对压延微晶玻璃背底裂问题的答疑等

对压延微晶玻璃背底裂问题的答疑

问:韩工,您好!我厂位于四川,是一家专业生产花岗岩矿渣压延微晶玻璃的厂家,采用两步法晶化生产工艺,即压延玻璃板先退火冷却,消除热应力,然后按一定温度曲线复烧晶化。最近刚投产,发现毛玻璃板在复烧晶化炉内经常爆裂,晶化后微晶板也特别脆,一上刮刀就碎裂。请问是什么原因造成的?该如何解决?

答:压延微晶玻璃和浮法微晶玻璃是微晶玻璃家族的新产品,它硬度高、强度高、耐磨性和抗化学腐蚀性佳,同时生产原料来源广,可大量使用各种工业废渣,生产工艺节能且自动化控制程度高,成品率优等率也较高,可以说,压延微晶玻璃是未来建材行业的主流产品。

为找出问题的根源,首先需对以下问题做一深入了解:

(1) 裂纹出现的位置和时段。用蓝墨水对退火后的毛玻璃板、晶化后的毛微晶板进行涂抹,然后用毛巾、清水擦拭后观察是否有裂纹以及裂纹的位置。涂抹时要分时段,譬如①早上9:00至到下午15:00;②下午15:00至晚上21:00;③晚上21:00至次日凌晨3:00;④次日凌晨3:00至次日早上9:00。必要时,对不同时段的玻璃毛板和微晶玻璃毛板进行抗折强度测试实验。

经涂抹擦拭后发现,时段③、④的毛玻璃板的背底面有微裂纹,像头发丝一样细,长度由几毫米到2cm间,其中时段④的毛玻璃板背底微裂纹较时段③的要长,基本都在1cm以上,出现爆裂的也是该时段的毛玻璃板。晶化后的毛微晶板基本看不到裂纹,但测试抗折强度后发现抗折强度有以下规律:时段②强度>时段①强度>时段③强度>时段④强度。

(2) 生产设备和生产管理情况。微晶玻璃在晶化炉内爆板以及玻璃板板强度的规律性降低,可能与该厂的生产管理和设备有关。据了解,该厂用的是浙江湖州某玻璃机械厂的玻璃压延机,相对国内其他制造商来讲,其压延机的设计在传动平稳性、辊后冷却方式上的设计是比较适合微晶玻璃生产的,但不足之处是压延玻璃粘度大、料性短,如果玻璃液里有硬块或粘度剧增,会对电机及传动链条及齿轮造成损伤和破坏,最终会影响产品的质量;另外该厂的传动采用短距离链条传动,电机与工作部距离较短,易发热停机影响生产;此外,对水温缺乏控制系统是国内所有压延机的通病。因此建议加强生产控制,尤其是玻璃液的量和温度、冷却介质水和空气的温度和量、压延设备传动系统和辅助传动设备(水冷箱、水冷辊台和活动辊台)的花纹深度、粗糙程度、材料厚度和速度匹配程度的协调处理。

(3) 压延微晶玻璃背底裂产生的原因。背底裂是在压延过程或压延后的冷却过程中产生的,产生的工作部位一般是压延机下辊、压延后冷却水箱或水冷辊,一般是后者较多。其产生的条件有三个:一是玻璃液的温度或量下降导致玻璃带温度降低;二是环境温度或冷却水温下降;三是冷却介质的不合理分布造成区域温度下降前两点与环境和工作状态控制有关,而第三点却是既与压延机的设计不足有关,也与冷却套管后期的设计不足有关,更与冷却水的调控方式有关。

针对您所说的裂纹状况,可以初步确定是与贵厂工人的操作调控方式有直接关系。一般来讲,压延机压延辊冷却方式均是两侧进水两侧出水,没有单侧进水单侧出水的,湖州某玻璃机械厂的设计是合理的。问题出在套管上,套管一般是用镀锌管做的,两头进水,并且套管四周会有合理孔径的钻孔。如果孔径太小,水进不去,腔内水温太高,会影响冷却质量;孔径太大或采用断口直接进水则易造成水温不均匀。同样道理,冷却水箱和冷却辊的水分布的均匀性也会影响辊表面温度的均匀性。正常情况,进水和出水饱和且腔内充满水等冷却介质。当内有空气,套管钻孔较小时水喷射向辊壁,造成水不饱满,局部低温和高温,和局部低温区的辊面接触的玻璃带温度也局部偏低,一旦因环境温度、玻璃液量和温度及水的量和温度发生变化,低于安全温度时就出现局部冷裂即产生微裂纹,也就造成复烧晶化时爆裂和降低晶化板材的强度;部分微裂纹表面受高温后会融合,但裂纹会造成不一致分相和结晶缺陷,也会大幅降低产品强度。

因此,建议采取如下的解决办法:

(1) 加强压延工的岗前技能培训工作,使得压延工能掌握调控冷却水的技巧,能适应气候变化的调控能力,能根据进出水温度情况判断辊腔内的状况及时调整和处理;

(2) 增加冷却水温的检测控制手段,增加玻璃液流量控制系统(光学液面计),增加玻璃液温、压延辊温、冷却水箱、冷却水辊的红外温度测试手段和辅助调温加热自动控制手段;

(3) 健全质量控制体系,保证从原料入厂、配方料加工、透料控制、化液周期及成形、退火及晶化、抛光及切割过程的有效质量控制。

关于桔红产品出现黑心问题的答疑

问:佛山某色料厂,主要生产坯用钛黄系列产品。最近桔红产品生产时出现黑心问题,特别是遇到中午暴雨时黑心情况加重。该厂家使用的是隧道窑,以重油为燃料,请问该如何解决?

