CN103145408A - 利用含硼透明熔块的配方及其生产陶瓷复合板工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明利用含硼透明熔块的配方及其生产陶瓷复合板工艺，利用硼砂、硼酸、钾长石和石英砂为主要原料，添加适量辅助原料，按配方称量原料并进行混合均匀，经1480~1550℃窑炉熔化成玻璃液，并水淬成0~6mm颗粒，利用烘干设备烘干和粉碎设备粉碎，再筛分成8～100目砂粒料，用布料设备均匀地布于已经烧制好的陶瓷基板上，一同放入陶瓷窑炉快速玻化热处理，玻化热处理温度在1120～1250℃，时间10～60分钟，玻化热处理过程中透明熔块与陶瓷基板完美地结合成一体，进行切磨抛加工处理，经检验合格后包装即为陶瓷复合板，利用该透明熔块生产的陶瓷复合板具有优异的理化性能、绿色环保的特点。
Description
技术领域：
本发明中含硼透明熔块是一种硅酸盐制品，属于硅酸盐行业产品，特别是涉及利用含硼透明熔块的配方及其生产陶瓷复合板工艺。
背景技术：
中国建陶行业经过多年的发展，目前已形成了佛山、唐山、博山、晋江、夹江、上海周边地区构成的“三山二江一海”格局。佛山：是我国建筑陶瓷最为集中的产地，约占全国产量的三分以上。唐山：主要为卫生陶瓷的生产基地，所产卫陶档次一般属于中、低档。博山：指山东省淄博一带，主要生产中、低档建陶产品，辐射山东半岛及其周边地区。晋江：指福建省晋江周边地区，主要生产中低档地砖、面砖、广场砖、外墙砖、卫陶等为主，主要供应本地市场的需要。夹江：指四川夹江一带，是西南地区低档瓷砖的集散地，在全国其他地区也有夹江瓷砖的销售，其目标顾客群为农村消费者或城市中低收入者，拥有很大的市场份额，但其质量很难有保证。若中国以每年30亿ｍ2的陶瓷产品来计算，每年全国的陶瓷熔块釉料总量需求为近达230万吨。在中国搞陶瓷化工原料的企业大大小小有1000多家，但其中具有一定规模的企业也就是二三十家，然而就这二三十家其年产量基本上可占总量的80%以上，由于消费层次的差别，产品又分为高、中、低三个档次，其中中低档产品约又占总量80%以上，高档陶瓷熔块釉料产品仅占百分十几的份额，而较有规模的原料企业及化工公司60%以上分布在广东。说明中国的陶瓷制品与中国陶瓷化工原料在走向中高档方面还具有极大的发展空间，走高端市场是极大的发展潜力的，走低档经营难以为继，企业经常处于维持状态，更难以有资金投入产品研究开发，致使企业市场的被动局面，这是有活生生的事例和数字在说明问题的，因此，陶瓷熔块的中高档化和化工原料的标准化、均量化、精细化将是未来普遍关注的问题和发展方向。
用于陶瓷复合板的透明熔块是近年来陶瓷行业中中高档建陶的发展方向，其用量比传统釉料大得多，因为同样一平方米陶瓷基板上，所用的透明熔块，与陶瓷基板形成陶瓷复合板时，厚度均在1～4mm厚，用量2.5～12公斤/ｍ2的陶瓷复合板，单位用量远大于传统熔块釉料。而目前市场30亿ｍ2的陶瓷产品来计算，高档产品占据量20%计，即为6亿ｍ2的陶瓷计，若透明熔块占据高档产品份额的20～40%量计算，按单位2.5公斤用量使用，至少需要透明熔块30～60万吨/年，市场前景相当广阔。
陶瓷复合板是一种性能优越的新型环保建陶复合材料，它具有机械强度高、耐用、抗腐、耐污、耐酸碱、无毒、无放射性、易加工等优良的理化性能，以其耐久性、安全性、可靠性、良好的化学稳定性，在中高档建陶领域中占据着越来越重要的地位，它将环保、安全、装饰等多重功能同时并存，属于国家提倡鼓励和支持的产业，具有广阔的市场发展前景。 同时符合“安全、健康、卫生”的生态环保理念，日后必会被广泛应用于人们日常生活中各个方面。
