浅谈卫生陶瓷烧裂缺陷

浅谈卫生陶瓷烧裂缺陷

坯体开裂缺陷是卫生瓷生产中常出现的主要缺陷之一，究其原因，不外乎坯体配方和生产工艺两大因素。当配方确定后，主要是生产工艺因素。而烧成工序是整个陶瓷生产的关键。本文针对我厂卫生瓷生产的实际情况，就卫生瓷制品产生烧裂缺陷的原因及其解决办法，进行一些分析探讨。

一、陶瓷制品在烧成中产生坯裂缺陷的原因分析

卫生陶瓷制品形状复杂，体积较大，一般均采用注浆成型。坯体经干燥烧成后其总收缩率较大，一般在10~14%。我厂坯料的总收缩率为13~13.5%，其中干燥收缩3~3.5%，烧成收缩在9~9.5%。产生干燥收缩的原因是坯体出坯后有较多的水分，干燥脱水后，坯体内颗粒紧靠致使体积减少。烧成收缩产生的原因是坯体内残余水分的干燥蒸发和坯体内的非金属矿物中的结晶水及其他分解出来的气体挥发，出现高温液相而使坯体起着各种化学反应，晶体聚结。液相填充，使坯体比重增加，体积收缩。坯体在加热过程中所含一定量的硅石的晶型转变，造成体积膨胀或收缩。由此我们得出陶瓷制品在焙烧过程中产生坯体开裂的基本原因是：陶瓷制品在加热过程中会产生一定的收缩（或膨胀），若受热过急或受热不均，造成坯体内部收缩（或膨胀）不一致，使坯体内部产生一定的内应力，当内应力超过坯体本身的极限强度时，便产生坯裂缺陷，其主要因素是：

1、坯体入窑时含水量过高

隧道窑在预热带上下温差较大，当含水量较高进入坯体入窑后，因上下温差较大，造成坯体收缩过急和不均产生较大的内应力，而造成坯体开裂。因为强烈气化产生的水蒸气坯体内难以尽快排出而产生较大的内应力，当坯体含水量过高时，甚至会出现坯体崩裂现象。

2、窑头温度过高

坯体在刚入窑时，残余的水分继续蒸发，如此时窑头温度过高（超过150度），造成坯体表面吸附水迅速蒸发，坯体的毛细管变小而内部的吸附水不能及时的扩散到表面，造成坯体表面表面一层干燥的硬壳，阻碍坯体中水分向外扩散的速度，造成坯体内部的蒸汽压力增大而产生的内应力，导致坯裂缺陷的产生的可能性增加。

3、烧成时升温制度不合理

坯体在窑内300度以内时，残余水分将继续蒸发，升温过急就会造成坯裂的产生。

坯体在隧道窑中450~650度时，内部的结晶水分解排出，坯体呈现失重现象，粘土结构遭到破坏，失去结合能力，坯体强度降低，若此时升温过急或窑内温度过高，极易出现坯裂缺陷。

坯体所含石英比例较高，在升温的特定阶段有晶型转换的现象而产生收缩或膨胀，故在晶型转换时的温度范围内，会因升温过急或温差较大而造成坯裂。

4、冷却制度的不合理

陶瓷制品焙烧到最高温后，若窑温在800度以上，因坯体中有熔融的液相，坯体有一定的塑性可采取快速冷却的方法，即可增加制品的釉面光泽，不至于出现坯裂缺陷。但在800度以下时，坯体硬化处于危险状态，坯体上存在着一定的游离石英，随着温度的降低，石英有着晶型转化的性质而引起坯体的收缩和膨胀，尤其是在270~200度以及600度左右，若冷却过急或不均，会造成坯体炸裂。

5、窑内压力制度不合理

合理的压力制度，一般在预热带保持微负压，因陶瓷制品复杂的物理化学变化均在预热带剧烈进行，当预热带形成了正压（或正压过高时），会造成坯体内分解出的各种气体物质不易排出而产生内应力，内应力过大，便造成坯裂缺陷的大量产生。如预热带负压过大，会因窑的缝隙及窑车缝隙浸入冷风造成窑温变化过大，出现温差过大而导致坯裂产生。

6、装车的方法不当

如制品装车过稀或过密或稀密不均，尤其是不结合窑内温度的大小，制品的大小和形状，厚薄而制定合理的装车方法。必然会造成坯体受热不均（或冷却不均）而产生坯裂缺陷。

7、对窑炉的控制和操作不当。

二、解决烧成中产生坯裂缺陷的主要方法

1、制定合理的烧成制度

必须根据窑炉的结构、坯体的性质、窑内的装坯数量以及实际经验，制定合理、科学的烧成制度，是减少和克服陶瓷制品烧裂缺陷的重要措施之一。

2、窑头温度不可过高

坯体入窑时的含水量应控制在<1%

窑头温度最好控制在<120度，尤其是入窑坯体含水量>2%时，更应控制低一些为好。另一方面，如坯体含水量<0.5%时，也可将窑头温度稍微提高，这样可以减少预热带上下温差，使预热带升温变缓，也能改变烧裂的不利因素。但从整个烧成质量平衡，还是应控制窑头温度不可过高，减小窑内温差。

3、制定合理的装车方法

根据窑内温度，制品的性能，烧成周期制度合理的装车方法。力求做到燃烧气流在窑内流畅，力求在装车时产品之间，产品的窑墙要适中，达到窑内制品受热和冷却时各部能均匀。尽量做到各窑车所装的制品能达到产品种类、重量、数量均匀一致。

4、预热带一定要始终保持微负压

由于我们以前认识不高，管理不严、造成窑内零压前串，使预热带后端形成正压，坯体缺陷产生较多。若将零压位置调整到烧成带和预热带的交界处，使预热带全部处于微负压时，坯裂缺陷大量减少。

二、关于陶瓷制品产生烧裂缺陷的责任分析

从卫生瓷制品烧裂缺陷的原因分析中我们可以看出坯体的烧裂缺陷在预热带前端产生，所以一般烧裂缺陷的裂口较大，尤其在预热带前端因坯体的含水量过高或窑头温度过高时所产生的裂口，常呈锯齿状，常有丝连现象，裂口断面粗糙，因卫生陶瓷采用坯釉一次烧成，有时裂口断面有吃釉现象。裂口大小随着预热带到烧成带逐渐减小，断面色泽也逐渐变浅。但因泥料性能欠佳、成型操作及干燥不当而产生的坯裂缺陷只能经过烧成后才能呈现出来，要明确的分清责任是很困难的。况且烧成若处置得当，还能使上道工序的不当所产生的坯裂缺陷得到一定的减少。就这需我们在卫生陶瓷的生产实践中，逐步积累经验，进行反复的验证，将烧裂缺陷的责任分析具体落实。以克服目前有的厂家将坯裂的责任全部分摊给注型工序的不合理现象。

另外，因冷却制度不合理而产生的炸裂（风惊、风裂）也是烧成中产生坯裂现象的一种。其裂口特点是：断面较细腻，裂纹整齐，有时也呈弧形，裂口边棱锋利，裂纹细小，有时用肉眼很难发现，可用金属敲击该处，炸裂制品发出的声响不清脆并伴有沙哑的浊音。

五、结论

陶瓷制品产生坯裂缺陷是一个很复杂，涉及面很广的课题。而烧成开裂缺陷的原因更是一个简单的课题。本文只是针对我厂生产实际，对卫生陶瓷制品的烧成开裂缺陷进行极为粗浅的认识和分析，希望对大家有些帮助。