CN115974593A - 一种低成本瓷质砖面釉及其制备方法 - Google Patents

一种低成本瓷质砖面釉及其制备方法 Download PDF

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CN115974593A CN202211479418.6A CN202211479418A CN115974593A CN 115974593 A CN115974593 A CN 115974593A CN 202211479418 A CN202211479418 A CN 202211479418A CN 115974593 A CN115974593 A CN 115974593A
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汪小刚
秦永杰
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Abstract

本发明一种低成本瓷质砖面釉，由第一层面釉和第二层普通锆白面釉组成；所述第一层面釉包括：超白钾长石，超白钠长石，超白高岭土，煅烧高岭土，烧滑石，霞石，白云石，超白煅烧氧化铝，石英和硅酸锆；所述第二层普通锆白面釉为普通锆白面釉；在施釉工艺上，先使用钟罩先淋一层高铝超白的底釉，再喷普通锆白面釉，制出陶瓷产品的釉面白度在70度以上，硅酸锆整体使用量控制在1‑4%，且不影响墨水发色。

Description

一种低成本瓷质砖面釉及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷技术领域，具体涉及一种低成本瓷质砖面釉及其制备方法。
背景技术
硅酸锆是一种优质的陶瓷釉料乳浊剂，主要用于建筑陶瓷、卫生陶瓷、日用陶瓷及电瓷的色釉料生产中，具有粒度细、分散性好、遮盖力强、乳浊性好、流动性好等特点，具有较强的耐磨性和增白作用。硅酸锆的增白机理是因其在陶瓷烧成后形成斜锆石等，从而对入射光波形成散射，这种散射一般称之为大粒子散射或米氏散射，会产生良好乳浊增白效果。
建筑陶瓷行业发展至现在产能相对过剩，陶瓷企业的竞争也日益激烈，控制生产成本是现今陶瓷企业面临的挑战，无论是拉快窑速增加单窑产能降低能耗，还是物料配方优化降低成本都是企业面临竞争挑战的结果。目前市面上所有的抛釉砖其釉料由两部分组成，分别为面釉、透明釉。其中面釉直接施于坯体表面，对于提高坯釉结合起着关键作用。施釉的目的不仅能改善坯体的表面性能，遮盖瑕疵，提高产品的使用性能，增加产品的美感，还保证足够的白度和发色效果，对于砖形、釉面针孔等缺陷都有着决定性的作用。
专利(CN114956566A)一种面釉及其制备方法、釉面砖中使用高白氧化铝全部代替原有氧化铝，搭配硅酸锆使用达到釉面增白效果。但是高白氧化铝加入量过多时，面釉发色会差，同时成本也比较高。
专利(CN111196679A)一种超白面釉的制备工艺中使用高白钾长石和高白钠长石搭配硅酸锆使用达到增白效果。专利中使用的高白钾长石和高白钠长石只是单纯提高普通高钾长石和钠长石的纯度，减少Fe，Ti杂质含量，从而提高白度，但提高白度空间较有限。
专利(CN109553301A)一种陶瓷超白面釉中使用硅酸锆、二氧化铈和铝酸钇复配作为乳浊剂达到增白效果，面釉白度是比较高，但是同样放射性也增加，同时使用多种乳浊剂，这几种乳浊剂都具有放射性，且这两种氧化物本身都具有毒性，增加了操作难度，存放时危险性加大，铝酸钇价格昂贵，整体成本也比普通瓷质砖面釉成本高。