答:陶瓷坯体色料中,钛系列产品中的桔黄、桔红、纯黄为三大主色,市场占有率非常高。钛黄系列产品主要由钛白粉、氧化锑、铬绿等小料组成,其中氧化锑和钛白粉直接影响到产品的品质。

相对于桔黄、纯黄两种产品,桔红产品更容易出现黑心质量事故,这主要是因为桔红产品配方中的氧化锑和铬绿的含量较高。当生产中氧化锑含硫或者含铅过高时,很容易导致黑心现象的发生;其次,配方中钾的存在也会促进某些材料发生反应,导致黑心的发生。

对于您所提到的问题,可从以下几方面进行分析,逐个进行排查:

(1) 对目前仓库使用的氧化锑进行重新检查。对比前后批次货物之间的外观差别,通常容易粘袋且发白的产品,其质量相当比较差。按照生产配方进行配料试烧,另外不加小料配制2杯,压实后在电炉中快速升温煅烧。注意,烧成时间要缩短至平时煅烧时间的一半。如果电炉试烧有黑心发生,则可以断定是氧化锑的质量问题导致的。

(2) 车间检查装窑工序,看是否装料过多或者压得过实。在容易产生黑心的产品中做对比试验:分别按照平装、中间开孔、压实的方式各装一排进行试烧,查看试烧情况。通常来说,纯黄类产品含铬锑最少,装料的时候可以按压装窑;桔黄类产品平装时烧制效果最好,否则易出现上面偏红、下面烧不熟的情况;桔红产品最好是在中间开孔,这样有利于产品的发色,也可以避免和减少黑心现象的发生。

(3) 查看窑炉的气氛。桔黄产品在不同气氛下煅烧后的发色情况见表1。

根据您所反映的下雨天黑心会加重的现象,一般是因为下雨天气压较低,烟囱的抽力不够,导致窑内空气的流通速度减慢,窑内燃烧不充分而导致还原气氛过重,容易将锑还原成黑色的硫化锑。因此,遇到下雨或者刮大风天气时,需要及时调整各环节的风机,让窑内空气流通正常,保持气氛稳定。发现窑头或者窑尾冒黑烟或者窑内火苗模糊时就需要调整气氛了。当窑内还原气氛过重时,窑车会被熏黑,匣钵之间硫化会加重。因此,在烧制钛黄系列产品时,保持窑内的氧化气氛是十分必要和关键的。

二次布料透晶微粉砖翘边变形解疑

问:我公司生产二次布料800mm×800mm的透晶微粉砖,存在坯体的前、后边同时翘边,而中间却呈龟背的变形现象,测得坯体的吸水率在0.05%~0.08%之间,预热区的辊棒上石棉板距离砖面的高度只有20cm,窑炉正压比较大,排烟与抽热风机的电流量基本平衡。抛光之后砖坯表面也存在比较多的毛孔,磨边后观察坯体翘边的位置,发行出现比较密集而大的针孔,我们采取增开辊棒下方的喷枪之后,发现坯体翘边更严重,请问潘工这类问题该如何解决呢?

答:您好,从你所提出的问题中可以看出,这是一个比较综合性的复杂变形现象,同一件坯体中既有窑炉前、中段温度不够而引起的龟背变形;又有因为窑炉前段辊棒下方局部温度过高、过急而引起的坯体局部翘边变形;以及坯体底、面料的温度差异大等三方面造成。分析清楚所造成这类变形的原因之后,可以从如下几个方面着手进行调整:

(1) 配方方面的调整:重新取样试烧,确定坯料中的实际温度差异大小,然后根据其性能进行合理的微调,使坯体的底、面料温度尽量接近,以便于坯体在窑炉煅烧过程中的变化缩小。

(2) 原料车间方面:可以根据坯料中的性质,立即调整坯料的配比,适当减少底料中偏低温的坯料,相应增加相对高温坯料的比例。

(3) 窑炉方面的调整:

1) 适当升高窑炉前段的石棉挡板;

2) 开大排烟风机,相应关小抽热风机,使窑炉内气流主要流向窑头段,从而提高窑炉前段的温度,这样可以使窑炉前段平稳提升,坯体均匀氧化;

3) 当前段温度提升之后,就可以将窑前段第一、二组喷枪的温度降低,减少坯体氧化阶段局部温度过高的过烧膨胀翘边现象;

4) 减小窑炉正压。