建筑陶瓷生产工艺

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1、建筑陶瓷生产工艺 Manufacturing Technology of Construction Ceramics Ph.D. , Prof. Liu Yang0.1绪 论（Introduction） 0.1建筑陶瓷的定义建筑陶瓷是指使用传统硅酸盐原料及部分化工原料，按一定的工 艺方法，加工、成型、烧成而得到的铺贴于内外墙面、地面、 屋面等主要起装饰作用的薄片状陶瓷制品。通常包括内墙砖、 外墙（面）砖、地（面）砖、锦砖、瓦（含硫璃瓦）及陶管等 。GB7637-87全国工农业产品分类与代码中将建筑陶瓷分类为：釉面砖、外墙砖、地砖、锦砖、耐酸砖、陶管、硫璃制品、异 型配件砖等。近年来国内外又出现

2、了玻化砖、劈离砖、水晶砖、渗彩砖、弧 形砖、多用途彩釉墙地砖等。0.2建筑陶瓷的发展历史据考古学家的考证：人类历史上第一次把用火锻烧过的制 品用作建筑材料的时间几乎和人类第一次制出陶器一样早，约 在公元前5000年人们就已经制作出我们今天仍在使用的砖块（ 即brick是承重用的结构材料，而不是起装饰作用的tile）。止前世界上已知的最古老的砖（brick）是在巴勒斯坦耶利 哥古城的城墙上发现的，估计为公元前6000多年，但是这样的 砖仅仅是原始意义的，它是用留有稻根茬的粘土做成砖块，以 阳光晒干而成。公元前5000年出现了经过焙烧的砖，其工艺与今天基本相 似，把粘土制成砖坯，然后在接近1000

3、的温度下焙烧。公元前3500年，古埃及开始使用与我们今天使用的墙地砖 类似的装饰面砖（tile）。0.3 我国建筑陶瓷发展简史 1990年全国乡以上的建筑卫生陶瓷企业发展至745家。这年全国卫 生陶瓷产量达1782.54万件，比1980年增长5.1倍；内墙釉面砖产量达 11067.08万，比1980年增长15.1倍；外墙砖和地砖的产量达6852.96 万，比1980年增长12.96倍。1993年，全国乡镇村办以上企业发展到近4000家，大中型企业近 300家，卫生陶瓷产量达3341万件，建筑陶瓷产量达53282万m2，其中 釉面砖产量为20282m2，墙地砖为万m2。1996年:全国卫生陶瓷产

4、量达5447.51万件，比95年增长11.17%；全国建筑陶瓷总产量达158410.13万m2(约15.84亿m2):其中 釉面砖达65431.71万m2(约6.54亿m2),墙地砖达92978.42万m2(约9.30亿m2), 墙地砖产量中包括外墙砖39294.27万m2(约3.93亿m2),锦砖11089.74万 m2(约1.11亿m2),0.4 建筑陶瓷的现状和发展趋势 0.4.1 原料 raw materials积极利用各种低品质原料及开发新型原料,包括各 类尚未利用过的非金属矿物,工业废渣等。可以开发和加以利用的非金属矿物有：沸石、绢英岩、流纹岩、花岗岩、辉绿岩、玄武 岩、海绿岩等。

5、可以利用的工业废渣有：高炉矿渣、金属矿浮选尾矿（如铜矿尾砂，硼泥 ）、硫酸渣、煤矸石、粉煤灰等。0.4.2 原料制备raw materials preparation n一、原料标准化 （由于建筑陶瓷使用的原料绝大多数是天然的 矿物原料，因风化与开采等原因，批与批之间的原料在化学组 成与矿物组成及工艺性能诸方面不可能做到完全一致，影响生 产与制品的质量，故而必须进行原料标准化工作，即通过一定 的加工保证每批提供的原料在化学组成、矿物组成、工艺性能 等方面都保持相同）n二、原料粉碎n 积极开发和使用大吨球磨机进行细粉碎，已有1530吨的 ，正在开发35吨的 n研制开发连续式球磨机，意大利SCAM

