CN100364920C - 明焰辊道窑快烧精细陶瓷及工艺方法 - Google Patents

明焰辊道窑快烧精细陶瓷及工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种焰辊道窑快烧精细陶瓷及工艺方法，坯料配方配比为：高岭土55-20%，长石10-20%，石英35-60%。属于一种陶瓷新材质及陶瓷制造技术，本发明利用石英作为坯体的主要原料，在快速明焰辊道窑高温素烧和低温釉烧条件下采用还原气氛烧成，其釉面光亮柔和、透光度好、产品边缘抗冲击强度高、耐急冷急热性能好、耐酸碱；采用氧化气氛烧成，其釉面光亮无针孔。工艺简单易操作、成本低、产量大、节能，能在陶瓷行业得到广泛应用。

Description

明焰辊道窑快烧精细陶瓷及工艺方法
技术领域
本发明涉及陶瓷新材质及陶瓷制造技术，具体涉及一种明焰辊道窑快烧精细陶瓷技术。
背景技术
到目前为止，普通日用陶瓷的瓷质是以长石-石英-高岭土为主的三元配方体系，瓷坯结构组成为玻璃相50-60％、莫莱石相10-20％、残余石英相8-12％、半安定方石英相6-10％。普通日用陶瓷烧结技术其配方为长石25-15％、石英17-22％、高岭土65-55％，烧成工艺普遍采用隧道窑带匣烧制，烧成工艺为低温素烧、高温釉烧。其存在的主要缺陷是：以高岭土为主要成份，成本相对较高，釉面光泽度差、釉面质感不细腻、不柔和，透光度差、抗冲击强度差；烧成周期相对较长，产量低、烧制成本较高。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种釉面光亮度优良、透光度好、抗冲击强度好、成本低的新型瓷种，即明焰辊道窑快烧精细陶瓷。
本发明的另一个目的是提供所述明焰辊道窑快烧精细陶瓷的工艺方法。
本发明的目的是这样实现的：明焰辊道窑快烧精细陶瓷，其特征在于：
1)坯料配方配比为：
高岭土      55-20％
长石        10-20％
石英        35-60％
2)釉料化学组成成份为：
SiO2：38-50％    Al2O3：7-10％
CaO：11-14％     K2O：5-7％
BaO：1.5-3％        B2O3：7-9％
Sr2O3：2-4％        ZnO：8-12％
Na2O：2.5-4.0％     Li2O：0-2％
进一步优化配方是：
1)坯料配方配比为：
高岭土    35-50％
长石      10-15％
石英      55-35％
2)釉料化学组成成份为：
SiO2：43-44.5％       Al2O3：8.5-9.0％
CaO：12.3-12.8％      K2O：5.8-6.3％
BaO：2.0-2.5％        B2O3：7.5-8.0％
Sr2O3：3.0-3.3％      ZnO：9.8-10.6％
Na2O：3.0-3.5％       Li2O：0-1％
坯料配方中还可适当增加锂辉石、硼酸、方解石、碳酸锶、氧化锌、铝粉或/和碳酸钡等矿物原料。
一种生产上述明焰辊道窑快烧精细陶瓷的工艺方法，包括如下步骤：准备原料-按上述配方进行配料-快速球磨-过筛除铁-抽浆-压滤-真空练泥-成型-干燥-修洗坯-高温明焰素烧-抛光-喷釉-低温明焰釉烧-装饰-彩烧-检验-包装；其中：
原料-采用标准化粉状原料，高岭土325目，石英、长石200目，以稳定配方。
快速球磨-用75％铝球(比重：3.3)代替同比例的河硅球石(比重：2.7)做球磨介质，原料与铝球的重量比为1∶1.5；使配方中的脉石英能够在6小时内粉碎到400目的细度，与普通硅石比较，球磨时间缩短20小时。
真空练泥-练泥4次，真空度达到0.096Mpa以上；
成型-采用等静压成型、高压注浆成型、塑压成型、全自动滚压成型、普通压力注浆成型或手工注浆成型；
釉料制备工艺流程和工艺控制与其它日用陶瓷釉料相同。即；原料-配料-湿式球磨-检验细度-过筛除铁-备用。
喷釉-全自动喷釉机喷釉；
烧成-辊道窑氧化气氛烧成：高温素烧烧成温度1320-1360℃，烧成周期5-5.5小时；低温釉烧烧成温度1140-1160℃，烧成周期3-4小时。辊道窑还原气氛烧成：高温素烧烧成温度1360-1390℃，烧成周期5-5.5小时；低温釉烧烧成温度1140-1160℃，烧成周期3-4小时；
装饰-釉中彩装饰；
彩烧-辊道窑烧成。
本发明的关键是引入较大量的石英，以石英作为坯体的主要原料，在快速明焰辊道窑高温素烧和低温釉烧条件下采用还原气氛和氧化气氛烧成。
本发明石英质瓷与现有技术的普通陶瓷相比，具有以下优点：
1、利用石英作为坯体的主要原料，在快速明焰辊道窑高温素烧和低温釉烧条件下采用还原气氛烧成，其釉面光亮柔和、透光度好(能达到75-90)、产品边缘抗冲击强度高(是普通瓷的1.5-2倍)、热稳定性好(220-20℃热交换一次不裂)、耐急冷急热性能好、耐酸碱；采用氧化气氛烧成，其釉面光亮嫩白、无针孔；外观和内在质量达到骨质瓷的品质指标要求；
