CN1598214A - 艺术纹理劈离砖的生产方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有艺术纹理劈离砖的生产方法及设备，该方法包括原料配料、磨碎、榨泥、陈腐、真空、挤出成型、干燥、喷涂、焙烧、检选、劈离、包装的过程，其中磨碎是将原料放到球磨机中湿磨4－16小时，泥浆水分控制在30％至55％，磨好后细度达到200目筛余1％至15％；挤出成型过程是将两种不同颜色的泥料分别放到真空挤出机中的两个连续进料箱和连续进料箱，在真空混合箱内连续混合和连续恒温挤出，在螺旋挤出机外围用冷水冷却，控制挤出的砖坯温度为30－60℃，由螺旋挤出器挤出并切割和弃去两边的表皮，形成背面有燕尾槽的、燕尾槽的倒角20－45度的，背面靠橄榄球形的筋条连接在一起的两块砖坯；喷涂是将干燥后的砖坯在传动带的带动下采用移动多层喷涂的方法，用喷涂机对砖坯进行连续多层喷涂后进行焙烧。
Description
技术领域
本发明涉及一种陶瓷砖的生产方法，特别是具有艺术纹理劈离砖的生产方法及设备。
背景技术
劈离砖，又称劈裂砖或双合砖，它广泛用于建筑物的内外装饰、地面铺设和路面、人行道铺设。劈离砖具有耐酸碱、耐腐蚀、强度高、热稳定性好、贴接牢固、颜色柔和、长期不褪色等釉面砖、抛光砖没有的特点。劈离砖可以根据需要做成天然底色、咖啡色、紫红色、稿黄色等，它永不褪色，视觉古朴自然。用劈离砖装修的房屋就像一幅美丽的水彩画。劈离砖由于背面设计合理，粘贴牢固，质地坚硬，耐磨防滑。目前有的厂家通过工艺配方调整做成透水砖铺设在人行道上，起到了防止水资源流失、调温调湿的效果。加之生产工艺简单，取料方便，成本低，使其具有很强的市场竞争力和良好的社会效益，因而得到了广泛的重视和推广。
劈离砖最早源于欧州，六十年代，西德开始研制出先进的自动化生产设备，随后意大利、西班牙、法国、英国、日本、巴西等国相继研制生产，1984年厦门首先引进了西德生产线，开始了在中国国内的生产，随后其他省市也开始了研制和生产，目前已经形成了一定的生产规模。但最早生产的劈离砖是单颜色的，随着人们对建筑物的艺术需求，人们开始研制一些有花纹图案的劈离砖，所以国外从八十年代开始，德国、意大利、日本等西方国家开始研制成功出拉毛砖、磨砂砖、木纹砖，如美国专利4292395公开的木纹劈离砖连续生产工艺及设备，是将第一种泥料连续喂进第一台机中，该螺旋挤出机是由第一台和第二台绞刀，以及在上述的第一和第二绞刀之间设置的一台真空室组成；借助于第二台螺旋挤出机，同时将第二种具有不同颜色的泥料间歇式地喂入上述的真空室中；借助于第二绞刀的螺旋运动对上述的第一种粘土的混合物进行旋转混合；通过上述的第一挤出机头挤出的经旋转的混合料，形成以对由纵向延伸的筋条连结在一起的连续泥条；从挤出头出口对泥条进行切割，得到木纹砖。
美国专利4292395公开的劈离砖连续生产工艺，包括了采用两种干燥率、收缩率基本一致，颜色有反差的泥料，将第一种泥料连续喂进第一台机中，同时将第二种具有不同颜色的泥料间歇式地喂入上述的真空室中，然后送入真空螺旋挤出机，经模具挤出成型，使泥坯木纹纹理贯透整个产品，烧成后即为木纹瓷砖的过程。但是该美国专利公开的劈离砖连续生产工艺，由于第一种泥料的运动是连续的，而第二种泥料的运动是间歇式的，这种做法可能会使得有部分产品没有第二种泥料，即完全没有木纹，有部分产品的第二种泥料过多，木纹太杂乱。
