CN1164460A - 陶瓷曲面板的制造方法及弧型炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制造陶瓷曲面板的设备和方法，制造陶瓷曲面板的弧型炉是将通常加热炉的发热体、炉膛和弧型耐火模具三者合为一体，称作弧型炉膛发热体或称作弧型炉发热体、弧型炉发热体的质量比通常加热炉的发热体、炉膛和弧型耐火模具三者的总质量减少数倍至数十倍，并使炉膛空间利用率达到最大限度，从而大幅度降低能耗，提高效率，降低成本。陶瓷平板在弧型炉内受热弯曲至所要求的形状，将陶瓷锚固件烧结在陶瓷板背面使陶瓷曲面板可与建筑表面可靠结合。

Description

陶瓷曲面板的制造方法及弧型炉

本发明涉及建筑陶瓷材料，具体地说是关于陶瓷曲面板的制造方法及弧型炉。

陶瓷曲面板又称陶瓷弧形板、建筑陶瓷曲面饰面板或建筑陶瓷弧形饰面板，是弧形板状的陶瓷制品。

现代建筑的发展趋势之一是大量采用“曲面圆角”的建筑造型取代传统的“平面直角”造型，即现代建筑更多采用弧形墙面、圆形墙角、圆形立柱以取代传统的平墙面、直角墙角、方形立柱，从而在建筑上形成大量的各种弧形表面。

以往弧形墙面和圆形墙角多采用小尺寸陶瓷墙地砖，有色或镀膜的平板玻璃、弧型玻璃板及不锈钢弧形板等作为装饰材料，圆形立柱常用小尺寸陶瓷墙地砖、抛光的不锈钢圆弧板、喷塑的圆弧钢板、磨光花岗石、大理石圆弧板作为装饰材料。

磨光的花岗石、大理石圆弧板制作时，石料利用率低，切割磨削量大、工效低，从而价格十分昂贵。小尺寸陶瓷墙地砖装饰建筑物曲面是以无数小平面构成宏观曲面，其优点是造价较低，不足之处是装饰效果欠佳。

陶瓷平板是指用于建筑装饰的陶瓷平板材，包括通常所述的陶瓷墙地砖、以特殊原料制造的有特殊性能和颜色的建筑陶瓷板材等，陶瓷平板可以是瓷质、半瓷质、陶质板材，陶瓷平板表面可以有釉、无釉、磨光及不磨光。

近几年来由于生产设备不断更新、发展，陶瓷平板的尺寸不断增大，已可大量生产500mm×500mm、600mm×600mm、600mm×900mm、500mm×1000mm的板材，并正在向更大尺寸的产品发展，将陶瓷平板，尤其是大尺寸陶瓷平板制成曲面板将成为一种生产成本较低而装饰效果优良的新型建筑曲面装饰材料，为此陶瓷工作者正在进行不懈努力。

日本特开平1-305867介绍了将陶瓷素坯板放置在弧形成型面上，并置于通常加热炉的炉膛中，高温下使陶瓷素坯板烧成、弯曲，成为弧形板。由于成型面不都是连续的，其尺寸精度也无法保证。更由于陶瓷素坯板强度很低，容易破碎，烧成过程中收缩很大，此方法在实施中难以实现。

中国专利CN91106432介绍了以弧形耐火模具制造陶瓷曲面板的方法，此方法可以制造予期的、尺寸比较准确的陶瓷曲面板，但生产效率较低。

中国专利申请CN94110777介绍了以多层耐火模具制造陶瓷曲面板的方法，此方法可以实现较大产量，生产效率较高，但由于通常窑炉存在上下温差，容易同时产生不同曲率的产品，为在一段时间内生产同种规格产品，对窑炉内上下温场均匀性要求较高。

中国专利申请CN95110356介绍了以轨道窑炉制造陶瓷曲面板的方法，此方法可以较高效率，较低能耗，低成本，连续生产尺寸基本稳定的陶瓷曲面板，此方法不采用成型面，用于制造较小的曲率半径产品时尺寸精度不足。

