眾所周知,搪玻璃反應(yīng)釜質(zhì)量的好壞不僅與鋼坯質(zhì)量、搪燒質(zhì)量以及使用條件等因素有關(guān),而且與瓷釉的質(zhì)量也有很其密切的關(guān)系。瓷釉的質(zhì)量不僅取決于瓷釉本身的化學(xué)組成,而且與瓷釉的制備工藝關(guān)系密切。一個(gè)好的瓷釉配方組成,如果沒有合理的制備工藝作保障,是不能獲得高質(zhì)量的瓷釉的。沒有高質(zhì)量的瓷釉,也就很難制得高質(zhì)量的搪玻璃反應(yīng)釜。我們在實(shí)際工作中,初步了解了瓷釉制備工藝與搪玻璃反應(yīng)釜質(zhì)量的關(guān)系。本文從實(shí)際出發(fā),進(jìn)行簡要的說明。
2瓷釉制備工序
瓷釉的制備一般包括以下幾個(gè)主要工序:原料的儲(chǔ)備;配合料的計(jì)算,配制與混合;熔制、冷淬和烘干;研磨和貯存。
3各工序?qū)μ虏AХ磻?yīng)釜質(zhì)量產(chǎn)生的影響
3.1原料的儲(chǔ)備
原料的儲(chǔ)備包括原料的購進(jìn)、化驗(yàn)、貯存等。在購進(jìn)原料時(shí),要按規(guī)定的原料含量進(jìn)貨,原料的純度不能低于規(guī)定要求。因?yàn)?,若含量低于?guī)定要求,相應(yīng)的雜質(zhì)的含量就增加,給瓷釉的性能帶來不利的影響,使其不能達(dá)到預(yù)期的目的。原料的化驗(yàn)要準(zhǔn)確,貯存要防止受潮、混合、落入雜物等。
3.2配合料的計(jì)算、配制與混合
3.2.1配合料的計(jì)算是以原料的化驗(yàn)報(bào)告單為依據(jù)進(jìn)行的,必須準(zhǔn)確無誤,否則嚴(yán)重影響瓷釉質(zhì)量。
3.2.2粉料配制是非常關(guān)鍵的一道工序,配料的準(zhǔn)確與否直接影響著瓷釉的質(zhì)量,因而在操作中要嚴(yán)格按工藝操作,對(duì)原料的種類、數(shù)量和配料順序等要嚴(yán)格控制,不能出現(xiàn)絲毫差錯(cuò)。
3.2.3瓷釉粉料的混合也是一個(gè)關(guān)鍵的工序?;旌暇鶆虻拇捎苑哿嫌欣谌壑七^程的正常進(jìn)行。學(xué)者們指出:液相反應(yīng),主要依靠液化與溶液之間的相互滲透而發(fā)生反應(yīng);而固相反應(yīng)則主要依靠在一定溫度范圍內(nèi)各參與反應(yīng)料粒的分散與相互混合的均勻度。粉料的均勻混合,不僅有利于迅速熔制時(shí)的平衡狀態(tài),而且能促進(jìn)熔制過程中的物理化學(xué)反應(yīng),對(duì)于獲得較均勻的熔融物提供了良好的條件。
如果粉料混合不均勻,容易引起瓷釉熔體的分層而產(chǎn)生“沉渣”現(xiàn)象,瓷釉的熔制過程會(huì)遭到破壞,部分原料不能充分分解、氧化與置換反應(yīng),導(dǎo)致整個(gè)瓷釉化學(xué)組成的改變。
3.3熔制
3.3.1熔制。物質(zhì)的性質(zhì)由組成和結(jié)構(gòu)決定,這是普遍規(guī)律。有一個(gè)良好的瓷釉配方組成,還要有一個(gè)合理的熔制工藝與之相適應(yīng),這樣才能獲得性能良好的搪玻璃釉。瓷釉的熔制過程,就是將充分混合的粉料在高溫下進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)以形成瓷釉的過程。這個(gè)過程能否正確進(jìn)行,關(guān)系到能否按所要求的瓷釉組份制得瓷釉。
3.3.1.1加料。通常加料前爐內(nèi)應(yīng)保持一定的溫度,我們一般掌握在1300℃左右,當(dāng)爐內(nèi)溫度較低時(shí)加料,粉料要吸熱,使?fàn)t子溫度降低,由于爐內(nèi)溫度本來就不高,加入粉料后溫度更低,要完成整個(gè)反應(yīng)則需要的時(shí)間延長,導(dǎo)致熔點(diǎn)低的物質(zhì)大量揮發(fā),對(duì)瓷釉產(chǎn)生不利影響。