6、I公司已经研制出微机控 制的连续球磨机，筒体直径2.23.5M,容积为24160M3 n三、造粒n 完善已有的喷雾造粒工艺；提高蒸发能力，意大利西蒂公司 已开发出蒸发能力达到7000kg/h的喷雾干燥塔；萨克米公司的 ATM100型喷雾干燥塔蒸发能力则高达12000kg/h0.4.3 成型 ( Forming technology) n积极开发大吨位全自动液压砖机不仅压制力大，而且有效工作 循环增加（达15次/min）、节能（利用贮能器）、控制精确,适 应性强，可以多用途使用，目前最大的全自动墙地砖压砖机已 达7200吨（科达）。n 为了获得特殊效果，在已有的压机上增加新的功能，比如， 超微粉

7、布料、多层布料、多管布料、程序布料等，还可以发展 一部分挤压成型、辊压成型工艺。0.4.4 品种和规格 Type and Specification 规格趋向于大型化，由早期的152152发展到今日的200200、 200250（280）、300300、400400、500500、600600 、600900、10001000、10001200、15001500、 1800800等规格。进一步开发新的材质，目前正在开发的有微晶玻璃砖，这属于 第四代建筑陶瓷制品。目前研制面世的新的建筑陶瓷品种有： n1、金属光釉砖：n 选用优级白色釉面砖为基材，使用热喷涂生产工艺， 将含有铁、钛、钴、铬、镍、钒

8、等着色金属盐类溶液喷涂在釉 面砖表面，从而使釉面砖形成金属光泽的外观 n2、仿金瓷砖：n 以优质墙地砖为基材，利用磁控溅射技术原理及真空 镀膜工艺，在真空条件下使钛离子与氮离发生化学反应，所形 成的氮化膜在电极与负偏压作用下，以极高速率向瓷砖表面溅 射，形成着色牢固的氮化钛仿金膜 n3、金属复面瓷砖n 将高档瓷质砖嵌在致密结实或轻质高强的基板上，然 后再包裹不锈钢，铜合金等金属板，经高压复合而成 4、双色立体感瓷砖：该砖的外观，釉层呈凸起或凹下，形如菠萝状，其凸起的 部分为白色釉层，凹下的部分则呈网络状釉面。能够制成双色、三 色以至多色，装饰墙面后的效果呈现较强的立体感与空间感，令人 感觉新颖

9、别致。其工艺技术的关键在于，将色料用丝网套板印在砖坯上后，再以白色透明釉进行二次施釉覆盖 n5、荧光瓷砖：荧光瓷砖是在瓷砖素坯上喷涂一种特殊的荧光釉料，经高 温烧成后，具有发光的效果。荧光瓷砖经光线照射后，能在黑 暗中保持较长时间表的发光，发光时间可达5小时以上 n6、调湿功能砖：n 原料利用硅藻变质泥岩粉碎后，与粘土、石膏混合成 型，再以800的温度低温烧制而成 n7、耐酸防滑瓷砖：n 配料以硅质原料为主，高温烧成后在耐酸性、吸水率 、抗弯强度及耐急冷急热方面，有很高的物理化学性能 0.4.5 釉料 Glaze n进一步开发具有强遮盖能力的新的乳浊釉，研制适应一次烧成 的釉料，完善新开发的水

10、晶釉、堆花釉、渗彩釉、闪光釉、腐 蚀釉、萤光釉、变色釉、金星釉、珠光釉、虹彩釉等釉种。n 研制开发新材质的釉种、新装饰效果的釉种。0.4.6 施釉及装饰 Glazing and Decoration 1 喷釉（甩釉）和淋釉混合使用，发展多种施釉装饰方法： 2 二次布料施釉（即第一次布坯料，第二次布干釉粉，一次压制成型，既 保证了施釉质量，又保证了坯釉良好的适应性。 ） 3 等离子施釉、激光施釉（将釉料加工成干燥的微粉，利用等离子喷枪 或激光产生局部的高温（3000以上的高温）使釉料瞬时熔化，喷涂 在工件表面，形成釉层。） 4 静电施釉（湿法静电发生器电压，最高10万V，常用68万V，静电 发生

11、器电流0.50.8mA，釉浆容重1.71.8g/cm3；干法让釉粉带负 电、坯体带正电，在电场中利用静电吸引使釉粉沉积在坯体表面形 成釉层，可以得到厚度均匀平坦光滑的釉面） n蚀刻装饰利用负压及射流技术使刚玉砂以高速冲刷被装饰的砖面，对 砖面进行磨蚀、砖面上贴有预先设计好的耐磨橡胶膜，需刻蚀的部位不被遮掩，不需蚀刻的部位被橡胶遮掩。 0.4.7 烧成 Firing n发展微机控制的宽截面（3.5m）、长通道(145m) 、全自动控制的辊道窑（工厂化制造、现场装配） 。n 开发气垫窑。0.4.8 检选 Quality inspection n引进行由微机控制的全自动检选包装装置；n开发适合国情的

