第七章辊道窑的操作与控制(共19页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上第七章 辊道窑的操作与控制 众所周知，烧成是陶瓷工业生产过程的关键工序。不管以何种原料来调配，也不管前道工序多么复杂、多么完善，没有烧成过程，或烧成过程不合理，就不可能得到满足要求的产品。要使制品烧成合乎质量要求，除了要有先进的烧成设备（辊道窑）外，还要有良好的操作控制，才会相得益彰。7.1 烧成制度控制的原理与方法7.1.1 陶瓷制品在烧成过程中的变化 陶瓷制品的烧成过程甚为复杂，无论采用何种烧成工艺（一次或二次烧成），它在烧成过程的各个阶段中均将发生一系列物理化学变化。透彻了解陶瓷制品在烧成过程中的变化，无疑对烧成控制有重大意义。陶瓷制品在烧成过程中的变化随不同的

2、温度阶段各有不同，下面分不同的阶段加以叙述。 第一阶段：室温300，此阶段为蒸发阶段，主要是排除机械水和吸附水，坯体不发生化学变化，只发生坯体体积收缩、气孔率增加等物理变化。第二阶段：300950，此阶段为氧化分解阶段，坯体的主要化学变化是结构水的排除、坯体中所含有机物、碳酸盐、硫酸盐等化合物的分解和氧化，以及晶型转变。7.1.1.1 分解反应1. 结晶水的分解、排除 此阶段为坯料中各种粘土原料和其他含水矿物（如滑石、云母等）结构水的排除。结构水的分解、排除温度，取决于原料的矿物组成、结晶程度和升温速度等。例如，高岭石的脱水温度约在400600之间，蒙脱石的脱水温度为600750，伊利石脱水温

3、度为400600，滑石在600以上脱水，瓷石在600700之间急剧脱水。2. 盐类的分解陶瓷坯料中一般含有碳酸盐、硫酸盐类物质，在此阶段会分解而逸出二氧化碳等气体，使坯体进一步收缩或气孔率增加（如釉面砖）。主要分解反应如下：MgCO3 = MgO+CO2 （400900）CaCO3 = CaO+CO2 （8501050）4FeCO3+O2 = 2Fe2O3+4CO2 （8001000）MgCO3CaCO3 = CaO+MgO+2CO2 （730950）Fe2 (SO3) 3 = Fe2O3+3SO2 （560750 ）7.1.1.2 氧化反应1. 碳素及有机物的氧化坯体中的碳素来源于坯釉原料，

4、如我国北方的紫木节土、黑碱石、黑砂虿和南方的黑泥等都含有大量有机物和碳素，还有烧成时烟气中未燃烧的碳粒沉积在坯体表面等。这些物质在加热升温时均发生氧化反应，其反应式为：有机物中C+O2CO2 （350以上）C（碳素）+ O2CO2 （约600以上）S+ O2 = SO2 （250920）2. 铁的硫化物氧化其反应式为：FeS2+O2=FeS+SO2 （350450）4FeS+7O2=2Fe2O3+4SO2 （500800）7.1.1.3 晶型转变1. 石英晶型转变石英在陶瓷配方中用量比较多，它在焙烧过程中会发生多种晶型转变，其体积产生较大的变化。在573，-石英迅速地转变为-石英，体积膨胀0.

5、82；在867，-石英缓慢地转变为-鳞石英，体积膨胀14.7。2. 氧化铝的晶型转变第一阶段：坯料中的粘土矿物脱水分解生成的无定形Al2O3，在约950时转化为-Al2O3。-Al2O3是一种反应能力很强的氧化物，在1000以上能与SiO2反应生成莫来石晶体，构成制品的骨架结构。第二阶段：950最高烧成温度，此阶段为烧结阶段。由于各种陶瓷制品性质及其所用原料不同，最高烧成温度也不同。主要发生的变化是坯体中的长石类熔剂熔融出现液相，由于液相的产生，在其表面张力的作用下，不仅促使颗粒重新排列紧密，而且使颗粒之间胶结并填充孔隙。由于颗粒曲率半径不同和受压情况不同，促使颗粒间中心距离缩小，坯体逐渐致密

6、。同时，游离Al2O3。与SiO2会在液相中再结晶，形成一种针状的莫来石新晶体，它还能在液相中不断成长，并与部分未被液相熔解的石英及其他成分共同组成坯体的骨架，而玻璃态的液相就填充在这骨架之中，使制品形成较严密的整体。此时，气孔率降低，坯体产生收缩，强度随之增加，从而达到瓷化。 第三阶段：即由高温至常温的冷却阶段。此阶段制品中玻璃相粘度增大，并由塑性状态转化为固体状态，硬度和强度增至最大。与此同时，发生石英的晶型转变（573）、析晶和物理收缩。因此，冷却速度对陶瓷制品的性能影响很大。7.1.2 烧成制度确定的原则合理的烧成制度是实现烧成过程优质、高产、低消耗的关键。烧成制度包括温度制度、气氛制

