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瓷釉质量对搪玻璃反应釜质量的影响

发布日期:[ 2015年4月24日 ] 共阅[ 2167 ]次

1引言

众所周知,搪玻璃反应釜质量的好坏不仅与钢坯质量、搪烧质量以及使用条件等因素有关,而且与瓷釉的质量也有很其密切的关系。但瓷釉的质量不仅取决于瓷釉本身的化学组成,而且与瓷釉的制备工艺关系密切,一个好的瓷釉配方组成,如果没有合理的制备工艺作保障,是不能获得高质量的瓷釉的。没有高质量的瓷釉,也就很难制得高质量的搪玻璃反应釜。在实际工作中,我们研究了瓷釉制备工艺与搪玻璃反应釜质量的关系,本文从实际出发,进行简要的阐述和探讨。

2瓷釉制备工序

瓷釉的制备一般包括以下几个主要工序:

2.1原料的储备;

2.2配合料的计算、配制与混合

2.3熔制、冷淬和烘干;

2.4研磨和储存。

3各工序对搪玻璃反应釜质量产生的影响

3.1原料的储备

原料的储备包括原料的购进、化验、储存等。在购进原料时,要按规定的原料含量进货,原料的纯度不能低于规定要求。因为,若含量低于规定要求,相应的杂质的含量就增加,给瓷釉的性能带来不利影响,使其不能达到预期的目的。原料的化验要准确,储存要防止受潮、混料、落入杂物等。

3.2配合料的计算、配制与混合

3.2配合料配比的计算是以原料化验报告单中的百分含量为依据进行的,必须准确无误,否则严重影响瓷釉质量。

3.2.2粉料配制是非常关键的一道工序,配料的准确与否直接影响着瓷釉的质量,因而在操作中要严格按工艺操作,对原料的种类、数量和配料方式(如:量小的原料应用天平称量)等要严格控制,不能出现丝毫差错。

3.2.3瓷釉粉料的混合也是一个关键的工序,混合均匀的瓷釉粉料有利于熔制过程中液相、固相反应的正常进行(因液相反应,主要依靠液体与溶液之间的相互渗透而发生反应;而固相反应则主要依靠在一定温度范围内各参与反应物料的分散度与相互混合的均匀度)。粉料的均匀混合,不仅有利于迅速建立熔制时的平衡状态,而且能促进熔制过程中的物理化学反应,为获得较均匀的熔融物提供了良好的条件。

如果粉料混合不均匀,容易引起瓷釉熔体的分层而产生“沉渣”现象,瓷釉的熔制过程会遭到破坏,部分原料不能充分进行分解、氧化与置换反应,导致整个瓷釉化学组成的改变,进而造成搪瓷产品的质量变差。

3.3熔制、冷淬和烘干

3.3.1熔制物质的性质由组成和结构决定,这是普遍规律。有一个良好的瓷釉配方组成,还要有一个合理的熔制工艺与之相适应,这样才能获得性能良好的搪玻璃釉。瓷釉的熔制过程,就是将充分混合的粉料在高温下进行物理化学反应以形成瓷釉的过程,这个过程能否正确进行,关系到能否按所要求的瓷釉组分和结构制得瓷釉。

3.3.1.1加料通常加料前炉内应保持一定的温度,一般掌握在130CrC左右。

3.3.1.1.1当炉内温度较低时加料。炉内温度较低时加料,因粉料要吸热使炉内温度降低,由于炉内温度本来不高,加入粉料后温度会更低,要完成整个反应需要的时间将延长,会导致熔点低的物质大量挥发,改变了瓷釉的组成,降低了瓷釉的膨胀系数和弹性,易导致爆瓷等缺陷。

3.3.1.1.2炉内温度太高时加料。炉内温度太高时加料,虽粉料要吸热但温度下降不大,但瓷釉在温度过高的温度下熔制,熔点较低的物质还来不及与其它物质反应就挥发掉,使瓷釉的膨胀系数减小,弹性降低,脆性、粘度增大,使产品易爆瓷、易产生气泡缺陷。

3.3.1.1.3加料方式对瓷釉的质量也有一定的影响。采用坩埚炉熔料,一般应等坩埚内次加入的生料全部熔化,也就是平常所说的“熔平”时才能再加剩余的料,否则会引起料未熔化而被新加入的生料压向缸底而得不到充分的熔融,分解的气体不能充分逸出,而产生气泡等缺陷。

3.3.1.2熔制温度和时间;瓷釉的熔制过程一般分为以下五个熔制阶段:阶段,排水阶段;第二阶段,固相反应阶段;第三阶段,液—固相反应阶段;第四阶段,液相反应阶段;第五阶段,即趋向均化阶段。一般瓷釉均在第四熔制阶段终止前出料,只有工业耐酸釉、耐热釉等进入第五熔制阶段,并且在本阶段的中后期出料。瓷釉的熔制质量取决于各熔制阶段的合理温度和反应时间。