另外，现有的抛釉砖工艺是先淋或喷一层面釉，再淋一层透明釉。基于目前釉面砖面釉为了达到生产标准所需的白度，面釉配方中基本是加入硅酸锆原料来调节，有些以超白煅烧氧化铝、超白长石、超白高岭土来减少硅酸锆使用量。这样面釉的白度有所提升、但发色相对差，面釉成本虽有所下降但墨水用量增多导致墨水生产成本有上升，不利于整体生产成本的控制。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种白度高、发色好、硅酸锆使用量低、节能环保、生产成本低的低成本瓷质砖面釉及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种低成本瓷质砖面釉，由第一层面釉和第二层普通锆白面釉组成；
所述第一层面釉由以下重量份的原料组成：超白钾长石4～10份，超白钠长石28～32份，超白高岭土6～9份，煅烧高岭土2～5份，烧滑石4～8份，霞石10～15份，白云石1～4份，超白煅烧氧化铝18～27份，石英10～18份，硅酸锆2～5份；
所述第二层普通锆白面釉为普通锆白面釉。
进一步地，一种低成本瓷质砖面釉，由第一层面釉和第二层普通锆白面釉组成；
所述第一层面釉由以下重量份的原料组成：超白钾长石5～10份，超白钠长石29～32份，超白高岭土7～9份，煅烧高岭土3～5份，烧滑石6～8份，霞石12～15份，白云石2～4份，超白煅烧氧化铝24～27份，石英12～18份，硅酸锆4～5份；
所述第二层普通锆白面釉为普通锆白面釉。
进一步地，所述第一层面釉干料施釉量为210～230g/m2，所述第二层普通锆白面釉干料施釉量为110～125g/m2。
进一步地，所述第一层面釉使用钟罩淋釉，水釉施釉量为300～310g/m2，比重控制在1.85～1.88；所述第二层普通锆白面釉使用喷釉柜喷釉，施釉量为250～260g/m2，比重控制在1.42～1.45。
进一步地，所述低成本瓷质砖面釉的原料按重量百分比计，包括以下化学组分：SiO253％～57％、Al2O3 34％～38％、CaO 0.5％～0.7％、MgO 1.5％～2.2％、K2O 0.7％～1.0％、Na2O3％～5％、ZrO2 1.2％～2.5％，烧失：2％～3％。
进一步地，所述硅酸锆粒径的中位径D50＝1.30μm～1.35μm。
进一步地，所述低成本瓷质砖面釉制出陶瓷产品的釉面白度在70度以上。
进一步地，涂敷所述低成本瓷质砖面釉产品的实际烧成温度控制在1150～1160℃，烧成时间为40min。
本发明还提供了一种低成本瓷质砖面釉的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称取组成所述第一层面釉的各原料，加水球磨，过325目筛网余0.1～0.2％，即得第一混合料；
(2)将所述第一混合料陈腐18～24h，比重控制在1.85～1.88，流速控制在25～28s，即得待用的第一层面釉；
(3)按照配比称取组成所述第二层普通锆白面釉的各原料，加水球磨，过325目筛网余0.4～0.6％，即得第二混合料；
(4)将所述第二混合料陈腐18～24h，比重控制在1.42～1.45，即得待用的第二层普通锆白面釉。
进一步地，所述步骤(4)中使用喷釉柜将待用的第二层普通锆白面釉均匀喷在涂覆了第一层面釉的砖坯上，即可完成第二层普通锆白面釉的涂敷；所述喷釉柜为装有4只0.72mm喷枪的喷釉柜。
本发明一种低成本瓷质砖面釉，研发出一种高铝超白的底釉(第一层面釉)配方，搭配普通锆白面釉，最终使釉面整体白度达到70度以上，同时单位面积面釉施釉干料下降18％-23％，且不影响墨水发色；氧化铝一方面在秞料中处于玻璃的硅氧网格中，能提高釉的粘度，降低锆英石的熔解度，使析晶的晶粒不再熔解以残留晶相的形式参与固相乳浊行为，氧化铝引入形成的铝氧四面体网络结构会抑制Si4+的扩散移动，进而影响Si与Zr结合形成硅酸锆晶体，能抑制锆英石的溶析,有利于硅酸锆的乳浊，从而提高白度；另一方面随着底釉氧化铝的含量增多，釉的粘度也增大在坯体与抛釉层形成致密的阻挡层，可以把抛釉料熔融后坯体未排出的气体压在底釉层下面，有利于解决抛釉砖的釉面针孔缺陷同时也可以适应窑炉的快烧；按新工艺先淋一层高铝超白底釉，再喷一层面釉，然后打印颜色图案，最后喷一层透明釉，按现有工艺淋或喷一道面釉其施釉干料量一般为380g/m2-400g/m2，本方案淋第一道底釉施釉干料量为210-230g/m2，再喷第二道面釉施釉干料量为110-125g/m2，有效降低施釉干料量，从而降低生产成本。
