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1、陶瓷墙地砖的干法制粉生产技术蔡祖光(湘潭市新世纪陶瓷机械有限公司411102)摘 要 介绍了陶瓷墙地砖的干法制粉生产技术的发展过程 、 工艺流程 、 粉料性能及产品质量 ,并详细论述了陶瓷墙地砖的干法制粉生产技术 ,该技术具有生产工艺简单 、 所需设备少 、 投资少 、 见效快 、 节约能源及水资源 、 生产成本低廉 、 产品质 量好及不需使用价格昂贵的减水剂 (稀释剂) 等优点 ,是陶瓷墙地砖企业最有发展前途的制粉生产技术 。关键词 墙地砖 干法制粉 增湿造粒蒙磨 (也称磨粉机) 将原料细碎后经双轴搅拌机喷水预 混 ,再经轮碾机喷水增湿造粒 ,最后经干燥 、 筛分和陈 腐后制备成干压成形用粉
2、料 ,这就是最原始的干法制 粉生产技术 。实验研究表明 ,此原始的陶瓷墙地砖的 干法制粉生产技术不仅劳动强度大 ,工作环境差 ,而且 所获得的陶瓷粉料成分不均匀 ,干湿也不均匀 ,细粉料 与微细粉料较多 ,粉料的流动性较差 ,干压成形时极易 堵塞排气通道 ,导致坯体成形时易起层 ,并且坯体强度 偏低及易于粘模等严重影响陶瓷墙地砖的产品质量 , 阻碍了陶瓷墙地砖干法制粉生产技术的推广应用 。20 世纪 70 年代 ,意大利 、 德国和英国等就投放了大量的 人力和物力致力于研究开发陶瓷墙地砖的干法制粉生 产技术 ,随着粉料混合及机械制造等技术的快速发展 , 经过十多年的不懈努力和潜心钻研 ,意大利
3、的 L . B 公 司终于在 1985 年成功地设计并制造了世界上第一台 陶瓷墙地砖干法制粉生产技术的关键设备 增湿造 粒机 ,投入实际生产中取得了令人瞩目的成就 。所获 得的陶瓷粉料性能与喷雾干燥生产技术所制备的陶瓷 粉料性能基本相似 ,坯体致密度 、 机械强度及产品质量 等技术指标略高于喷雾干燥生产技术所得坯体的相应 指标 。随后德国的 AGROB 公司及英国的 Atritor 公司 也设计制造出了增湿造粒机 。我国是 20 世纪 90 年代 初设计制造了陶瓷墙地砖干法制粉生产技术的关键设 备 增湿造粒机 ,开创了制备陶瓷粉料的新局面 ,促 进了我国陶瓷墙地砖生产的发展 。前言 陶瓷墙地砖
4、制品因其形状简单 ,通常采用陶瓷粉 料的干压成形生产工艺 。20 世纪 70 年代 , 我国已自 行设计并制造了离心式喷雾干燥器和压力式喷雾干燥 器还生产出符合干压成形生产工艺要求的陶瓷粉料 , 到 20 世纪 80 年代末 ,我国几乎所有的大 、 中型陶瓷墙 地砖生产厂家都采用喷雾干燥器制备陶瓷粉料 。虽然 喷雾干燥制粉生产技术具有许多优点 ,如自动化程度 高 ,制备的陶瓷粉料性能良好 ,确保干压成形坯体质量 及产品质量等 ,但其造价昂贵 ,投资较大且能耗较高 。 随着全球能源危机和燃油价格的飙升以及陶瓷墙地砖 生产企业的激烈竞争 ,要求陶瓷墙地砖生产企业既要 确保产品质量 ,又要最大限度地
5、降低生产成本 ,以便获 得最大的市场份额 。这就促使人们去研究探索一种能 使陶瓷粉料性能与喷雾干燥制粉生产技术获得的陶瓷 粉料性能基本相似 ,最终产品质量相同 ,而能耗及生产 成本却较低的制粉技术 。为此笔者根据生产实践经验 及国内外有关文献加以综述 ,并提出自己的观点 。1干法制粉生产技术的发展过程 目前广泛应用的喷雾干燥制粉生产技术是 : 原料加水细磨成含水量约 40 %左右的泥浆 ,泥浆过筛后经 液压柱塞泵送入喷雾干燥器造粒 ,造粒后经筛分及陈 腐成为含水量约 5 %7 %的陶瓷粉料 ,即干压成形用 粉料 ,显然它需要大量的热量 、 水资源和其他机械能量 等 。如果将原料干法粉碎和细磨后