2、坯料、釉料配方合理，成本更低；
3、本发明采用无匣烧制工艺，在不需要仿形窑具的情况下进行快速烧成，提高产量、降低成本；该瓷种变形小，能大大提高产量；
4、烧成范围宽，烧成周期短。辊道窑氧化气氛烧成：高温素烧温度1320-1360℃，烧成周期5-5.5小时；低温釉烧温度1140-1160℃，烧成周期3-4小时；辊道窑还原气氛烧成：高温素烧烧成温度1360-1390℃，烧成周期5-5.5小时；低温釉烧烧成温度1140-1160℃，烧成周期3-4小时；
5、在氧化气氛下烧成后淡雅明亮、极富质感，工艺简单易操作、成本低、产量大、节能，能在陶瓷行业得到广泛应用。
具体实施方式
1)坯料配方：
    配方     高岭土     长石粉     石英粉
    配方1     37％     13％     50％
    配方2     42％     14％     44％
    配方3     43％     11％     46％
2)坯料化学组成成份：
配方                                              化学成份(％)
 SiO<sub>2</sub>  Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>  Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>  CaO  MgO  K<sub>2</sub>O  Na<sub>2</sub>O  I.L  总量
配方1  77.59  15.09  0.15  0.03  0.07  2.46  0.42  4.16  99.97
配方2  74.21  16.99  0.16  0.03  0.08  2.62  0.48  5.34  99.91
配方3  75.35  16.80  0.16  0.03  0.06  2.41  0.44  4.75  100.0
3)釉料化学组成成份为：
  (％)   SiO<sub>2</sub>   CaO   BaO   Sr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>   Na<sub>2</sub>O   Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>   K<sub>2</sub>O   B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>   ZnO   Li<sub>2</sub>O
  配方1   43.5   12.8   2.5   3.3   3.5   9.0   6.3   8.0   10.0   1.0
  配方2   43.8   12.4   2.3   3.2   3.4   8.6   5.9   7.6   10.5   0.5
  配方3   44.5   12.6   2.4   3.1   3.3   8.8   6.1   7.8   10.3   0.8
4)原料百分比组成(％)
Figure C20061005441700071
本发明充分利用石英的优良特性，解决坯釉料配方和明焰烧成工艺。第一：采用国内最优质(纯度大于99.6％、粒度为200目、析晶好的脉石英)的石英，白度达到90以上，石英在高温时成为坯体的骨架，在还原与氧化气氛下烧后使坯体呈现漂亮的嫩白色和淡雅的奶黄色。第二：根据石英在坯体中的加热膨胀和相变为理论依据，在烧成过程中，石英的加热膨胀可以部份抵消坯体的收缩，与氧化铝共同生成莫来石，防止坯体发生软化变形。第三：由于石英硬度高，通过球磨效率高的铝球和内衬介质的引入以及对原料的细磨和均匀分散，去除大的晶相颗粒，探讨不同石英、不同粒度对产品强度的影响，找出了一整套控制高石英坯体性能的工艺措施，从根本上解决了产品冲击强度问题。第四：由于石英的多晶相变，使高石英瓷具有高的坯体膨胀系数和宽的烧成范围，从而改善了坯釉结合性能，使产品耐急冷急热性能增强。
本发明的瓷种利用原料中所含的微细石英在烧成过程中变化制成，特点是瓷质中的结晶相除含有莫来石与石英外，还有大量的方石英，具有微细均匀的显微结构，因此产品白度、光亮度、透明度、冲击强度和热稳定性能很好。充分利用我国石英资源品位高、储量丰富的优势，选用纯度、粒度、晶形、含量等性能优异的脉石英作为主要原材料，利用多量的石英在坯体中减少坯体的干燥收缩，缩短干燥时间，防止坯体变形。采用高温素烧、低温釉烧，使用熔块釉，极大地提高了日用陶瓷内在和外在性能质量。
本发明属于一种陶瓷新材质及陶瓷制造技术新领域，利用石英作为坯体中主要原料，在快速明焰高温素烧和低温釉烧条件下采用还原气氛烧成时釉面光亮柔和、透光度好、产品边缘抗冲击强度高、耐急冷急热性能好、不变形；采用氧化气氛烧成时釉面光润无针孔。工艺简单易操作、产量大、节能，能在陶瓷行业得到广泛应用。

