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表3-4配料量計算過程

SiO2

Al2O3

Fe2O3

TiO2

CaO

MgO

K2O+Na2O

項目 化學組成

墻地磚 68.01 22.29 0.37 0.14 0.47 1.64 7.23

蘇州土4% 2.12 1.82 0.02 - 0.01 - -

余量 洪江土4%

65.89 2.28

20.47 1.59

0.35 0.02

0.14 -

0.46 0.01

1.64 -

7.23 0.04

余量 堿矸14%

63.61 6.23

18.88 6.52

0.33 0.10

0.14 0.24

0.45 0.24

1.64 0.29

7.19 0.38

余量 滑

石

粉

57.38 2.65

12.36 0.02

0.23 -

-0.1

0.21 0.06

1.35 1.30

6.81 -

100×1.35/32.2=4.04%

余量 長

石

54.73 27.67

12.34 8.14

0.23 0.04

0.15 0.25

0.05

6.81 6.81

100×6.81/15.9=42.83%

余量 生砂石 100×4.2/46.

27.06

4.2

0.19

-0.10

0.05

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9=8.96%

4.70 4.2 0.02 -

余量

石英

100×22.36/

98.8=22.63

% 22.36 22.36 0 0.17 0.02 0.05 0.06

余量 0 0.15 -0.01

（3）將計算所得到的配料質(zhì)量分數(shù)，按原料組成中本來含有燒失量者換算成為含燒失量在內(nèi)的原料配料質(zhì)量分數(shù)，全部按百分比折算一次即得到配料量如表3-5所示，然后計算制備300g坯料所用的原料質(zhì)量。

表3-5計算結(jié)果

計算值 換算值 配料質(zhì)量分數(shù) 制備300g坯料

所用的原料質(zhì)

量

蘇州土 4% 4.56% 4.28% 12.84g 洪江土 4% 4.61% 4.33% 12.99g 堿矸 14% 16.61% 15.60% 46.8g

滑石粉 4.04% 4.28% 4.02% 12.06g 長石 42.38% 43.05% 40.44% 121.32g 生砂石 8.96% 10.64% 10.01% 30.03g - 9 -

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石英 22.63% 22.70% 21.32% 63.96g

106.45% 100%

（4）最終實驗設計配方

表3-6最終實驗設計配方

原料

項目 蘇州土 洪江土 堿矸 滑石粉 長石 生砂石 石英

坯料質(zhì)

量分數(shù) 4.28% 4.33% 15.60% 4.02% 40.44% 10.01% 21.32%

原料質(zhì)

量 12.84g 12.99g 46.8g 12.06g 121.3g1 30.03g 63.96g

3.4坯料的制備

噴霧干燥造粒法是用噴霧器將制好的料漿噴入造粒塔進行霧化，這時進入塔內(nèi)的霧滴即與從另一路進入塔內(nèi)的熱空氣回合或相遇而進行干燥，霧滴中的水分受熱空氣的干燥作用，即在塔內(nèi)蒸發(fā)而成為干料，然后經(jīng)旋風分離器吸入料斗，裝袋備用。

噴霧干燥造粒法得到的球狀團粒流動性好。不過，團粒造的好不好與漿料的黏度及噴嘴的壓力有關，粘度與壓力不當，會使造出的團粒中心出現(xiàn)空洞。

噴霧干燥造粒法可得到比較理想的圓球形團粒，這是由于造粒過程是在近似于液體的泥漿狀態(tài)下進行的，依靠表面張力的作用而收縮成球。

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3.5壓制成型

壓制成型是目前建陶行業(yè)中的主要成型方法,壓制成型的坯體具備抗折強度高,容易干燥,生產(chǎn)效率高,容易獲得精確的尺度與形狀的最終產(chǎn)品,變形低收縮小等一系列優(yōu)點[3]。在壓制成型中,坯料中粒子在機械結(jié)合力、靜電引力和摩擦力的共同作用下緊密結(jié)合而產(chǎn)生一定的強度,它包括粉體顆粒的重新排列,提高密度;顆粒的塑性變形或破碎及空心顆粒的破壞,減少顆粒間的空隙;因破碎顆粒粉末的重新排列而進一步減少顆粒的內(nèi)部空隙3個階段[4]。這3個階段是相互交叉互不孤立的。整個成型過程受粉體顆粒的性質(zhì)及加壓設備操作等因素影響。

