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问:目前佛山地区的优质陶瓷原料越来越少,为了满足抛光砖高白度的需要,我厂在控制好急冷急热性能的基础上,在配方中加入了白度很好的石英砂(有90度),但结果产品的白度没有明显改变,请问是什么原因?
答:首先,我们应该清楚坯体白度的呈色机理。物质的表面颜色取决于两个方面,第一是物质的原色,即对光线波长吸收的选择结果,例如树叶的绿色;第二是表面或内部结构对入射光线的散射效果,例如食油的原色是黄色透明的,但在经过超声波充分乳化后却呈现白色。
其次,让我们再了解一下石英在抛光砖坯体中的结构形式。抛光砖一般需要经过1200~1240℃的高温煅烧,产品基本完全烧结(产品吸水率往往少于0.1%)。在煅烧过程中,长石首先熔融,之后不断熔解高岭土和石英,在产品中最终形成玻璃体,除此以外,还有一部份的石英产生晶型转变(形成半安方石英)或以原有晶型残存下来,但基本上被长石玻璃体包裹。
由于抛光砖坯体中的玻璃体是透明的,石英晶体也是透明的,而且晶体的边界与玻璃体形成紧密的过渡(气孔率很小),大大减少了光线的折射和漫散射,就好像在磨砂玻璃上浇上水就会变成透明,以及在一张白纸上浇上食油也会变成透明的道理一样。也就是说,在抛光砖坯体中加入石英只会提高透明度,而不会增加白度,山东淄博地区生产的高石英瓷就是运用了这个原理。
但是,如果将石英渗入非烧结类的产品中(例如内墙砖坯料中)的确是可以提高白度的,因为这时坯体的气孔率比较高,光线在产品表面的晶粒之间会产生漫散。因此,我们在日常的工作中会有这样的体会,哪怕是含铁量很高的长石,在没有熔融之前都是白色的,在熔融后才会变成很黑或者很红(颜色很差)。
因此,通过在坯料中加入白度好的石英以求提高抛光砖白度其效果不明显,也不可取。
关于解决大规格聚晶微粉抛光砖
边角起泡缺陷的答疑
问:我厂生产大规格的聚晶微粉抛光砖时,经常出现边角部起泡的现象,特别是近窑墙的两侧更为严重,请问应从哪几个方面着手解决?
答:这个现象在北方陶瓷产区较为常见,应从坯体的配方和窑炉两方面来分析。
(1) 在生产聚晶微粉抛光砖时,由于产品要求一定的白度和透明度,经常会采用部分江西宜春地区的长石原料,它的特性是助熔效果好,白度相对湖南钠长石高,通过对该地区的几个典型低温长石原料的分析,其钾含量约为2~3%、钠含量约3~6%、锂含量一般在0.30~3.0%,根据各矿区品位不同而异,在生产高档抛光砖时,对锂成分要控制一定的量,因为它的始熔点温度过低,助熔效果较强,并有一定的乳浊作用,根据经验显示,一般单一原料的锂含量应控制在1.00%以下为宜,配方总量应控制在0.10%以内,这样对生产的稳定性和烧成影响较少。因此在配方中要特别注意这种情况对生产烧成的影响;
(2) 在烧成过程中,由于产品边角的受热效率高,对于烧成范围较窄的产品,很容易出现这种现象,这时可以相应加大助燃风量,降低最高烧成温度,延长高火保温时间,在不影响吸水率的情况下,降低近急冷的高温区烧成温度。
综上所述,出现这类情况应从原料的选取着手,优化配方,并配合烧成来解决。另外,有条件的应将配方中的钾含量保证在1.00~2.00%之间,以增加坯体的烧成范围。(程春明)
关于煤气热值低导致
煤气喷枪口冒“水滴”的答疑
问:我厂现有两组生产线,窑炉约160m,一组两次烧成瓷片生产线,一组仿古砖生产线(釉面地砖)。自改烧水煤气后,煤气压力要求越来越大,最早瓷片投产时是8kPa烧成,当在仿古砖窑时加上改烧煤气后已经难以满足生产温度的要求。煤气站总压要求13kPa以上,有时还难以升温。煤气内水分显得越来越重,喷枪上都开始出现“水滴”现象,造成不锈钢煤气软管及球阀出现腐蚀结锈,难以拆卸更换,使烧成越来越难以操作控制。为此,我们也特地去佛山的厂家观察过,人家的煤气总压只需6kPa左右,而且煤气很干净,喷枪处根本没有“水滴”现象,烧成很稳定,产品质量也很稳定。对比发现,我们厂的煤气站在当初建筑时因场地限制及成本考虑,就选在窑炉车间旁边,离烧仿古砖窑约10m、离烧瓷片窑约25m;而我们考察的佛山厂家的煤气站离窑炉有200多米远。请问,这是不是造成我们煤气烧成难以控制的根本原因?就我们目前这种情况,在停窑维修改造时有没有相对好一点的方法进行适当的弥补呢?
