【原料】瓷砖烧结过程及原料烧成温度范围

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    瓷砖烧结过程及原料烧成温度范围

坯体在窑内随着温度的上升，将发生如下变化：110℃以下可排除几乎所有的掺和水，到150℃时开始排除部分化学结合水，到450~700℃排除绝大部分化学结合水。继续升温时，碳和硫开始氧化，氧化亚铁变成氧化铁，这一阶段在900℃左右终止。如果含有大量易燃物，升温速度应适当放慢，以便使易燃物得以燃尽。继续升温时，则进入烧结过程：随着物料的玻璃化，坯体表面开始呈现光泽。部分颗粒熔融软化，坯体变得密实，气孔率降低，体积收缩（收缩率与原料矿物成分和颗粒组成有关，各种矿物的焙烧线收缩率大约是：高岭石2%~17%，伊利石9%~15%，蒙脱石2%，当助溶剂含量较高时，水铝石英等x-照相无定形物最高达50%。另外，原料中细颗粒含量较高时，焙烧收缩一般亦较高），具有一定抗冻性能。强度增高。

这个过程既是制品烧结过程。这时的温度叫烧结温度。温度再升高时，制品将极度软化，如用三角锥试验时，其锥顶弯到底板上，这时的温度称耐火度。通常这时制品开始熔融和膨胀，达到这个温度时，制品已焙烧过火。

原料的烧结温度与耐火度之间的温度差数，叫做原料的烧成温度范围。严格说来，烧结温度范围是指在焙烧过程中不造成产品质量指标（尺寸、性能）下降的烧结温度波动范围称之为烧成温度范围。因为在最终进行的烧成阶段中，窑内的温度总是在一定范围内波动，同一坯垛中的温差也不可避免，所以除了最高允许烧成温度外，可利用的烧成温度范围（间隔）也是实际生产中非常重要的工艺参数。

在砖瓦行业中所讲的烧成温度范围不同于陶瓷行业烧结温度的定义，因为严格说来砖瓦产品仅是部分烧结产品，其吸水率比陶瓷高得多。对不同的砖瓦原材料来讲，烧结反应的进程千差万别，从根本上讲是取决于其矿物的组成。例如含蒙脱石、云母、铁量高的坯体其烧成温度范围狭窄，含高岭石量高的坯体烧成温度范围宽。另外含一定量的碳酸盐在某些原材料中可延宽烧成温度范围。可通过系列焙烧试验来确定烧成温度范围。系列焙烧试验中所用试样及试验条件必须是同样的。

通过对焙烧试样的收缩、吸水率、体积密度等与温度的关系进行测定，借此判断烧成温度范围和最高允许烧成温度。烧成温度范围和最高允许烧成温度对大断面隧道窑的设计是非常重要的参数，也是确定合理的焙烧曲线及烧成制度的重要依据。例如某种烧成温度范围很狭窄（假设为20℃）的原材料，又无其他合适的材料来掺配调整时，这就对窑炉高温带的温差控制的要求很高，对窑炉的结构设计也提出了特殊的要求。这种情况经常会在某些含绿泥石、绢云母量高的伊利石质原材料中，某些含铝量低、玻璃相含量高的粉煤灰中，某些蒙脱石含量高的页岩或黏土中遇到。因为在这类材料的焙烧过程中，在低于形成稳定的结晶相的温度下，就会产生相当量的液相。最高允许烧成温度及烧成温度范围的确定对具体装饰功能的清水墙砖、高强度的工程砖、铺路砖等质量要求高的产品尤为重要。如果在试验中发现要用于上述产品的某种原材料的烧成温度范围过于狭窄，就必须改变其配料来延宽烧成温度范围，否则过烧或生烧均会造成损失。使用的原料不同，原料的烧成温度范围也不同。烧成温度范围大，烧成制品时容易控制，产品易于焙烧均匀。反之，焙烧时比较难以掌握。一般要求烧成温度范围大于50℃。使用隧道窑时，应注意在稳定的基础上求高产，避免盲目地缩短进车间隔时间。

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