確定500×500mm地磚陶瓷制品的燒成制度課件

1、 確定 500500mm地磚陶瓷制品的燒成制度第五組基本要求確定燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化制定燒成溫度曲線制定氣氛制度制定壓力制度任務(wù)分配燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化 - 文予曦、許宏琳制定燒成溫度曲線 - 陳剛制定氣氛制度 - 周望林、蒲坤寧制定壓力制度 - 何媛媛陶瓷燒成制度的要求 各階段應(yīng)有一定的升溫或降溫濕度，不得超過(guò)，以免坯體內(nèi)外溫差過(guò)大而形成破壞力。同時(shí)還應(yīng)考慮到該階段中所進(jìn)行的物理化學(xué)變化所需要的時(shí)間。 在適宜的燒成溫度下應(yīng)有一定的保溫時(shí)間，以使坯體內(nèi)外溫度趨于一致。保證坯體內(nèi)外充分燒結(jié)和釉面成熟平整。在某些階段應(yīng)保持一定的氣氛，以保證坯體中某些物理化學(xué)過(guò)程進(jìn)行。 燒成過(guò)程的物理化學(xué)變

2、化 燒成過(guò)程中的物理變化主要有坯體質(zhì)量的減輕、體積收縮、氣孔率改變、顏色變化及強(qiáng)度與硬度的變化。 燒成過(guò)程的化學(xué)變化主要有坯體內(nèi)物質(zhì)氧化與分解、坯體內(nèi)物質(zhì)的還原、新晶相的生成與晶體長(zhǎng)大、晶型轉(zhuǎn)變。 物理變化 坯體質(zhì)量的減輕：1、在低溫階段，隨著溫度的升高，坯體的機(jī)械吸附水被排除，質(zhì)量減輕，坯體的失重等于排出的機(jī)械吸附水的質(zhì)量。2、在中溫階段，由于化學(xué)結(jié)晶水的排除而急劇失重。此外，由于有機(jī)物和礦物雜質(zhì)的氧化與分解并放出大量的氣體，也會(huì)失去一定的質(zhì)量。 體積收縮： 在低溫階段，由于殘余水分的蒸發(fā)，體積微有收縮，以后就幾乎維持不變。到573時(shí)，-石英轉(zhuǎn)化為-石英。這種轉(zhuǎn)變將使石英的相對(duì)密度降低，體積

3、膨脹，從而影響坯體的體積。 氣孔率改變： 坯體的氣孔率由低溫階段器逐漸增加，到氧化階段末期達(dá)最高峰。隨著溫度的進(jìn)一步升高，由于液相的形成和體積的收縮而使氣孔率逐漸 降低，到達(dá)燒成溫度時(shí)氣孔率為最低。如溫度繼續(xù)升高，有過(guò)燒現(xiàn)象，氣孔率又隨坯體的膨脹而增加。 顏色變化：末期前坯體的顏色取決于坯體中的雜質(zhì)。有多量有機(jī)物存在時(shí)呈灰色，有鐵質(zhì)存在時(shí)呈淺黃色。燒成過(guò)程中至中溫階段結(jié)束，由于有機(jī)物都已揮發(fā)，只有鐵質(zhì)被氧化為Fe2O3，所以一般呈粉紅色。以后經(jīng)高溫?zé)珊螅缡茄趸鎰t呈淺黃色或紅色如是還原焰則由于Fe2O3被還原為FeO并生成硅酸亞鐵，所以呈泛青或白色，而發(fā)生過(guò)燒則FeO再次被氧化成Fe2O3

4、而造成制品發(fā)黃。強(qiáng)度與硬度的變化： 低溫階段隨著機(jī)械吸附水的消失，強(qiáng)度略有提高結(jié)晶水排除階段則無(wú)明顯變化。到了570石英轉(zhuǎn)變時(shí)，強(qiáng)度則有所下降750以后強(qiáng)度才逐漸增加，此時(shí)應(yīng)控制好燒成溫度防止過(guò)燒。坯體在750以前是非常脆弱的，750以后，由于長(zhǎng)石-石英玻璃質(zhì)及莫來(lái)石晶體開(kāi)始形成，硬度逐漸增加，在良好的燒成溫度下冷卻后，陶瓷器的硬度一般可達(dá)莫氏7-8級(jí)。 化學(xué)變化坯體內(nèi)物質(zhì)氧化、分解：1、在中溫階段，隨著升溫速度的加快，碳素與硫化物及有機(jī)物會(huì)發(fā)生氧化，坯體中的這些物質(zhì)有的來(lái)源原料，有的則來(lái)自低溫焙燒是未燃盡、沉積在坯體表面的碳粒。隨著溫度的進(jìn)一步升高，碳酸鹽發(fā)生分解，分解溫度為400-1050

