烧土制品生产工艺的简、繁,因产品不同而异。
烧结普通砖或空心砖的工艺流程为:坯料调制—成型—干燥—焙烧—制品。烧结饰面烧土制品(饰面陶瓷)的工艺流程为:坯料调制—成型—干燥—上釉—焙烧—制品。也有的制品工艺流程是在成型、干燥后先第一次焙烧(素烧),然后上釉后再烧第二次(釉烧)。
(1)坯料调制。
坯料调制的目的是破坏原料的原始结构,粉碎大块原料,剔除有害杂质,按适当组分调配原料再加入适量水分拌和,制成均匀的、适合成型的坯料。
(2)制品成型。
坯料经成型制成一定形状、尺寸后称为生坯。成型方法有:
1)塑性法:用可塑性良好的坯料。当原料为黏土时,其含水率为15%~25%。将坯料用挤泥机挤出一定断面尺寸的泥条,切割后获得制品的形状。此法适合成型烧结普通砖、多孔砖及空心砖。
2)模压法(半干压或干压法):坯料含水率低 (半干压法为8%~12%、干压法为4%~6%)可塑性差的坯料,在压力机上成型。由于所得生坯的含水率小,有时可不经干燥直接进行焙烧,简化了工艺。如黏土平瓦、外墙面砖及地砖多用此法成型。
3)注浆法:坯料呈泥浆状,原料为黏土时,其含水率可高达40%。将坯料注入模型中成型,模型吸收水分,坯料变干获得制品的形状。此法适合成型形状复杂或薄壁制品,如卫生陶瓷、内墙面砖等。
(3)生坯干燥。(www.xing528.com)
生坯的含水率必须降至8%~10%才能入窑焙烧,因此要进行干燥。干燥处理分为自然干燥(在露天阴干,再在阳光下晒干)和人工干燥 (利用焙烧窑余热,在室内进行)。干燥是生产工艺的重要步骤。要防止生坯脱水过快或不均匀脱水,制品裂缝大多是在此阶段形成的。
(4)焙烧。
焙烧是生产工艺的关键阶段。生坯在此阶段将实现排出自由水分、结晶水脱出、黏土矿物分解、形成硅酸盐矿物和熔融体等过程完成烧结。根据黏土矿物的烧结性,当生产多孔制品时,为使其既具有相当的强度,又有足够的孔隙率,烧成温度宜控制在稍高于开始烧结温度tA,约为900~950℃。当生产密实制品时,则应将烧成温度控制在略低于烧结极限(耐火度),使所得制品密实而又不坍流变形。
因烧成温度过低或时间过短,坯料未能达到烧结状态的,称为欠火。欠火制品通常颜色较浅,呈黄皮或黑心,敲击声哑,孔隙率很大,强度低,耐久性差。因烧成温度过高使坯体坍流变形的,称为过火。过火制品通常颜色较深,外形有弯曲变形或压陷、粘底等质量问题,但过火制品敲击声脆(呈金属声),较密实、强度高、耐久性好。
由于原料不同,以及烧成温度和烧结程度高低之别,焙烧所得的制品有多种,其坯体结构可以是坚硬致密的也可以是疏松多孔的;其吸水率可以很小也可以相当大 (从0.5%~27%)。烧制的坯体按其致密程度 (由高到低)可分为:瓷器、炻器 (如地面砖、锦砖)、陶器(如排水陶管)、土器(如黏土砖、瓦)。
焙烧工艺有连续式和间歇式两种。目前国内多采用连续式生产,即在隧道窑或轮窑中,将装窑、预热、焙烧、冷却、出窑等过程同步进行,生产效率较高。农村中的立式土窑则属间歇式生产。有的制品在焙烧时要放在匣钵内,以防止温度不均和窑内气流对制品外观的影响。
(5)上釉。
为了提高制品的强度和化学稳定性,并获得洁净美观的效果,还可对坯体表面作上釉处理。釉料是一种熔融温度低、易形成玻璃态的材料,通过掺加颜料可形成各种艳丽色彩。通常上釉的方法有两种:一种是在干燥后的生坯上施以釉料,然后焙烧,如内墙面砖、琉璃瓦上的釉层;另一种是在制品焙烧的最后阶段,在窑的燃烧室内投入食盐,其蒸汽被制品表面吸收生成易熔物,从而形成釉层,如陶土排水管上的釉层。
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