6、 , 细粉料与水 “计 量” 性混合达到增湿造粒的作用 。过湿的粉料再经干 燥 、 筛分和陈腐后制备成干压成形用粉料 ,无疑这是最 节水和最节能的制粉生产技术 。 早在 20 世纪 60 年代 ,企业采用锤式粉碎机或雷2干法制粉生产技术的工艺流程 目前国内外陶瓷墙地砖生产厂家广泛应用的干法制粉生产技术的主要设备配置及工艺流程如图 1 所 示 。其生产工艺如下 :原料 粗 、 中碎 细碎 配料 细磨 过筛 增湿 造粒 干燥 筛分 陈腐 干压31 全国性建材科技期刊 陶瓷 2003 年 第 5 期 总第 165 期成形 。1 - 喂料器 2 - 皮带输送机 3 - 粉碎机 4 - 斗式提升机 5
7、- 振动筛分机 6 - 贮料桶 7 - 磨粉机 8 - 增湿造粒机 9 - 干 燥器 10 - 料仓 11 - 压砖机图 1 陶瓷墙地砖干法制粉生产技术主要设备及工艺流程其具体操作程序是 : 将各种原料单独粉碎到一定粒度后配料细磨 ,细磨后筛上料重新返回细磨工序 ,符 合粒度要求的筛下料经增湿造粒机增湿造粒成含水量 约 10 %12 %的陶瓷粉料颗粒 ,再经干燥及振动筛分 后 ,筛上料经微破碎后再次进入振动筛 ,筛下料送至料 仓陈腐后 ,即得干压成形用陶瓷粉料 。度较高 ,便于施釉及一次快速烧成等 。虽然其粉料的流动性较差 ,但仍能满足墙地砖干压成形的要求 ,且不 需使用价格昂贵的减水剂 (稀
8、释剂) 等 。某配方组成相 同 、 两种不同制粉生产技术所获得粉料的性能及产品 质量对照如表 1 所示 。两种制粉生产工艺所获得的粉 料性能没有多大差别 ,最终产品质量基本相同 。表 1 两种制备方法粉料性能及所得产品质量对照3干法制粉制备的粉料性能及质量 目前 ,国内外陶瓷墙地砖干法制粉生产技术的经增湿造粒干法制粉 喷雾干燥造粒制粉颗粒结构实心颗粒空心颗粒验表明 ,陶瓷粉料的性能主要取决于原料的物理化学性能 、 可塑性 、 细磨后所达到的粒度以及原料的初始含 水量等 ;此外陶瓷墙地砖干法制粉生产技术的关键设 备 增湿造粒机的构造也是非常重要的 。因为陶瓷 粉料在增湿造粒机中与水 “计量” 性
9、混合时 ,陶瓷粉料 表面能够吸附水分 ,若向增湿造粒机喷水时 ,陶瓷粉料表面立即被水湿润 , 并在相邻粉料粒之间形成 “弯月 面” 的液体 “拱桥”,这就形成了结构不太紧密的 “凝聚 体”,并称之为 “粒化核” 。由于增湿造粒机滚筒的旋转 作用 ,陶瓷粉料随之升降并产生 “抛落” 和 “泻落” 等运 动 ,促使 “凝聚体” 逐渐被压实并成为具有适宜机械强度的陶瓷粉料颗粒 ,当停止向增湿造粒机喷水时 ,这些 陶瓷粉料颗粒又在增湿造粒机中周而复始的升降并不 断滚动 ,通过陶瓷粉料颗粒间隙中的毛细管力的作用 , 促使陶瓷粉料颗粒表面的水分全部被陶瓷粉料颗粒外 层的干粉料所吸收 ,因而陶瓷粉料颗粒不再
10、继续增大 ,其规格尺寸趋于稳定 。最后经干燥 、 振动筛分 、 微破碎 及陈腐等处理后即得干压成形用陶瓷粉料 。 由此可见 ,干法制粉生产技术获得的陶瓷粉料通 常是表面粗糙 、 多棱角 、 不规则的实心颗粒 ,其容重较 大 ,由其干压成形的墙地砖坯体的致密度较大 ,机械强表面毛糙 、 多棱 角 、 不规则的颗粒颗粒结构形状光滑的球形颗粒颗粒级别 ( )粉料容重 (g/ L)011 30000. 81 150粉料流动性 (摩擦角)3530生坯强度 (MPa)生坯密度 (g/ ) 抗折强度 (MPa) 抗冲击强度 (MPa)0. 150. 152. 0841. 9840. 350. 250. 35
11、0. 7114干法制粉生产技术的优越性 陶瓷墙地砖的干法制粉生产技术与传统的喷雾干燥制粉生产技术相比具有无可比拟的优越性 ,具体表 现在以下几方面 。4 . 1生产工艺简便 、 生产成本低廉采用干法制粉生产技术 ,因其获得的陶瓷粉料容(下转第 35 页)重较大 ,所以由其干压成形的陶瓷墙35 全国性建材科技期刊 陶瓷 2003 年 第 5 期 总第 165 期1) 加强对进厂原材料的严格监控 ,保证原材料的 各项理化指标合格 ;2) 有条件的企业可加大原料仓贮 ;3) 配制渗花釉时 ,要严格保证渗花釉的各项理化 性能符合指标 ;4) 强化各个工序的工艺操作规程 ,严格按拟定的 工艺参数操作 ;