答:从你所反映的具体生产情况来看,煤气站离窑边太近的确是造成此问题的根本原因之一。因为煤气站产生的煤气是相对热值较低的“水煤气”,具有一定的温度也含有一定的水分,温度越高,水分分离得也就越少,同时游离水分与煤气分离需要一定的过程(如速度条件和沉降时间),以便水分沉降下来。如果游离水分在煤气送到喷枪口时还未完全沉降下来并分流走的话,就进入喷枪内烧成,会大大降低烧嘴的温度和窑内的温度——也就是煤气的热值被大大降低了。窑内温度升不起来,则要求煤气总压升高,煤气站的增压风机提高转速,煤气流速也就增大,煤气从气站到喷枪的时间就缩短,煤气中的游离水分分离时间也就缩短,从而造成更多的水分进入窑炉烧嘴,也就进一步降低了煤气的热值。过多的水在不锈钢软管处分离出来从而会出现“水滴”现象。煤气中含有一定量的焦油与硫份,在液态水溶液作用下就开始锈蚀球阀和煤气管接头。当然,煤气热值低,还与煤气站所燃烧的煤块本身的热值有关,也与煤气发生炉的产气效率有关,也就是煤气站本身建造的结构与精度会影响到煤气的热值。
如果有时间停窑炉和煤气站的话,建议从以下几个方面去完善:
(1) 延长煤气站到窑炉段的煤气总管,即将原来的10m管特意加长到120m或以上,管路的沿程上加设三套或以上自动排水、排焦装置,以便将煤气站出来的煤气提前净化,以提高到窑边的煤气的热值;
(2) 由于各窑边煤气减压系统的排水口增多,最好也采用自动排水方式;
(3) 降低减压系统及窑边煤气主管道的外界温度或管壁温度,以促进煤气中游离水分的分离;
(4) 由于各组喷枪控制组处的沉降排水管增长,最好也采用自动排水的方式;
(5) 窑炉各组喷枪组的主动边和被动边同时增设放水装置;
(6) 面枪的各喷枪煤气出气口的朝向必须杜绝采用“直接朝下式”,可选择“出气口侧出式”;
(7) 全面检查原管路内是否有焦油沉积而堵塞或管内径缩小情况,管内的杂物必须彻底清理干净。
(程昭华)
春节后煤气发生炉点火需注意的事项
问:春节过后,我公司的煤气炉准备投入生产使用,请问煤气发生炉填料点火时应注意哪些方面的问题?