中国专利<申请号>96119112.0也公开了木纹劈离砖成型方法，其特征是：a、配备两种或以上干燥率，烧成收缩率基本一致，且煅烧后颜色有反差的原料，其中作底色的原料占95％～55％，作纹路的原料占5％～45％，含水率均为10-30％；b、根据所需颜色反差的大小按比例将上述原料投入带螺旋叶的挤出机，先投入作底色的原料，待完全进入挤出机后，再投入作纹路的原料，接着再投入作底色的原料，间歇后再投入作纹路的原料，如此循环，进行连续交叉落料；c、挤出机的螺旋叶将上述原料向螺旋挤出口推进；d、经模具挤出成型，且模具的挤出口截面积不大于螺旋挤出口截面积的1/2。
上述96119112.0的中国专利公开的木纹劈离砖成型方法也是采用采用两种干燥率、收缩率基本一致，颜色有反差的泥料，间歇式地喂入上述的真空室中，然后送入真空螺旋挤出机，经模具挤出成型，所不同的是该专利是先投入作底色的原料，待完全进入挤出机后，再投入作纹路的原料，接着再投入作底色的原料，间歇后再投入作纹路的原料，如此循环，进行连续交叉落料。这种做法也与美国专利一样，可能会使得有部分产品没有第二种泥料，即完全没有木纹，有部分产品的第二种泥料过多，木纹太杂乱。
柳州市创新装饰材料有限责任公司于2001年也同时申请了三项中国专利，1、<申请号>02147686<发明名称>装饰劈离砖生产工艺<文摘>一种装饰劈离砖生产工艺，其特点是在经真空练泥机后的基础坯料中，将大小在40目-5目之间的硬质颗粒按5％-20％(重量比)添加到基础坯料中进行混炼-真空挤出成型-干燥；将干燥好的砖坯表面用水润湿，润湿的砖坯表面用带有硬质颗粒大小在20目-10目之间的摩擦板上进行摩擦直至在砖坯表面粗糙即可-烧成-检选。其优点是砖的表面形成颗粒状装饰性好，美观大方。2、<申请号>02147688<发明名称>花纹劈离砖的生产方法<文摘>一种花纹劈离砖的生产方法，其特点是在原料配料时加入重量比为1～10％的还原剂，还原剂采用单一的煤粉、铜矿渣、硫铁矿渣、铜镉矿渣，或煤粉、铜矿渣、硫铁矿渣、铜镉矿渣的混合物；还原剂与原料一起球磨→榨泥→真空练泥→成型→干燥→码砖；码砖时采用砖坯面面相贴的密码方式→烧成→检选→包装。其优点是可以得到有的似彩色贝壳，有的似彩带，有的似木芯纹，有的似彩虹，形状各异，表面美观的花纹劈离砖。3、<申请号>02147687<发明名称>大规格纹理劈离砖生产工艺<文摘>一种大规格纹理劈离砖生产工艺，是利用两种原料按底坯料占50～55％(重量比)，作纹理原料占50～45％(重量化)，制备的泥条陈腐24小时以上，且含水率均为17～21％；制成砖坯后经24小时以上自然干燥后，放入干燥窑烘干，经喷涂表面处理，采用中空法码砖，送入窑内高温焙烧。其优点是湿坯变形小，有效解决了大规格纹理砖干燥开裂的难题，在焙烧中可有效避免产品受压变形。
从上述公开的文献可以了解到，生产艺术劈离砖(包括木纹劈离砖)的工艺过程主要有：原料选择—球磨—练泥—挤出成型—切割—干燥—(上涂层)—烧成—劈离—检验—包装。其中原料选择和球磨、挤出成型、干燥、上涂层等工艺过程是决定产品内在质量和外观是否优质的关键。目前许多厂家在这些工艺中进行了较多研究，主要是从其原料的成分、成型工艺、挤泥机结构的改进等方面进行改进。但由于各个生产厂采用的原料和工艺都有所不同，许多控制参数也有较大差别，存在以下几方面的缺点：1、原料处理不当，目前木头纹理砖采用的原料处理方法都是采用干法，干法的缺点是得到的泥料粗糙，颗粒表面容易起棱角，粘度小，在炼泥过程导致结团，做出的产品容易出现节裂、暗裂等现象；2、挤出工艺不合理，如美国专利4292395和中国专利96119112.0采用的挤出方式中将泥料间歇加入，这种做法可能会使得有部分产品没有花纹，有部分产品的花纹太杂乱。3、挤出口不控制温度，使挤出的劈离砖表面温度过高，水分不均匀而过热产生开裂。4、挤出后纹理劈离砖切成两块，表面花纹不清晰，产品达不到应有的档次；5、纹理劈离砖背面的槽为平槽，作为墙砖施工时水泥不能很好粘结，容易脱落。
