陶瓷

弗格玛蒂瓷砖告诉你瓷砖是怎么来的

发布时间:2024/9/15 15:07:08   

让房子变成有温度的家!

陶瓷、china、中国,一说到陶瓷,大多数人想到餐具、花瓶等,然而,瓷砖其实也是陶瓷的一个大类,但它却少为人知。

瓷砖是火与土的艺术,瓷砖烧制的过程用“历炼”一词形容一点都不为。过如果把它们化成一道道工序,一共要经过多道工序,瓷砖方能修成正果。

下面我们就把这些工序和环节分成一个个篇章,慢慢讲述。

原料选用

万物皆有源,首先我们来说说瓷砖原料的选用。相信大家都听过“女娲造人”的故事,以其为背景,我们可以把瓷砖原料的组成比喻成一个人的结构。

构造一个完整的人大致可以分为三种基本成分:

第一:可塑性原料。例如黑泥白泥这些黏土,是瓷砖的心脏器官,它决定了瓷砖的基础寿命。

第二:脊性原料。例如石英等,它们是瓷砖的“骨架”,它们决定了瓷砖的各种性能。

第三:溶剂原料。例如长石等,它们是瓷砖的血液,它决定了瓷砖的活力与韧性。

以上陶瓷原料来自土壤,属天然原料,它们可以直接在矿山、土球中挖掘。

因为天然原料成分不一,在开采前就必须经过取样、化验。

原料检测

取样化验可谓“层层设防”,比登机过关检验还严格。

第一步用先进的化学分析仪器分析原料的7大成分

第二步用专业的快速球磨机打出浆料,检测其流动性、触变性。

第三步用激光粒径分析仪检测其球磨细度

第四步按生产工艺用液压机压制成式样饼

第五步放进电炉里烧成,检测其烧结程度、收缩指数等,以判断影响陶瓷成品外观的黑点、起泡、开裂、黑心等氧化物的多少

经过以上五步,检测合格的原料就能入厂了。

然而,大自然直接开采的这些原料由于气候天气、行成时间、层次结构等因素,它们是不稳定的,因此,必须经过均化。

原料均化

什么是均化?不同时期的原料通过机械运动搅拌均匀,并让其发生陈腐成负的一道工序

我们可以用凉拌和腌制比喻均化过程

只有经过均匀化处理的原料,才能保证下锅烹饪的入味,和批量生产的稳定。然而,均化处理并非想象中的易事,开采均化、进厂均化、加工后均化三部曲缺一不可。

多台挖掘机、推土机,在开采时和进场后这两个不同的时期,进行前两次均化,把上千万吨的原料充分搂匀,如此庞大的工程,好像在给上帝做料理。

均化处理后的原料才能进入半封闭的原料库,原料储存决定了一个厂家的生产实力。

原料配比

此时,研发技术人员就像一个熟练的厨师。他手上掌握了一份配料清单,根据不同类别的产品的性能,成熟的配料清单一般要通过实验室反复多次小试,生产线中试对版,才能进入大生产。

配料员拿到研发人员下达的清单后开始,即开始配料。将各种原料通过大型铲车加到喂料机里,别小看这大铲车和称重系统,它们需要精确到正负0.03%。

各种配料初次组合是非常不均匀的,它们将要通过输送带进入球磨机,面临“炼狱式”的人生大考验。

原料球磨

球磨机内装有天然球石或耐磨的氧化铝质球石,球磨工人此时还要根据配方清单加入水和各种添加剂。

第一次“越狱”正式开始,为了提高球磨效率,球磨机的转速很关键。转速快了,球会弹到半空然后砸下来

转速慢了,球滚不起来蘑不均匀。

恰到好处的转速可以使球滚动到四分之一,然后再顺势滚下,这样就能保证球磨的均匀,还能减少球磨时间,节省电耗。

由于原料中有粗颗粒的石头(入球的石头粒径小于三厘米),有石粉、有泥、有砂,经过里面球石18至22小时的球磨加工,把它变成直径只有0.01毫米至0.03毫米的细度(头发丝直径的三分之一)。这个球膜过程需要激光粒径分析仪进行不断地检测,达标后才能出球,原来的配料+水就成了泥浆,缓缓流出。

除铁过筛

此时的泥浆要经过除铁,磁极强度强度可达高斯以上。这个过程的作用是把原料中危害产品质量的铁杂质基本除掉,经过除铁的料浆进入下一道过筛系统,避免不符合的颗粒进入下一道工序,把不符合要求的粗颗粒分离后回球,直到合格为止。

