CN109095909A - 一种利用高炉渣制作的陶瓷釉面砖及制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用高炉渣制作的陶瓷釉面砖，其是由如下以质量百分比计的组分制备而成：高炉渣8‑15％，石灰石8‑12％，长石55‑65％，黑泥18‑24％。本发明还提供一种利用高炉渣制作陶瓷釉面砖的制作方法。本发明的利用高炉渣制作的陶瓷釉面砖，该陶瓷釉面砖质量满足国家标准，同时原料配方中采用了高炉渣，不仅为高炉渣的利用提供了一条新的途径，减少了高炉渣对环境的污染，而且有效降低了陶瓷坯体的成本，提高了经济效益和社会效益。

Description

一种利用高炉渣制作的陶瓷釉面砖及制作方法
技术领域
本发明涉及陶瓷砖生产技术领域，尤其涉及一种利用高炉渣制作的陶瓷釉面砖及制作方法。
背景技术
近三十年来，我国钢铁工业得到了高速的发展，伴随着钢铁产量的不断增长，产生了大量的富含SiO2、CaO、Al2O3和MgO等成分的高炉渣附产品，这些数以万计的高炉渣，不仅占用了宝贵的土地，还对环境造成了污染。而对高炉渣的开发利用，绝大部分还是用于充当水泥及水泥制品的混合材料，利用模式单一，产品副加值低，而且难以进行大规模产业化利用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种利用高炉渣制作的陶瓷釉面砖，该陶瓷釉面砖质量满足国家标准，同时原料配方中采用了高炉渣，不仅为高炉渣的利用提供了一条新的途径，减少了高炉渣对环境的污染，而且有效降低了陶瓷坯体的成本，提高了经济效益和社会效益。
本发明的第二个目的是为了提供一种利用高炉渣制作陶瓷釉面砖的制作方法，该制作方法采用二次烧成工艺，通过一次烧成先制得陶瓷素坯，然后再在陶瓷素坯表面施底釉、面釉、喷墨印花等，再经过二次烧成制得陶瓷成品，利用高炉渣替代传统陶瓷釉面砖配方所用的硅灰石原料，达到了降低生产成本，减少资源消耗的目的。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种利用高炉渣制作的陶瓷釉面砖，其是由如下以质量百分比计的组分制备而成：
进一步地，其是由如下以质量百分比计的组分制备而成：
进一步地，其是由如下以质量百分比计的组分制备而成：
实现本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种利用高炉渣制作陶瓷釉面砖的方法，包括，
粉料制备步骤：按配比将作为面砖原料的高炉渣、石灰石、长石和黑泥加入球磨机中，再加入甲基纤维素、三聚磷酸钠和水，进行球磨，球磨后得到泥浆，泥浆过筛、除铁，然后喷雾干燥得到粉料，粉料陈腐、待用；
面砖素坯制备步骤：将粉料压制成型，得到成型坯体，然后对成型坯体进行干燥、一次烧成，得到素坯；
成品面砖制备步骤：素坯再经过吹扫、喷水、施底釉、施面釉、喷墨印花等工序后，再进行二次烧成，再经过切边、检测、分级、包装等工序，最后得到陶瓷釉面砖。
进一步地，粉料制备步骤中，以质量百分比计，甲基纤维素的添加量为面砖原料总量的0.1-0.18％，三聚磷酸钠的添加量为面砖原料总量的0.06-0.18％，水的添加量为面砖原料总量的30-35％。
进一步地，粉料制备步骤中，球磨后的泥浆细度为325目，含水量为30-35％；喷雾干燥后的粉料的含水量为6-8％。
进一步地，面砖素坯制备步骤中，成型压力为350-380kg/cm2，成型坯体的四角厚差小于0.3mm，成型坯体的抗折强度大于8-10kg/cm2。
进一步地，面砖素坯制备步骤中，干燥的温度为150℃，干燥的时间为90-120min；干燥后坯体的含水量小于0.3％，坯体的强度大于等于100N。
进一步地，面砖素坯制备步骤中，一次烧成的温度为1185-1210℃，一次烧成的时间为40-70min，烧成后的素坯的吸水率为15-25％。
进一步地，成品面砖制备步骤中，二次烧成的温度为1140-1160℃，二次烧成的时间为60-80min。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的陶瓷釉面砖质量满足国家标准，同时原料配方中采用了高炉渣，不仅为高炉渣的利用提供了一条新的途径，减少了高炉渣对环境的污染，而且有效降低了陶瓷坯体的成本，提高了经济效益和社会效益。
2、本发明的利用高炉渣制作陶瓷釉面砖的制作方法，该制作方法采用二次烧成工艺，通过一次烧成先制得陶瓷素坯，然后再在陶瓷素坯表面施底釉、面釉、喷墨印花等，再经过二次烧成制得陶瓷成品，利用高炉渣替代传统陶瓷釉面砖配方所用的硅灰石原料，达到了降低生产成本，减少资源消耗的目的。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种利用高炉渣制作的陶瓷釉面砖，其是由如下以质量百分比计的组分制备而成：
