粉碎机械,如:颚式破碎机、轮碾机、施磨机、雷蒙机、球磨机等。
制浆、制粉机械,如:各种搅拌机、喷雾干燥塔、增湿造粒机等;其他辅助设备,如喂料机、自动称量设备、泥浆泵、振动筛、除铁器等。
以上各类设备已国产化,其中细牙颚式破碎机、30t以下球磨机、6000型以下喷雾干燥塔、直径100~200㎜泥浆柱塞泵及干法造粒机等已达到国际先进技术水平,价格仅为进口设备的1/2左右,国内市场占有率在90%以上。网带式泥浆压滤机,处理能力强,速度快,为陶瓷企业解决了环保问题。目前,我国仅有少数独资或合资企业用进口的原料制造设备。
成型装备:近年来,随着建筑陶瓷市场对高档、精细、大规格墙地砖的需求日益增加,厂家对压机的需求正由小吨位转向大吨位,如2000t以上压机(简称“大吨位压机”)。以前大吨位压机只能进口,1999年,具有世界先进水平的KD3200型国产全自动液压压砖机研制成功,填补了国内大吨位压机的空白,宣布了我国现代陶瓷墙地砖技术装备已全部实现国产化。目前,我国已经能够生产7800t的全自动液压压砖机。
窑炉是陶瓷工业生产的关键设备,在陶瓷工业的发展中起着举足轻重的作用。我国从20世纪80年代初全线引进国外窑炉生产线,通过消化、吸收,现已成为我国建筑陶瓷装备国产化率最高的设备之一。到目前为止,国产辊道窑市场市场占有率已达80%以上,其价格仅为进口设备的50%~60%,主要技术性能指标达到国际先进水平。调查统计资料显示,在我国现仍在生产的2900条建筑陶瓷生产线中,拥有各种类型的窑炉总量为3400座左右,其中辊道窑约1800座,隧道窑约950座,梭式窑约320座,其他窑炉约320座。随着我国陶瓷工业技术的不断进步,以降低生产成本、节省能耗、减少环境污染为发展方向的现代化陶瓷烧成设备将具有较大市场发展空间。 瓷质砖抛光设备:截至2000年底,我国现在仍在生产的2900条建筑陶瓷生产线中,瓷质砖抛光线580条,其中进口线约占30%,大多进口线为1997年以前引进,其余70%为1995年开始投放市场的国产线。在广东地区984条建筑陶瓷生产线中,瓷质砖抛光线有387条,约占全国瓷质砖抛光线总量的70%左右。1992年中国第一台陶瓷磨边机诞生,1994年中国第一台陶瓷刮平定厚机诞生,1995年中国第一台陶瓷抛光机诞生。1996年开始,由以上产品组成的具有国际先进水平的国产陶瓷抛光线开始大量替代进口产品,并以其良好的价格性能比优势,开始小批量出口南美、中
东、东南亚、中国台湾等地。瓷质砖抛光设备的国产化,极大地推动了我国建筑陶瓷抛光砖市场的发展。
对我国瓷质砖生产厂家新建、技改的需求统计分析,我国建筑陶瓷企业1999年对瓷质砖抛光线的总需求量约110条,2000年总需求量为125条。目前,我国建筑陶瓷企业产品结构调整的主要方向是向高档有釉砖或中高档抛光砖调整,厂家对抛光线设备和高水平釉线设备的需求保持着稳定增长的态势。随着陶瓷工业的发展,抛光机不仅用于瓷质砖抛光,还可以用于瓷砖釉面抛光、微晶玻璃抛光。
深加工设备:近年来,为解决建筑陶瓷厂家成品抛光砖破损率居高不下的难题,以及为适应市场对抛光砖时装化、个性化、艺术化的需求,国内外一些具有较强研发能力的机械厂家开发了一些了对抛光砖进行深加工的设备,如水刀切割机、连续切砖机、磨弧开槽机等。据调查数据显示,这种能将成品抛光砖和破损抛光砖切割成高附值拼花系列产品及提高废品利用率的设备,市场发展空间巨大。