當(dāng)爐內(nèi)溫度太高時(shí)加料,溫度太高時(shí)加料,雖然粉料也吸熱但溫度下降不大,瓷釉在過高的溫度下熔制,熔點(diǎn)較低的物質(zhì)還來不及與其它物質(zhì)反應(yīng)就揮發(fā)掉了,從而也影響了瓷釉的質(zhì)量。
加料方式對(duì)瓷釉質(zhì)量也有一定的影響。我們采用坩鍋熔料,分批加料,一般應(yīng)等坩鍋內(nèi)的生料全部熔化,也就是平常所說的“熔平”時(shí)才能加料,否則會(huì)引起料未熔化而被新加入的生料壓向缸底而得不到充分的溶融,分解的氣體不能充分逸出,從而產(chǎn)生氣泡等缺陷。
3.3.1.2熔制溫度和時(shí)間。瓷釉的熔制過程一般分為以下五個(gè)熔制階段:階段,即排水階段;第二階段,即固相反應(yīng)階段;第三階段,液一固相反應(yīng)階段;第四階段,液相反應(yīng)階段;第五階段,即趨向均化階段。一般瓷釉均在第四熔制階段終止前出料,只有工業(yè)耐酸釉、耐熱釉等進(jìn)入第五熔制階段,并且在本階段的中后期出料。瓷釉的熔制質(zhì)量取決于各熔制階段的合理溫度和反應(yīng)時(shí)間。
熔制溫度高、時(shí)間長導(dǎo)致瓷釉熔制過度。瓷釉粉料只有在較高溫度的作用下,各分子、離子間才能產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合力,溫度越高,分子、離子間產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合力越大,形成的瓷釉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越緊密。因此,瓷釉的化學(xué)穩(wěn)定性越好,彈性越大。但是,隨熔制時(shí)間的增長,熔制溫度的提高,低熔點(diǎn)的助熔劑揮發(fā)量大,再加上著色劑的揮發(fā),易對(duì)瓷釉產(chǎn)生如下影響:
a.R20,氟化物等的揮發(fā),明顯降低了瓷釉的膨脹系數(shù),這是瓷釉“熔老易掉瓷”的主要原因。
b.工業(yè)瓷釉一般進(jìn)入第五熔制階段,這樣使瓷釉趨向均化。瓷釉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成得比較完善,游離的R20減少到較小限度,因而提高了瓷釉的化學(xué)穩(wěn)定性。但是,如果第五熔制階段的時(shí)間延長,瓷釉更趨向玻璃化,即越趨向于均質(zhì)化,因而降低了瓷釉的軟化點(diǎn)和彈性,這也是熔制過度的瓷釉“不耐火”的原因。
c.由于比重小的化合物揮發(fā)大,而比重大的化合物相對(duì)含量增加,而使瓷釉的比重增大,又由于游離堿減少,釉漿的停留度和涂搪性能變差。
d.由于R20和某些RO揮發(fā)較少,使網(wǎng)絡(luò)緊密,粘度增大,使燒成溫度提高。燒成溫度高,氣體通道不易被封閉,使鋼板表面很易氧化。而生成過量的氧化鐵層,降低密著性能,燒成溫度提高,使燒成時(shí)間也相應(yīng)延長,易使金屬“二次析氫”,從而導(dǎo)致魚鱗爆瓷。
e.熔制過程中,因化合物的揮發(fā)量大,改變了瓷釉的化學(xué)組成,使彈性降低,瓷釉發(fā)脆。
f.熔制溫度高,熔制時(shí)間延長,使還原氣氛趨向明顯,著色離子的價(jià)態(tài)容易由高價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)向低價(jià)態(tài),從而使瓷釉的顏色發(fā)生改變,導(dǎo)致色澤不正。熔制溫度低、時(shí)間短,使瓷釉熔制不足,瓷釉只會(huì)在合理的熔制溫度和熔制時(shí)間內(nèi)熔制,才能達(dá)到預(yù)期的目的。如果溶制溫度過低或時(shí)間過短,容易導(dǎo)致瓷釉熔制不足,使瓷釉具有許多嚴(yán)重的缺點(diǎn)。
