关于产品入库后断裂强度下降问题的答疑等

关于产品入库后断裂强度下降问题的答疑

问:我厂生产瓷质仿古砖,吸水率控制在0.3%以下｡近期发现,出窑时检测产品的断裂强度比较理想(36～42MPa),而在仓库放置一段时间后,断裂强度明显下降(28～35MPa)｡请问是什么原因?如何解决?

答:出现产品断裂强度下降的原因,与我们上一期讨论的“关于内墙砖入库发生掉角现象”的道理是一样的,主要是由于产品微观结构的晶型转变不彻底造成的,而且在残余的晶相中,游离石英的影响占主导作用｡

将陶瓷产品比作是水泥混凝土的结构件,有助于理解这个道理｡要获得一个高强度的水泥混凝土结构件,一般有三个条件:第一是有足够的钢筋网络;第二是石子不能太大､太多;第三是水泥砂浆的标号要高｡在陶瓷产品微观结构中,新析出的微细晶体(如针状的二次莫来石)就象是钢筋网络,残余晶体或重结晶体是石子,玻璃体是水泥砂浆｡

在水泥混凝土结构中,如果缺少钢筋网络,只有水泥砂浆包裹着石子,不可能得到一个高强度的混凝土结构件｡同样道理,在陶瓷产品的微观结构中,如果是以玻璃体为介质包裹着残余晶体为主的“糖粘豆”结构,尽管吸水率很低,但产品也不可能获得理想的机械强度｡

当产品刚出窑时,由液相凝固而成的玻璃体填充在晶体间隙之间,并且与晶体表面紧紧粘连,因此,此时检测产品的断裂模数可以有一个暂时较高的数值｡但随着产品冷却,内部能量慢慢释放,较粗大的残余晶体产生体积变化,在缺少新晶相网络(钢筋)联结的情况下,晶相与玻璃相的粘连力就会受到削弱,在宏观方面表现出来的现象就是断裂强度明显下降｡

解决此问题的措施有:(1)适当提高坯料配方的烧成温度,使产品的煅烧温度可以得到提高;(2)适当增加配方中Al₂O₃含量,尽可能促使多一些莫来石晶相的生成;(3)适当减少SiO₂含量,特别是游离石英的含量,以减少晶体的体积变化;(4)减少配方中MgO､CaO的含量,增加玻璃体的强度;(5)尽可能将坯料的研磨细度提高,以减少残余晶体,从而减少其体积变化;(6)适当提高窑炉煅烧温度､延长保温时间,使晶型转变更为彻底;(7)适当加快急冷速度,防止晶体产生重结晶而长大｡

(孔海发)

关于水煤气作燃料对气氛波动问题的答疑

问:由于油价上涨,部分陶瓷厂现改用水煤气作燃料,但在生产过程中气氛波动较大｡请问有几个方面的影响因素?如何控制与改善?

答:由于水煤气的单位热值较柴油(重油)低,其达到一定温度时的燃料消耗量增大,因此所需的助燃风量也大｡作者认为在操作中要注意以下几点:

(1) 在正常烧成情况下,观察各烧嘴(特别是面枪)的火焰,保证其火焰呈微蓝色,此时的空气过剩系数约为1.25～1.35,即使出现煤气量的小波动也能保持氧化气氛｡

(2) 窑炉的压力制度｡以水煤气为燃料时,应加大窑炉抽力,各挡火板､挡火墙空高也要相应加大,以减小阻力､保持气流的顺畅｡

(3) 对于一些特殊的花色产品,如腰线的描金粉､铬锡红等,由于水煤气成分中N2含量较高,会影响其发色,使产品烧成后不如烧液化石油气和柴油时那么鲜艳,这点可能还有待于工艺上的进一步改进｡如果产品特殊,而附加值又很高时,建议在燃料的选择上还是用液化石油气作为补充备用｡

(程春明)

关于卧式辊道干燥窑控制变量问题的答疑

问:请问现在常用的卧式辊道干燥窑中,控制的主要变量主要有哪几方面?

答:卧式辊道干燥窑主要变量有烟气流速､温度､湿度､流向和流量｡

(1) 烟气流速方面,我们在操作过程中应用得最多的流速调节就是开大或关小干燥抽湿风机｡当然,烟气流速的影响因素还有:箱体的尺寸､砖距和抽湿支闸的分布等｡

(2) 烟气温度方面,主要考虑窑炉排烟(抽热)吸斗的分布及大小,还有排烟或抽热管路上的冷风口的开度控制｡由于不同的窑炉调整方式会产生不同的窑炉余热温度,所以有必要监控每次窑炉调整带来的温度波动｡另外,不同的管路布置方式还会对输送到干燥窑内的介质温度产生影响;干燥窑内存烟时间的调整也会影响干燥介质的温度｡

(3) 烟气湿度方面,需掌握好以下规律:1)排烟的烟气湿度大,窑炉冷却余热的湿度小;2)延长存烟时间或设置循环供热有利于提高干燥介质的湿度｡

(4) 烟气流向(即工作介质在干燥窑内的流动方向)主要受布管影响｡工作介质总是由压力高的地方流向压力小的地方,由温度低的地方流向温度高的地方｡但在实际生产控制过程中,箱体内堆积的烂砖､分风器的变形甚至风管的穿孔或堵塞往往会影响其流向｡

(5) 烟气流量及其分布｡在需要快速升温的前段,可以增加流量;另外,在流量调整时要考虑烟气流速､湿度及温度的影响｡

(6) 除了上述几个方面之外,还需注意烧成窑炉与干燥器之间的流量平衡｡实际生产中,若二者的流量失去平衡,对生产的影响是非常大的｡

(温千鸿)

关于是否使用窑前干燥的答疑

问:我厂有一条渗花抛光砖生产线,在烧成窑炉前段,有一20m长的窑前干燥箱｡但该窑前干燥易使产品产生落脏和水纹裂｡请问是否有必要使用窑前干燥?

答:针对这个问题,我们应该从两个方面去分析和比较:

(1) 不用窑前干燥,则砖坯入窑水分高｡如果产量要求大,势必使砖坯经过预热干燥排水､氧化分解的时间缩短｡水分越多,排水所需的时间也就越长,就相应造成氧化分解时间越短｡这样,产品很容易出现氧化不透､黑点､发蓝､中心裂等缺陷｡为克服这些缺陷,往往将窑头预干段温度升高,但这样又会造成含水量较大的砖坯急剧受热而产生边裂甚至炸坯｡

(2) 使用窑前干燥,将使入窑水分降低｡但因渗花砖表面湿度很大,若干燥箱内烟气的湿度､温度､流速控制得不好,容易造成砖坯较多条细小边裂(俗称水纹裂),有的甚至伴有水滴落脏｡这两种缺陷与干燥箱设计的不合理或人为操控不当有关｡

综上所述,如果产量不大,窑炉够长的话,也即窑炉的预热带可以提供足够的干燥排水､氧化分解反应的时间,就不需用窑前干燥｡但如果产量要求大,窑炉长度又不够,使用窑前干燥帮助排水是大有益处的｡使用窑前干燥应该注意窑前段结构设置是否合理,同时,还要充分利用砖坯排除自由水的条件,力争使整条生产线达到最大的产出能力｡

(程昭华)

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