答:(1) 把准备好的合格灰渣(含碳量<15%、灰渣粒度20~50mm)或者喂煤系统通过人孔填入发生炉内,填料厚度超过炉栅帽上部200mm左右,然后再在灰渣上层均匀平整地覆盖约200mm厚的焦碳(或无烟煤),在焦碳层上面加足木柴(直经50~70mm,长约500cm左右),不得超过人孔下沿。
(2) 将引火物由人孔均匀放入炉内木柴上,点燃引火物一小时后木柴会慢慢均匀燃烧,均匀燃烧后可手动加焦碳一次,待焦碳点燃后,再加木柴、焦炭,慢慢把火层培养好,准备封人孔盖来送气(注:新装煤气发生炉的点火按烘炉曲线升温,一般要七天,前五天要加木柴,顶部温度不能超过200℃),炉内火层一定要均匀燃烧。
(3) 火层培养好后,检查气化室水位、炉底水封和灰盆水封的水位是否合乎要求。
(4) 将人孔封好,使自然通风口关闭,启动工艺风机对炉内进行吹扫,保持炉底压力1~2kPa。
(5) 启动液压泵并在控制室用加煤阀向发生炉内交替加煤。
(6) 对炉内吹扫大约4~5h左右,从顶部放散管处取气样作化验,检验标准是CO>25%,O2<0.2%。
(7) 化验合格后关闭电捕轻油器排空阀,把电捕轻油器的出口切断,将水封的水排净, 从电捕轻油器取气样化验,标准为O2<0.2%,合格后即可往电捕轻油器送电投入运行,输出电压在40kV左右。
(8) 煤气经浮桶阀进入气柜,对气柜进行煤气置换,气柜排空约30min后取气化验,标准为CO>25%、O2<0.2%,加压风机的出口压力一般保持在10~15kPa。
(9) 化验合格后关气柜排空阀,并将炉顶火炬放散阀慢慢关闭,将气柜升至5m左右即可打开气柜出口阀,保持低压总管压力为1.5~2kPa。
(10) 启动加压风机对原料及窑炉车间的煤气管网置换约2~3h。
(11) 置换后到窑炉或原料车间的煤气管末端取气口取气样化验,煤气中的 CO>25%、O2<0.2%方可点火。
(潘 雄、梅存粮)
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编辑部:0757-82269827
传真:0757-82269827
蔡飞虎:0757-82710910(佛山格林陶瓷技术开发有限公司)
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温千鸿:13380225254 (佛山市乐陶窑炉有限公司)
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程春明:13702545772(佛山市嘉陶窑业技术有限公司)
程昭华:13927717401(佛山市佳窑陶业技术有限公司)
http://www.fsjiayao.com
潘雄:13927769832(广东新润成陶瓷有限公司)
答:首先,我们应该清楚坯体白度的呈色机理。物质的表面颜色取决于两个方面,第一是物质的原色,即对光线波长吸收的选择结果,例如树叶的绿色;第二是表面或内部结构对入射光线的散射效果,例如食油的原色是黄色透明的,但在经过超声波充分乳化后却呈现白色。
其次,让我们再了解一下石英在抛光砖坯体中的结构形式。抛光砖一般需要经过1200~1240℃的高温煅烧,产品基本完全烧结(产品吸水率往往少于0.1%)。在煅烧过程中,长石首先熔融,之后不断熔解高岭土和石英,在产品中最终形成玻璃体,除此以外,还有一部份的石英产生晶型转变(形成半安方石英)或以原有晶型残存下来,但基本上被长石玻璃体包裹。
由于抛光砖坯体中的玻璃体是透明的,石英晶体也是透明的,而且晶体的边界与玻璃体形成紧密的过渡(气孔率很小),大大减少了光线的折射和漫散射,就好像在磨砂玻璃上浇上水就会变成透明,以及在一张白纸上浇上食油也会变成透明的道理一样。也就是说,在抛光砖坯体中加入石英只会提高透明度,而不会增加白度,山东淄博地区生产的高石英瓷就是运用了这个原理。
但是,如果将石英渗入非烧结类的产品中(例如内墙砖坯料中)的确是可以提高白度的,因为这时坯体的气孔率比较高,光线在产品表面的晶粒之间会产生漫散。因此,我们在日常的工作中会有这样的体会,哪怕是含铁量很高的长石,在没有熔融之前都是白色的,在熔融后才会变成很黑或者很红(颜色很差)。
因此,通过在坯料中加入白度好的石英以求提高抛光砖白度其效果不明显,也不可取。
关于解决大规格聚晶微粉抛光砖
边角起泡缺陷的答疑
问:我厂生产大规格的聚晶微粉抛光砖时,经常出现边角部起泡的现象,特别是近窑墙的两侧更为严重,请问应从哪几个方面着手解决?