5、。2、在高溫階段會(huì)繼續(xù)進(jìn)行氧化、分解反應(yīng)，因?yàn)榕黧w在中溫階段的氧化分解是不完全的，在中溫階段由于水汽及其他氣體的急劇排除，在坯體周圍有一層氣膜，妨礙氧氣繼續(xù)向坯體內(nèi)部滲透，從而使坯體氣孔中的沉積物難以燒盡。坯體內(nèi)物質(zhì)的還原：還原反應(yīng)只發(fā)生在高溫階段，此時(shí)的氣氛為還原氣氛。在高溫階段1000-1100時(shí)，氧化鐵被還原為氧化亞鐵，呈青色。新晶相的生成與晶體長(zhǎng)大：高溫階段，高嶺土在中溫階段脫水生產(chǎn)偏高嶺石后，至900以上時(shí)分解成游離氧化鋁和氧化硅，至1100-1200時(shí)又開(kāi)始重新結(jié)晶為莫來(lái)石。過(guò)剩的氧化硅則轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞?，再與莫來(lái)石晶體一起形成坯體的骨架，而玻璃態(tài)的液相則起到膠合作用，并填充所有的空隙

6、，使制品形成一個(gè)整體。 晶型轉(zhuǎn)變： 石英的晶型轉(zhuǎn)變發(fā)生在中溫階段和冷卻階段。1、在中溫階段，石英在573發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，由-石英轉(zhuǎn)化為-石英，同時(shí)伴有0.82%的體積膨脹，是坯體的體積膨脹，相對(duì)密度下降。此階段坯體的氣孔率較高，可部分抵消因石英轉(zhuǎn)變所引起的破壞應(yīng)力。隨著溫度的升高，坯體的機(jī)械強(qiáng)度也得到提高，具有一定的強(qiáng)度來(lái)抵抗膨脹應(yīng)力。2、在冷卻階段也存在晶型轉(zhuǎn)變。其中由800冷卻至400是冷卻的危險(xiǎn)時(shí)期。在573時(shí)，-石英轉(zhuǎn)化為-石英，同樣伴有較大的體積變化，并且轉(zhuǎn)化速度相當(dāng)快。如果冷卻過(guò)快，極易造成溫度不均，不僅形成較大的體積變化，而且瓷坯內(nèi)部和表面也將出現(xiàn)較大的熱應(yīng)力，從而瓷坯出現(xiàn)炸裂缺陷

7、。 制定燒成溫度曲線 燒成各階段的升溫速度 冷卻速度 最高燒成溫度 高溫保火燒成各階段的升溫速度 低溫階段（常溫階段-300）：低溫階段實(shí)際上是坯體干燥的延續(xù)，升溫速度主要取決于進(jìn)窯坯體的含水量、坯體的厚度、窯內(nèi)實(shí)際的溫差和裝坯量。當(dāng)坯體進(jìn)窯水分高、裝坯量大或坯體較厚時(shí)，升溫太快將引起坯體內(nèi)部水蒸氣壓力增高，易產(chǎn)生開(kāi)裂或開(kāi)裂。在燒成500500mm地磚陶瓷制品時(shí)，由于坯體的入窯含水率為2.5%，所以此階段升溫速度應(yīng)緩慢。 中溫階段（300-950）： 此階段的升溫速度取決于原料的純度和坯體的厚度，也與氣體介質(zhì)的流速與火焰性質(zhì)有關(guān)。 原料純且分解物少、制品較薄時(shí)，則升溫可以快些；如坯體內(nèi)雜質(zhì)較多

8、而且制品較厚，氧化分解費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)或窯內(nèi)溫差大，升溫速度不易太快；當(dāng)溫度尚未達(dá)到燒結(jié)溫度以前，結(jié)晶水及分解的氣體產(chǎn)物排除是自由進(jìn)行的，而且沒(méi)有收縮，因而制品中不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，故升溫速度可加快。 在燒成地磚陶瓷制品時(shí)，850之前升溫速度可以快些，因氧化硅的含量較多，在573時(shí)要控制升溫速度。 高溫階段（950-最高燒成溫度）：高溫階段的升溫速度取決于窯的結(jié)構(gòu)、裝窯的密度以及坯體收縮變化的程度和燒結(jié)范圍寬窄等因素。當(dāng)窯的容積較大的時(shí)候，升溫過(guò)快則窯內(nèi)溫差大，將引起高溫反應(yīng)不均勻。坯體中的玻璃相出現(xiàn)的數(shù)量和速度對(duì)坯體的收縮產(chǎn)生不同程度的影響，應(yīng)根據(jù)不同的收縮來(lái)升溫。 最高燒成溫度最高燒成溫度是指制品在燒成