发明内容
本申请人在生产实践中认真研究了现有技术存在的不足之处，通过改进工艺和设备，使得劈离砖产品的表面外观和内在质量有了明显的改进，制造出了强度高、热稳定性好、贴接牢固、颜色柔和的优质艺术纹理劈离砖。
本发明的艺术纹理劈离砖生产方法如下：
艺术纹理劈离砖生产工艺包括原料配料、磨碎、榨泥、陈腐、真空、连续挤出成型、干燥、喷涂、焙烧、检选、劈离、包装的过程，其特点是：
(1)按塑性原料40-70％、瘠性原料5-25％、熔剂原料10-30％、页岩0-25％，加入增塑剂0.3-1％稀释剂0.05-2％的配方配料。所述的塑性原料选用粘土或瓷土或者其混合物；所述的瘠性原料选用石英或入炉烧制后的废品经粉碎的熟料、瓷粉或者其混合物；所述的熔剂原料选用长石或滑石、方解石、白云石或者其混合物；所述的增塑剂选用腐植酸钠或羧甲基纤维素；所述的稀释剂原料选用水玻璃或纯碱、焦磷酸钠、三聚磷酸钠或者其混合物。
(2)将配好的原料放到球磨机中湿磨4-16小时，泥浆水分控制在30％至55％，磨好后细度达到200目筛余1％至15％。
(3)根据普通劈离砖的生产方法进行榨泥、真空练泥、并陈腐1-3天，控制水分16-27％，促进泥料中水分的均匀分布，以及促使有机物的腐烂并产生有机酸，可使泥料的可塑性进一步提高。
(4)将两种不同颜色的泥料分别放到真空挤出机中的两个连续进料箱和连续进料箱，在真空混合箱内连续混合和连续恒温挤出，在螺旋挤出机外围用冷水冷却，控制挤出的砖坯温度为30-60℃，由螺旋挤出器挤出并切割和弃去两边的表皮，形成背面有燕尾槽的、燕尾槽的倒角20-45度的，背面靠橄榄球形的筋条(筋条的断面象橄榄球形状)连接在一起的两块砖坯。
(5)根据普通劈离砖的生产方法将成型的砖坯放到干燥窑内进行干燥14-30小时，控制砖坯水分1-8％。
(6)将干燥后的砖坯在传动带的带动下采用移动多层喷涂的方法，用喷涂机对砖坯进行连续多层喷涂后进行焙烧。焙烧的方法及设备与现有普通劈离砖的方法及设备相同，此处不再重复叙述。
(7)将焙烧后的艺术纹理劈离砖检选、劈离、包装，得到产品。
与现有木纹劈离砖和艺术纹理劈离砖的生产方法相比，本发明的艺术纹理劈离砖的特点在于采用了湿磨和在真空混合箱内连续混合和连续恒温挤出，以及采用移动多层喷涂的方法，使得劈离砖产品的表面外观和内在质量大大提高，而且强度高、热稳定性好。
以下分别说明几个区别于现有技术特点的工艺的优点：
1、投入湿式球磨机中研磨与混合，湿式球磨对原料颗粒表面的裂缝有劈尖作用，并能有效防止原料结团。制备好的泥浆水分控制在30％至55％，细度达到200目筛余1％至15％。泥浆对排除泥料中的残留空气，提高泥料的致密度和可塑性，并使泥料组织均匀，改善成型性能，提高干燥强度和成品的机械强度大有好处。
2、在真空混合箱内连续混合和连续恒温挤出，可以使两种不同颜色的泥料形成较统一的花纹产品，挤出的效率比美国专利4292395和中国专利96119112.0的间歇挤出方式提高1倍以上。而且挤出的温度控制在30-60℃，由螺旋挤出器挤出并切割和弃去两边的表皮，产品能够保证不易开裂，不分层，外形更加美观。