答:这个现象在北方陶瓷产区较为常见,应从坯体的配方和窑炉两方面来分析。
(1) 在生产聚晶微粉抛光砖时,由于产品要求一定的白度和透明度,经常会采用部分江西宜春地区的长石原料,它的特性是助熔效果好,白度相对湖南钠长石高,通过对该地区的几个典型低温长石原料的分析,其钾含量约为2~3%、钠含量约3~6%、锂含量一般在0.30~3.0%,根据各矿区品位不同而异,在生产高档抛光砖时,对锂成分要控制一定的量,因为它的始熔点温度过低,助熔效果较强,并有一定的乳浊作用,根据经验显示,一般单一原料的锂含量应控制在1.00%以下为宜,配方总量应控制在0.10%以内,这样对生产的稳定性和烧成影响较少。因此在配方中要特别注意这种情况对生产烧成的影响;
(2) 在烧成过程中,由于产品边角的受热效率高,对于烧成范围较窄的产品,很容易出现这种现象,这时可以相应加大助燃风量,降低最高烧成温度,延长高火保温时间,在不影响吸水率的情况下,降低近急冷的高温区烧成温度。
综上所述,出现这类情况应从原料的选取着手,优化配方,并配合烧成来解决。另外,有条件的应将配方中的钾含量保证在1.00~2.00%之间,以增加坯体的烧成范围。(程春明)
关于煤气热值低导致
煤气喷枪口冒“水滴”的答疑
问:我厂现有两组生产线,窑炉约160m,一组两次烧成瓷片生产线,一组仿古砖生产线(釉面地砖)。自改烧水煤气后,煤气压力要求越来越大,最早瓷片投产时是8kPa烧成,当在仿古砖窑时加上改烧煤气后已经难以满足生产温度的要求。煤气站总压要求13kPa以上,有时还难以升温。煤气内水分显得越来越重,喷枪上都开始出现“水滴”现象,造成不锈钢煤气软管及球阀出现腐蚀结锈,难以拆卸更换,使烧成越来越难以操作控制。为此,我们也特地去佛山的厂家观察过,人家的煤气总压只需6kPa左右,而且煤气很干净,喷枪处根本没有“水滴”现象,烧成很稳定,产品质量也很稳定。对比发现,我们厂的煤气站在当初建筑时因场地限制及成本考虑,就选在窑炉车间旁边,离烧仿古砖窑约10m、离烧瓷片窑约25m;而我们考察的佛山厂家的煤气站离窑炉有200多米远。请问,这是不是造成我们煤气烧成难以控制的根本原因?就我们目前这种情况,在停窑维修改造时有没有相对好一点的方法进行适当的弥补呢?
