率太高,经喷雾造粒制备出来的粉料细粉较多,使得在压制成型制备坯体时出现分层,制得的陶瓷砖的强度差。
实施例C1~C5
一种快烧陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
A、将坯体原料(使用现有常规的陶瓷坯体原料,其中坯体原料的化学组成为Al2O317.5%、SiO2 69%、K2O 4.3%、Na2O 1.6%、MgO 1.6%、CaO 0.5%和IL 5.5%)混合均匀,然后经过球磨制浆(其中球磨时间为18h,经过球磨制浆后制得的浆料的细度为过250目筛筛余0.7~0.9%)和干燥造粒后制得坯体粉料,将所述坯体粉料压制成型得到坯体;
B、在所述坯体的表面布施釉料,按照重量份数计算,所述釉料的原料如下表4所示;
C、将坯体在短窑炉中入窑烧制,其中入窑烧制的过程中,底温的烧制温度曲线包括:预热段:从常温升至945℃,耗时9min20s;低温段:从945℃升至1170℃,耗时5min25s;中温段:从1170℃升至1208℃,耗时5min5s;烧成段:在1208℃保温3min35s,再从1208℃降至1050℃,耗时3min45s;冷却段:从1050℃降至170℃,耗时11min5s;面温的烧制温度曲线包括:预热段和低温段:从常温升至1108℃,耗时14min45s;中温段:从1108℃升至1205℃,耗时5min5s;烧成段:在1205℃保温3min35s,再从1205℃降至888℃,耗时3min45s;冷却段:从888℃降至170℃,耗时11min5s,制得一种快烧陶瓷砖。
对比例5
一种陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
A、将坯体原料(使用现有常规的陶瓷坯体原料,其中坯体原料的化学组成为Al2O317.5%、SiO2 69%、K2O 4.3%、Na2O 1.6%、MgO 1.6%、CaO 0.5%和IL 5.5%)混合均匀,然后经过球磨制浆(其中球磨时间为18h,经过球磨制浆后制得的浆料的细度为过250目筛筛余0.7~0.9%)和干燥造粒后制得坯体粉料,将所述坯体粉料压制成型得到坯体;
B、在所述坯体的表面布施釉料,按照重量份数计算,所述釉料的原料为钾长石15份、霞石17份、煅烧氧化铝15份、锂瓷石5份、高岭土6份、石英15份、白云石3份和硅酸锆15份。
C、将坯体在短窑炉中入窑烧制,其中入窑烧制的过程中,底温的烧制温度曲线包括:预热段:从常温升至945℃,耗时9min20s;低温段:从945℃升至1170℃,耗时5min25s;中温段:从1170℃升至1208℃,耗时5min5s;烧成段:在1208℃保温3min35s,再从1208℃降至1050℃,耗时3min45s;冷却段:从1050℃降至170℃,耗时11min5s;面温的烧制温度曲线包括:预热段和低温段:从常温升至1108℃,耗时14min45s;中温段:从1108℃升至1205℃,耗时5min5s;烧成段:在1205℃保温3min35s,再从1205℃降至888℃,耗时3min45s;冷却段:从888℃降至170℃,耗时11min5s,制得一种快烧陶瓷砖。
对实施例C1~C5和对比例5进行进行抗折强度(采用GB T 3810.4-2016 《陶瓷砖试验方法第4部分 断裂模数和破坏强度的测定》的标准进行测定)和断面黑心情况(将制得的陶瓷砖从中部切开,观察断面黑心情况)的性能测试,性能测试结果如下表5所示:
从测试结果可见,实施例C1~C5制得的快烧陶瓷砖的抗折强度高,且烧制得到的快烧陶瓷砖没有黑心缺陷,强度高,质量好,对比例5由于釉料的原料组分中钾长石的含量太少,石英的含量太大,由于石英在升温过程中基本不收缩,在坯体急剧收缩时,会造成砖坯在窑炉里面呈龟背形态前进,造成多道波浪纹,使坯体形成多道波浪纹的缺陷。此外,由于添加了锂瓷石,使得釉料的始熔点偏低,液相的过早出现封闭了坯体的表面,不利于坯体中的有机质的排气,使得坯体出现明显的黑心缺陷,而黑心氧化不全也会导致瓷砖瓷质化程度降低,最终也会影响抗折强度。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种快烧陶瓷砖的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、将坯体原料混合均匀,然后经过球磨制浆和干燥造粒后制得坯体粉料,将所述坯体粉料压制成型得到坯体;
B、在所述坯体的表面布施釉料;
按照重量份数计算,所述釉料的原料为钾长石55~65份、煅烧氧化铝15~20份、高岭土5~8份、石英5~8份、白云石2~5份和硅酸锆10~20份;
C、将坯体在短窑炉中入窑烧制,制得一种快烧陶瓷砖;
按照质量百分比计算,所述坯体原料的化学组成包括Al2O3 17~18%、SiO2 68~70%、K2O4.1~4.5%、Na2O 1.3~1.7%、MgO 1.4~1.7%、CaO 0~0.7%和IL 4~6%;
按照重量份数计算,所述坯体原料为高铝坭2~3份、水洗坭膏5~7份、混合坭7~12份、膨润土5~8份、钾钠料36~46份、高钾砂30~40份、废坯料3~5份和滑石粒2.5~4份;按照重量份数计算,所述混合坭为大众坭3~5份、A级土3~5份和路面坭1~2份;按照质量百分比计算,所述混合坭的化学组成含有2~6%K2O;
按照质量百分比计算,所述钾钠料和所述高钾砂的氧化钾含量为4.5~6%;
所述步骤C中,所述入窑烧制的过程中,底温的烧制温度曲线包括:
预热段:从常温升至945℃,耗时9min20s;
低温段:从945℃升至1170℃,耗时5min25s;
中温段:从1170℃升至1208℃,耗时5min5s;
烧成段:在1208℃保温3min35s,再从1208℃降至1050℃,耗时3min45s;
冷却段:从1050℃降至170℃,耗时11min5s;
所述入窑烧制的过程中,面温的烧制温度曲线包括:
预热段和低温段:从常温升至1108℃,耗时14min45s;
中温段:从1108℃升至1205℃,耗时5min5s;
烧成段:在1205℃保温3min35s,再从1205℃降至888℃,耗时3min45s;
冷却段:从888℃降至170℃,耗时11min5s;
所述底温是指窑炉的辊棒底部的温度,所述面温是指窑炉的辊棒上方的温度。
2.根据权利要求1所述的快烧陶瓷砖的制备方法,其特征在于,所述步骤B中,将所述釉料的原料加水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠球磨得到釉浆,控制细度为过325目筛筛余0.6~1.0%,然后陈腐48h以上,制得所述釉料。
3.根据权利要求1所述的快烧陶瓷砖的制备方法,其特征在于,按照质量百分比计算,所述膨润土、高铝坭、水洗坭膏和大众坭的IL≤10%。
4.根据权利要求1所述的快烧陶瓷砖的制备方法,其特征在于,所述步骤A中,所述球磨制浆的球磨时间为16~20h,经过所述球磨制浆后制得的浆料的细度为过250目筛筛余0.7~0.9%,经过所述球磨制浆后制得的浆料的含水率为35~37%。
5.一种快烧陶瓷砖,其特征在于,使用如权利要求1~4任意一项所述的快烧陶瓷砖的制备方法制备得到。
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