7、度和压力制度。温度制度无疑是烧成制度中最重要的。合理的温度制度包括： 各阶段合理的升（降）温速率； 适宜的最高烧成温度及高火保温时间； 窑内断面温度均匀性好（上下、水平温差小）。最高烧成温度主要取决于产品配方，可由同类产品工厂实际中收集数据或根据开发性实验得到的数据来确定。例如，一次烧成瓷质砖：白坯为12001250，红坯为11401180；一次烧成彩釉砖：白坯为11601200，红坯为11001160；二次烧成釉面砖：素烧为11001140，釉烧为10201030（透明釉）或10301060（乳白釉）。辊道窑多用于焙烧建筑瓷砖，产品厚度一般较薄，且单层焙烧，窑内温场容易保证均匀，因此可快速升

8、温与冷却，属快烧窑。但由于制品的导热热阻，制品表面与中心总会有温差，也就会在制品内部产生热应力，一旦超出一定界限就会使制品产生变形或开裂。我国学者宋嵩对辊道窑面砖快烧过程进行了工艺实验与计算机模拟研究，得出了面砖在烧成过程中最大允许温差（见表7-1）。表7-1 面砖在烧成过程中最大允许温差生坯（升温）温度范围/05005007007001100允许温差/9090100熟坯（降温）温度范围/11006506503003000允许温差/1001727根据生产实际与计算机模拟，除急冷后段（800700）降温速率要小于80/min和缓冷段降温速率要小于30/min外，其他阶段升降温速率达到100/mi

9、n都不会超表7-1中的最大允许温差。因此，只要传热能力增加，辊道窑生产建筑瓷砖，缩短烧成时间仍有潜力。但是除了考虑烧成过程热应力的影响外，还要考虑各阶段所进行的物理一化学变化所必需的时间。按前述陶瓷制品烧成过程的变化，以下对各阶段所需时间进行分析。第一阶段：辊道窑焙烧建筑砖类产品。只要坯体入窑水分控制在1以下，快速升温，坯体不裂。如入窑水分0.5，窑温度达150200，坯体不裂，坯体中残余水分也能在几分钟内排除。第二阶段：对于辊道窑来说，升温阶段的石英晶型转化并不是一个危险阶段，因为辊道窑温度均匀，石英晶型转换迅速，更重要的是升温阶段制品仍呈细颗粒状，孔隙率较大，体积变化有伸缩余地，故一般不会

10、出现晶型转化而引起的开裂。需要注意的是此阶段一系列氧化分解反应需要足够的时间，且有大量CO2、H2O等气态物质逸出，并应尽量在釉料熔融前顺利排出，以免产生黑心、气泡、针孔等缺陷。由于氧化反应速度一般随温度升高而加快，故在800950 时降低升温速率，保证较长时间是可取的。第三阶段：该阶段发生烧结物理一化学变化，需要一定时间（国内一般大于10min）。特别要注意的是为了达到制品内外烧结程度一致，制品釉面平整、光滑，在最高烧成温度下需一定的保温时间。保温时间长短取决于制品尺寸、坯釉配方等，一般为36min。第四阶段为制品冷却阶段，冷却前段（即急冷区），由于产品还处于塑性阶段，只要冷却均匀，冷却速率

11、可以达到100/min而不致引起制品开裂，但要注意在急冷后期（800 700）降温速率要减慢。在冷却中段（即缓冷区），由于产品内液相刚刚凝固，还比较脆弱，再加上573左右又有石英的晶型转换，故冷却速率不可超过30/min，在石英晶型转化温度范围还应更慢。500以后，随着制品强度的增加可以快速冷却（故称快冷区）。确定合理的温度制度除了理论分析（包括计算机模拟）外，由于产品种类、配方干变万化，更多地还要以实验数据为依据，并最终在生产实际中加以调整确定。图7-1为某厂焙烧瓷质砖明焰辊道窑实测的温度曲线图。图7-1 66m油烧明焰辊道窑实测温度曲线 由于建筑陶瓷大多在氧化气氛下烧成，故气氛制度在辊道窑

12、中较易得到保证。辊道窑属中空窑，窑内气体流动阻力小，据实测每米窑长压降约为1Pa，故辊道窑容易实现在预热带微小负压及成带微小正压霞工作，压力制度步难得到保证，图7-2微某厂66m油烧明焰辊道窑实测的压力曲线。图7-2 66m油烧明焰辊道窑实测压力曲线7.1.3 烧成制度控制的一般方法陶瓷制品的烧成过程，要求在特定的烧成制度下进行。如上所述，通过分析与试验，并在辊道窑实际生产中摸索出一套合理的热工制度。维持这一热工制度的稳定，是辊道窑正常生产的前提。然而在生产实际条件下，影响热工制度稳定的因素很多。窑炉操作人员的任务是，当扰动因素出现或已影响热工制度发生变化时，能够及时地进行操作，使热工制度迅速

13、恢复正常并稳定。这一工作也可借助自动化装置来实现，关于辊道窑的自动控制留待第7.4节讨论，这里着重介绍监测和人工操作控制的一般方法。7.1.3.1 温度制度的控制1. 温度的监测辊道窑温度的监测，主要依靠沿窑长装在窑顶或窑侧的热电偶所反映的温度数据。必须注意的是：由于传热的影响，热电偶测得的温度，既不是制品温度，也不是窑内气体温度。在预热带，热电偶测得的温度小于烟气温度而大于制品温度，且温度越低差别越大；在烧成带，与预热带类似，但三者温度差别比较小，且热电偶测得的温度较接近制品温度；在冷却带则相反，热电偶测得的温度大于气体温度而小于制品温度。（1）预热带温度的监测：要控制好预热带温度，有效办法