陈腐与均化

除铁过筛后进入浆池进行组浆均化,有实力的厂家每次均化都可以达到吨以上,确保稳定的产品质量。这就是前面提到的第三次均化与陈腐的过程。为了保证色坯和釉的颜色接近,要在浆料里加入色料,这些色料属于无机材料,经过严格的筛选,是非常安全的。

进行搅拌均匀后,采用自动输浆系统,进入一道工序——喷雾干燥。

喷雾干燥

泥浆流入喷雾干燥塔,进行第二次“炼狱”——干燥脱水。喷雾干燥是利用柱塞泵的压力将泥浆喷成雾状,在热风的作用下干燥脱水,泥浆喷入约十米高的空间,经过热风交换将它变成一个苹果状的颗粒,直径0.5毫米至2毫米不等。

直径小于0.5毫米的细粉不超过3%,含有7%左右的水分,这种颗粒有非常好的流动性,这就是喷雾干燥的过程。

9.1微机配料(瓷质釉面砖)

喷雾干燥后的粉料有一定的温度,水分也不均匀,粉料通过皮带输送线送进粉料仓储存,通过48小时以上的陈腐,使得水分均匀后才能使用,合格的粉料将被送入“微机配料系统”。

9.2布料系统(抛光砖)

与瓷质釉面砖不同的是,抛光砖在此工序采用布料系统工作,系统将底料、面料,包括超白料、中白料、底温透明料。各种不同颜色的线条料,全部通过单独的粉料将进行储存。

再通过一对一的输送带进行输送,各种粉料中的面料需要经过超细打粉机,把原来的苹果料打成细度只有头发丝直径大小的粉料。然后按照功能需要被送入全自动布料车,在人工智能编程的控制下,在不同阶段与时期,将不同的原料输入不同的布置点,料车布料就是一部抛光图案的设计史,经过进一步的研发与创新,形成了现在的图案布料系统。

压制成型

资料由输送带输送进入压机料斗,然后通过布料格栅布料,供压砖机压制成型,压制过程同样经过了三部曲:第一步轻压排气,第二步加压再排气,第三步将压力加至终极。

压制到负荷密度要求的tt。首先填料要均匀,其次,压制时间与速度要非常准确。通过微机进行控制,然后脱模也是要非常精确的,否则容易出现开裂。不同压机吨位压制不同尺寸的产品,它决定了坯体的厚度、密度、硬度等不同参数。

辊道干燥

经过压机后,瓷砖的基本形状——生坯就出来了。因为它含有一定的水分,即便是极小的水分都会影响到生坯的强度,此时的生坯还要经过一次干燥。因此,他们随即被送进干燥窑,这个干燥系统最具价值的还是它所使用的干燥气体——来自后续生产辊道窑的热烟气。

此时,经过干燥的砖坯由含7%的水分,降到了0.5%以下,它们已经成为一块块可造之材。

前面讲到的从原料到砖坯的过程,各种品类的瓷砖大同小异。

工序分化

前面介绍的是原料精选、检测、均化、配比、球磨、除铁过筛、陈腐均化、喷雾干燥、微机配料与布料、压制成型、辊道干燥等大型工序。

越庞大的产品结构与品类,意味着后半段工序生产分化越大,也意味着工厂的研发与生产实力越大。

不同品类的后半段工序分化可大可小,主要表现为施釉(瓷质釉面砖)、不施釉(抛光砖)、丝网印花、刷胶辊印花、3d喷墨印花、

一次烧成、二次烧成、半抛、全抛、手工雕刻、晶体融合等。

而所用到的设备和系统包括:上釉系统、丝网印花系统、胶辊印花机、3d数码彩色喷墨机。

施釉

现在我们就以瓷质釉面砖为例,详细讲述一款产品的诞生过程。

经过施釉工序的瓷砖,专业术语叫做瓷质釉面砖。也就是我们常说的仿古砖大类,压制成型后从干燥窑出来的生坯,可以通过喷釉或者淋釉两种方法进行施釉。

喷釉是釉浆在压力的作用下喷成雾状施到坯体表面。此时的釉坯表面呈细腻状分布,表面耐磨性比较好。

淋釉是将釉浆打入高位罐,通过釉槽的筛网格的缓冲作用,使釉浆通过光滑的钟罩,均匀如静静的瀑布一样地覆盖在胚体的表面,施釉量可以通过供釉量和输送带的速度调整,坯表面光滑适用于高度精细的图案印刷花或胶辊印花。

以上动作用到的设备包括淋釉钟罩、喷釉柜、输浆系统、喷枪、喷水柜等部件,这就是前面提到的上釉系统。

印花(瓷质釉面砖)