Claims (4)

1.明焰辊道窑快烧精细陶瓷，其特征在于：
1)坯料配方配比为：
高岭土    55-20％
长石      10-20％
石英      35-60％
2)釉料化学组成成份为：
SiO2：   38-50％    Al2O3：7-10％
CaO：    11-14％    K2O：  5-7％
BaO：    1.5-3％    B2O3： 7-9％
Sr2O3：  2-4％      ZnO：  8-12％
Na2O：   2.5-4.0％  Li2O： 0-2％。
2.根据权利要求1所述的精细陶瓷，其特征在于：
1)坯料配方配比为：
高岭土    35-50％
长石      10-15％
石英      55-35％
2)釉料化学组成成份为：
SiO2： 43-44.5％    Al2O3：8.5-9.0％
CaO：  12.3-12.8％  K2O：  5.8-6.3％
BaO：  2.0-2.5％    B2O3： 7.5-8.0％
Sr2O3：3.0-3.3％    ZnO：  9.8-10.6％
Na2O： 3.0-3.5％    Li2O： 0-1％。
3.一种生产权利要求1所述的明焰辊道窑快烧精细陶瓷的方法，其特征在于包括如下步骤：准备原料-按上述配方进行配料-快速球磨-过筛除铁-抽浆-压滤-真空练泥-成型-干燥-修洗坯-高温明焰素烧-抛光-喷釉-低温明焰釉烧-装饰-彩烧-检验-包装；其中：
快速球磨-用75％铝球做球磨介质，原料与铝球的重量比为1∶1.5；
真空练泥-练泥4次，真空度达到0.096Mpa以上；
装饰-釉中彩装饰；
彩烧-辊道窑烧成。
4.根据权利要求3所述的陶瓷工艺方法，其特征在于所述高温素烧烧成温度1320-1360℃，烧成周期5-5.5小时；低温釉烧烧成温度1140-1160℃，烧成周期3-4小时；辊道窑还原气氛烧成：高温素烧烧成温度1360-1390℃，烧成周期5-5.5小时。
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