12、自动检选包装装置。 0.4.9节能降耗n一、使用节能型的新型窑炉，提高窑炉的热利用率 ，降低产品的单位燃耗。n二、重新设计配方，在保证坏体内在质量的前提下 ，进一步降低制品的烧成温度。n三、改变燃料结构，在燃油成本不断提高的形势下 ，改烧煤气，但是要注意脱硫、脱芬、脱萘，保护 环境。0.4.10质量控制 n尽可能实现在线控制与前馈控制 0.5 我国“九五”期间建筑陶瓷的发展方向 n国家建材总局提出建筑陶瓷在九五期间的发展方向是：n不再追求数量的增加，而重在提高产品的档次，产品向花色品种多样化、规格 尺寸大型化、装饰效果天然化方向发展。n世界上建筑陶瓷的发展方向为：自然化、空间化、艺术化、个性化

13、。n我国建筑材料陶瓷企业分布及产品特点：n1、广东：企业经营性质逐步转化为民营，经济性质转化为私有化，企业规模 趋向于大；产品花色品种齐全，质量为国内中上档次。积极发展产品外销。n2、山东：一段时间内仍以集体企业为主，规模较小，产品档次较低，95%产品 为有釉制品。n3、四川：转制速度较快，以私人企业为主，起步晚，规模小，档次低， 95% 为红坯有釉坯砖。n4、福建：私人企业为主，规模大小不均，总体偏小，产品档次较低，以外墙 砖、内墙砖为主。n5、长江三角洲：台资企业较活跃，企业规模较大，档次高，以内墙砖及地砖 为主。0.6 墙地砖的分类 n 一、地砖（Floor tile）用于地面装饰的板状

14、陶瓷建筑材料。nl 制品的形状通常有方形、长方形、八边形、梯形、异型等多种多样；nl 制品的材质通常是充分烧结的；nl 制品表面通常不要求平滑，要有一定的凹凸感；nl 表面一般不施釉，装饰可以是单色或饰以花纹图案；n技术要求：n a、致密、气孔尽可能少，吸水率4%（玻化砖1%）；n b、耐压、耐磨蚀、抗冲击、耐磨性为1.02.2g/cm2；n c、耐化学腐蚀、耐酸度98%、耐碱度85%；n d、抗霜冻、风化；n e、尺寸准确。二、锦砖（Mosaic tile）用于建筑上组成各种装饰图案的片状小瓷砖。Mosaic原意是指用鹅卵石、碎玻璃、碎瓷片，按照一定的方法在墙面或地面上镶成图案，达到 装饰的

15、目的。后来发展为用专门设计的各种形状、颜色的装饰小规格片状瓷砖来实现。 l 制品完全烧结，几乎不吸水； l 制品有色或无色（其色是通过添加各种色剂或原料本身所含着色氧化物形成）； l 制品表面无釉的较多，少部分有釉（指较大的制品）或自出釉（小规格的制品）； 技术要求：a、致密不吸水，吸水率0.2%；b、耐化学腐蚀、抗风化、耐霜冻；c、耐磨蚀（耐磨性0.1g/cm2）d、粘贴方便、颜色鲜艳； e、尺寸准确、误差小。 （最大规格50cm2） 三、外墙砖（Exterior tile）用于外墙装饰的板状炻瓷建筑材料。nl 制品多为炻质，烧结程度较高；nl 制品表面既可以施釉装饰，也可以无釉装饰；nl 表面既可以是平面，也可以是曲面； 技术要求：GB11947a、强度高，抗折强度250kg/cm2（即24.5MPa）；b、烧结程度较高，吸水率8%（有些制品2%）；c、耐急冷急热性高（15020水三次不裂）；d、抗冻性要好（-1510以上循环20次不裂）；e、易于洗涤，色调一致；f、不易剥落。四、内墙砖（Interior tile）用于内墙装饰的薄片精陶质建筑材料。 l 制品形状通常为正方形、矩形及少量的异形配件等； l 制品为多孔质，烧结程度差，吸水率较高； l 表面通常施光泽乳浊釉或其他釉种，装饰以图案为主； l 适用于建筑物内部墙壁； 技术要求：GB4100a、多孔，吸水率高