14、是控制好3个关键温度点，即窑头温度点、预热带中部温度点（约500处）及预热带末端温度点（约950处）。窑头温度过高，易使坯体炸裂；预热带末端温度点的位置，反映坯体预热的效果，并间接反映坯体在烧成带停留的时间；预热带中部温度点则是预热带温度最关键的温度点，控制这个温度点在适当位置意义很大。因若太前，说明窑头升温过急，易在坯体蒸发期造成开裂缺陷；若太后，说明窑头温度偏低，使得预热带后段不得不快速升温，一方面可能在晶型转化处产生坯体炸裂，另一方面使氧化阶段时间减少，容易引起气泡、针孔等氧化不足的缺陷。 （2）烧成带温度的监测：烧成带温度的监测，主要是确定烧成带的最高温度和高温区间长度，即制品在高温下

15、停留的时间。烧成带的最高温度是成瓷的最高温度点，它影响到产品的生烧和过烧；高温区间长度，影响到保温时间的长短，从而也影响产品质量。 （3）冷却带温度的监测：冷却带应监测急冷后的温度（约800处）、冷却带中部温度（约500处）及出窑前温度。急冷后温度点是判断急冷好坏的依据；冷却带中部温度点附近制品发生石英晶型转换（注意：此处热电偶测得的温度比制品温度低），这是制品产生风裂的危险区，其前后温度变化应平缓；出窑前温度则可判断快冷区的效果，同时，出窑温度过高，即使制品在窑内未开裂，出窑后仍可能发生惊裂。2. 温度的调控手段（1）预热带温度的调控：辊道窑预热带温度制度一般可通过调节排烟总闸、排烟支闸、安

16、装在预热带的烧嘴等开度来调整。但调节排烟总闸对窑内压力制度影响较大，只有当整个预热带温度偏低（或偏高）时才适当将排烟总闸开度打大（或关小）；利用烟囱排烟的辊道窑，有时天气、季节发生变化时也需要适当调整排烟总闸开度，例如夏季或气压低时也应将排烟总闸开度略微增加。调节排烟支闸，主要是调整各段烟气流量的分配，使之满足各点的温度要求。例如当窑头温度过高时，可将窑头前端排烟支闸关小些、而将末端排烟支闸开大些。但辊道窑排烟系统一般属集中排烟，调节排烟支闸只能对调整预热带前段温度起作用。调整预热带后段温度，还要采取其他辅助调节手段。对明焰辊道窑，可以调节安装在预热带的烧嘴及调温风管，调节窑顶的闸板；对隔焰辊

17、道窑，可以调节靠近预热带的烧嘴或燃烧室的燃烧情况，还可以调节窑顶各排湿孔的开度（这里起排热作用）。（2）烧成带温度的调控：烧成带温度制度主要是控制燃料与助燃空气的供应量及燃料与空气的混合程度，对气烧或油烧辊道窑，就是要控制燃料供应总管的压力、雾化风的压力、助燃风压以及各烧嘴的阀门开度。此外，控制两侧烧嘴喷出的火焰长度一致，且恰好在窑的中央部位交接，以避免产生水平温差。对煤烧辊道窑，就是要控制煤层厚度、加煤时间间隔及每次加煤量的多少。因此，正确的加煤、清灰、撬炉等操作是烧好煤烧辊道窑的关键。工人在生产实践中总结出”三勤一快，二准一轻，三交叉四统一”的操作要点：三勤即勤加煤、勤清灰、勤看火，主要目

18、的是使燃烧条件好、燃烧安全；一快即加煤速度要快，目的是避免炉门开启时间过长，吸入大量冷风而降低炉温；二准且口每次加煤量要准与加煤时间间隔要准，以避免炉温的波动；一轻即清灰或撬炉都要轻；三交叉即窑两侧燃烧室要交叉加煤、交叉清灰、交叉撬炉，目的是尽量做到稳定窑温、减少窑温的波动；四统一即统一认识、统一指挥、统一方法、统一操作。（3）冷却带温度的调控：冷却带温度制度主要是控制急冷风、窑尾风的风压与进风量以及抽热风量。急冷区要注意后段急冷风管的阀门开度比前段略小，以避免产品发生风裂。缓冷区要注意调节好各抽热风口的阀门开度使晶型转化段降温平缓。7.1.3.2 气氛制度的控制建陶工业辊道窑一般为全氧化气氛