作为进一步地实施方式，其是由如下以质量百分比计的组分制备而成：
作为进一步地实施方式，其是由如下以质量百分比计的组分制备而成：
高炉渣的成分大致为：SiO2 34-36％，CaO 37-39％，Al2O3 15-16％，MgO 7-8％，K2O+Na2O 0.55-0.65％，Fe2O3 0.65-0.75％,尚有少量的B2O3、ZnO、BaO、金属铁等。通过大量研究，发现陶瓷釉面砖的配方体系和产品比较适合利用高炉渣。陶瓷釉面砖常用的配方体系为粘土-石灰石型，一般都在配方中会使用到硅灰石、石灰石这两种含钙高的天然矿物原料。而高炉渣的成分中的CaO含量较高，且成分比较稳定。
黑泥主要为坯体提供强度，它的用量要合适，过少则坯体强度低，过多则坯体难氧化，易形成黑心等。长石是釉面砖坯体的主要组成，一方面是长石类原料来源广，价格低廉，一般是选用钾长石、钠长石或钾钠长石。石灰石主要是为坯体提供氧化钙，可起到助熔作用。
上述利用高炉渣制作陶瓷釉面砖的方法，包括，
粉料制备步骤：按配比将作为面砖原料的高炉渣、石灰石、长石和黑泥加入球磨机中，再加入甲基纤维素、三聚磷酸钠和水，进行球磨，球磨后得到泥浆，泥浆过筛、除铁，然后喷雾干燥得到粉料，粉料陈腐、待用；
面砖素坯制备步骤：将粉料压制成型，得到成型坯体，然后对成型坯体进行干燥、一次烧成，得到素坯；
成品面砖制备步骤：素坯再经过吹扫、喷水、施底釉、施面釉、喷墨印花等工序后，再进行二次烧成，再经过切边、检测、分级、包装等工序，最后得到陶瓷釉面砖。
作为进一步地实施方式，粉料制备步骤中，以质量百分比计，甲基纤维素的添加量为面砖原料总量的0.1-0.18％，三聚磷酸钠的添加量为面砖原料总量的0.06-0.18％，水的添加量为面砖原料总量的30-35％。
作为进一步地实施方式，粉料制备步骤中，球磨后的泥浆细度为325目，含水量为30-35％；喷雾干燥后的粉料的含水量为6-8％。
作为进一步地实施方式，面砖素坯制备步骤中，成型压力为350-380kg/cm2，成型坯体的四角厚差小于0.3mm，成型坯体的抗折强度大于8-10kg/cm2。
作为进一步地实施方式，面砖素坯制备步骤中，干燥的温度为150℃，干燥的时间为90-120min；干燥后坯体的含水量小于0.3％，坯体的强度大于等于100N。
作为进一步地实施方式，面砖素坯制备步骤中，一次烧成的温度为1185-1210℃，一次烧成的时间为40-70min，烧成后的素坯的吸水率为15-25％。
作为进一步地实施方式，成品面砖制备步骤中，二次烧成的温度为1140-1160℃，二次烧成的时间为60-80min。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1-5：
实施例1-5和对比例1-4的组分和配比(以质量百分含量计/％)如表1所示。
表1实施例1-5和对比例1-4的组分和配比
实施例1-5和对比例1-4的利用高炉渣制作陶瓷釉面砖的方法，均按以下步骤，包括，
粉料制备步骤：按配比将作为面砖原料的高炉渣、石灰石、长石和黑泥加入球磨机中，再加入甲基纤维素、三聚磷酸钠和水，以质量百分比计，甲基纤维素的添加量为面砖原料总量的0.1-0.18％，三聚磷酸钠的添加量为面砖原料总量的0.06-0.18％，水的添加量为面砖原料总量的30-35％，进行球磨，球磨后得到泥浆，球磨后的泥浆细度为325目，含水量为30-35％；泥浆过筛、除铁，然后喷雾干燥得到粉料，喷雾干燥后的粉料的含水量为6-8％，粉料陈腐、待用；
面砖素坯制备步骤：将粉料压制成型，成型压力为350-380kg/cm2，得到成型坯体，成型坯体的四角厚差小于0.3mm，成型坯体的抗折强度大于8-10kg/cm2，然后对成型坯体进行干燥、一次烧成，干燥的温度为150℃，干燥的时间为90-120min，干燥后坯体的含水量小于0.3％，坯体的强度大于等于100N，一次烧成的温度为1185-1210℃，一次烧成的时间为40-70min，烧成后的素坯的吸水率为15-25％，得到素坯；
成品面砖制备步骤：素坯再经过吹扫、喷水、施底釉、施面釉、喷墨印花等工序后，再进行二次烧成，二次烧成的温度为1140-1160℃，二次烧成的时间为60-80min，再经过切边、检测、分级、包装等工序，最后得到陶瓷釉面砖。
其中，实施例1-5和对比例1-4的利用高炉渣制作陶瓷釉面砖的方法中，甲基纤维素、三聚磷酸钠和水的添加量(以面砖原料总量的质量百分含量计/％)如表2所示。
表2实施例1-5和对比例1-4的添加量