12、5) 加强生产现场管理监督力度 ,强化团队协作精 神 ,把好各道工序的质量关 ;6) 加强从原料 、 成形 、 渗花 、 烧成 、 抛光等一系列工 序的标准化操作管理 ;7) 对于有条件的企业应加强新技术的引进工作 。 据悉中国建陶研发中心已成功研制出了色粉体彩 印技术 。该技术从根本上解决了渗花砖在生产过程中 的 “随机性” 和 “不稳定性” 问题 ,能很精确的调控彩色层厚度 ,并且无需改变现有的生产工艺及生产线 ,是一 项前景广阔值得企业引进的技术 。抛光砖方面还存在以下几个方面的问题 :1) 从根本上难以控制液体渗花的相对随机性和彻 底解决其不稳定性 ;2) 无法从根本上保证原料成分的均
13、匀 、 恒定 ;3) 为了达到理想渗花效果 ,制约了原料的选用范 围 ;4) 没有从根本上解决其防污能力 ;5) 由于现在的渗花着色剂是采用相对自由的发色 金属离子直接着色 ,制约了花面色彩的丰富多样化 。 以上这些都是有待于业内同仁共同探讨 、 研究和 解决的课题 。3结论及建议 虽然生产渗花抛光砖受许多不稳定因素的制约 ,但只要加强内部管理 、 全面提高职工的技术素质 ,强化标准化操作 ,就一定能生产出优质的产品 。总之应做 好以下几个方面的工作 :(上接第 31 页) 地砖坯体致密度较大 、 机械强度较高 ,便于施釉及一次快速烧成等 ,不需要使用价格昂贵的 减水剂 (稀释剂) 等 ,从而
14、简化了生产工艺 ,降低了生产 成本 。4 . 2 投资少 、 见效快采用干法制粉生产技术所需设备少 ,构造简便 ,造 价低廉 ,其投资仅为喷雾干燥制粉生产技术的 60 %左 右 ,便于中 、 小型陶瓷墙地砖生产企业扩大生产规模 。4 . 3 产品质量好采用干法制粉生产技术制备的陶瓷粉料多为表面 毛糙 、 多棱角 、 不规则的实心颗粒 ,其容重较大 ,由其干压成形的墙地砖坯体致密度较大 ,机械强度较高 ,坯体 的收缩变形小 ,产品质量好 。4 . 4 节约能源表 2 干法制粉生产技术与喷雾干燥制粉生产技术的能耗对照喷雾干燥制粉生产技术需将含水量约 40 %左右的陶瓷泥浆蒸发水分后 ,获得含水量仅
15、为 5 %7 %的 陶瓷粉料 ;而干法制粉生产技术仅将含水量约 10 %12 %的陶瓷粉料干燥成含水量为 5 %7 %的陶瓷粉 料 ,显然干法制粉生产技术较喷雾干燥制粉生产技术 节约能源及水资源约 60 %80 % ( 见表 2) ,其节能效 果显著 。5结论 陶瓷墙地砖干法制粉生产技术具有投资少 、 见效快 、 生产工艺简便 、 所需设备少 、 设备构造简单 、 节约能 源及水资源 、 生产成本低廉 、 产品质量好 、 不需使用价 格昂贵的减水剂 (稀释剂) 等优点 。但它要求原料的初 始含水量及硬度应相对稳定 ,因而目前国内外陶瓷墙 地砖的干法制粉生产技术主要还是应用于彩釉墙地砖 的粉料制备 ,若要用于玻化砖粉料的制备 ,还需研制开 发高效除铁器及高效筛分设备等 。我们相信随着原料 细磨技术 、 增湿造粒生产技术的快速发展及原料预处 理技术 (预干燥) 以及原料标准化工作的实施 ,陶瓷墙 地砖干法制粉生产技术的推广应用 ,必将促进我国陶 瓷墙地砖生产的蓬勃发展 。增湿造粒干法制粉 喷雾干燥造粒制粉原料初始含水量 ( %)加水量 ( %) 粉料最终含水量 ( %) 电耗 (/ t)热耗 ( kJ ) 水耗 (L/ t)48 5745267. 640438 5770163 1. 8270