我们看到的瓷砖表面颜色和花纹非常丰富,这就是通过印花工序完成的。目前市场上的印花技术主要有三种:丝网印花、胶辊印花和3d喷墨。

不同的印花技术呈现的产品表面效果大不相同。

14.1

丝网印花

丝网印花是将预先配好的色料,以基础釉为载体,辅助以液体油或有机溶剂、CMC等。经过球磨或搅拌成糊状或胶状,通过液压机的毛细网孔转印到釉坯上,印花网上的图案决定了瓷砖的图案,经过施釉的瓷砖传到印花机上,印花机通过筛网把图案印刷到瓷砖表面,这样一片有图案和颜色的瓷砖就出来了。

14.2

胶辊印花

胶辊印花则是将预先设计好的图案雕刻到圆形的胶辊上,大型的胶辊通过精确的转动和转速,将从下方经过的施釉的瓷砖一片片的辊压,图案就传到了瓷砖的表面,一片有图案和颜色的瓷砖就出来了。

经过丝网和胶辊出来的瓷砖,有些产品还需要经过甩点和甩干粒等工序,这样瓷砖表面的效果就更加自然细腻,仿佛天然生成一样。

14.3

3D喷墨

3d喷墨技术是通过高性能的喷墨印刷机(进口设备)把电脑预设的图案直接喷印在瓷砖表面。3d喷墨技术由于是凌空喷印,因此其花纹图案可以是立体凹凸的,让瓷砖的触感更真实,图案栩栩如生,是目前最先进的瓷砖印刷技术。

窑炉烧制(烧成方式)

窑炉烧制可谓是瓷砖的大成工序,如果把前面的工序比喻成“量变”,那么,经过烧成工序的瓷砖,其化学结构和成分发生了本质的变化,这就是瓷砖的“质变”过程。

15.1一次烧成

一次烧成是指坯体经过干燥后,在生坯表面施底釉,然后施面釉、印花。进辊道窑一次烧成,一次烧成能源消耗低,对坯用原料选择严格,烧成制度需要严格控制,否则易在烧成产品釉面形成针孔。

15.2二次烧成

二次烧成是指一次烧坯,一次浇釉,第一次烧也叫素烧,一次烧后的坯叫素坯,素烧坯经过施釉、印花然后进行二次烧成,二次烧由于在一次烧过程排除了有机物和挥发性气体,使之可以在烧釉过程中可以加快速度,并且釉面质量稳定,针孔和气泡都大为减少,相对,二次烧成能源消耗也要高些。

15.3晶核烧成

晶核烧成是指微晶复合板的专业工序,该工序先把主要成分是二氧化硅的原料,放进池窑里烧,这些配方在度烧至融化,成为流淌的液体,然后通过流液洞,像小水流一样滴入冷水中,冷与热的碰撞,液体冷却成极脆的小块晶体

接着通过粉碎机把这些晶体碎成粉末,通过筛网过滤的晶体粉料,过大或过细的粉料都将回池窑池重烧,然后合适的粉料通过超平布料机,均匀的布在经过一次烧成的,有图案花纹的瓷砖上,喷水加压,使其吸附在坯体上,再次送进窑炉进行二次烧成。

经过一次质变烧成的瓷砖与微晶粉料再次化学变化,我们可以比喻成裂变,这时的瓷砖已经不仅仅是瓷砖了,其表面附上一层完全致密通透的堆融晶体,我们可以把这层晶体想象成高贵的水晶,这层外衣与瓷砖紧密结合从此不再分离。

整个过程,俨然就像一块块人造水晶的精心打造,这种瓷砖堪称为划时代的变革产品。

窑炉烧制(温度控制)

所谓生于原料死于窑炉,可见窑炉烧制是一个非常严谨的过程,瓷砖经过烧制后,会从抗折强度只有1.5MPa的半成品变成符合国家标准的36MPa以上高强度的成品。

目前瓷砖生产几乎都是采用辊道窑烧制,辊道窑由许多平行排列的棍棒组成辊道,通过传动部分棍棒运转载着砖坯向前移动,进入窑炉

窑炉装置是一个非常复杂的机器,它的主要原料可以是柴油、天然气或发生炉煤气,它的余热烟气还可以抽出作为前面的辊道干燥所用。

天然气利用率高而污染小更环保,天然气通过分布在窑炉两侧的上下烧嘴喷出,在窑炉助燃风和雾化风的协助下,燃料充分燃烧,从而在窑炉内形成不同的温度环境。

我们可以从整个温度的变化,把窑炉分成三个带,预热带、烧成带、冷却带。每一个带的烧制时间、温度都是严格控制的。

16.1预热带

在预热带上,瓷砖的砖坯将完成有机物的挥发,结晶水的排除,晶型转变以及碳酸盐和硫酸盐的分解等物理化学反应。

16.2烧成带

烧成带分为高温烧成带和低温烧成带,其中低温烧成带是多至度,高温烧成带是度至度,最高温度根据不同产品而不同。

像一般亚光仿古砖的温度控制在度,在超过度的烧制过程中瓷砖会发生剧烈收缩,达到8%以上,高温烧成后的瓷砖发生了质变,此时就成了真正意义上的瓷砖。

16.3冷却带

陶瓷制品的烧结过程因为发生了化学变化,冷却带是为了保证瓷砖不会出现变形开裂等缺陷而设计的,滚道窑的冷却带分为急冷段、缓冷段和低温冷却段。在急冷段冷风管横贯窑内辊道上下,对制品进行直接的快速冷却,从度急剧下降到度。