本发明的目的是以较高效率，较低能耗，较低成本生产各种曲率半径、尺寸精度较高的陶瓷曲面板。

本发明制造陶瓷曲面板的设备和方法是这样实现的：本发明制造曲面板的设备称作弧型炉，弧型炉的发热体、炉膛、弧型模具三者一体，称作弧型炉膛发热体，也称作弧型炉发热体，即将通常加热炉的发热体、炉膛及弧型模具三者合为一体，弧型炉发热体同时起发热体、炉膛、弧型模具的作用，弧型炉发热体的底部为弧状，弧型炉发热体本身构成炉膛将炉膛内腔空间与保温材料隔离，同时弧型炉发热体本身具有弧型面成为陶瓷曲面板的成型面，将陶瓷平板置于弧型炉内，控制弧型炉的温度和加热时间使陶瓷平板受热软化弯曲至所希望的程度，成为陶瓷曲面板，在高温处理时将陶瓷锚固件烧结在陶瓷板上，陶瓷曲面板可用人工或机械的方法进一步磨光。

弧型炉主要由弧型炉发热体，保温材料，炉壳组成。

弧型炉发热体可以由通常发热体排列、组合而成。

弧型炉发热体可以由耐火材料与通常发热体组合而成，所述耐火材料可为弧状的、筒状的，弧状、筒状耐火材料也可以是由棒状、管状、条状、块状、板状耐火材料组合而成。弧型炉发热体所采用的通常发热体也可以是棒状、管状、条状、块状、板状的。

弧型炉的内顶面可以是弧型炉发热体的一部分也可以由单独的耐火材料构成。弧型炉发热体的弧型面可以凹面朝上，也可以凸面朝上。

工作时，将陶瓷平板两侧端放置在弧型炉发热体的弧型表面上或将陶瓷平板的中央放置在凸起的弧型面上，控制弧型炉的温度和加热时间使陶瓷平板受热软化弯曲至所希望的程度，成为陶瓷曲面板，也可以使陶瓷平板软化弯曲直至与弧型炉发热体的弧型底面相贴合，所得到的陶瓷曲面板的弧型面与弧型炉发热体的弧型面相同。

弧型炉通常的工作温度为550-1200℃，陶瓷曲面板的曲率半径为0.1米至无穷大。

通常建筑陶瓷板采用水泥砂浆或结合剂与建筑物相结合，大尺寸陶瓷板重量较大，当用于建筑物立面(墙面、柱面等)时，仅依靠水泥砂浆或结合剂的结合力无法保证陶瓷板与立面的可靠结合，此问题长期困扰陶瓷建材业和建筑业，至今大尺寸陶瓷板只能用于地面和建筑物的低高度墙面，而不用于较高的墙面。本发明采用锚固件以增加陶瓷板与建筑物的结合力，锚固件是无机材料制造的块状体，锚固件可以是具有大小头的陶瓷块，其小头上可有沟槽，将陶瓷锚固件小头事先以低熔点陶瓷泥浆粘接在陶瓷平板背面上，经高温处理使锚固件与陶瓷板烧结为一体。锚固件与陶瓷板接合处形成一通孔。当陶瓷曲面板与建筑物立面结合时，锚固件的大头压入水泥砂浆层或结合剂层，使结合力增加，必要时也可将铜丝或不锈钢零件穿过通孔与基墙上的固定件相联结，使结合更加可靠。当陶瓷曲面板的曲率半径无穷大时，即为平板，所以采用锚固件结合的方法同样适用于大尺寸陶瓷平板，锚固件也可做成钩状、环状、锚状、曲尺状、纺缍状、伞状等有利于增加结合力的形状。