智能化自由布料系统:近年来,随着陶瓷墙地砖生产的个性化、时装化、多样化发展,使得二次布料、多管布料设备系统也随之应运而生。目前,这种集计算机控制技术、光感技术、自由布料工艺技术、机械制造技术、CNC技术及图形处理技术等为一体的高科技、创新性产品,正创造着国内建筑陶瓷新的市场需求。[1]
1.2 渗花砖概述
1.2.1 渗花砖的定义和品种规格及性能特点
渗花砖定义:渗花砖是瓷质砖的一种。渗花砖表面颜料的着色机理与通常颜料不同,常用的陶瓷颜料多为固体颗粒,它是附着在制品表面,而渗花砖用的颜料是能制成可溶性的氯化物或硝酸盐,将这些可溶性的着色盐类加入添加剂调成具有一定稠度的印花剂,通过丝网印刷的方法将它印刷到砖坯上。这些可溶性的着色物质(印花剂)随着水分一起渗透到砖坯内部,烧成后即成渗花砖。由于着色物质能渗透到砖坯内部达2㎜,所以虽经抛光仍不会丢失图案。由于渗花砖所用的颜料需要随着制品一起经高温(1200℃)烧成,并且这类颜料需能制成可溶性的盐类,因此可选用的能成色颜料不多,故渗花砖的装饰颜色不算丰富,但其颜色经久不褪色。[2]
瓷质砖分类:按外观可分为:有釉瓷质砖;无釉瓷质砖;抛光瓷质砖;不抛光瓷
质砖。按主要工艺可分为:纯色、渗花、颗粒、微粉、多管。
规格:300×300㎜;300×600㎜;500×500㎜;600×600㎜;800×800㎜;600×1200㎜。
性能特点:瓷质砖从表面到内部,色泽、质地完全相同,产品全部瓷化,结构致密,材质坚硬,不变形,不变色,硬度达到莫氏6级以上,具有很好耐磨色彩经久如新等特点。瓷质砖吸水率低于0.1%,具有良好的抗冻性、抗热震性,对气候环境的适应范围很广。瓷质砖的抗折强度高,达到38MPa以上,理化性稳定,耐酸碱。耐化学侵蚀性好。
1.2.2 渗花砖化学组成范围及各氧化物的作用
⑴ 坯体化学组成范围
表1 坯体化学组成范围[1] 组成 含量(%)
SiO2 64~74
Al2O3 16~24
Fe2O3 0.5~1.5
CaO+MgO 0.5~3
KNaO 4~8
I.L 2.5~7
表2 渗花釉的组成[1] 组成 含量(%)
可溶性化工原料
3~10
增粘剂 25~45
溶剂 50~75
促渗剂
在施釉时喷在坯体表面
⑵ 各氧化物的作用 ① SiO2
SiO2系酸性氧化物,熔点1713℃。它是坯体和釉料的主体,主要由石英、高岭土、长石等原料引入。
SiO2在陶瓷坯体中的主要作用,部分与粘土(或长石)中的Al2O3在高温生成针网状的莫来石(2SiO2·3Al2O3)成为坯体的骨架,以提高成品的机械强度。另一部分则与长石等原料中的碱金属、碱土金属氧化物在高温下形成玻璃物质,填充于骨架之间,从而使成品致密,它能够提高坯体机械强度和制品的透明度,还有一部分未参与上述反应的则为游离状态的SiO2,亦起骨架作用,亦可避免坯体在玻化时产生弯曲,变形缺陷。SiO2在烧成和冷却过程会发生晶形转变,体积变化大,因此,在坯料配方
时要适量控制,不宜用量过大,否则易使成品的热稳定性降低。
SiO2在陶瓷釉料中的作用,主要与长石、滑石、方解石等原料中的碱金属和碱土金属氧化物在高温下生成玻璃物质,并能提高釉面硬度和化学稳定性,降低膨胀系数等。在瓷釉中还可以提高白度。[1][3]
② Al2O3
Al2O3系中性氧化物。它是陶瓷坯釉中的主要成分。主要由高岭土、瓷土或长石引入。
Al2O3在坯料中主要与SiO2在高温下生成莫来石,起着骨架作用,并能提高烧成温度,扩大坯料的烧结范围,提高成品的机械强度,化学稳定性和热稳定性,还可提高瓷器白度。
