工藝 | 輕質石材保溫板變形嚴重的問題分析

問：我司生產輕質陶瓷仿石材飾面保溫裝飾一體板產品（簡稱“輕質石材保溫板”），六月份生產后，產品前后邊變形較嚴重，影響產品加工尺寸。已嘗試提高前溫溫度，并不見好轉，請問是什么原因？ 

答：輕質石材保溫板是一種二次布料一次燒成的輕質陶瓷石材裝飾效果復合裝飾板，基體為輕質閉孔發泡陶瓷材料，裝飾面料為微發泡陶瓷材料或不發泡的微晶玻璃材料。燒成時，基體材料需要經過干燥脫水、有機物氧化、碳酸鹽分解、玻化燒結、發泡膨脹、快速冷卻、緩慢冷卻等階段。基體材料在脫水、燒失揮發、玻化燒結階段產生收縮，在發泡膨脹階段產生膨脹，在緩慢冷卻階段產生微收縮。裝飾材料在脫水、燒失揮發、玻化燒結階段產生收縮且與基體材料要保持收縮基本一致，否則將會變形，在發泡階段利用微晶玻璃體的高溫低粘度性質，被發泡基體陶瓷材料拉平，而且在緩慢冷卻的脆性階段，裝飾面材料和發泡陶瓷材料的熱膨脹系數一致。 

實際上，由于裝飾面料與保溫基層材料在組成上的不同，以及材料水分含量、揮發分含量、始熔點、玻化燒結尺寸線性變化不同以及窯爐上下溫度的差異，會導致在干燥脫水、有機物氧化、碳酸鹽分解、玻化燒結發生變形，譬如面凹變或者面凸變，進入發泡膨脹階段。隨著材料高溫蠕變性的變化，以及玻璃陶瓷體高溫粘度的降低，基體陶瓷材料發泡劑的作用，以及上下溫度制度的變化，產品會發生二次變形或多次變形。基體材料的熱塑性也會隨著面料裝飾材料的粘彈性變化，基體材料的膨脹變化，陶瓷輥棒的傳動以及窯體氣流和溫度場的變化而發生變化和變形。甚至，涂在基體材料下表面的耐火底漿和涂在裝飾材料上表面的釉料和裝飾材料的厚度變化，都會影響基體材料的膨脹，結果必然會影響尺寸、厚度和變形度。 

你所說的前后邊變形嚴重，影響加工尺寸現象，因為前期沒有，且配方和原料沒有發生變化，很可能是和在干燥脫水、有機物氧化、碳酸鹽分解、玻化燒結前段發生變形有關，由于熱氣流往上，前溫熱電偶測溫點少，有些就設置在窯爐頂部，所以極有可能是下溫低，面溫高所致的“凹變”，當“凹變”進入玻化燒結后段和發泡膨脹階段后，由于產品“凹變”，卷起的邊部也會由于傳熱作用，先膨脹，隨著高溫蠕變性和面料玻璃陶瓷體粘度的變化，“凹變”會趨于緩和，但是由于“凹變”所致的卷起的四周受溫度和膨脹沒有阻力影響，會先膨脹，且膨脹快。進入發泡膨脹階段后期，由于高溫蠕變性和面料玻璃陶瓷體粘度的急劇變化以及棍棒傳動力和傳動摩擦阻力和膨脹蠕動阻力的影響，最終趨于平整，但是發泡陶瓷板會被拉扯變形，形成前段邊部凹陷，其他三邊凸起的情況，這種情況會導致加工量增加，且加工后的尺寸無法保證生產要求，甚至還會出現面部變形。 

如何解決，筆者認為還是從窯爐的維護保養開始，首先要清理好干燥脫水階段窯爐階段下部的掉落坯體，保證下部氣流順暢；其次維護好有機物氧化、碳酸鹽分解、玻化燒結窯爐階段下部的擋火墻和擋火板，確實起到隔離阻斷、調節氣流的作用；其三是維護好有機物氧化、碳酸鹽分解、玻化燒結階段窯爐上下部燃燒系統和燒嘴，做到需要時點燃下部燒嘴，保證上下溫度的一致或者防止在該階段的凹變形；其四，在玻化燒結前段，可以適當提高面溫，提前降低面料玻璃陶瓷體粘度，降低膨脹時面料對底料發泡膨脹陶瓷體的阻力；其五，在成型時適當降低面料厚度，提高底料厚度，減少面料熱性能差異對底料的影響；其六，處理好細節，譬如陶瓷輥棒的質量檢測和維護，耐火底漿的涂布質量，減少運動過程的阻力影響。