a.熔制不足的底釉會(huì)使密著變差,在底釉涂搪烘干后燒成時(shí),造成底釉燒不透,在此情況下需延長燒成時(shí)間,既影響了質(zhì)量又降低了勞動(dòng)效率。
b.熔制不足的瓷釉析堿量大,釉漿易于出現(xiàn)觸變性。
c.熔制不足的瓷釉,往往或多或少的含有未經(jīng)反應(yīng)的生料,在涂搪后燒成時(shí),容易使制品產(chǎn)生氣泡、表面無光、瓷面不細(xì)膩、化學(xué)穩(wěn)定性差以及瓷面異色等缺陷。
如:某年我們?nèi)鄣牧嫌幸徊糠秩壑撇蛔悖捎谌壑撇蛔?,一些高熔點(diǎn)的原料(如2r02等)難以完全熔融參與反應(yīng),瓷釉塊中鑲嵌著部分未熔化的這些高熔點(diǎn)原料顆粒,在噴粉后燒成時(shí),呈現(xiàn)出未熔化原料的本色,而使瓷面呈出異色現(xiàn)象,并且瓷面還出現(xiàn)了無光澤、氣泡等缺陷。后來,我們經(jīng)過試驗(yàn),將熔化不足的釉塊進(jìn)行了重新熔制等處理方法,改變了生產(chǎn)狀況。
3.4冷淬
冷淬是制釉的一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)。瓷釉是熱的不良導(dǎo)體,當(dāng)熔體從熔爐中取出并迅速冷卻時(shí),由于內(nèi)部的熱量不能很快散失而造成表里間出現(xiàn)很大的應(yīng)力,使瓷釉淬裂成不規(guī)則塊狀物,這對(duì)于加快研磨速度有很大的作用。瓷釉熔體的冷卻一般有三種形式:一是巡回水急冷法;二是壓縮空氣吹冷法;三是薄壓并風(fēng)冷或水冷法。學(xué)者們指出,較好的是第二種冷卻方法,它可使瓷釉具有一些優(yōu)良的性能。目前,我國大部分廠家采用種冷卻方法。
不論采用哪一種冷卻方法,冷卻速度不同則熔體結(jié)構(gòu)就不完全相同。在瓷釉熔體利用水淬法冷卻時(shí),要掌握水不能沸騰,并且釉塊在水中浸泡時(shí)間不宜過長,要及時(shí)烘干,否則會(huì)因析堿量過大等原因影響瓷釉的質(zhì)量和研磨效果。烘干的釉塊要貯存在專用的瓷釉庫中,以防掉入雜質(zhì)影響瓷面質(zhì)量。
3.5研磨
釉塊的研磨有兩種方法:一是濕法研磨;二是干法研磨。本廠采用干法研磨。
為了適應(yīng)涂搪操作以獲得良好的瓷面,瓷釉應(yīng)具有一定的細(xì)度,如果過粗或過細(xì)都會(huì)影響涂燒操作和產(chǎn)品質(zhì)量。
3.5.1瓷釉研磨過粗。瓷釉研磨得過粗,顆粒大影響釉漿的操作性能,并且使得燒成溫度提高,這樣易形成密著不良、暗泡、發(fā)泡等缺陷,如果是色釉還會(huì)使顏色變深。
3.5.2瓷釉研磨過細(xì)。細(xì)度的提高可使燒成溫度下降,并且使燒成后瓷層減薄,但瓷釉過細(xì)也會(huì)給瓷層帶來如下三種缺陷。
若底釉研磨得過細(xì),燒成時(shí)瓷釉熔化得早且快,氣體通道很快被彌合,氧化鐵形成得不夠,降低密著性能。
過度的細(xì)度,會(huì)使手工操作費(fèi)力,不易搪均,粉層干燥后有裂紋,而且誘發(fā)燒成后產(chǎn)生搪瓷缺陷。
瓷釉細(xì)度小,粉粒間的空隙度必然降低,使內(nèi)部水分和其它氣體不易透過粉層而積聚并增大壓力,由此容易導(dǎo)致“釉流”缺陷。
3.6貯存
釉粉的貯存也是非常重要的,如果在貯存過程中落入灰塵或其它雜物,易在瓷面產(chǎn)生異色和爆瓷缺陷。
總之,只有各個(gè)工序嚴(yán)格按工藝規(guī)程操作,才能制得優(yōu)良的瓷釉,才能達(dá)到我們預(yù)期的目的。由于水平有限,錯(cuò)誤之處肯定難免,請各位專家及同行多批評(píng)指正。