壓制成型的特點是生產(chǎn)過程簡單，坯體收縮小，致密度高，產(chǎn)品尺寸精確，且對坯體的可塑性要求不高，多用來成型扁平狀制品。

壓制成型效果的關鍵在于粉料的控制和機械的操作,如果粉料生產(chǎn)控制不當,或者機械設備運作不合理,都可能引入壓制成型的缺陷。因此，實驗時應控制下列工藝條件：（1）顆粒度：干壓粉料的顆粒細度直接影響坯體的致密度、收縮率和強度。干壓料中團粒占30%-50%，其余是少量的水和空氣。（2）含水量：干壓坯料的含水量控制在4%-7%。（3）可塑性：為了降低干壓坯體的收縮率，獲得尺寸標準的制品，強可塑性黏土的用量注意控制[5]。

壓制成型工藝過程大致可分為填料、預壓、排氣、終壓、脫模五個階段。任何一個階段操作不當都會對坯體的質(zhì)量造成一定的影響[6]。

填料方式：

在坯體的成型過程中，填料是第一個階段，填料的目的是將粉料均勻的布在模腔中，并具有一定的厚度。填料是否均勻會影響成型后的坯體質(zhì)量。

墻地磚壓制成型時，一般的填料操作過程是: 加料器在推出磚坯的同時，模套升起或者下模下降使粉料布滿模腔，加料器再從模腔上退回完成填料操作。若加料器按照一定的速度直線往復填料，就會造成先填料的那部分模腔里的粉料比后填料的多，加壓成型后就會導致坯體的密度不一致，燒成之后就會出現(xiàn)大小頭、變形、 硬裂、口裂等缺陷。因此，生產(chǎn)時除了要求粉料有良好的流動性外，還要求有一個正確的填料方式，可以通過以下方式提高填料的均勻性: ( 1) 自動填料時，填料完成后，下模迅速振動一次，或加料器帶振動裝置，或模套作一次振動; ( 2)改直線往復式加料為回轉(zhuǎn)式充填加料; ( 3) 人工加料時，加料器向前推速度快，往回拉速 - 11 -

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度慢，即“緊推、慢拉、中間哆嗦”

成型壓力： ［7］。

成型壓力一方面用來克服粉料之間的摩擦力，一方面用來克服粉料與模具之間的摩擦力。

成型壓力小，坯體的致密度不夠，坯體強度差，不能滿足后面工序的要求，坯體質(zhì)量不合格; 成型壓力越大，坯體的氣孔率減小［8］，坯體越容易致密，既有利于坯體質(zhì)量的提高，又有利于后期的燒成; 但是成型壓力過大，又會導致坯體中的殘留空氣被壓縮，當壓力卸載后，壓縮空氣膨脹會導致層裂的產(chǎn)生［9］。合適的成型壓力取決于坯體的形狀、高度、粉料的含水量及其流動性、要求坯體的致密度和坯體質(zhì)量等。一般來說，墻地磚的成型壓強為 25 ～ 50MPa，彩釉磚的成型壓強為 25 ～ 35MPa． 瓷質(zhì)磚的成型壓強為 35 ～ 45MPa

加壓方式：

壓制成型坯體時，坯體內(nèi)各層的壓力大小隨坯體與加壓面的距離增加而遞減，可以通過合理的加壓方式來解決這一問題。加壓方式根據(jù)粉料受力情況不同分為單面加壓、雙面加壓和雙面先后加壓三種形式。