3、采用移动多层喷涂的方法喷涂后的劈离砖在涂层烧结后，在砖面上形成多层极薄的、玻璃态表层，该表层透明度高，光滑细腻、致密，不会覆盖艺术纹理层，具有耐酸碱、抗冻、装修时不易被水泥污染，易于清洗。
本发明艺术纹理劈离砖的生产设备主要有湿式球磨机、真空练泥机、连续挤出真空恒温成型机、干燥窑、移动多层喷涂机、烧成窑，以及泥浆泵等，其中真空练泥机、干燥窑、烧成窑、泥浆泵与现有劈离砖的结构相同，但以下三个设备是本发明人的创新设计。
1、湿式球磨机的与干式的不同点是：是干法处理的方式和工艺与湿法不同，整套生产线的设备都不相同。
2、连续挤出真空恒温成型机包括电动机、减速箱、进料箱、真空混合箱、螺旋挤出绞刀以及挤出头等部件，其特点是进料箱为连续进料箱，底料进料口为1个，色料进料口为1-3个，色料进料口设在底料进料口的侧边，与底料进料口夹角成0-90°，真空混合箱以及挤出头外侧安装有冷却水套，保证泥料在混合时的温度不超过50℃(维持在30-50℃)，一方面使泥料不会温度过高导致开裂，另一方面使螺旋挤出绞刀在挤出时不会因温度过高而损坏刀口。
3、移动多层喷涂机，移动多层喷涂机设在干燥窑的尾部，它包括机架、传动带、储料罐和喷涂枪，其特点是传动带上方安装有机架，劈离砖安放在机架上，储料罐出口经输送管接到喷涂枪，压缩空气也通过管道接到喷涂枪上。储料罐可以设加热器，保证涂料有一定的温度，喷涂均匀、劈离砖成品表面光滑细腻、致密。
附图说明
图1是本发明连续挤出真空恒温成型机的结构示意图；
图2是本发明移动多层喷涂机的结构示意图。
如图1所示，连续挤出真空恒温成型机包括电动机、减速箱、进料箱、真空混合箱、螺旋挤出绞刀以及挤出头等部件，其特点是进料箱为连续进料箱，底料进料箱2为1个，色料进料箱为2个，色料进料口设在底料进料口的侧边，与底料进料口a的夹角成0-90°，真空混合箱3以及挤出头5外侧安装有冷却水套4，保证泥料在混合时的温度不超过50℃(维持在30-50℃)，一方面使泥料不会温度过高导致开裂，另一方面使螺旋挤出绞刀在挤出时不会因温度过高而损坏刀口；挤出口5设有将挤出的劈离砖去除外皮的装置。
如图2所示，移动多层喷涂机设在干燥窑的尾部，它包括机架10、传动带11、储料罐7和喷涂枪12，其特点是传动带11上方安装有机架10，劈离砖9安放在机架10上，储料罐7出口经输送管接到喷涂枪，从空压机引出的压缩空气也通过管道接到喷涂枪12。储料罐7还设有加热器8，保证涂料有一定的温度，喷涂均匀、劈离砖成品表面光滑细腻、致密，艺术纹理劈离砖的喷涂主要采用不影响花纹和色彩的透明涂料。
具体实施方式
实施例1
将粘土570公斤，瓷土280公斤，长石100公斤，熟料50公斤；腐植酸钠5公斤，三聚磷酸钠1公斤，放到球磨机中湿磨4-8小时，泥浆水分控制在30％至55％，磨好后细度达到200目筛余1％至15％。再根据普通劈离砖的生产方法进行榨泥、真空练泥、并陈腐1-3天，控制水分16-27％，然后将两种不同颜色的泥料分别放到真空挤出机中的两个连续进料箱和连续进料箱，在真空混合箱内连续混合和连续恒温挤出，在螺旋挤出机外围用冷水冷却，控制挤出的砖坯温度为30-50℃，由螺旋挤出器挤出并切割和弃去两边的表皮，形成背面有燕尾槽的、燕尾槽的倒角20-45度的，背面靠橄榄球形的筋条，连接在一起的两块砖坯。再根据普通劈离砖的生产方法将成型的砖坯放到干燥窑内进行干燥18-30小时，控制砖坯水分1-8％。将干燥后的砖坯在传动带的带动下采用移动多层喷涂透明涂层的方法，用喷涂机对砖坯进行连续两层喷涂后进行焙烧。最后将焙烧后的艺术纹理劈离砖检选、劈离、包装，得到木纹艺术劈离砖产品。