19、烧成，气氛制度还是比较好控制的。对明焰辊道窑，主要是调节好空气与燃料比，供给过余空气，保证燃烧完全，使窑道中不出现冒烟；有些气烧辊道窑，当煤气热值波动时可能会出现瞬间还原气氛，要及时加以调节。煤烧辊道窑为隔焰辊道窑，火焰不进入工作通道，本不应出现还原气氛，但要注意隔焰板用旧破损后，加煤时往往会向窑道窜烟而破坏窑内的氧化气氛。7.1.3.3 压力制度的控制辊道窑属中空窑，气体在窑内流动阻力损失较小，窑内压降也小，压力制度较易控制。但控制好压力制度仍是实现合理的温度制度与气氛制度的保证，压力制度也关系到产品质量，因此操作中的压力控制还是很重要的。压力制度的控制如同隧道窑一样，主要是通过调整排烟总闸

20、开度来稳定预热带和烧成带之间零压面的稳定，使预热带处于微负压下操作，以利水气和坯体氧化分解产生的反应气体的排除；而烧成带控制在接近零压的微正压下操作，以阻止继续排气而产生针孔。另外，保持以烧成带与冷却带交界面划分的两段进出风量基本平衡，也是维持窑内压力制度稳定的重要手段。由于辊道窑大多为氧化气氛烧成，可让少量急冷段热风进入烧成带，既可用热风作二次空气以保证燃料完全燃烧与窑内充分的氧化气氛，并可提高热利用率，还可杜绝烟气倒流污染制品，当然必须保证不降低烧成带高温区的温度。控制手段主要是排烟闸的开度、喷嘴开度大小、急冷风管闸板的开度、抽热风闸板开度及分配情况等。7.2 辊道窑烧成缺陷分析烧成制度是

21、否调试得合理，最终还要由烧出的产品质量来判定。产品质量的优劣，决定了产品在市场上的竞争力，因而克服产品缺陷、提高产品质量对企业来说是至关重要的。陶瓷产品的缺陷一般都要经过烧成后才能发现，而且烧成后缺陷一旦产生就无法挽回，故俗话说陶瓷是“生在原料、死在烧成”。因此，热工窑炉的技术人员、操作人员应对各种缺陷有一定的认识，才能对所出现的缺陷进行分析后对症下药，消除或减少缺陷，提高产品质量与档次。然而，造成缺陷的原因往往是错综复杂的，即使是同一缺陷也不一定能找到一个固定的解决模式，而要根据窑炉结构特点、产品种类、燃料种类，甚至季节特点等具体情况加以分析。产品缺陷除了烧成工序产生的外，大多往往是前段工序

22、造成的隐患，经过烧成工序反映出来的，而且许多缺陷并不是单一原因造成的。故本节虽重点分析烧成缺陷，但在此也不刻意区别缺陷来自烧成或前道工序。7.2.1 开裂开裂是辊道窑快烧建筑瓷砖等产品时较常出现的一种缺陷，可分为升温阶段开裂与降温阶段开裂。升温阶段由于制品尚未瓷化仍呈颗粒状，故此时开裂出窑后特征为断面粗糙，裂口呈锯齿形，又因开裂后还经高温煅烧，故裂口边缘圆滑，裂缝中可能有流釉。降温阶段开裂因制品经过了烧成带高温瓷化，开裂后必然呈现断面光滑、裂口锋利的特征。7.2.1.1 升温阶段开裂 升温阶段开裂多发生在砖坯边缘部（见图7-3），最常发生在预热带前段，即蒸发阶段。主要原因是坯体入窑水分较高而窑

23、头升温又过急，传热速率大于水分向外蒸发的传质速率，坯体表面硬化使内部水气不易排出而造成开裂，故此种开裂一般裂口较大，叉称大口裂。解决办法是严格控制坯体入窑水分，在窑炉操作上通过调整排烟支闸等来降低窑头温度，对明焰辊道窑还可调小或关闭预热带辊下第一、二对烧嘴，以避免预热带开始时温度升得太快。在预热带中后期如升温过急由于晶型转化等也可能发生开裂，此时开裂一般裂口很小，锯齿也细小。辊道窑烧成，这种缺陷不多见，有也多出现在外侧等温度条件不良处。升温阶段开裂除烧成因素产生的外，还有两种较常见，即硬裂与层裂。硬裂的特征是形如鸡爪或蚯蚓蠕动似小裂纹（见图7-4）。这一缺陷主要是粉料水分不均匀或填料、加压操作

24、不当，使砖坯密度不一致，待到入窑升温时收缩也就不一致，因而造成开裂。解决这一缺陷主要从改进前道工序着手，如增加粉料存腐时间、改进填料与压砖的操作。层裂是与砖面平行的开裂，在墙地砖生产中常有出现，但问题不是出在烧成，原因主要是成型时粉料内空气排除不足而封闭在坯体内，烧成时排出不顺畅造成膨胀（产生夹层）或裂开（产生层裂）。解决这一缺陷要从配方开始入手，减少片状结构的原料。（如滑石、方解石等），改进造粒方法，正确掌握压砖操作等。图7-3大口裂 图7-4硬裂7.2.1.2 降温阶段开裂降温阶段开裂又称风裂或冷裂，在快速烧成的辊道窑中较易发生，但也容易在烧成过程中依靠经验采取正确的窑炉操作调试而加以克服