本发明一种低成本瓷质砖面釉，在保证釉面性能达标和釉面缺陷较少的前提下，引入原材料超白煅烧氧化铝、超白高岭土、超白钾长石、超白钠长石研发出一种高铝超白底釉，结合新工艺实施搭配层普通锆白面釉一起使用，使釉面缺陷减少，生产稳定，适合窑炉快烧。
本发明一种低成本瓷质砖面釉，在施釉工艺上，先使用钟罩先淋一层高铝超白的底釉，再喷普通锆白面釉，白度不低于70度，硅酸锆整体使用量控制在1-4％，且不影响墨水发色；提高底釉超白氧化铝含量，提高釉的粘度，降低锆英石的熔解度，使析晶的晶粒不再熔解以残留晶相的形式参与固相乳浊行为，抑制锆英石的溶析,利于硅酸锆的乳浊，从而提高白度；随着底釉超白氧化铝的含量增多，釉的粘度也增大在坯体与抛釉层形成致密的阻挡层，可以把抛釉料熔融后坯体未排出的气体压在底釉层下面，有利于解决抛釉砖的釉面针孔缺陷同时也可以适应窑炉的快烧，相对普通锆白面釉加入适量烧滑石，减少石英使用量调整面釉烧成温度，和生产烧成温度匹配。
本发明一种低成本瓷质砖面釉，放射性统计结果如下表1所示：
表1
配方 放射性(IRa) 白度
生产面釉(现有技术) 0.53 69
本方案面釉(本发明技术) 0.34 72
本发明一种低成本瓷质砖面釉，具备以下有益效果：
1、本方案整体硅酸锆含量控制在2-4％，放射性比现有技术低。
2、调整面釉配方提高氧化铝含量，提高釉的粘度，降低锆英石的熔解度，使析晶的晶粒不再熔解以残留晶相的形式参与固相乳浊行为，增加面釉白度，烧成范围宽，解决抛釉砖的釉面针孔缺陷同时也可以适应窑炉的快烧。
3、保障产品性能的前提下，面釉成本下降显著。
具体实施方式
下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不可以以任何方式限制本发明。
本发明一种低成本瓷质砖面釉，所用超白钾长石、超白钠长石、超白高岭土、超白煅烧氧化铝均可在市面上购买得到；硅酸锆的粒径的中位径D50＝1.30μm～1.35μm；所述第一层面釉施釉量为210～230g/m2，所述第二层普通锆白面釉施釉量为110～125g/m2；所述第一层面釉使用钟罩淋釉，水釉施釉量为300～310g/m2，比重控制在1.85～1.88；所述第二层普通锆白面釉使用喷釉柜喷釉，施釉量为250～260g/m2，比重控制在1.42～1.45；所述低成本瓷质砖面釉的原料按重量百分比计，包括以下化学组分：SiO2 53％～57％、Al2O3 34％～38％、CaO 0.5％～0.7％、MgO 1.5％～2.2％、K2O 0.7％～1.0％、Na2O 3％～5％、ZrO21.2％～2.5％，烧失：2％～3％。
超白钾长石5份，超白钠长石29份，超白高岭土7份，煅烧高岭土3份，烧滑石6份，霞石12份，白云石2份，超白煅烧氧化铝24份，石英12份，硅酸锆4份。加入球磨机中加入水37％，甲基0.13％，三聚0.3％，出球细度控制在0.1-0.2％(325目筛余)，过筛后陈腐18-24h得到试样A。
超白钾长石5份，超白钠长石29份，超白高岭土7份，煅烧高岭土3份，烧滑石6份，霞石12份，白云石2份，超白煅烧氧化铝22份，石英14份，硅酸锆4份。加入球磨机中加入水37％，甲基0.13％，三聚0.3％，出球细度控制在0.1-0.2％(325目筛余)，过筛后陈腐18-24h得到试样B。