为进一步增加陶瓷曲面板的表面光泽度也可对陶瓷曲面板的表面用外圆磨床、内圆磨床、摆动磨床、砂带磨床、仿形磨床进行研磨、抛光。

磨光的陶瓷曲面板的磨光面可以在凸面一侧，也可以在凹面一侧。

本发明所采用的弧型炉是对以往用弧型耐火模具制造陶瓷曲面板方法的重大改进，弧型耐火模具的体积大且十分笨重，一般弧型耐火模具的质量是相应陶瓷板的数倍至数十倍，通常加热炉的炉膛质量很大，常常是相应陶瓷板的数十倍至上百倍，在加热陶瓷板同时也需对模具和炉膛进行加热，由于其热容量很大，所以加热、冷却时间长、耗能高，生产效率很低，如对一块尺寸为600mm×600mm×10mm，重量为8千克的陶瓷平板加热处理使其弯曲成为曲面板，采用普通耐火材料制造的弧型模具其质量为100千克左右，炉膛面积大于600mm×600mm的通常加热炉的炉膛质量为数百千克。即使将上述陶瓷平板及相应的模具置于连续炉(如隧道窑)中进行热处理，每块陶瓷板相应使用的模具及窑车质量至少达到数百千克。而弧型炉将发热体、弧型模具、炉膛三者合为一体，三者合一后的弧型炉发热体的质量很小，一般可为20至60千克，热容量大大降低，使升温、降温时间大为缩短，弧型炉发热体也使炉膛利用率达到最大限度，从而大幅度降低能耗，提高生产效率，降低生产成本，并可生产尺寸比较准确的陶瓷曲面板。

以下结合附图详细说明本发明的特点：

图1.发热体经排列、组合成为凹型弧型炉膛发热体，此弧型炉膛发热体同时起到发热体、炉膛、弧形成型面的作用，将陶瓷平板置于其中，进行热处理。

图2.发热体与弧型耐火材料共同组成凹型弧型炉膛发热体，将陶瓷平板置于其中进行热处理。

图3.发热体与筒形耐火材料共同组成凹型弧型炉膛发热体，陶瓷平板置于其中进行热处理。

图4.发热体与弧形耐火材料共同组成凹型弧型炉膛发热体，陶瓷平板置于其中，经热处理，陶瓷平板受热弯曲与底面贴合，冷却后成为陶瓷曲面板。

图5.发热体经排列，组合成为凹型弧型炉膛发热体，将陶瓷平板置于其中进行热处理，控制温度和加热时间使陶瓷平板弯曲至所希望的程度和形状，冷却后成为陶瓷曲面板。

图6.发热体经排列、组合成为凸型弧型炉膛发热体，将陶瓷平板置于其中，经热处理，陶瓷平板受热弯曲与底面贴合，冷却后成为陶瓷曲面板。

图中：1—弧型炉外壳 2—保温材料 3—陶瓷锚固体4—陶瓷平板 5—发热体 6—耐火材料7—陶瓷曲面板

实施例：

1.将尺寸为600mm×600mm×10mm的陶瓷平板置于弧型炉内，陶瓷锚固件以低熔点陶瓷泥浆粘结在陶瓷板上，弧型炉膛发热体的弧型部分半径为450mm，加热至1080℃，保温20分钟使陶瓷平板受热弯曲与底面贴合，经冷却，得到半径为450mm的陶瓷曲面板，将陶瓷曲面板表面磨光，成为表面光亮的陶瓷曲面板，此陶瓷曲面板可用作建筑物圆柱面板。

2.将尺寸为500mm×500mm×10mm的陶瓷平板置于弧型炉内，陶瓷锚固件以低熔点陶瓷泥浆粘结在陶瓷板上，弧型炉膛发热体的弧型部分半径为300mm，加热至850℃，保温10分钟，使陶瓷平板受热弯曲，经冷却，得到半径为6m的陶瓷曲面板，此陶瓷曲面板可用作建筑物弧形墙面板。