25、。该缺陷在石英晶型转化区最易出现，应调节好冷却带鼓入冷风与抽出热风的各闸板，使600500温度范围内降温缓慢。有时出窑产品靠窑墙边部开裂较多，这很可能是辊子与孔砖间密封不严，而缓冷段窑内呈负压，吸入冷风从而引起风裂。应经常检查辊孔密封情况，并及时用陶瓷棉补充以堵塞漏风处。产品冷却时易引起开裂的另一区段为急冷后段，辊道窑急冷段多用辊上下并列排布的急冷风管，合理调节各风管支闸开度大小，使后段降温较慢些。例如某厂辊道窑焙烧彩釉砖，急冷段排列的12对急冷风管全部开启，发现出窑产品表面有肉眼难以观察的细丝裂纹，对急冷进风调整，大开前3对，其余基本关闭，该缺陷消除。另外，当快冷段冷却速率达不到要求时，也可

26、能因产品出窑温度太高而造成产品出窑后惊裂，这时应增加快冷段的鼓风量。有时还会因进窑作业不平稳，造成窑内制品不连续而存在大段空缺，引发窑内温度及气流变化，也可能产生开裂缺陷。7.2.2 变形烧成不当造成的变形缺陷大多都是由窑内温度场不均匀，使制品暴露在较高温度的部分有较大的收缩或软化较强，因而产生变形。当然，还有其他很多因素可造成变形缺陷，如辊子不平整、传动不平稳等机械效应导致的变形；配方不当、砖压成形时密度不均等前道工序都有可能留下产生变形的患。这里仅讨论窑炉操作上的原因。7.2.2.1 平整度缺陷当窑内辊上下存在较大温差时，温度较高的一面例如砖坯顶面，就会有较大的收缩而发生下凹；反之，在辊上

27、温度较低时，则会发生上凸变形。总之，窑内因上下温差产生变形，砖坯总是凸向低温面。1. 翘角坯体的四角都上翘约30mm，其他部分平整或只有少许下凹，如图75。缺陷发生频率几乎固定而且全窑一致。但位于侧边的坯体较不严重。如果辊上下温差未予适当控制，缺陷多发生在烧成的最后25min。以中等尺寸的坯体为基准，克服的办法是：若出窑产品尺寸正确，降低辊筒上方温度510，并对等提高辊筒下方温度；若出窑产品尺寸偏大，则升高辊筒下方温度510或以上；若出窑产品尺寸偏小，则降低辊筒下方温度510。图7-5翘角图7-6 角下弯2. 角下弯如图7-6。这一缺陷与翘角完全类同，只是辊上下温差相反，产生翘角是由于烧成后段

28、辊上温度高于下方温度，而产生角下弯则是由于烧成后段辊下温度高于辊上温度。故解决办法与上述对应。3. 弯曲坯体边缘平稳地逐渐下凹，如图7-7。若为长方形坯体，长边比短边显著。缺陷发生频率几乎固定而且全窑一致，但位于侧边的坯体较不严重。缺陷可发生在烧成全过程，尤其在升温中期和后期存在辊下温度高于辊上温度时。克服办法是：若出窑产品尺寸正确，降低辊筒上方温度510，或依照调整结果在此温度范围以上，并对等提高辊筒下方温度；若出窑产品尺寸偏大，则升高辊筒下方温度510或以上；若出窑产品尺寸偏小，则降低辊筒下方温度510或以下。4. 平行上弯坯体前端及后端两边，距边缘约7080mm上弯，如图7-8。缺陷发生

29、的频率几乎固定而且全窑一致，但位于窑侧制品较不严重。该缺陷较可能发生在烧成带前段，即850900和低于最高温度50100之间的位置。其矫正方法是在该段提高辊上温度和降低辊下温度，使其略呈下凹，但绝不能上凸。这样，坯体在辊道上继续前进时，在凸出点维持平衡，利用高温软化现象，坯体可因机械应力作用而恢复平坩。 图7-7弯曲 图7-8平行上弯5. 扭曲在坯体前后端，距边缘约7080mm处上弯，随后离边30mm下弯，如图7-9。缺陷发生的频率几乎固定而且全窑一致，但位于侧边的坯体较不严重。发生的原因众多： 可能是在急冷区或急冷刚开始时，坯体在前进中自我挤压。若为此原因，应调节分段传动的速度，使制品间的空

30、隙稍微加大。 可能是前述角下弯缺陷的扩大，常在烧成带最后510min发生。在此必须注意的是本现象并非仅靠测量窑温就可证实，尤其是长期停窑后再开时，更是如此。如果温度是自动控制，则每一组烧嘴的气压必须予以校验，并酌情提高最后一对辊下烧嘴所用的气压。 可能是前述角下弯与平行上弯两缺陷的综合。可先按第（2）项的方法改进，直到缺陷转为平行上弯的形式时，再以第（4）项中建议的方式进行修正。图7-9 扭曲6. 不规则扭曲如图7-10。无法分类的不规则变形，全窑发生处不同，也不一致。虽然时常发现在特定位置，并为同一缺陷形式；但长时间观察仍是不连续现象。这种变形大致与坯体在窑内的运送方式有关，时常可见外缘坯体