超白钾长石5份，超白钠长石29份，超白高岭土7份，煅烧高岭土3份，烧滑石6份，霞石12份，白云石2份，超白煅烧氧化铝20份，石英12份，硅酸锆4份。加入球磨机中加入水37％，甲基0.13％，三聚0.3％，出球细度控制在0.1-0.2％(325目筛余)，过筛后陈腐18-24h得到试样C。
超白钾长石5份，超白钠长石29份，超白高岭土7份，煅烧高岭土3份，烧滑石6份，霞石12份，白云石2份，超白煅烧氧化铝18份，石英18份，硅酸锆4份。加入球磨机中加入水38％，甲基0.13％，三聚0.3％，出球细度控制在0.1-0.2％(325目筛余)，过筛后陈腐18-24h得到试样D。
超白钾长石5份，超白钠长石29份，超白高岭土7份，煅烧高岭土3份，烧滑石6份，霞石12份，白云石2份，超白煅烧氧化铝21份，石英14份，硅酸锆3份。加入球磨机中加入水38％，甲基0.13％，三聚0.3％，出球细度控制在0.1-0.2％(325目筛余)，过筛后陈腐18-24h得到试样E。
超白钾长石5份，超白钠长石29份，超白高岭土7份，煅烧高岭土3份，烧滑石6份，霞石12份，白云石2份，超白煅烧氧化铝24份，石英14份，硅酸锆2份。加入球磨机中加入水38％，甲基0.13％，三聚0.3％，出球细度控制在0.1-0.2％(325目筛余)，过筛后陈腐18-24h得到试样F。
钾长石5份，钠长石29份，煅烧高岭土6份，高岭土7份，烧滑石3份，霞石14份，煅烧氧化铝15份，石英21份，硅酸锆10份。加入球磨机中加入水38％，甲基0.13％，三聚0.3％，出球细度控制在0.4-0.6％(325目筛)，过筛后陈腐18-24h得到试样G。
实施例1，试样A比重调至1.86，钟罩淋釉施釉量为300g/m2，接着试样G比重控制在1.43使用装有4只0.72mm喷枪的喷柜，施釉量为250g/m2，均匀喷在淋了试样A的砖坯上。然后过干燥窑再淋抛釉、最后进窑烧成，烧成温度在1150-1160℃之间，烧成时间40min，测量白度，观察釉面缺陷情况。
实施例2，试样B比重调至1.86，钟罩淋釉施釉量为300g/m2，接着试样G比重控制在1.43使用装有4只0.72mm喷枪的喷柜，施釉量为250g/m2，均匀喷在淋了试样B的砖坯上。然后过干燥窑再淋抛釉、最后进窑烧成，烧成温度在1150-1160℃之间，烧成时间40min，测量白度，观察釉面缺陷情况。
实施例3，试样C比重调至1.86，钟罩淋釉施釉量为300g/m2，接着试样G比重控制在1.43使用装有4只0.72mm喷枪的喷柜，施釉量为250g/m2，均匀喷在淋了试样C的砖坯上。然后过干燥窑再淋抛釉、最后进窑烧成，烧成温度在1150-1160℃之间，烧成时间40min，测量白度，观察釉面缺陷情况。
实施例4，试样D比重调至1.86，钟罩淋釉施釉量为300g/m2，接着试样G比重控制在1.43使用装有4只0.72mm喷枪的喷柜，施釉量为250g/m2，均匀喷在淋了试样D的砖坯上。然后过干燥窑再淋抛釉、最后进窑烧成，烧成温度在1150-1160℃之间，烧成时间40min，测量白度，观察釉面缺陷情况。
实施例5，试样E比重调至1.86，钟罩淋釉施釉量为300g/m2，接着试样G比重控制在1.43使用装有4只0.72mm喷枪的喷柜，施釉量为250g/m2，均匀喷在淋了试样E的砖坯上。然后过干燥窑再淋抛釉、最后进窑烧成，烧成温度在1150-1160℃之间，烧成时间40min，测量白度，观察釉面缺陷情况。
实施例6，试样F比重调至1.86，钟罩淋釉施釉量为300g/m2，接着试样G比重控制在1.43使用装有4只0.72mm喷枪的喷柜，施釉量为250g/m2，均匀喷在淋了试样F的砖坯上。然后过干燥窑再淋抛釉、最后进窑烧成，烧成温度在1150-1160℃之间，烧成时间40min，测量白度，观察釉面缺陷情况。