在缓冷段的窑顶和窑底设置有热风抽出口,从度降到度,在低温阶段用轴流风机对制品进行快速终极冷却,从度降到常温。

抛光程序

烧成后的产品如果是抛光砖,即被流水线送入抛光车间,抛光车间是由一组组抛光线组成的,砖坯经过一次烧成冷却后,送上抛光线,通过预切边、刮平、粗抛、中抛、精抛,经过磨边、倒角、热风干燥然后进入分选工序。

17.1

预切边

预切边、磨边和刮平分别是由两组机械组成,每个平行边动作完成后,转坯90度转向,进行另一平行边的作业。

17.2

刮平

刮平机选用辊式金刚石刮平刀,将砖坯刮平至一定厚度,保证砖坯平整,厚度均匀,每个刮平刀刮掉的厚度0.2至0.4毫米,每个组机有刮平刀二至六个,进砖速度可以在3至10米之间调节。

17.3

粗抛中抛精抛

完成刮平动作后,砖坯在输送线上进粗抛机将砖面磨削平滑,然后进入中抛,从粗抛至中抛,可以抛去砖坯厚度0.1至0.2毫米。

从中抛机出来的砖,其光滑程度有点像哑光砖,有的为了追求这种哑光效果专门生产半抛转,精抛机的作用更确切地说像是上光机,砖坯经过精抛机表面光滑如镜,光泽度可以达到70度左右,砖坯通过不同的目数磨头转动,达到磨削、抛光的目的。

一般磨头的目数从24目开始至目甚至更高,完成整个抛光过程。

17.4

磨边导角

从精抛机出来的产品经过磨边、导角,使砖坯的尺寸准确均一,并避免砖角锋利的损伤或对人造成伤害。

17.5

防污处理

瓷砖抛光后为了提高防污能力,要在抛光砖的表面涂一层纳米防污剂,防污剂可以阻止在施工过程中水泥浆对砖的渗透,另外也会防止日常生活中墨水、茶叶汁造成的污染,这就是我们常说的抛光砖防污工序。

研发与设计

产品从原料选择、取样化验开始,到从窑炉出来的每一个环节,都是由各种研发和技术数据支持的。比如:成分配比、釉料调配、印花技术,烧成控制等等。

这些严谨的数据由技术人员控制,输送到生产线上的每一个环节紧密连接、互相配合。从而才能生产出优异的产品。也正是这些研发技术与数据的不同,才让我们今天的瓷砖出现如此之多的品种品类,它们将因为地理文化、设计风格、尺寸规格、质感纹理、色彩光泽的不同而赋予不同的家居风格。

质量检测

窑炉烧制后,经过冷却后的瓷砖通过平行的辊道缓缓输送出来,此时的瓷砖就要经过检测是否合格,检测方法主要是抽检,抽检次数与生产品类有关,新产品一般要求片片检测,而已经经过多次生产的成熟产品其检测比例要低一些。但总体比率不低于一比五。即每五片就要抽出一片检测。

不同的产品检测方法各不相同,对瓷砖的尺寸和平整度进行检测,没有通过检测的瓷砖会被挑选出来作为次品。

成品包装

经过检测的产品即可进入自动打包工序,按照不同的产品和尺寸,分设了不同的打包片数。从3片一箱到24片一箱不等。

大而重的瓷砖则片数少,小而精的瓷砖则片数较多,主要是为了库存、运输、购买整箱数的方便,定好包装片数后,如同变形金刚一般,经过“自动叠坯”、“自动放箱”、“自动放护脚”、“自动折箱”、“自动打带”、“自动打托”等一系列工序,产品得到完美包装。

入库与发货

打包好的成箱产品,工人利用叉车由生产车间运送至大型仓库进行储存,他们通过发货系统将会被按计划地运送至我们的终端仓库和专卖店。

能源与运输

瓷砖生产完成了,可是为了保证生产的持续,能源问题非常关键。生产线一旦开启,是不能中途停止的。因此,能源的持续供应才能保证生产的延续。



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