31、略快中央落后以致于呈弧形前进。原因是辊筒表面有污染物粘积，或是坯体的厚度及间隙产生变化。有时变形可能源于坯体成型时所产生的下凹或上凸，则必须在前道工序先行矫正。坯体形态正确矫正和保持辊筒表面的平整，可消除本项缺陷。此类缺陷可能发生在窑烧成末期和急冷段之间。图7-10 不规则扭曲7.2.2.2 两边尺寸不一俗称大小头，如图7-11。显然，该缺陷是因窑内水平温差较大造成，可能是因两侧烧嘴的燃料或空气量不均所致；或窑顶的隔板高度不一，引起两侧的气流流动不均；或窑底的一侧有堆坯现象，而引发两侧的蓄热不均所致。图7-11 大小头7.2.3 黑心若在烧成过程中有机物未完全烧去，在坯体内会出现黑心，白坯会呈

32、黄一绿一灰阴影，而红坯则呈黄一灰一黑色。颜色是由有机物和碳化物因氧不足而生成的碳粒和铁质的还原现象所形成，也可能因气体肿胀而在瓷砖内形成双凸状穴洞。所有降低釉面透气性的因素，例如：坯体过高的水分及过细的粒度、过高的成型压力、厚度过大及釉料熔点低等皆可诱发此类缺陷。对窑炉操作而言，要消除这些缺陷须采取措施以保证在600650使有机物完全燃烧；在800850时（特别是红坯），应使气体在釉料未充分熔融及部分坯体已玻化之前顺利排出。在预热带全程以负压操作，以利反应气体的排出；为留出更多的时间进行氧化反应，在保证不致引起预热开裂缺陷的前提下，可加快预热带前段升温速率；充分供应空气以保证氧化环境。尤其是预

33、热带后段，空气可直接在烧成区之前喷入窑内，以冷却来自该区的热气，使800850左右升温平缓，并使环境呈充分氧化气氛，可有效地消除此类缺陷。常观察到的黑心缺陷有下列3种典型形态：（1）如图7-12a的形态。若缺陷仅在坯的一边，一般是模腔装料不均而产生的缺陷。若缺陷在坯的四周，则是压砖操作引起的问题，可能是上模下降太快，导致模腔边缘积集微细粉末；也可能模具下降太大，空气因此未顺利排出，而导致模腔内某些区域积集微细粉末。（2）如图7-12b的形态。产生缺陷的原因是坯料研磨过度，或成型压力过高，或釉料熔融温度过低，在碳素完全燃烧前失去表面透气性。釉料熔融温度不能提高时，可在烧成带前段辊上利用冷风喷管或

34、辊上烧嘴（仅开空气）喷入冷空气，以保持釉面低温，在适当的烧成时间内避免其熔融。（3）如图7-12c的形态。黑心偶尔伴有胀起，是由于坯体中含有高水分的粉块。此问题不能凭调整烧窑操作获得解决，必须检查粉料并严格过筛；或注意来自设备的偶发污染物，例如：喷雾干燥时不良燃烧造成的碳粒、压砖机漏油等。图7-12 黑头7.2.4 釉面缺陷釉面缺陷的产生和存在严重地影响釉面制品的外观质量，影响装饰效果。以下对各种常见的釉面缺陷进行一些分析。7.2.4.1 色差单件制品的各部位或批量产品的每件呈色深浅不一、色调浓淡不均匀的现象即为色差缺陷。另外，釉面呈现不同于本身正常色调的异色，也视为色差缺陷。色差缺陷的形成主

35、要来源于色剂本身，如色剂原料性质的波动、色剂原料粉碎细度不同、色剂配料时混合不均、色剂煅烧温度低或煅烧时间短等，使色剂显色能力降低，显色稳定性差。利用这样的色剂制成的釉料，对温度和气氛的变化特别敏感。此外，施釉工艺不当，如釉料的浓稀变化、釉层厚度变化都有可能导致色差缺陷。对烧成过程而言，主要由窑炉烧成温度的变化和差异而产生色差缺陷。例如，生产棕色釉面瓷砖以Fe2O3为合成着色剂的主要原料，当温度高于1250时将发生如下化学反应：2 Fe2O3=4FeO+O2 （1250以上）由于FeO的生成而使釉面产生带有灰黑色调的不正常色调。用铬钛黄作着色剂制备的釉料在烧成温度变化时，釉面制品也会发生类似的

36、色差缺陷。此外，在烧成过程中气氛的异常变化也可能导致产品产生色差缺陷。例如，以Fe2O3着色的棕色釉面，在还原气氛下将生成FeO，从而导致釉面呈现灰黑色调。因此，在烧成操作中要克服色差缺陷，主要是保持窑内温度和气氛的稳定，消除窑内温差。7.2.4.2 釉面不平整当氧化不足时易产生釉面呈”蛋壳”状、釉面出现气泡或针孔等釉面不平整的缺陷。主要原因是过量空气供应不足，窑内通内又不良，使烧成区呈现较高的废气浓度，甚至由于燃烧不完全而产生的碳粒在釉面沉积。即使在隔焰辊道窑内，燃烧废气不与釉面直接接触，当窑内通风不良时仍有充满釉料蒸气的空气滞留在此区域，这种空气也可能造成釉面的不透明区域，有时伴随着针孔产