Al2O3在釉料中的作用,是形成釉的网络中间体,既能与SiO2结合,也能与碱性氧化物结合。Al2O3能改善釉的性能,提高化学稳定性、硬度和弹性,并降低釉的膨胀系数。[1][3]
③ Fe2O3
Fe2O3是一种红褐色或猪肝色的着色氧化物,熔点1560℃,因为他的着色作用很强,在不同的烧成气氛下能使制品呈黄、青、灰、红等色,严重影响瓷器的白度,故视为有害物质,在普通瓷器坯料中,其含量宜小于1%。由于Fe2O3具有较强的助溶作用,能降低坯料的烧成温度。[1][3]
④ CaO
CaO是一种碱土金属氧化物,熔点为2580℃,它在高温下能与SiO2形成低共熔物——偏硅酸钙(CaO·SiO2),故起着助熔作用,是石灰釉的主要成分,由方解石、石灰石、白云石、釉灰等原料引入,因他助熔作用强,能降低坯料的烧成温度,增加坯料的致密度,提高制品的机械强度和透明度以及热稳定性。但含量不能太多,易影响制品色泽变形,烟熏。
CaO在釉中的作用,主要与SiO2形成玻璃,降低釉料的成熟温度和高温粘度、增加釉的高温流动性,使釉面光润透明。在还原气氛烧成的条件下,CaO能增强Fe2O3着色。[1][3]
⑤ MgO
MgO也是一种碱土金属氧化物,熔点为2800℃。它与SiO2和Al2O3能够生成熔点较低的堇青石,(2MgO—2Al2O3·5SiO2)在长石质瓷中起助熔作用。一般从滑石,镁质粘土,白云石等原料引入。为了降低长石质瓷的烧成温度,有的瓷区用镁质粘土代替部分长石作熔剂并借以改善坯料的可塑性,但因MgO的膨胀系数较小,同时又起乳浊作用,故镁质粘土的用量宜少,最好不超过3%,否则,既会降低坯料的透明度,又易引起坯与釉的膨胀系数不合而造成釉面龟裂。
MgO在长石釉中的作用,主要是降低熔融温度和高温粘度,并减小釉的膨胀系数,提高釉的弹性,促使坯釉之间形成良好的中间层,以改善制品的热稳定性,还可以增宽制品的烧成范围,以滑石引入的MgO、能增强釉的乳浊性,提高釉面白度,长石釉配方中一般引入滑石8~13%左右,不宜超过15%,过多不但提高粘度,同时也易产生结晶。而以白云石引入的MgO,则不起乳浊作用。由于滑石对烧成气氛不甚敏感,故不易引起釉面烟熏和发黄。[1][3]
⑥ K2O和Na2O
K2O和Na2O都是碱金属氧化物,易溶于水,且熔点很低。它们都是坯、釉的主要熔剂,能降低制品的烧成温度。
K2O和Na2O在陶瓷坯体中,能熔融部分SiO2和Al2O3而生成玻璃相,填充于胎体骨架的空隙中,并能加速莫来石的成长。故可提高瓷器的透明度。因此,在长石质瓷坯料中,除瓷土中引入少量K2O和Na2O外,不足的部分常以长石引入。其用量多少,应视坯料中的Al2O3含量增加3~4%而SiO2的含量相对减少时,其K2O和Na2O的含量可随着增加1%,过少制品不易烧结,过多则会降低烧成温度而引起制品变形,还会降低制品热稳定性。由于Na2O的熔融温度和高温粘度均比K2O低,变化又快,且又因Na2O的膨胀系数比K2O低,变化又快。且又因Na2O的膨胀系数比K2O大,如坯料中的Na2O比K2O多,不仅缩小烧成范围,而且还易引起制品剥釉。因此在坯料配方中常用钾长石,很少用钠长石。Na2O在坯料中的含量,最好小于1%。 K2O和Na2O在陶瓷釉料中的作用,主要是与SiO2和Al2O3形成长石质玻璃,以降低釉料的熔融温度和高温粘度,提高釉面的透明度和光泽度。但Na2O的熔融作用和高温流动性又比K2O强。由于K2O和Na2O的膨胀系数比坯釉中的各种氧化物都