实施例2
将粘土1800公斤，瓷土780公斤，滑石120公斤，熟料300公斤；腐植酸钠12公斤，三聚磷酸钠4.5公斤，放到球磨机中湿磨5-9小时，泥浆水分控制在30％至55％，磨好后细度达到200目筛余1％至15％。再根据普通劈离砖的生产方法进行榨泥、真空练泥、并陈腐1-3天，控制水分16-27％，然后将两种不同颜色的泥料分别放到真空挤出机中的两个连续进料箱和连续进料箱，在真空混合箱内连续混合和连续恒温挤出，在螺旋挤出机外围用冷水冷却，控制挤出的砖坯温度为30-60℃，由螺旋挤出器挤出并切割和弃去两边的表皮，形成背面有燕尾槽的、燕尾槽的倒角20-45度的，背面靠橄榄球形的筋条，连接在一起的两块砖坯。再根据普通劈离砖的生产方法将成型的砖坯放到干燥窑内进行干燥18-26小时，控制砖坯水分1-8％。将干燥后的砖坯在传动带的带动下采用移动多层喷涂的方法，用喷涂机对砖坯进行连续两层喷涂透明涂层后进行焙烧。最后将焙烧后的艺术纹理劈离砖检选、劈离、包装，得到岩层状花纹产品。
实施例3
将粘土2200公斤，页岩480公斤，瓷土760公斤，长石400公斤，熟料160公斤；腐植酸钠18公斤，焦磷酸钠8公斤，放到球磨机中湿磨6-10小时，泥浆水分控制在30％至55％，磨好后细度达到200目筛余1％至15％。再根据普通劈离砖的生产方法进行榨泥、真空练泥、并陈腐1-3天，控制水分16-27％，然后将两种不同颜色的泥料分别放到真空挤出机中的两个连续进料箱和连续进料箱，在真空混合箱内连续混合和连续恒温挤出，在螺旋挤出机外围用冷水冷却，控制挤出的砖坯温度为30-50℃，由螺旋挤出器挤出并切割和弃去两边的表皮，形成背面有燕尾槽的、燕尾槽的倒角20-45度的，背面靠橄榄球形的筋条，连接在一起的两块砖坯。再根据普通劈离砖的生产方法将成型的砖坯放到干燥窑内进行干燥18-30小时，控制砖坯水分1-8％。将干燥后的砖坯在传动带的带动下采用移动多层喷涂的方法，用喷涂机对砖坯进行连续两层喷涂透明涂层后进行焙烧。最后将焙烧后的艺术纹理劈离砖检选、劈离、包装，得到水曲柳状花纹产品。
实施例4
将粘土1800公斤，页岩420公斤，石英150公斤，熟料240公斤，长石390公斤；羧甲基纤维素3公斤，腐植酸钠9公斤，三聚磷酸钠3公斤，放到球磨机中湿磨5-9小时，泥浆水分控制在30％至55％，磨好后细度达到200目筛余1％至15％。再根据普通劈离砖的生产方法进行榨泥、真空练泥、并陈腐1-3天，控制水分16-27％，然后将两种不同颜色的泥料分别放到真空挤出机中的两个连续进料箱和连续进料箱，在真空混合箱内连续混合和连续恒温挤出，在螺旋挤出机外围用冷水冷却，控制挤出的砖坯温度为30-60℃，由螺旋挤出器挤出并切割和弃去两边的表皮，形成背面有燕尾槽的、燕尾槽的倒角20-45度的，背面靠橄榄球形的筋条，连接在一起的两块砖坯。再根据普通劈离砖的生产方法将成型的砖坯放到干燥窑内进行干燥18-30小时，控制砖坯水分1-8％。将干燥后的砖坯在传动带的带动下采用移动多层喷涂的方法，用喷涂机对砖坯进行连续两层喷涂透明涂层后进行焙烧。最后将焙烧后的艺术纹理劈离砖检选、劈离、包装，得到木纹劈离砖产品。
实施例5