首先是單面加壓，根據(jù)模具的不同又分為蓋模和插模兩種形式。采用蓋模時，上沖模作用在模套上，模套因壓力而下降，這時粉料下面受到壓力使得坯體上層較疏松，下層較致密; 反之，采用插模時，上沖模直接作用到坯料上，這時粉料上面受到壓力使得坯體上層較致密，下層較疏松�？傊�，采用單面加壓壓力分布不均，有低壓區(qū)，易造成受壓面致密，另一面疏松。其次是雙面加壓，該方法可以消除底面的低壓區(qū)，死角; 但空氣易被擠到坯體中間部位，使中部密度小。最后是雙面先后加壓，該方法的操作過程是開始上沖模塞進模套內(nèi)進行壓制，模腔內(nèi)上面的粉料受力，加到一定程度后，二道沖模加壓在模套上，模套受壓下降，使得模腔內(nèi)下面的粉料受力，既解決了坯體致密度不一致的問題，又避免了空氣被壓縮在坯體內(nèi)部，這種方式可以獲得結(jié)構(gòu)與致密度較均勻的坯體。

加壓速度：

壓制成型的過程實際上就是將松散的粉料排出氣體并致密化，成為具有一定強度和密度坯體的過程。在壓制過程中，一定要保證空氣能順利地排出。在預壓階段，粉料疏松，比較容易排氣，加壓的速度可以快一些，但是壓力不能太大，否則坯體表面過于致密，既不利于氣體的排出也不利于壓力的傳遞。預壓后，上沖�？焖偬� - 12 - ［［10］。 7、10］

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起進行排氣，然后是終壓階段，加壓至設定的最高壓力，使得顆粒緊密靠攏，速度不宜太快，同時進行保壓，使得坯體壓實，減少反膨脹。總之，加壓速度先快后慢，壓力輕后重，達到最大壓力時進行保壓，在低壓區(qū)速度稍快使空氣消除; 在高壓區(qū)應緩慢加壓以免殘余氣體無法排出，達到最大壓力進行保壓。

脫模操作：

脫模操作是壓制成型最后一個階段。其過程是上沖模慢慢抬起，下沖模上升或模套下降，將坯體脫出，然后由加料器將其推出，完成整個成型過程進入下一個循環(huán)。脫模時，若上沖模減壓太快，容易造成層裂; 反之若模套下降太快，容易造成膨脹裂［7］。因此，脫模操作要慢，以保證成型后的坯體質(zhì)量。

添加劑：

在壓制成型過程中，為了降低粉料的孔隙率，提高坯體的強度和密度，使成型過程順利進行，通常在粉料中加入一些添加劑來提高坯體質(zhì)量。根據(jù)其作用不同包括潤滑劑( 減少粉料顆粒間及粉料與模壁的摩擦)、粘結(jié)劑( 增加粉料顆粒間的粘結(jié)作用)、表面活性劑( 促進粉料顆粒間吸附，濕潤或變形)。但是使用不當反而會影響坯體的質(zhì)量，在燒成后會出現(xiàn)變形或開裂的缺陷。因此，使用添加劑時需要注意的是，添加劑的分散性要好，少量就能起到很好的效果，同時不能與粉料發(fā)生化學反應，最好是在燒成中發(fā)揮掉，不會影響墻地磚的性能

［8］。

3.6燒成過程的變化及燒成溫度的確定

3.6.1燒成過程的變化

物理變化：體積收縮至穩(wěn)定，氣孔率大變小至很小穩(wěn)定，強度增大，密度增大。 化學變化：高嶺土→莫來石、無定形鋁硅化合物、液相

長石 → 液相、析出二次莫來

石英 → 液相、石英

3.6.2燒成溫度的確定

燒成溫度：達到性能要求所需的熱處理溫度。

瓷化溫度：氣孔率最小、密度最大時的溫度（范圍），此時強度最大。 - 13 -

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確定方法：測定不同溫度小收縮率、氣孔率（吸水率），作溫度－收縮率，溫度－吸水率圖。

圖1收縮率、吸水率曲線圖

3.7成品、半成品性能測定

3.7.1泥漿流動性的測定

電解質(zhì)稀釋泥漿實驗

⑴稀釋劑：碳酸鈉、硅酸鈉溶液