答:从你所反映的具体生产情况来看,煤气站离窑边太近的确是造成此问题的根本原因之一。因为煤气站产生的煤气是相对热值较低的“水煤气”,具有一定的温度也含有一定的水分,温度越高,水分分离得也就越少,同时游离水分与煤气分离需要一定的过程(如速度条件和沉降时间),以便水分沉降下来。如果游离水分在煤气送到喷枪口时还未完全沉降下来并分流走的话,就进入喷枪内烧成,会大大降低烧嘴的温度和窑内的温度——也就是煤气的热值被大大降低了。窑内温度升不起来,则要求煤气总压升高,煤气站的增压风机提高转速,煤气流速也就增大,煤气从气站到喷枪的时间就缩短,煤气中的游离水分分离时间也就缩短,从而造成更多的水分进入窑炉烧嘴,也就进一步降低了煤气的热值。过多的水在不锈钢软管处分离出来从而会出现“水滴”现象。煤气中含有一定量的焦油与硫份,在液态水溶液作用下就开始锈蚀球阀和煤气管接头。当然,煤气热值低,还与煤气站所燃烧的煤块本身的热值有关,也与煤气发生炉的产气效率有关,也就是煤气站本身建造的结构与精度会影响到煤气的热值。
如果有时间停窑炉和煤气站的话,建议从以下几个方面去完善:
(1) 延长煤气站到窑炉段的煤气总管,即将原来的10m管特意加长到120m或以上,管路的沿程上加设三套或以上自动排水、排焦装置,以便将煤气站出来的煤气提前净化,以提高到窑边的煤气的热值;
(2) 由于各窑边煤气减压系统的排水口增多,最好也采用自动排水方式;
(3) 降低减压系统及窑边煤气主管道的外界温度或管壁温度,以促进煤气中游离水分的分离;
(4) 由于各组喷枪控制组处的沉降排水管增长,最好也采用自动排水的方式;
(5) 窑炉各组喷枪组的主动边和被动边同时增设放水装置;
(6) 面枪的各喷枪煤气出气口的朝向必须杜绝采用“直接朝下式”,可选择“出气口侧出式”;
(7) 全面检查原管路内是否有焦油沉积而堵塞或管内径缩小情况,管内的杂物必须彻底清理干净。
(程昭华)
春节后煤气发生炉点火需注意的事项
问:春节过后,我公司的煤气炉准备投入生产使用,请问煤气发生炉填料点火时应注意哪些方面的问题?
答:(1) 把准备好的合格灰渣(含碳量<15%、灰渣粒度20~50mm)或者喂煤系统通过人孔填入发生炉内,填料厚度超过炉栅帽上部200mm左右,然后再在灰渣上层均匀平整地覆盖约200mm厚的焦碳(或无烟煤),在焦碳层上面加足木柴(直经50~70mm,长约500cm左右),不得超过人孔下沿。
(2) 将引火物由人孔均匀放入炉内木柴上,点燃引火物一小时后木柴会慢慢均匀燃烧,均匀燃烧后可手动加焦碳一次,待焦碳点燃后,再加木柴、焦炭,慢慢把火层培养好,准备封人孔盖来送气(注:新装煤气发生炉的点火按烘炉曲线升温,一般要七天,前五天要加木柴,顶部温度不能超过200℃),炉内火层一定要均匀燃烧。
(3) 火层培养好后,检查气化室水位、炉底水封和灰盆水封的水位是否合乎要求。
(4) 将人孔封好,使自然通风口关闭,启动工艺风机对炉内进行吹扫,保持炉底压力1~2kPa。
(5) 启动液压泵并在控制室用加煤阀向发生炉内交替加煤。
(6) 对炉内吹扫大约4~5h左右,从顶部放散管处取气样作化验,检验标准是CO>25%,O2<0.2%。
(7) 化验合格后关闭电捕轻油器排空阀,把电捕轻油器的出口切断,将水封的水排净, 从电捕轻油器取气样化验,标准为O2<0.2%,合格后即可往电捕轻油器送电投入运行,输出电压在40kV左右。
(8) 煤气经浮桶阀进入气柜,对气柜进行煤气置换,气柜排空约30min后取气化验,标准为CO>25%、O2<0.2%,加压风机的出口压力一般保持在10~15kPa。
(9) 化验合格后关气柜排空阀,并将炉顶火炬放散阀慢慢关闭,将气柜升至5m左右即可打开气柜出口阀,保持低压总管压力为1.5~2kPa。
(10) 启动加压风机对原料及窑炉车间的煤气管网置换约2~3h。
(11) 置换后到窑炉或原料车间的煤气管末端取气口取气样化验,煤气中的 CO>25%、O2<0.2%方可点火。
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温千鸿:13380225254 (佛山市乐陶窑炉有限公司)
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