将粘土1440公斤，瓷土450公斤，熟料300公斤，页岩510公斤，粗骨料300公斤；腐植酸钠15公斤，焦磷酸钠3公斤，放到球磨机中湿磨5-8小时，泥浆水分控制在30％至55％，磨好后细度达到200目筛余1％至15％。再根据普通劈离砖的生产方法进行榨泥、真空练泥、并陈腐1-3天，控制水分16-27％，然后将两种不同颜色的泥料分别放到真空挤出机中的两个连续进料箱和连续进料箱，在真空混合箱内连续混合和连续恒温挤出，在螺旋挤出机外围用冷水冷却，控制挤出的砖坯温度为30-60℃，由螺旋挤出器挤出并切割和弃去两边的表皮，形成背面有燕尾槽的、燕尾槽的倒角20-45度的，背面靠橄榄球形的筋条，连接在一起的两块砖坯。再根据普通劈离砖的生产方法将成型的砖坯放到干燥窑内进行干燥18-30小时，控制砖坯水分1-8％。将干燥后的砖坯在传动带的带动下采用移动多层喷涂的方法，用喷涂机对砖坯进行连续两层喷涂透明涂层后进行焙烧。最后将焙烧后的艺术纹理劈离砖检选、劈离、包装，得到纹理清晰的木纹状产品。
Claims (2)
1、一种艺术纹理劈离砖生产方法，包括原料配料、磨碎、榨泥、陈腐、真空、连续挤出成型、干燥、喷涂、焙烧、检选、劈离、包装的过程，其特征在于：
(1)按塑性原料40-70％、瘠性原料5-25％、熔剂原料10-30％、页岩0-25％，加入增塑剂0.3-1％稀释剂0.05-2％的配方配料；所述的塑性原料选用粘土或瓷土或者其混合物；所述的瘠性原料选用石英或入炉烧制后的废品经粉碎的熟料、瓷粉或者其混合物；所述的熔剂原料选用长石或滑石、方解石、白云石或者其混合物；所述的增塑剂选用腐植酸钠或羧甲基纤维素；所述的稀释剂原料选用水玻璃或纯碱、焦磷酸钠、三聚磷酸钠或者其混合物；
(2)将配好的原料放到球磨机中湿磨4-16小时，泥浆水分控制在30％至55％，磨好后细度达到200目筛余1％至15％；
(3)根据普通劈离砖的生产方法进行榨泥、真空练泥、并陈腐1-3天，控制水分16-27％；
(4)将两种不同颜色的泥料分别放到真空挤出机中的两个连续进料箱和连续进料箱，在真空混合箱内连续混合和连续恒温挤出，在螺旋挤出机外围用冷水冷却，控制挤出的砖坯温度为30-60℃，由螺旋挤出器挤出并切割和弃去两边的表皮，形成背面有燕尾槽的、燕尾槽的倒角20-45度的，背面靠橄榄球形的筋条连接在一起的两块砖坯；
(5)根据普通劈离砖的生产方法将成型的砖坯放到干燥窑内进行干燥18-30小时，控制砖坯水分1-8％；
(6)将干燥后的砖坯在传动带的带动下采用移动多层喷涂的方法，用喷涂机对砖坯进行连续多层喷涂透明涂层后进行焙烧；
(7)将焙烧后的艺术纹理劈离砖检选、劈离、包装，得到产品。
2、一种如权利要求1所述的艺术纹理劈离砖生产设备，包括球磨机、真空练泥机、挤出真空成型机、干燥窑、喷涂机、烧成窑，以及泥浆泵，其特征在于：真空成型机选用连续挤出真空恒温成型机，它包括电动机、减速箱、进料箱、真空混合箱、螺旋挤出绞刀以及挤出头，其中进料箱为连续进料箱，底料进料口为1个，色料进料口为1-3个，色料进料口设在底料进料口的侧边，与底料进料口夹角成0-90°，真空混合箱以及挤出头外侧安装有冷却水套；喷涂机选用移动多层喷涂机，它设在干燥窑的尾部，包括机架、传动带、储料罐和喷涂枪，其中传动带上方安装有机架，劈离砖安放在机架上，储料罐出口经输送管接到喷涂枪，压缩空气也通过管道接到喷涂枪上，储料罐还设有加热器。
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