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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量分數，按原料組成中本來含有燒失量者換算成為含燒失量在內的原料配料質量分數，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坯料所用的原料質量。

表3-5計算結果

計算值 換算值 配料質量分數 制備300g坯料

所用的原料質

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

量分數 4.28% 4.33% 15.60% 4.02% 40.44% 10.01% 21.32%

原料質

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，這時進入塔內的霧滴即與從另一路進入塔內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，即在塔內蒸發(fā)而成為干料，然后經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,生產效率高,容易獲得精確的尺度與形狀的最終產品,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合力、靜電引力和摩擦力的共同作用下緊密結合而產生一定的強度,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及加壓設備操作等因素影響。

壓制成型的特點是生產過程簡單，坯體收縮小，致密度高，產品尺寸精確，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，坯體質量不合格; 成型壓力越大，坯體的氣孔率減�。�8］，坯體越容易致密，既有利于坯體質量的提高，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． 瓷質磚的成型壓強為 35 ～ 45MPa

加壓方式：

壓制成型坯體時，坯體內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進行壓制，模腔內上面的粉料受力，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部，這種方式可以獲得結構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�？傊�，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量。根據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)、粘結劑( 增加粉料顆粒間的粘結作用)、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

電解質稀釋泥漿實驗

⑴稀釋劑：碳酸鈉、硅酸鈉溶液