甲基纤维素 三聚磷酸钠 水
实施例1 0.15 0.06 30
实施例2 0.14 0.07 32
实施例3 0.18 0.18 31
实施例4 0.1 0.07 34
实施例5 0.1 0.08 35
对比例1 0.1 0.08 35
对比例2 0.1 0.08 35
对比例3 0.1 0.08 35
对比例4：
对比例4与实施例5不同之处在于，对比例4将实施例5的高炉渣替换为硅灰石。
对比例5：
对比例5与实施例5不同之处在于，对比例5的成品面砖制备步骤中没有二次烧成步骤。
效果评价及性能检测
从实施例1-5制备的3000箱陶瓷釉面砖(每箱10块面砖)中随机取出5箱分别由实施例1-5制备的样品(300mm×450mm×9.5mm)，根据Q/GDBD 2-2015、GB/T 4100-2015、GB6566-2010的标准，并参照JC/T 872-2000，对实施例1-5制备的样品以及对比例1-5的样品进行检测，检验标准如表3所示，检验结果如表4所示。
表3检验标准
表4实施例1-5和对比例1-5检验标结果
由表4可见，实施例1-5的陶瓷釉面砖满足Q/GDBD 2-2015的标准，样品属于优等品要求；满足GB/T 4100-2015GB 6566-2010的标准，样品合格；并参照JC/T 872-2000，莫氏硬度为5级；这说明本发明的陶瓷釉面砖质量优等，而且由于高炉渣在陶瓷釉面砖的坯体中的占比达到10％左右，仅仅博德公司一条生产线一年就能消耗高炉渣达到3万多吨，若此本发明能在行业内推广，则高炉渣的消耗利用能达到上千万吨，这样经济效益和社会效益都将是巨大的。
而对比例1-3的配方中某个组分的含量未在实施例1-5的范围内对比例1-3的效果差于实施例1-5，尤其是对比例1-2效果最差，而对比例4将硅灰石替换高炉渣，效果也差于实施例1-5，这说明因此本发明的效果是由组分之间和配比协同作用而产生，配比未在本发明的组分配比范围内，或者替换其他组分，均得不到本发明的效果。
对比例5的制作方法中少了二次烧成的步骤，对比例5的效果差于实施例1-5，这说明，二次烧成步骤能明显提高陶瓷釉面砖的质量。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种利用高炉渣制作的陶瓷釉面砖，其特征在于，其是由如下以质量百分比计的组分制备而成：
2.如权利要求1所述的陶瓷釉面砖，其特征在于，其是由如下以质量百分比计的组分制备而成：
3.如权利要求1所述的陶瓷釉面砖，其特征在于，其是由如下以质量百分比计的组分制备而成：
4.一种如权利要求1-3任一项所述的利用高炉渣制作陶瓷釉面砖的方法，其特征在于包括，
粉料制备步骤：按配比将作为面砖原料的高炉渣、石灰石、长石和黑泥加入球磨机中，再加入甲基纤维素、三聚磷酸钠和水，进行球磨，球磨后得到泥浆，泥浆过筛、除铁，然后喷雾干燥得到粉料，粉料陈腐、待用；
面砖素坯制备步骤：将粉料压制成型，得到成型坯体，然后对成型坯体进行干燥、一次烧成，得到素坯；
成品面砖制备步骤：素坯再经过吹扫、喷水、施底釉、施面釉、喷墨印花等工序后，再进行二次烧成，再经过切边、检测、分级、包装等工序，最后得到陶瓷釉面砖。
5.如权利要求4所述的利用高炉渣制作陶瓷釉面砖的方法，其特征在于，粉料制备步骤中，以质量百分比计，甲基纤维素的添加量为面砖原料总量的0.1-0.18％，三聚磷酸钠的添加量为面砖原料总量的0.06-0.18％，水的添加量为面砖原料总量的30-35％。
6.如权利要求4所述的利用高炉渣制作陶瓷釉面砖的方法，其特征在于，粉料制备步骤中，球磨后的泥浆细度为325目，含水量为30-35％；喷雾干燥后的粉料的含水量为6-8％。
7.如权利要求4所述的利用高炉渣制作陶瓷釉面砖的方法，其特征在于，面砖素坯制备步骤中，成型压力为350-380kg/cm2，成型坯体的四角厚差小于0.3mm，成型坯体的抗折强度大于8-10kg/cm2。
8.如权利要求4所述的利用高炉渣制作陶瓷釉面砖的方法，其特征在于，面砖素坯制备步骤中，干燥的温度为150℃，干燥的时间为90-120min；干燥后坯体的含水量小于0.3％，坯体的强度大于等于100N。
9.如权利要求4所述的利用高炉渣制作陶瓷釉面砖的方，其特征在于，面砖素坯制备步骤中，一次烧成的温度为1185-1210℃，一次烧成的时间为40-70min，烧成后的素坯的吸水率为15-25％。
10.如权利要求4所述的利用高炉渣制作陶瓷釉面砖的方，其特征在于，成品面砖制备步骤中，二次烧成的温度为1140-1160℃，二次烧成的时间为60-80min。
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