3.3.1.2.1熔制温度过高、时间过长导致瓷釉熔制过度:瓷釉粉料只有在较高温度的作用下,各分子、离子间才能产生化学结合力,温度越高,分子、离子间产生化学结合力越大,形成的瓷釉网络结构越紧密。因此,瓷釉的化学稳定性越好,弹性越高。但是,随着熔制时间的增长,熔制温度的过于提高,低熔点的助熔剂挥发量大,再加上着色剂的挥发,易对瓷釉产生如下影响:

a.R2O氟化物等的挥发,明显降低了瓷釉的膨胀系数,这是瓷釉“熔老易掉瓷”的主要原因,从而也明显降低了搪瓷产品的耐温急变和耐机械冲击性能。

b.工业瓷釉一般进入第五熔制阶段,这样使瓷釉趋向均化,瓷釉网络结构形成的比较完善,游离的R2O减少到较小限度,因而提高了瓷釉的化学稳定性。但是,如果第五熔制阶段的时间延长,瓷釉更趋向玻璃化,即越趋向均质化,因而降低了瓷釉的软化点和弹性,这也是熔制过度的瓷釉“不耐火”的原因,使瓷层易产生釉流、爆瓷等缺陷。

c.由于密度小的化合物挥发越大,密度大的化合物相对含量增加,使瓷釉的密度增大,游离碱减少,瓷釉的停留度和涂搪性能变差,给喷粉操作带来困难。

(由于R2O和某些RO挥发过多,使网络更加紧密,粘度增大,使烧成温度提高。烧成温度高,气体通道不易被封闭,使钢板表面很易氧化,而生成过量的氧化铁层,降低密着性能。烧成温度提高,使烧成时间也相应延长,易使金属“二次析氢”从而导致鱼鳞爆瓷。

e.熔制过程中,因化合物的挥发量大,改变了瓷釉的化学组成,使弹性降低,瓷釉发脆,易爆瓷。

f.熔制温度高、熔制时间延长,使还原气氛趋于明显,着色离子的价态容易由高价态转向低价态,从而使瓷釉颜色发生改变,导致产品表面色泽不正。

3.3.1.2.2熔制温度低、时间短,使瓷釉熔制不足:瓷釉只有在合理的熔制温度和熔制时间内熔制,才能达到预期的目的。如果熔制温度过低或时间过短,容易导致瓷釉熔制不足,使瓷釉产生许多严重的缺陷。

a.熔制不足的底釉会使密着变差,在底釉涂搪烘干后烧成时,造成底釉烧不透,降低密着。在此情况下需延长烧成时间,既影响了质量又降低了劳动效率和效益。

b.熔制不足的瓷釉析碱量大,釉浆易于出现触变性。

c.熔制不足的瓷釉,往往或多或少地存有未进行反应的生料,在涂搪后烧成时,容易使产品产生气泡、表面无光、瓷面不细腻、化学稳定性差以及瓷面异色等缺陷。

如:某年我们熔制的瓷釉有一部分熔制不足,一些高熔点的原料(如ZrO2等)难以完全熔融参与反应,瓷釉块中镶嵌着部分未熔化的这些高熔点的原料颗粒,在喷粉后烧成时,呈现出未熔化原料的本身色,而使瓷面呈现异色现象,并且瓷面还出现了气泡、无光泽等缺陷。后来,我们将融化不足的釉块进行了重新处理,解决了这一问题。

3.3.1.3冷淬冷淬是制釉的一个不可缺少的环节。瓷釉是热的不良导体,当熔体从熔炉中取出并迅速冷却时,由于内部的热量不能很快散失而造成表里间出现很大的应力,使瓷釉淬裂成不规则块状物,这对于加快研磨速度有很大的作用。瓷釉熔体的冷却一般有三种形式:一是循回水急冷法;二是压缩空气吹冷法;三是薄压并风冷或水冷法。较好的是第二种冷却方法,它可以使瓷釉具有一定的优良性能。

不论采用哪一种冷却方法,冷却速度不同所制得的熔体的结构就不完全相同。在瓷釉熔体利用水淬法冷却时,要掌握水不能沸腾,并且釉块在水中浸泡时间不宜过长,要及时烘干,否则会因析碱量过大等原因影响瓷釉的质量和研磨效果。烘干的釉块要储存在专用的瓷釉库中,以防掉入杂质影响瓷面质量。

3.4研磨和储存釉块的研磨有两种方法一是湿法研磨;二是干法研磨。

为了适应涂搪操作以及获得良好的瓷面,瓷釉应具有一定的细度,如果过粗或过细都会影响涂烧操作和产品质量。底釉一般过100目筛,面釉一般过120目筛。

3.4.1瓷釉研磨过粗瓷釉研磨的过粗,颗粒大影响釉浆的操作性能,并且使得烧成温度提高。这样易形成密着不良、暗泡、发泡等缺陷,如果是色釉还会使颜色变深。

3.4.2瓷釉研磨过细虽然细度的提高可使烧成温度下降,并且使烧成后瓷层减薄,但瓷釉过细也会给瓷层带来不少缺陷。

3.4.2.1若底釉研磨过细,烧成时瓷釉熔化得早且快,气体通道很快被弥合,氧化铁形成的不够,降低密着性能,

3.4.2.2瓷釉研磨的过细,会使手工操作费力且不均匀,不易搪均,粉层干燥后有裂纹,而且诱发烧成后产生搪瓷缺陷。

3.4.2.3瓷釉细度小,粉粒间的空隙度必然降低,使内部水分和其它气体不易透过粉层而积聚,使气体压力增大,由此容易导致“釉流”缺陷。

3.4.3釉粉的储存也是非常重要的,如果在储存过程中落入灰尘或其它杂物,易在瓷面产生异色和爆瓷缺陷。

4结论

4.1搪玻璃反应釜质量的好坏与瓷釉的性能有很其密切的关系。

4.2瓷釉性能的好坏不仅取决于瓷釉本身的化学组成,而且与瓷釉的制备工艺有密切关系。在制备过程中,只有各个工序严格按工艺操作,才能制得性能优良的瓷釉,从而为生产出高质量的搪玻璃反应釜奠定坚实的基础。

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