多元复合熔剂在低温快烧玻化砖试验与研究.pdfVIP

第七届中国建筑卫生陶瓷工业发展高层论坛论文集 多元复合熔剂在低温快烧玻化砖的试验研究 周子松 陈贤伟 范新晖 佛山石湾鹰牌陶瓷有限公司 广东佛山 528031 摘要在“K。O—Na：O--Li：O”■元复合熔剂对配方烧成温度及试样性能影响规律的研究结果基础E，深入研究了不 同类型四元、五元、六元复合熔剂体系对产品低温烧成性能的影响，通过大量的试验和性能测试和显微结构观察分析对超 低温烧结过程和机理进行研究探讨，优化出超低温烧结陶瓷玻化砖的配方组成及制备工艺。 关键词 多元复合熔剂 低温快烧玻化砖 生产原理 种方法存在着以下严蕈影响产品质量的技术缺陷： 刖置 1 低温坯体烧结过程中液相出现速率较快，液相 量较大，产品出现快速收缩，很容易造成变形； 2 碱性原料本身液相粘度低，液相受温度影响较 建筑陶瓷是我国能源消耗大户，节能减排、低碳环 保是陶瓷行业永远的追求，技术节能蕴含着广阔的空 敏感，产品烧结温度范围窄，产品软榻变形难以控制； 间。玻化砖一般采用辊道窑一次快速烧成技术，其烧 3 产品碱性氧化物比例高、玻璃相比例高，导致产 min， 品脆性大、强度低，可加工性能差； 成温度一般在1200℃左右，烧成周期40～100 若能在保证产品烧成周期和性能指标不变的前提下， 4 因坯体需在超低温度下快速烧结，含碱性氧化 降低烧成温度80～120℃，仍是一项技术难度很高的物的原料比例大，造成瘠性料所占比例高，导致坯体结 攻关课题，一旦研发成功再产业化推』1‘，至少降低烧成 合性能降低，压制后因起模强度较低，生坯破损率高； 能耗10％以上，节省大量能源，也大大减少了NOX， 5 稀土尾砂成分波动、造成产品性能难以稳定； CO。等废气的排放，其经济社会效益十分显著，是当 在总结分析国内外研究低温烧结玻化砖试验研究 前陶瓷行业可持续发展的重要技术需求和动力。 结果和课题组可行性试验结果的基础上，针对超低温 为实现超低温快速烧成，获得性能合格的玻化砖 玻化砖生产过程中可能出现的问题，我们在研究中发 产品，必须合理配合使用熔剂，采用多元复合熔剂系 现：要玻化砖在超低温下快速烧结而不变形，熔剂原料 统，来解决超低温建筑陶瓷砖烧成温度范围窄、产品容 需选择多元化，科学组合熔剂原料，使得坯体能在一个 易变形等瓶颈问题。研究发现，多元复合熔剂随着温 较宽的烧成温度范围内逐渐烧结，因此提出了复合熔 度的升高，碱性氧化物逐步地进人液相，液相梯度出现 剂及梯度熔融烧结的技术路线。项目采用多种系统的 在坯体中，不会集中在较小的温度区间大量地出现碱 复合熔剂，分别研究了不同碱金属氧化物用量．以及多 性氧化物比例较高、粘度较低的液相，因此明显减小J， 元复合熔剂对低温烧成产品性能的影响规律，利用多 产品的变形率 并且拓宽了试样的烧成温度范围。 元复合熔剂梯度出现液相，来降低产品烧成温度，保汪 产品性能，取得较满意效果。 1 超低温快烧玻化砖生产技术原理 2试验 现有的技术对建筑陶瓷玻化砖降低烧成温度的主 要方法多是采用大量引入，至二种低温熔剂 如 2．1 试验方案 Na。O，K。 的方法，使坯体在较低温度下烧结。但这 ·96· wⅣw．爱卫j攀．corn www．』一weiyu．corn 第七届中国建筑卫生陶瓷工业发展高层论坛论文集 985。C低共熔点附近的配方组成为基础。 得出理论配方。 1 在理论配方基础上研究了不同粘土和钾钠长石 用量与配比 “K。O—Na：O”二元熔剂系统 对产品烧 结性能和起模强度的影响规律，寻求能在低温下烧成 的基础配方。 2 在基础配方的基础上引入第三种熔剂原料—— 锂瓷石，利用多碱效应来进一步降低试样烧成温度。 并研究了“”K。O—Na。O—LizO”三元复合熔剂体系对 超低温烧结性能的影响作用及关系。 3 在“K。0～Na：OLi。O”三元复合熔剂对配方 烧成温度及试样性能影响规律的研究结果基础上，深 入研究了不同类型四元、五元、六元复合熔剂体系 例： K 温烧成性能的影响，通过大量的试验和性能测试和显 图1“K2 J—AI2【J3一Si02”三兀系统相图 微结构观察分析对超低温烧结过程和机理进行研究探 参照K。O—Al。O。一SiO。系统相图中在低共熔 讨，优化出超低温烧结陶瓷玻化砖的配方组成及制备 点985。C，K209．5％、A12 310．9％、SiO：79．6％，其 工艺。 反应平衡式为：液相一磷石英+钾长石+莫来石。 为了准确把握各陶瓷原料的物料性能，本试验采 取低共熔点附近的一点． K：O12．20％、A1。O。 用了荧光光谱仪对陶瓷原料进行了准确的化学成分分 16．94％、SiO。70．86％温度为1060℃左右 ，经计算 析，试验结果见表l。 表l试验所