对比例1，试样G比重调至1.86，钟罩淋釉施釉量为300g/m2，接着试样G比重控制在1.43使用装有4只0.72mm喷枪的喷柜，施釉量为250g/m2，均匀喷在淋了试样G的砖坯上。然后过干燥窑再淋抛釉、最后进窑烧成，烧成温度在1150-1160℃之间，烧成时间40min，测量白度，观察釉面缺陷情况。
对比例2，试样G比重调至1.86，钟罩淋釉施釉量为550g/m2。然后过干燥窑再淋抛釉、最后进窑烧成，烧成温度在1150-1160℃之间，烧成时间40min，测量白度，观察釉面缺陷情况。
下表2给出实施例1～6及对比例1～2制备得到的低成本瓷质砖面釉的性能测定结果。
表2
Figure BDA0003960635650000061
综合成本折算高铝超白底釉外加2-4个点硅酸锆可满足生产需求，其化学成分：SiO253％～57％、Al2O3 34％～38％、CaO 0.5％～0.7％、MgO 1.5％～2.2％、K2O 0.7％～1.0％、Na2O 3％～5％、ZrO2 1.2％～2.5％，烧失：2％～3％；施釉量干料节省15.38％。
下表3给出本发明高铝超白底釉+普通锆白面釉及普通锆白面釉的综合面釉成本核算结果，统计结果如下表3-表4所示：
表3
Figure BDA0003960635650000071
表4
Figure BDA0003960635650000072
Figure BDA0003960635650000081
综合上述：调整面釉配方提高氧化铝含量，提高釉的粘度，降低锆英石的熔解度，使析晶的晶粒不再熔解以残留晶相的形式参与固相乳浊行为，增加面釉白度，烧成范围宽，解决抛釉砖的釉面针孔缺陷同时也可以适应窑炉的快烧，保障产品性能的前提下，面釉成本下降显著。
由此可知，本发明一种低成本瓷质砖面釉及其制备方法，本发明一种低成本瓷质砖面釉，研发出一种高铝超白的底釉配方，搭配普通锆白面釉，最终使釉面整体白度达到70度以上，同时单位面积面釉施釉干料下降18％-23％，且不影响墨水发色；氧化铝一方面在秞料中处于玻璃的硅氧网格中，能提高釉的粘度，降低锆英石的熔解度，使析晶的晶粒不再熔解以残留晶相的形式参与固相乳浊行为，氧化铝引入形成的铝氧四面体网络结构会抑制Si4+的扩散移动，进而影响Si与Zr结合形成硅酸锆晶体，能抑制锆英石的溶析,有利于硅酸锆的乳浊，从而提高白度；另一方面随着底釉氧化铝的含量增多，釉的粘度也增大在坯体与抛釉层形成致密的阻挡层，可以把抛釉料熔融后坯体未排出的气体压在底釉层下面，有利于解决抛釉砖的釉面针孔缺陷同时也可以适应窑炉的快烧；按新工艺先淋一层高铝超白底釉，再喷一层面釉，然后打印颜色图案，最后喷一层透明釉，按现有工艺淋或喷一道面釉其施釉干料量一般为380g/m2-400g/m2，本方案淋第一道底釉施釉干料量为210-230g/m2，再喷第二道面釉施釉干料量为110-125g/m2，有效降低施釉干料量，从而降低生产成本；本发明一种低成本瓷质砖面釉，在保证釉面性能达标和釉面缺陷较少的前提下，引入原材料超白煅烧氧化铝、超白高岭土、超白钾长石、超白钠长石研发出一种高铝超白底釉，结合新工艺实施搭配层普通锆白面釉一起使用，使釉面缺陷减少，生产稳定，适合窑炉快烧；本发明一种低成本瓷质砖面釉，在施釉工艺上，先使用钟罩先淋一层高铝超白的底釉，再喷普通锆白面釉，白度不低于70度，硅酸锆整体使用量控制在1-4％，且不影响墨水发色；提高底釉超白氧化铝含量，提高釉的粘度，降低锆英石的熔解度，使析晶的晶粒不再熔解以残留晶相的形式参与固相乳浊行为，抑制锆英石的溶析,利于硅酸锆的乳浊，从而提高白度；随着底釉超白氧化铝的含量增多，釉的粘度也增大在坯体与抛釉层形成致密的阻挡层，可以把抛釉料熔融后坯体未排出的气体压在底釉层下面，有利于解决抛釉砖的釉面针孔缺陷同时也可以适应窑炉的快烧，相对普通锆白面釉加入适量烧滑石，减少石英调整面釉烧成温度，和生产烧成温度匹配。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种低成本瓷质砖面釉，其特征在于，由第一层面釉和第二层普通锆白面釉组成；