9、過(guò)程中所受的最高溫度。燒成溫度的高低取決于坯料的組成、坯料所要求達(dá)到的物性指標(biāo)、坯體開(kāi)始軟化的溫度和燒成速度的快慢等因素。對(duì)于燒結(jié)范圍寬的坯料，可選擇在上限溫度和較短的時(shí)間燒成；對(duì)于燒結(jié)范圍窄的坯料，則宜選擇在下限并以較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行燒成。最高燒成溫度的確定：根據(jù)公式：T=1554.3+5.3A-12.4RO，可得T=1555T(最高燒成溫度）=0.8T=1244T耐火度;A黏土中SiO2+Al2O3=100%時(shí)Al2O3的百分率;RO黏土中SiO2+Al2O3=100%時(shí)帶入的其他雜質(zhì)氧化物的百分率.高溫?；鹨话阍谘趸A段結(jié)束將要轉(zhuǎn)入還原之前進(jìn)行一次保溫（中火保溫）。在接近止火時(shí)又需進(jìn)行一次保

10、溫（高火保溫）。保溫的目的是拉平窯內(nèi)溫差，使全窯產(chǎn)品的高溫反應(yīng)均勻一致。保溫時(shí)間的長(zhǎng)短取決于窯的結(jié)構(gòu)、大小、窯內(nèi)溫差情況、坯體厚度及大小、制品所要求達(dá)到的玻化程度。冷卻速度急冷：止火溫度-700坯體尚處于有較多液相的塑性階段，受力必須均勻且避免撞壓。否則極易產(chǎn)生變形。此階段快速冷卻所產(chǎn)生的熱應(yīng)力被坯體中的殘余液相緩沖，快冷不會(huì)開(kāi)裂。可達(dá)到100150min的降溫速率,降溫速度快。這一階段的目的是將處于高溫狀態(tài)的坯體快速冷卻至石英晶型的轉(zhuǎn)換點(diǎn)573 附近。以形成一個(gè)過(guò)渡區(qū)。讓晶體的轉(zhuǎn)化有較長(zhǎng)且緩和的時(shí)間。保證其不會(huì)因產(chǎn)生收縮應(yīng)力而開(kāi)裂。緩冷：700-400坯體剛進(jìn)入緩冷區(qū)時(shí)，脆性較大；石英在57

11、3 左右發(fā)生晶型轉(zhuǎn)換，體積快速收縮，冷卻速率不可超過(guò)30min； 強(qiáng)冷：400-出窯溫度坯體已完全固化。強(qiáng)度也隨之增加。此階段可直接對(duì)坯體吹冷風(fēng)，快速冷卻。燒成溫度曲線制定氣氛制度 低溫階段：低溫階段對(duì)氣氛沒(méi)有特殊要求。 中溫階段：此階段要求為氧化氣氛（氧化焰），為硫化物、有機(jī)物與碳素的氧化提供條件。氧化焰是在空氣供給充分、燃料完全的情況下所產(chǎn)生的一種無(wú)煙而透明的火焰。空氣過(guò)剩系數(shù)大于1，燃燒的產(chǎn)物的主要成分是二氧化碳和剩余的氧氣，不含可燃物質(zhì)。氧含量在弱氧化焰時(shí)為2%-5%，強(qiáng)氧化焰時(shí)8%-10%。 高溫階段： 前期為氧化氣氛，繼續(xù)進(jìn)行氧化分解反應(yīng)。 后期為還原氣氛，進(jìn)行鐵的還原與分解。保溫階段：當(dāng)鐵的含量高時(shí)，采用還原氣氛。含鈦量高時(shí)，采用氧化氣氛燒成。含硫酸鹽、鐵等時(shí)，吸附性小的坯料，采用還原氣氛。含有機(jī)物多、鐵含量少、鈦的的含量多，吸附性強(qiáng)的坯料，采用氧化氣氛。制定壓力制度燒成帶保持微正壓，使外