发明内容：
本发明利用含硼透明熔块的配方及其生产陶瓷复合板工艺，利用硼砂、硼酸、钾长石和石英砂为主要原料，辅助原料采用纯碱、方解石、白云石、氧化锌、氧化铝、碳酸钡、硝酸钠、其它尾矿料，根据配方把几种原料称量混合，搅拌均匀后连续均匀地投入熔化窑炉中，从熔化窑炉出料口流出玻璃液料柱直接用冷水水淬成颗粒熔块料，利用烘干线烘干颗粒熔块料后，用粉碎设备进行粉碎成8～100目细度的砂粒料，并用筛分设备根据生产要求筛分成不同目数的砂粒料，并用布料设备均匀地布于已经烧制好的陶瓷基板上，一同放入陶瓷窑炉中按照生产要求的温度制度进行快速玻化热处理，玻化热处理温度在1120～1250℃，时间10～60分钟，玻化热处理过程中，透明熔块与陶瓷基板完美地结合成一体。在陶瓷窑炉内直接退火，退火至常温度，时间2～6小时，出陶瓷窑炉后的产品即为底层为陶瓷基板上层为透明熔块的陶瓷复合毛坯板，然后进行磨抛切割处理，即为上层为透明熔块的陶瓷复合板。它选用钾长石和石英砂为主要原料 ，配以适量的辅助原料，根据生产需要添加着色剂进行颜色调整。利用本发明的透明熔块和生产工艺生产出来的陶瓷复合板具有光泽度高、晶莹透明、立体感性、耐污抗腐、高强耐磨、绿色环保，是一种理想的中高档级建筑建材复合材料。
本发明利用含硼透明熔块的配方及其生产陶瓷复合板工艺，一般选用工业级硼砂、硼酸，选用钾长石原则是高含量钾低含量钠、高含量铝低含量铁的钾长石，本发明选用钾长石主要化学成份为SiO2 66.02%, Al2O318.5%, Fe2O3 0.15% , K2O 12.2% , Na2O 2.35% 。石英砂选用高硅低铁型，对生产透明熔块组成十分有利。
本发明利用含硼透明熔块的配方及其生产陶瓷复合板工艺，其配方和生产工艺包括下列步骤：
1．原料混合：将原料以下列粒度、重量百分比按配方混合在一起，混拌均匀：
硼砂 2～16%
硼酸 3～15%
钾长石 粒度 0.1～0.7mm 5～32%
石英砂 粒度 0.1～0.3mm 35～62%
方解石 粒度0.1～0.7mm 0～7%
白云石 粒度0.1～0.7mm 0～3%
氧化铝 0～3%
纯碱 0～4%
碳酸钡 0～10%
氧化锌 0～2.5%
澄清剂 0～1%
着色剂 0～1%
尾矿粉 0～2.5%
2．高温熔化：将上述混合好的原料放入熔化窑炉内熔化成玻璃液，熔化温度 1480～1550℃；
3．水淬：使玻璃液流入水槽内，水淬成直径 0～6 mm 的颗粒料；
4. 烘干粉碎：将上述颗粒料用烘干设备烘干，然后用粉碎设备粉碎成细度8～100目砂粒料；
5. 筛分布料：利用筛分设备根据生产要求筛分成不同目数的砂粒料，并用布料设备均匀地布于已经烧制好的陶瓷基板上；
6．玻化热处理：将上述布好砂粒料的陶瓷板一同放入陶瓷窑炉内按照生产要求的温度制度进行玻化热处理，玻化热处理温度在1120～1250℃，时间10～60分钟；
7．退火出窑：在陶瓷窑炉内直接退火，退火至常温，时间2～6小时，出陶瓷窑炉后的产品即为底层为陶瓷基板上层为透明熔块的陶瓷复合毛坯板，直接进入下一生产工艺；
8．加工：对陶瓷复合毛坯板进行切、磨、抛光加工处理；
9. 检验和包装：经检验合格后，包装为成品，待售。