3.将尺寸为600mm×600mm×10mm的陶瓷平板置于弧型炉内，陶瓷锚固件以低熔点陶瓷泥浆粘结在陶瓷板上，弧型炉膛发热体的弧型部分半径为600mm，加热至1040℃，保温15分钟，使陶瓷平板受热弯曲与底面贴台，经冷却，得到半径为600mm的陶瓷曲面板。

Claims (16)

1.将陶瓷平板进行高温处理使其软化在重力作用下弯曲成为陶瓷曲面板的设备和陶瓷曲面板的制造方法，其特征在于弧型炉的发热体、炉膛、弧型模具三者一体，为弧型炉发热体，弧型炉发热体的底部为弧状，弧型炉发热体本身构成炉膛将炉膛内腔空间与保温材料隔离，同时弧型炉发热体本身具有弧型面成为陶瓷曲面板的成型面，将陶瓷平板置于弧型炉内，控制弧型炉的温度和加热时间使陶瓷平板受热软化弯曲至所希望的程度，成为陶瓷曲面板，在高温处理时将陶瓷锚固件烧结在陶瓷板上，陶瓷曲面板可用人工或机械的方法进一步磨光。

2.根据权利要求1所述的制造陶瓷曲面板的设备，其特征在于所述的弧型炉发热体是由通常发热体排列、组合而成。

3.根据权利要求1所述的制造陶瓷曲面板的设备，其特征在于所述的弧型炉发热体是由通常发热体与耐火材料组合而成。

4.根据权利要求1所述的制造陶瓷曲面板的设备，其特征在于所述的弧型炉发热体是由弧状，筒状耐火材料与通常发热体组合而成。

5.根据权利要求1所述的制造陶瓷曲面板的设备，其特征在于所述的弧状、筒状耐火材料是由棒状、管状、条状、块状、板状耐火材料组合而成。

6.根据权利要求1所述的制造陶瓷曲面板的设备，其特征在于所述的弧型炉发热体所使用的通常发热体是棒状、管状、条状、块状、板状的。

7.根据权利要求1所述的制造陶瓷曲面板的设备，其特征在于所述的弧型炉发热体的弧型面凹面朝上。

8.根据权利要求1所述的制造陶瓷曲面板的设备，其特征在于所述的弧型炉发热体的弧型面凸面朝上。

9.根据权利要求1所述的制造陶瓷曲面板的方法，其特征在于控制弧型炉的温度和加热时间使陶瓷平板受热软化弯曲至所希望的程度，成为陶瓷曲面板。

10.根据权利要求1所述的制造陶瓷曲面板的方法，其特征在于控制弧型炉的温度和加热时间使陶瓷平板受热软化弯曲直至与弧型炉发热体的弧型底面相贴合，所得到的陶瓷曲面板的弧型面与弧型炉发热体的弧型面相同。

11.根据权利要求1所述的制造陶瓷曲面板的方法，其特征在于弧型炉的工作温度为550至1200℃。

12.根据权利要求1所述的制造陶瓷曲面板的方法，其特征在于所述的陶瓷曲面板的曲率半径为0.1米至无究大。

13.根据权利要求1所述的制造陶瓷曲面板的方法，其特征在于所述锚固体是具有大小头的陶瓷块，其小头上有沟槽，将陶瓷锚固体小头事先以低熔点陶瓷泥浆粘接在陶瓷平板背面上，经高温处理使锚固件与陶瓷板烧结为一体，锚固件与陶瓷板接合处形成一通孔。

14.根据权利要求1所述的制造陶瓷曲面板的方法，其特征在于所述的锚固体为钩状、梯形状、锚状、伞状、纺锤状、环状。

15.根据权利要求1所述的制造陶瓷曲面板的方法，其特征在于所述的陶瓷平板是指表面磨光、表面未经磨光、表面有釉、表面无釉的瓷质、半瓷质、陶质板材。

16.根据权利要求1所述的制造陶瓷曲面板的方法，其特征在于以权利要求1至权利要求15的方法制造的陶瓷曲面板。

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