37、生。针对这些原因，在窑炉操作上显然应增加空气量及紊流状态，加强窑内通风，如调大烧嘴的空气进量，适当增加排烟的抽力；保证预热带氧化分解阶段反应充分，使坯体中反应气体在釉熔融前完全排出。釉面不平整缺陷除烧成过程外，还与前道工序有关。例如，当坯釉中碳酸盐成分较多时，而在烧成时控制又不良，容易引起釉面针孔。当釉料中可熔性盐类较多时，这些盐类在干燥时随水分蒸发而向坯体边缘迁移并在那里积聚，从而降低了这部分釉的熔点，使其提前熔化而堵塞了挥发物的排除，会在制品边缘形成一串小釉泡（俗称水边泡）。7.2.4.3 釉面析晶当急冷段降温速率不够快时，可能在釉玻璃相中产生二次析晶。当析晶严重时，制品釉面析晶呈圆圈痕迹

38、的鳞状，略轻时则呈针状、鸡爪状或雪花状；当析晶较轻时，则出现霉腐状花膜析晶或蒙雾状析晶。产生析晶的原因除急冷操作不当外，当烧成带燃烧不完全时，产生的碳素在釉面沉积作为晶核，会促进釉面析晶，尤其当窑内存在烟气倒流时更甚。另外，当燃料中含硫量高时，含硫烟气易与釉熔体作用形成硫酸盐晶体，使釉面出现白斑或发蒙。窑上操作克服办法主要是增大第一、二对急冷风量，以使制品高温时快速急冷，且能阻止烟气倒流。7.2.4.4 缩釉一般说来缩釉缺陷的根源不在烧成而在前段工序。由于配方及施釉工艺的原因使釉层对坯体的附着力差；从而在釉坯干燥或焙烧初期，釉层就出现裂纹甚至与坯体部分脱离，以至到釉熔融阶段在表面张力作用下产生

39、缩釉，这对那些高温时对坯浸润性差、表面张力大、粘度高的釉料更易发生。因此，克服该缺陷应从配方入手，适当调整配方或在釉料中添加少量可塑性原料，例如加入12的高塑性膨润土。另在施釉时要控制好釉浆密度与坯体温度，以增加釉层对坯的附着能力。从烧成角度考虑，减小预热带初始阶段升温速度，以免釉层产生裂缝；在烧成带延长高火保温时间，以克服釉料高温粘度大与流动性差之不足。7.2.4.5 其他釉面缺陷在辊道窑烧成建筑瓷砖，出窑制品还常会出现其他一些影响釉面外观质量的缺陷，如斑点、熔洞、棕眼等。显然，这些缺陷与窑炉操作无关，只有加强前道工序的管理才能克服。例如，加强原料的精选精洗，除铁除杂质，改善施釉工艺的管理与

40、操作等。7.3 辊道窑的维护与常见故障排除辊道窑是建陶工厂的关键设备，可称为工厂的”心脏”，它的正常使用与维护关系到企业生产的正常进行与企业的经济效益。而且，辊道窑是企业固定资产的重要组成部分，它的价值一般要占固定资产的1/4以上。搞好辊道窑的管理与维修，就能延长辊道窑的使用寿命，是提高企业经济效益的重要途径，这应成为企业管理的一项重要内容。辊道窑与传统陶瓷窑炉不同，机械化、自动化程度较高，日常维护更显重要。要加强对工人的使用、保养教育、健全岗位责任制，使各类人员各负其责。要以预防为主，维护保养与计划检修并重。辊子及其传动系统、烧嘴是容易发生故障的部位，尤其要注意日常的维护、保养、检查和修理。

41、而窑体只要正常操作，生产时一般不会出现故障，只须在年终停窑时进行一年一度的检修。 7.3.1 辊子的使用与维护辊子是保证辊道窑正常运转生产的基本部件，而且数量多、价格也较贵，因此它的正确使用与维护非常重要。新购进的陶瓷辊棒，在使用前应进行质量检查，即检查辊棒的直线度、直径度、长度，其误差应符合4.1节中所规定的标准。其次，新辊棒在使用前尚须做好以下准备工作：（1）在辊棒工作面涂上铝浆保护层，可以采用扫浆、淋浆、浸浆3种方法，其中以淋浆法较易操作，效果较好。上浆长度一般以比窑内有效宽度长10cm为限；上浆厚度最好是1mm，不要超过1.5mm，也不要低于0.8mm。（2）在辊棒两头内孔中塞上约3c

42、m长的陶瓷棉或石棉，以防止窑内热量向外扩散，浪费热能并影响传动轴承正常运转。（3）上好传动端钢顶与被动端钢圈，上钢圈的作用是保护棒头不受磨损和加强摩擦力。（4）进行预热以防止急热破损，一般可以放在窑顶上预热，若准备放入高温段使用，则可先放到中、低温段使用一段时间后再调到高温段使用，避免辊子的急冷急热。安装好辊棒后，要检查辊棒与孔砖是否接触，若有接触则须进行调整，否则运行中易造成断辊。正常生产中，操作工也应经常进行检查。发现断辊的方法是看被动端是否在转动，若被动端辊子不转动即辊子已断，应及时更换，以免造成更大事故。辊道窑长期运转后，釉料及烟气中杂质会沉积粘结在辊棒表面，造成辊棒表面不平整，从而影