本发明利用含硼透明熔块的配方及其生产陶瓷复合板工艺，其生产工艺分四大步：第一步生产出合格的透明熔块和相应匹配的陶瓷基板；第二步用布料设备把砂粒料均匀于布于陶瓷基板上；第三步玻化热处理；第四步切磨抛光加工处理以及检验包装。本生产工艺特点是：一是透明熔块的生产和相应匹配的陶瓷基板；二是透明熔块的烘干粉碎及筛分工艺；三是布料设备均匀布料；四是玻化热处理，这一步决定了产品质量，是最为关键的一步，采用快速烧成工艺；五是磨抛切割处理及检验包装，生产工艺紧凑，适合于工业自动化批量生产。
利用本发明的透明熔块和生产工艺生产出来的陶瓷复合板具有光泽度高、晶莹透明、立体感性、耐污抗腐、高强耐磨、绿色环保，是一种理想的中高档级建筑建材复合材料，该种陶瓷复合板材的理化性能指标：
吸 水 率：<0.5 vol% 莫氏硬度：>6
抗冲击强度：>3000 N 光泽度：>90
本发明利用含硼透明熔块的配方及其生产陶瓷复合板工艺，利用硼砂、硼酸、钾长石和石英砂为主要原料，添加适量辅助原料，通过与相匹配的陶瓷基板玻化热处理工艺复合一体，工业化批量生产，不但提升产品档次和利润，而且生产效率和产量高，节省能源，具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明：图1为本发明利用含硼透明熔块的配方及其生产陶瓷复合板工艺流程图。由原料1、混合输送2、熔化3 、水淬4、烘干5 、粉碎6、筛分7、陶瓷基板8、布料9、玻化热处理10、退火11、切磨抛加工12、检验13、包装14、成品15组成。
下面结合实施例做进一步描述。
实施例一
硼 砂 12.4% 硼 酸 9.2% 石英砂 41.6%
碳酸钡 2.9% 纯 碱 0.9% 钾长石 26.8%
尾矿粉 1.5% 方解石 4.2% 澄清剂 0.5%
将上述原料混合在一起混拌均匀，放入熔化炉内经1550℃温度熔化成玻璃液，再经水淬成6 mm以下的颗粒料，用烘干设备烘干后，直接粉碎成细度26目砂粒料，利用筛分设备根据生产要求筛分成不同目数的砂粒料，并用布料设备均匀地布于已经烧制好的陶瓷基板上，放入陶瓷窑炉内按照生产要求的温度制度进行玻化热处理，玻化热处理温度在1240℃，时间44分钟，冷却至常温，时间5.5小时，出陶瓷窑炉后的产品即为底层为陶瓷基板上层为透明熔块的陶瓷复合毛坯板，对陶瓷复合毛坯板进行切、磨、抛光加工处理，经检验合格后，包装为成品，就是底层为陶瓷基板的陶瓷复合板。
实施例二
硼 砂 2.6% 硼 酸 9.5% 石英砂 43.9%
碳酸钡 6.2% 纯 碱 3.6% 钾长石 27.5%
尾矿粉 1.6% 方解石 4.3% 澄清剂 0.8%
将上述原料混合在一起混拌均匀，放入熔化炉内经1520℃温度熔化成玻璃液，再经水淬成6 mm以下的颗粒料，用烘干设备烘干后，直接粉碎成细度80目砂粒料，利用筛分设备根据生产要求筛分成不同目数的砂粒料，并用布料设备均匀地布于已经烧制好的陶瓷基板上，放入陶瓷窑炉内按照生产要求的温度制度进行玻化热处理，玻化热处理温度在1200℃，时间25分钟，冷却至常温，时间3.5小时，出陶瓷窑炉后的产品即为底层为陶瓷基板上层为透明熔块的陶瓷复合毛坯板，对陶瓷复合毛坯板进行切、磨、抛光加工处理，经检验合格后，包装为成品，就是底层为陶瓷基板的陶瓷复合板。
实施例三
硼 砂 25.2% 硼 酸 6.0% 石英砂 55.2%
碳酸钡 2.5% 方解石 1.8% 钾长石 7.9%
尾矿粉 1.0% 澄清剂 0.4%
