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程中的物理化學變化制定燒成溫度曲線制定氣氛制度制定壓力制度任務分配燒成過程中的物理化學變化 - 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 各階段應有一定的升溫或降溫濕度，不得超過，以免坯體內(nèi)外溫差過大而形成破壞力。同時還應考慮到該階段中所進行的物理化學變化所需要的時間。 在適宜的燒成溫度下應有一定的保溫時間，以使坯體內(nèi)外溫度趨于一致。保證坯體內(nèi)外充分燒結和釉面成熟平整。在某些階段應保持一定的氣氛，以保證坯體中某些物理化學過程進行。 燒成過程的物理化學變

2、化 燒成過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、顏色變化及強度與硬度的變化。 燒成過程的化學變化主要有坯體內(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，坯體的機械吸附水被排除，質(zhì)量減輕，坯體的失重等于排出的機械吸附水的質(zhì)量。2、在中溫階段，由于化學結晶水的排除而急劇失重。此外，由于有機物和礦物雜質(zhì)的氧化與分解并放出大量的氣體，也會失去一定的質(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，-石英轉(zhuǎn)化為-石英。這種轉(zhuǎn)變將使石英的相對密度降低，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，到氧化階段末期達最高峰。隨著溫度的進一步升高，由于液相的形成和體積的收縮而使氣孔率逐漸 降低，到達燒成溫度時氣孔率為最低。如溫度繼續(xù)升高，有過燒現(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)。有多量有機物存在時呈灰色，有鐵質(zhì)存在時呈淺黃色。燒成過程中至中溫階段結束，由于有機物都已揮發(fā)，只有鐵質(zhì)被氧化為Fe2O3，所以一般呈粉紅色。以后經(jīng)高溫燒成后，如是氧化焰則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)生過燒則FeO再次被氧化成Fe2O3

4、而造成制品發(fā)黃。強度與硬度的變化： 低溫階段隨著機械吸附水的消失，強度略有提高結晶水排除階段則無明顯變化。到了570石英轉(zhuǎn)變時，強度則有所下降750以后強度才逐漸增加，此時應控制好燒成溫度防止過燒。坯體在750以前是非常脆弱的，750以后，由于長石-石英玻璃質(zhì)及莫來石晶體開始形成，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莫氏7-8級。 化學變化坯體內(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物會發(fā)生氧化，坯體中的這些物質(zhì)有的來源原料，有的則來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、在高溫階段會繼續(xù)進行氧化、分解反應，因為坯體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：還原反應只發(fā)生在高溫階段，此時的氣氛為還原氣氛。在高溫階段1000-1100時，氧化鐵被還原為氧化亞鐵，呈青色。新晶相的生成與晶體長大：高溫階段，高嶺土在中溫階段脫水生產(chǎn)偏高嶺石后，至900以上時分解成游離氧化鋁和氧化硅，至1100-1200時又開始重新結晶為莫來石。過剩的氧化硅則轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞ⅲ倥c莫來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，同時伴有0.82%的體積膨脹，是坯體的體積膨脹，相對密度下降。此階段坯體的氣孔率較高，可部分抵消因石英轉(zhuǎn)變所引起的破壞應力。隨著溫度的升高，坯體的機械強度也得到提高，具有一定的強度來抵抗膨脹應力。2、在冷卻階段也存在晶型轉(zhuǎn)變。其中由800冷卻至400是冷卻的危險時期。在573時，-石英轉(zhuǎn)化為-石英，同樣伴有較大的體積變化，并且轉(zhuǎn)化速度相當快。如果冷卻過快，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?；馃筛麟A段的升溫速度 低溫階段（常溫階段-300）：低溫階段實際上是坯體干燥的延續(xù)，升溫速度主要取決于進窯坯體的含水量、坯體的厚度、窯內(nèi)實際的溫差和裝坯量。當坯體進窯水分高、裝坯量大或坯體較厚時，升溫太快將引起坯體內(nèi)部水蒸氣壓力增高，易產(chǎn)生開裂或開裂。在燒成500500mm地磚陶瓷制品時，由于坯體的入窯含水率為2.5%，所以此階段升溫速度應緩慢。 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。 原料純且分解物少、制品較薄時，則升溫可以快些；如坯體內(nèi)雜質(zhì)較多

8、而且制品較厚，氧化分解費時較長或窯內(nèi)溫差大，升溫速度不易太快；當溫度尚未達到燒結溫度以前，結晶水及分解的氣體產(chǎn)物排除是自由進行的，而且沒有收縮，因而制品中不會產(chǎn)生應力，故升溫速度可加快。 在燒成地磚陶瓷制品時，850之前升溫速度可以快些，因氧化硅的含量較多，在573時要控制升溫速度。 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構、裝窯的密度以及坯體收縮變化的程度和燒結范圍寬窄等因素。當窯的容積較大的時候，升溫過快則窯內(nèi)溫差大，將引起高溫反應不均勻。坯體中的玻璃相出現(xiàn)的數(shù)量和速度對坯體的收縮產(chǎn)生不同程度的影響，應根據(jù)不同的收縮來升溫。 最高燒成溫度最高燒成溫度是指制品在燒成

9、過程中所受的最高溫度。燒成溫度的高低取決于坯料的組成、坯料所要求達到的物性指標、坯體開始軟化的溫度和燒成速度的快慢等因素。對于燒結范圍寬的坯料，可選擇在上限溫度和較短的時間燒成；對于燒結范圍窄的坯料，則宜選擇在下限并以較長的時間進行燒成。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Al2O3的百分率;RO黏土中SiO2+Al2O3=100%時帶入的其他雜質(zhì)氧化物的百分率.高溫保火一般在氧化階段結束將要轉(zhuǎn)入還原之前進行一次保溫（中火保溫）。在接近止火時又需進行一次保

10、溫（高火保溫）。保溫的目的是拉平窯內(nèi)溫差，使全窯產(chǎn)品的高溫反應均勻一致。保溫時間的長短取決于窯的結構、大小、窯內(nèi)溫差情況、坯體厚度及大小、制品所要求達到的?；潭取＠鋮s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)生的熱應力被坯體中的殘余液相緩沖，快冷不會開裂?？蛇_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573 附近。以形成一個過渡區(qū)。讓晶體的轉(zhuǎn)化有較長且緩和的時間。保證其不會因產(chǎn)生收縮應力而開裂。緩冷：700-400坯體剛進入緩冷區(qū)時，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30min； 強冷：400-出窯溫度坯體已完全固化。強度也隨之增加。此階段可直接對坯體吹冷風，快速冷卻。燒成溫度曲線制定氣氛制度 低溫階段：低溫階段對氣氛沒有特殊要求。 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)生的一種無煙而透明的火焰。空氣過剩系數(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為2%-5%，強氧化焰時8%-10%。 高溫階段： 前期為氧化氣氛，繼續(xù)進行氧化分解反應。 后期為還原氣氛，進行鐵的還原與分解。保溫階段：當鐵的含量高時，采用還原氣氛。含鈦量高時，采用氧化氣氛燒成。含硫酸鹽、鐵等時，吸附性小的坯料，采用還原氣氛。含有機物多、鐵含量少、鈦的的含量多，吸附性強的坯料，采用氧化氣氛。制定壓力制度燒成帶保持微正壓，使外