43、响制品在辊道上的正常运行。因此，即使不发生断棍，辊子也要定期进行更换维修，尤其是高温段部位的辊棒。辊棒更换时，要特别注意防止急冷急热，抽出的辊棒要采用正确的冷却方法，切忌直接放在地面上。一般采用机械旋转支架，热辊棒放到支架旋转的摩擦托轮上，使其在转动中均匀冷却。若辊子有变形，则应在辊棒冷却到外温700600、内温800900时，把变形下弯的辊棒全部向上扭转，使其弯形下弯部分向相反方向收缩下弯复原，如此来回操作翻动，直至辊棒温度降到外温400300。更换下来的旧辊棒待冷却后要进行维修，辊棒的维修包含削、磨、擦、扫、抹、浆、干、检8道工作程序。削是指辊棒要用刀、锉刀削掉辊棒表面上凸粗粒或套环杂质；

44、磨是指用砂轮机或人手抓砂轮磨掉表面的杂质颗粒；扫是指用油刷扫除辊棒表面的粉尘；抹是指用干净的湿毛巾抹去辊棒表面尘埃和湿润辊棒表面，使上辊棒浆时，浆料和辊棒表面容易相互粘住；浆是指辊棒要上一层涂料泥浆，其上浆标准和程序如上所述；干是指辊棒上浆后要进行人工晾干，以自然晾干为宜；检是指经过上述各道维修工序后，在使用前还必须认真检查其平直度、直径度等。只要经过严格和认真的维修，旧辊棒仍然可以使用，以发挥其应有的效益。7.3.2 传动系统的保养与维修辊道窑传动系统主要包含电动机、减速器、皮带传动、链传动、齿轮传动等构件。这些构件组合简单，而且大都处于暴露位置，因此，其保养与维修较一般机械简单。维修人员主

45、要是经常检查电机等设备有无发热现象，各传动部件是否咬合正常，运转是否平稳、有无噪声，定期给传动系统添加润滑油等。对齿轮传动，发现出现噪声、冲击和振动时应针对产生原因及时校正；长期工作还会使齿面发生麻点（点蚀）及磨损等现象，磨损严重或断齿时则要及时更换。辊子主动端的齿轮一般采用油槽润滑，机油应浸没辊子传动轮的三分之一。对链传动要注意链条张紧程度适中，当长期运转链条过于松弛时，要采用适当调整张紧装置或移动链轮增大两轮中心距的办法进行张紧。润滑时，应设法将油注入链活动关节间的缝隙中，并均匀分布在链宽上，润滑油应加在从动边上，使润滑油容易进入各摩擦面之间。当发生停电等事故时，要启动备用直流电机，保持传

46、动系统的继续运转，以防窑内辊子在高温下发生变形。7.3.3 烧嘴的使用与维护无论是在新窑点火还是使用中烧嘴熄火后重新点燃烧嘴，都是先开启烧嘴的空气阀再开燃气（或燃油）阀门；而在出现停电等情况要关闭烧嘴时，则应先关闭燃气（油）阀，再关闭空气阀，以防止发生事故。在正常生产时，烧窑工人应经常从观火孔观察对侧烧嘴的燃烧情况，如发现异常应及时分析解决。例如，发现火焰带黑烟，说明燃烧不完全，有可能是空气量不足，必须增加空气量或提高空气压力；对油烧嘴还可能是雾化不良或油气混合不好，可通过提高油温或适当调节空气量等手段来加以改进。又如，发现火焰柱一边抖动，可能是喷油（煤气）口部分结焦或油出口变形，要清洗喷嘴或

47、更换喷油口。对煤气烧嘴还要注意在煤气压力或空气压力变化时可能发生的回火或脱火现象，一经发现就得及时处理。烧嘴长期使用后由于杂质的侵入或结焦总会产生喷孔不通畅的情况，因此要定期进行清洗，对油烧嘴经常清洗更显重要。此外，为保证燃油（燃气）的洁净，还要经常清洗油路或煤气管路中的过滤器，从而也维护了烧嘴的正常运行。7.3.4 常见故障的排除辊道窑运行中常出现的故障是制品跑偏、起摞、断辊等。 制品跑偏主要是辊道安装不水平、辊子之间互相不平行、辊子表面粘釉等原因使制品在辊道上沿窑宽方向各点线速度不同而造成的。解决办法是严格校正辊子尺寸，保证辊面水平度和辊子中心线平行度，调换粘釉的辊子。产生断辊的原因有：瓷棍与孔砖摩擦或卡住；产品炸裂或跑偏，使瓷片汇积成堆；活动接头松动，造成瓷辊端部断裂；瓷棍与窑底或隔焰板太近，堆积的碎瓷片卡断辊子。解决办法是：经常检查注意瓷辊运行情况，及时排除故障，及时清除窑道内堆集的废瓷片；根据断辊原因，对症解决。产品起摞一般是辊子粘釉引起。凡是底部粘釉料的砖坯一律不得进窑，以保持辊子不粘釉。发现粘釉的辊子要