将上述原料混合在一起混拌均匀，放入熔化炉内经1480℃温度熔化成玻璃液，再经水淬成6 mm以下的颗粒料，用烘干设备烘干后，直接粉碎成细度50目砂粒料，利用筛分设备根据生产要求筛分成不同目数的砂粒料，并用布料设备均匀地布于已经烧制好的陶瓷基板上，放入陶瓷窑炉内按照生产要求的温度制度进行玻化热处理，玻化热处理温度在1220℃，时间20分钟，冷却至常温，时间4.5小时，出陶瓷窑炉后的产品即为底层为陶瓷基板上层为透明熔块的陶瓷复合毛坯板，对陶瓷复合毛坯板进行切、磨、抛光加工处理，经检验合格后，包装为成品，就是底层为陶瓷基板的陶瓷复合板。
Claims (4)
1.利用含硼透明熔块的配方及其生产陶瓷复合板工艺，其特征在于包括下列步骤：
(1)原料混合：将原料以下列粒度、重量百分比按配方混合在一起，混拌均匀：
硼砂 2～16%
硼酸 3～15%
钾长石 粒度 0.1～0.7mm 5～32%
石英砂 粒度 0.1～0.3mm 35～62%
方解石 粒度0.1～0.7mm 0～7%
白云石 粒度0.1～0.7mm 0～3%
氧化铝 0～3%
纯碱 0～4%
碳酸钡 0～10%
氧化锌 0～2.5%
澄清剂 0～1%
着色剂 0～1%
尾矿粉 0～2.5%
（2）．高温熔化：将上述混合原料放入熔化炉内熔化成玻璃液，熔化温度 1480～1550℃；
（3）．水淬：使玻璃液流入水槽内，水淬成直径 0～6 mm 的颗粒料；
（4）烘干粉碎：将上述颗粒料用烘干设备烘干，然后用粉碎设备粉碎成细度8～100目砂粒料；
（5）筛分布料：利用筛分设备根据生产要求筛分成不同目数的砂粒料，并用布料设备均匀地布于已经烧制好的陶瓷基板上；
（6）．玻化热处理：将上述布好砂粒料的陶瓷板一同放入陶瓷窑炉内按照生产要求的温度制度进行玻化热处理，玻化热处理温度在1120～1250℃，时间10～60分钟；
（7）．退火出窑：在陶瓷窑炉内直接退火，退火至常温，时间2～6小时，出陶瓷窑炉后的产品即为底层为陶瓷基板上层为透明熔块的陶瓷复合毛坯板，直接进入下一生产工艺；
（8）．加工：对陶瓷复合毛坯板进行切、磨、抛光加工处理；
（9)．检验和包装：经检验合格后，包装为成品，待售。
2.根据权利要求1所述的利用含硼透明熔块的配方及其生产陶瓷复合板工艺，其特征在于透明熔块的生产和相应匹配的陶瓷基板及适宜玻化热处理制度。
3.根据权利要求1所述的利用含硼透明熔块的配方及其生产陶瓷复合板工艺，其特征是其生产工艺分四大步：第一步生产出合格的透明熔块和相应匹配的陶瓷基板；第二步用布料设备把砂粒料均匀于布于陶瓷基板上；第三步玻化热处理；第四步切磨抛光加工处理以及检验包装；本生产工艺特点是：一是透明熔块的生产和相应匹配的陶瓷基板；二是透明熔块的烘干粉碎及筛分工艺；三是布料设备均匀布料；四是玻化热处理，这一步决定了产品质量，是最为关键的一步，采用快速烧成工艺；五是磨抛切割处理及检验包装，生产工艺紧凑，适合于工业自动化批量生产。
4.根据权利要求1所述的利用含硼透明熔块的配方及其生产陶瓷复合板工艺，其特征在于其生产流程是由原料1、混合输送2、熔化3 、水淬4、烘干5 、粉碎6、筛分7、陶瓷基板8、布料9、玻化热处理10、退火11、切磨抛加工12、检验13、包装14、成品15组成；利用本发明的透明熔块和生产工艺生产出来的陶瓷复合板具有光泽度高、晶莹透明、立体感性、耐污抗腐、高强耐磨、绿色环保，是一种理想的中高档级建筑建材复合材料，该种陶瓷复合板材的理化性能指标：
吸 水 率：<0.5 vol% 莫氏硬度：>6
抗冲击强度：>3000 N 光泽度：>90。
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