所述第一层面釉由以下重量份的原料组成：超白钾长石4～10份，超白钠长石28～32份，超白高岭土6～9份，煅烧高岭土2～5份，烧滑石4～8份，霞石10～15份，白云石1～4份，超白煅烧氧化铝18～27份，石英10～18份，硅酸锆2～5份；
所述第二层普通锆白面釉为普通锆白面釉。
2.根据权利要求1所述的一种低成本瓷质砖面釉，其特征在于，由第一层面釉和第二层普通锆白面釉组成；
所述第一层面釉由以下重量份的原料组成：超白钾长石5～10份，超白钠长石29～32份，超白高岭土7～9份，煅烧高岭土3～5份，烧滑石6～8份，霞石12～15份，白云石2～4份，超白煅烧氧化铝24～27份，石英12～18份，硅酸锆4～5份；
所述第二层普通锆白面釉为普通锆白面釉。
3.根据权利要求1或2任意一项所述的一种低成本瓷质砖面釉，其特征在于，所述第一层面釉干料施釉量为210～230g/m2，所述第二层普通锆白面釉干料施釉量为110～125g/m2。
4.根据权利要求1所述的一种低成本瓷质砖面釉，其特征在于，所述第一层面釉使用钟罩淋釉，水釉施釉量为300～310g/m2，比重控制在1.85～1.88；所述第二层普通锆白面釉使用喷釉柜喷釉，施釉量为250～260g/m2，比重控制在1.42～1.45。
5.根据权利要求1所述的一种低成本瓷质砖面釉，其特征在于，所述低成本瓷质砖面釉的原料按重量百分比计，包括以下化学组分：SiO2 53%～57%、Al2O3 34%～38%、CaO 0.5%～0.7%、MgO 1.5%～2.2%、K2O 0.7%～1.0%、Na2O 3%～5%、ZrO2 1.2%～2.5%，烧失：2%~3%。
6.根据权利要求1所述的一种低成本瓷质砖面釉，其特征在于，所述硅酸锆粒径的中位径D50=1.30µm～1.35µm。
7.根据权利要求1所述的一种低成本瓷质砖面釉，其特征在于，所述低成本瓷质砖面釉制出陶瓷产品的釉面白度在70度以上。
8.根据权利要求1所述的一种低成本瓷质砖面釉，其特征在于，涂敷所述低成本瓷质砖面釉产品的实际烧成温度控制在1150～1160℃，烧成时间为40min。
9.权利要求1-6任意一项所述的一种低成本瓷质砖面釉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照配比称取组成所述第一层面釉的各原料，加水球磨，过325目筛网余0.1～0.2%，即得第一混合料；
（2）将所述第一混合料陈腐18～24h，比重控制在1.85～1.88，流速控制在25～28s，即得待用的第一层面釉；
（3）按照配比称取组成所述第二层普通锆白面釉的各原料，加水球磨，过325目筛网余0.4～0.6%，即得第二混合料；
（4）将所述第二混合料陈腐18～24h，比重控制在1.42～1.45，流速控制在35～40s，即得待用的第二层普通锆白面釉。
10.根据权利要求9所述的一种低成本瓷质砖面釉的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中使用喷釉柜将待用的第二层普通锆白面釉均匀喷在涂覆了第一层面釉的砖坯上，即可完成第二层普通锆白面釉的涂敷；所述喷釉柜为装有4只0.72mm喷枪的喷釉柜。
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